關于提高煙煤粘結指數測定準確性的思考

胡博 張婧蔚(新疆維吾爾自治區煤炭煤層氣測試研究所，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

對煤進行粘結指數的測定需要在相應的規定下，使用規定的無煙煤與試驗煤樣進行混合，將其進行加熱，使其快速成焦，然后使用轉鼓對焦塊的耐磨強度進行檢驗，檢驗出煤樣的粘結能力。煤的結焦性與粘結性指數是對煤進行評價的主要標準，同時進行煤分類的重要依據。煙煤，特別是煉焦煤，它的粘結指數不僅僅是一個工藝性的指標，同時更是一個較為關鍵的計價指標。

1 煙煤粘結指數測定用煤樣

1.1 煤樣的制備與存放

由于煤炭在存儲的過程當中十分容易受到風化，煤炭在風化后的碳含量極低，但是氧的含量卻會增加，導致煤炭的粘結指數直線下降。所以在進行采集粘結指數測定的煤樣時，必須嚴格按照國家相關標準進行采集工作，采取并未受到破壞已經碎裂的煤樣。在采集樣品的過程中，還要對樣品的防氧化工作重點防范，因為煤樣受到氧化后會使粘結指數的測定以及其粘結的能力受到一定的影響，所以對采集樣品的時間要進行嚴格的把控，時間不得超過7天。煤樣存放的時間也不宜過長，因為長時間存放會導致煤樣逐漸產生氧化現象，最終影響煤樣的粘結指數測定的結果，如果存放時間在7天之內，那么不會對煤樣的粘結指數測定造成太大的影響，因此將煤樣確定后，需要在7天之內得出粘結指數的測定結果。

進行煤樣制備的方法：制樣的制備是需要嚴格按照國家級相關規定進行的，粒度的組成決定了粘結指標的測值，如果是0.1～0.2毫米之間的粒級，且其質量百分數小于其自身的20%，這種數據所代表的就是粒度偏細且粘結數值過高；如果在0.1～0.2毫米之間，且質量百分數大于其自身的35%，則表示試樣的粒度組成偏粗，而且粘結指數較小。所以，最終得出的結論是，被檢測樣品的粒級必須要在0.1～0.2毫米之間，且比例必須嚴格控制在20%～35%，對于煤樣的存放必須放在相對較封閉干燥的容器內，且需要放置在陰涼處保存。

另外，進行煙煤粘結指數的測定時，不僅要嚴格要求煤樣的粒度，另外還需要注重煤樣的狀態，需要在空氣干燥的環境下進行煤樣的制備。但是在實際的操作過程當中，干燥不夠以及過量的干燥時有發生。在干燥不夠的情況下進行煤樣的粘結指數測定，煤樣依然存在一定的水分，這些水分一般是機械的吸附使煤粒結合了，由于吸附的作用，使煤粒之間的結合過于緊密，雖然這樣的煤樣在加熱的過程當中，水分會蒸發，但是在加熱的過程尤為迅速，煤粒之間的結合比無水分的煤粒結合更加緊固，得出的測定結果就會過高。而在干燥過量的情況下進行測定，不僅煤炭外在的水分會消失，煤炭內的水分也在消耗，這些水分消耗后，會使煤炭的內部呈現空虛的狀態，使煤炭變形，進而導致粘結性較低。因此在進行測定時，必須要在符合標準的環境下、選擇標準的干燥方式進行。

1.2 選購專用無煙煤

進行煙煤粘接指數的測定，所選取的煤樣需要選擇寧夏汝箕溝煤礦按照GB14181的規定所制成的，因該煤樣已經通過國家煤檢中心的檢測鑒定了。鑒定無煙煤的技術要求分別有：煤的水分小于要2.5%；灰分要小于4%；，揮發分要小于8%；粒度需要保持在0.1～0.2毫米之間；超過0.2毫米以上的不可超過4%，且小于0.1毫米的不可超過6%。

2 煙煤粘結指數的測定

2.1 正確的攪拌方法與時間控制

煤樣是否能夠均勻的混合，完全是由攪拌時間及方法來掌控的，將兩者均勻的混合在一起，才能保證測定結果的精準度，所以在進行試樣時，必須嚴格的按照國家級標準，將坩堝角度傾斜為45°，并對其進行逆時針旋轉，使其旋轉頻率保證在每分鐘15r，與此同時攪拌需要進行順時針的旋轉，并使其動作頻率保持在每分鐘150r，而且要求攪拌絲的環部與干鍋底部和底部相連部分能夠緊密進行攪拌，這樣才可以保證煤樣與無煙煤之間的能夠攪拌均勻，同時還要保證整個攪拌過程必須控制在2分鐘之內。

2.2 馬弗爐的溫度控制與回升速度

攪拌好的混合物必須嚴格按照國標規定方法進行下一步程序，需要將混合物放入850℃的馬弗爐內，顱內溫度的標準是為850℃，不可大于或者小于10℃，這樣才能保證混合物的焦化效果。

根據實驗數據所表明(如表1)，焦化時間相同、溫度不同的情況下，最終得出的結果也會有所不同。測定結果會隨著爐內溫度升高而升高。在馬弗爐進行加熱時效率不足，就會導致溫度回升較慢，使焦化時間縮短，所以最終的測定結果就會偏低，基于此便可以利用提升顱內溫度的方法來解決這一問題，以此來保證流程嚴格按照國家規定標準來進行，符合溫度回升速度的基本要求。

表1 煤樣的對比試驗結果

2.3 壓塊質量及方法

用制定規格的壓塊來進行外力的加壓，使以及熔融的煤粒粘結無煙煤。實驗證明，壓塊質量的大小直接影響著粘結度，所以在壓塊選擇時一定要選擇國標規定的鎳銘鋼壓塊，且其重量必須保持在110～115克之間。壓塊在經過多次的使用后會出現剝蝕現象，所以工作人員要對壓塊進行監控，將質量小于100克的壓塊及時進行更換，以免影響到最終的測定結果。

2.4 轉鼓時間和轉速

粘結指數所表示的是煤樣在制定條件下形成的焦塊的耐磨程度以及抗破壞力的大小的指數，而轉速與時間直接影響著破壞力的大小，轉速越快時間越長，焦塊所承受的研磨力也就越大，粘結的指數也就會越小。因此，在進行轉鼓的轉速鑒定時，需要邀請有資質的相關部門來進行鑒定，以此保證轉鼓的轉速可以達到每分鐘50r，并將轉動的時間保證在5分鐘以內，使其總轉速保證在每分鐘250r。

3 煙煤連接指數測樣及制定影響因素

3.1 煙煤采制影響因素

我國的粘結指數測定的標準是以寧夏汝箕溝所產的烏木煙煤作為測量標準的。無煙煤與煙煤的區別不是很大，所以很容易造成混淆的狀況。所以我們要注意的就是在每一次打開煙煤測試樣品袋時，必須要對不同批次的樣品進行平衡測試，以此來保證標準樣品的質量。煤樣的粒徑是否合乎標準，對于G值確定的影響非常大。在《煙煤粘結指標測定》當中明確的指出了：顆粒的尺寸應為0.2毫米，應占總體煤樣的20%，剩余的粒度應在0.2毫米以下。

在對煤樣進行分析時，會遇到很多不合格的樣品，確定不合格樣品應該取20%～35%的樣品下限來確定，這樣評定不合格樣品的方式可以很好的保證分析結果在允許范圍內，使煤樣的質量得到保證。由于試驗環境的不同，會出現較低的顆粒，最低的尺寸也在0.2毫米以下，但在正常的試驗環境下，顆粒尺寸會在小于0.2毫米，且0.1毫米與0.2毫米之間的比例則在20%和35%，在這種情況下，進行試驗前需要對煤樣進行均勻的混合。

3.2 材質樣方法程序的影響因素

在進行煙煤的樣品制作時，需要經過幾個流程：破碎、收縮、混合。在進行煙煤的試樣制備時，如果在最終破碎階段時磨削的時間過長，這樣會影響粘結劑指標測量的測量結果。因此，技術人員在進行樣品制備時，需要對其進行破碎、混合、收縮的過程進行分析，過程中還要嚴格控制磨削時間，以免對最終分析結果產生影響。根據具體數據我們可以看出磨削時間一旦過長就會出現煤樣過細的情況，嚴重時就會導致粘結的指數下降。所以在進行粘結指數的測定時，應將煤樣的消磨時間控制在1.5分鐘左右，并且還要用特殊的無煙煤作為其自身的粘結標準值。接下來就要對攪拌的時間與方法、壓塊放置及溫度回升的時間進行分析，分析后的結果要與國際標準進行對比。在對比的過程中我們發現，最終結果要比國際標準焦化標準要高，在抽樣員進行取樣時，要取煤堆下一米的樣煤，煤樣的采集會對粘結指數的最終結果產生非常大的影響。采用代表性的煤樣可對粘結指標的最終結果的測定起到良好的作用。樣品進行加工過程中要依次進行破碎、混合、收縮流程，工作人員需要對各流程的數據作出針對性分析，嚴格控制破碎顆粒尺寸及破碎時間，避免對后期分析造成影響。磨削的過程過長，煤樣就會產生過細的情況，影響到最終的粘結指數結果，導致粘結指數過低。所以工作人員在進行粘結指標樣品制定時，應選取封閉式破碎機在1.5分鐘內進行破碎，并且破碎機的工作時間不可超過2分鐘。

4 結語

在進行煙煤粘結指數的測定時，需要全方面的對能夠產生影響的因素進行分析，并注意過程當中的每一個環節與細節，只有嚴格遵循國家提出的標準以及操作規范，才能夠進一步使煙煤指數的準確率得到保證。另外，根據大量的實驗數據與經驗可知，使用手工將煤樣進行碾碎時，需要進行層層的過篩，但是按照相關的標準以及方式進行粘結指數測定的煤樣進行制備，可以使得煤樣最初的物理化學性能以及工藝的特性得到保證，使得測定結果更加真實。