煙煤黏結指數測定研究與探討

李卓藝 雷婷

（1.新疆維吾爾自治區煤田地質局，新疆烏魯木齊 830091；2.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）

根據工業分析所測焦渣特征值，將試驗煤樣與專用無煙煤按比例混合攪拌、加壓、灼燒，灼燒后所得焦塊在室溫下冷卻，再進行轉鼓（強度檢驗）、稱量等步驟，根據公式得出黏結數值，并以其大小體現黏結力的好壞。

1 新舊標準在內容上的變化

煙煤黏結指數測定方法的現行標準是GB/T5447-2014，與1997 年的對照后，現行標準在內容上有一定的修改和變化，詳見表1。

表1 新舊標準變化對比表

續表

由表1 可以看出，現行標準于作廢標準，進行了較大調整。一是標準名稱中字的修改，二是發布單位變化，三是新增目次，四是前言補充修訂，五是新增規范性引用文件，六是轉鼓轉速變化，七是試驗煤樣分析要求變化，八是試驗步驟增減與整合，九是結果表述增加3∶3 計算公式，十是新增試驗報告，十一是新增附錄。具體說明如下：

（1）標準名稱中“粘”字改為“黏”；

（2）發布單位、提出單位、歸口單位和起草單位屬地更加清晰化，起草規則和修改采用依據更加完善合理；

（3）規范性引用文件中，除了GB 474、GB/T 14181 兩項標準，新增標準GB/T 483，該標準指出了對黏結指數測定的分析煤樣的技術性要求，即由達到和空氣的溫度和濕度平衡狀態的空氣干燥煤樣修改為破碎到粒度小于0.2mm 并達到空氣干燥狀態且用于大多數化學特性、物理特性測定的一般分析試驗煤樣；

（4）在轉鼓轉速方面，由原來的（50±2）r/min修改成（50±0.5）r/min；

（5）制樣后到試驗時間由原來的一周之內完成，縮短至5天之內；

（6）試驗步驟經增減和整合后，試驗人員操作更加方便；

（7）新增試驗報告，在報告格式中除了測試日期、依據標準、樣品標識、測試結果、專用無煙煤與試驗煤樣配比等，新增“制樣日期”、“試驗中出現的異常現象”，這樣可以督促試驗員加快測試進度，根據異常現象分析原因、進行問題溯源。

2 影響黏結指數測定結果的因素

2.1 試驗前準備工作的影響因素

（1）制樣后到試驗時間：眾所周知，煙煤黏結指數的測定需要采制不受氧化的新鮮煤樣，因為煤樣一旦受到氧化后，其黏結能力會變弱，尤其是年輕煙煤，受空氣氧化更快，在后期焦化、轉鼓測試環節中，導致黏結指數值降低，從而影響煤炭分類。在現行標準中，要求在5 天之內完成樣品制作與測試，是比較合適合理的。

（2）壓塊質量：標準中規定鎳鉻鋼制的壓塊的主要作用是促使熔融的試驗煤樣通過其外力，更好地粘結專用無煙煤。但是壓塊在長期使用中，會因氧化作用導致剝蝕現象，使得壓塊質量減小，從而使得混合煤樣在灼燒時粘結不緊密，在后期轉鼓過程中，導致測定值降低，影響最終的黏結指數值。經過多次測試，最終規定壓塊質量在110g～115g之間最為合適。

2.2 試驗過程中的影響因素

（1）焦化溫度：在相同的焦化時間（15min），設定不同的焦化溫度750℃、800℃、850℃、900℃，試驗結果證明，隨著焦化溫度的升高，黏結指數有偏高的趨勢，但針對不同的煤種，其偏高的幅度也有所不同。

（2）焦化時間：在相同的灼燒溫度（850℃），設定不同的灼燒時間10min、15min、20min，試驗結果證明，焦化時間越長，黏結指數值稍有增高，但不顯著。

（3）馬弗爐溫度回升速度：根據現行標準中的要求，爐溫在6min內要恢復至（850±10）℃，此后仍要保持在（850±10）℃，且加熱時間包括溫度恢復時間在內。若6min 之內不能恢復到規定的溫度，則試驗過程中有效焦化的時間短，導致試驗煤樣與專用無煙煤結合成的焦塊不緊密不充分，從而使黏結指數值偏低。

3 結論及建議

煙煤黏結指數測定是操作性、規范性極強的試驗，測定的結果會隨試驗條件不同而變化，本文從制樣到試驗時間、壓塊質量、焦化溫度、焦化時間、馬弗爐回升溫度和轉鼓轉速六個影響因素進行分析，并對提高試驗效率給出以下建議：

（1）應當嚴格執行現行標準，記錄過程里出現的異常現象或者可能導致測定結果不準確的環節，并有針對性地對具體情況采取相應措施；

（2）黏結指數測定是一項高工作強度的物理試驗，為避免樣品混淆，造成“質值”不符，通常安排固定人員進行操作；

（3）定期對采制樣、試驗和儀器設備維修檢測等人員進行專業培訓，使其充分了解并掌握相關標準的技術要求，對儀器設備定期校準，確保試驗結果的準確性；

（4）若大批量樣品測定黏結指數，可以提前將專用無煙煤按比例（3g和5g）稱好，做好克數標記，放在干燥器內備用，并安排至少兩名固定人員進行試驗，確保樣品及時性；

（5）多備干燥器、馬弗爐，若測定黏結的樣品數量過多，一天做不完的，需要在灼燒、冷卻至室溫后轉移到干燥器內，否則煤樣受空氣氧化后，影響試驗結果；

（6）待測樣品在焦化完成后，稍微冷卻至室溫后，將壓塊取出時要注意，切勿將粘在壓塊上的焦塊扔棄，也切勿將粘在壓塊上的焦塊迸濺到其他坩堝中，以免影響待測樣品準確性；

（7）新疆氣候干燥，在夏季測定該項目時，要穿夏季短袖實驗服，防止中暑。