摘要:對如何目測判斷煤質(zhì)的優(yōu)劣程度,從重量法、顏色、灰分、水分、韌性等幾個(gè)方面進(jìn)行了全面分析,為提高煤質(zhì)驗(yàn)收工作起到了積極的推動(dòng)作用。
關(guān)鍵詞:目測識別 比重 顏色 灰分 水分 韌性 煤質(zhì)驗(yàn)收
目測判斷煤質(zhì)的優(yōu)劣程度,主要是三個(gè)指標(biāo):一是該煤的灰分含量;二是該煤的收到基低位發(fā)熱量;三是該煤的水分含量?;曳趾康亩嗌伲f明了該煤摻雜礦物質(zhì)含量的多少,礦物質(zhì)越多,含碳量就會越低,煤的純度就會越低,發(fā)熱量就會越低,煤中全水分的含量越高,計(jì)算到的收到基低位發(fā)熱量就會越低。對煤炭的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),從采樣、制樣、化驗(yàn)到出具檢驗(yàn)報(bào)告,一般需要8小時(shí)以上。而我們的煤炭采購工作和驗(yàn)收工作常??磕繙y來初步判斷煤質(zhì)的優(yōu)劣,也就需要我們掌握目測煤質(zhì)的方法。
1 重量法(煤比重法)
煤的比重(密度)是隨著煤化程度深淺而發(fā)生變化,煤化程度越深,說明被埋入地下的時(shí)間越長,其密度也越大。煤密度主要有三個(gè)基本概念:煤的真相對密度(亦稱真相對體積質(zhì)量)、煤的視相對密度(亦稱視相對體積質(zhì)量)、煤的散密度(舊稱堆積密度或堆比重)。
1.1 煤的真相對密度 煤的真相對密度亦稱真相對體積質(zhì)量,舊稱真比重,是指煤的密度包括煤中孔隙的體積與參考物質(zhì)同體積水的質(zhì)量在規(guī)定的條件下之比。這是計(jì)算煤層平均質(zhì)量與煤質(zhì)研究的一項(xiàng)主要指標(biāo),可用比量瓶法(參考GB217)或其它置換法求得,只能在化驗(yàn)室中得到。但與散密度相比,是比較穩(wěn)定的值,因它不會隨著堆積密度的松緊程度、時(shí)間的長短或運(yùn)輸過程的振動(dòng)沉淀而發(fā)生改變。
1.2 煤的視相對密度 煤的視相對密度亦稱視相對體積質(zhì)量,是指在20℃時(shí)煤的質(zhì)量包括煤的孔隙與同參考物質(zhì)的同體積水的質(zhì)量之比,也叫視比重或叫容重。
1.3 煤的散密度 煤的散密度舊稱堆積密度或堆比量。是指用自由堆積方法裝滿容器的體積的質(zhì)量與容器容積之比。一般以t/m3或kg/m3來表示。散密度是我們在日常工作中最主要使用的方法。如根據(jù)煤的散密度計(jì)算固定容器的裝車高度,像汽車、火車、輪船、煤倉等。要測量煤場庫存煤量,利用工具測量出煤場存煤體積,還要測量出煤場存煤的平均散密度,才能求出實(shí)測存煤量。實(shí)際存煤量很難得到,因散密度很難得到,僅是個(gè)近似值,又與測定人員的熟練程度有很大關(guān)系。
褐煤的真密度1.10~1.40g/cm3,散密度0.80~1.10g/cm3左右;煙煤的真密度1.20~1.45g/cm3,散密度0.95~1.35g/cm3左右;無煙煤的真密度1.35~1.90g/cm3,散密度1.28~1.7g/cm3左右。
同類別的煤密度越小,則說明質(zhì)量越好。用重量法判斷一批煤質(zhì)量的好壞,一是用稱重與測方的方法獲得;二是看裝車高度與重量之比。
舉例說明:火車箱體長13.5m,寬2.8m,高2.0m,總?cè)莘e75.6m3,其標(biāo)準(zhǔn)裝量為72t。
裝褐煤時(shí),褐煤的比重若為0.86g/cm3,則裝平車箱的重量為65t/車。如果裝足票計(jì)重量則需要裝高于車箱220mm才夠72t。所以,到廠的褐煤裝車高度都要高于車箱100多毫米,而裝車時(shí)要高于220mm,運(yùn)輸中震實(shí)下落一部分。如果低于車箱高度就要產(chǎn)生虧噸。
裝當(dāng)?shù)卦?,熱值?800千卡/千克以上的煤,則裝車高度一般為車箱高度的1.7米,這時(shí)煤的密度應(yīng)為13.5×2.8×1.7=64.26m3/72t=1.12t/m3。
地煤裝車高度為1米時(shí),則13.5×2.8=37.8m3/72t=
1.9t/m3。這批煤的密度為1.9t/m3,此時(shí)煤的灰分含量應(yīng)為60%以上,熱值1900千卡/千克左右,這還屬于焦煤時(shí)的重量。
這就是用裝車高度檢驗(yàn)檢斤重量,再反過來用檢斤重量檢驗(yàn)裝車高度的重量檢驗(yàn)方法。所以,煤質(zhì)驗(yàn)收人員往往能于第一時(shí)間查出裝車高度與重量不均等的質(zhì)量問題。
2 顏色
從煤的顏色上大致可分出褐煤、煙煤和無煙煤三個(gè)類別的煤,區(qū)分出是什么煤種,各自應(yīng)有的密度也就清楚了,就可以結(jié)合重量與體積關(guān)系進(jìn)行初步判斷。褐煤是泥炭沉積后經(jīng)脫水、壓實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)生物的初期產(chǎn)物,因外表呈褐色或暗褐色而得名。根據(jù)外表的特征,褐煤又可以分為土狀褐煤、暗褐煤和亮褐煤三種。其中土狀褐煤和暗褐煤屬于低煤化程度的褐煤,而亮褐煤屬于高煤化程度的褐煤,民間也習(xí)慣叫高褐,因它屬于高熱值,高質(zhì)量的煤,也叫高質(zhì)褐煤。煙煤的煤化程度高于褐煤而又低于無煙煤,因燃燒時(shí)多煙而得名。煙煤外觀顏色為黑色,有一定的光澤,煤塊呈條帶狀。無煙煤是煤化程度最高的一種腐植煤,因燃燒時(shí)無煙而得名。無煙煤外觀呈灰黑色,帶有金屬光澤,所以,我們又把它稱做鋼灰色。該煤無明顯條帶,硬度極高,密度也最大。
3 灰分
煤中灰分含量的多少,則說明了煤的質(zhì)量的優(yōu)劣?;曳趾吭缴伲滟|(zhì)量越好,反之則差。可以粗略的認(rèn)為:煤的灰分增加1%,煤的密度增加0.01t/m3,熱值下降100千卡/千克。煤的灰分是指煤中所有可燃質(zhì)完全燃燒時(shí),煤中礦物質(zhì)在一定溫度下經(jīng)過一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)目偡Q。因此稱為灰分產(chǎn)率更準(zhǔn)確。煤中灰分與煤中礦物質(zhì)有密切的關(guān)系,是煤中礦物質(zhì)的來源:
3.1 原生礦物質(zhì)。是指存在于成煤植物中的礦物質(zhì)。主要是堿金屬含堿土金屬的鹽類,如鉀、鈉、鈣、鎂的鹽類,此外還有鐵、硫、磷以及少量的鈦、釩、氮等元素。這類礦物質(zhì)含量較少,一般為1~2%,也很難用機(jī)械方法洗選出。
3.2 次生礦物質(zhì)。是指成煤過程中,由外界混入煤層中的礦物質(zhì)。如煤中的高嶺土、方解石、黃鐵礦等,在沼澤中由膠體溶液沉淀而形成;而石英、長石、云母等,則是被風(fēng)和流水帶入沼澤中與泥炭同時(shí)沉積形成,煤形成后,由于地下水的淋濾作用,使方解石、石膏等礦物質(zhì)沉淀下來,填充到煤的裂隙中。
3.3 外來礦物質(zhì)。是指在采煤過程中混入煤中的頂、底板巖石和夾矸層的矸石。外來礦物質(zhì)的密度越大、塊度越大、集中度越大,越易與煤分離,目測也越易。
次生礦物質(zhì)的多少,與成煤條件有關(guān),而外來礦物質(zhì)的多少,與開采條件和開采技術(shù)及過程管理有密切關(guān)系。
還有人為將矸石破碎,摻到原煤當(dāng)中出售,人為的增加煤中灰分的含量,這也屬外來礦物質(zhì)。外來礦物質(zhì)一般用肉眼很容易就能辨認(rèn)出來,根據(jù)含矸率的大小,灰分的大小而判斷質(zhì)量的好壞。
4 水分
煤中的水分含量是影響煤炭質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)空氣干燥基恒容高位發(fā)熱量為29271KJ/kg(或等于7000千卡/千克)時(shí),一個(gè)全水值影響該批煤的收到基低位發(fā)熱量為75千克/千克,當(dāng)該發(fā)熱量為23000KJ/kg(或等于5500千卡/千克)時(shí),一個(gè)全水分影響該批煤的低位發(fā)熱量為60千卡/千克;當(dāng)該發(fā)熱量為16000KJ/kg(或等于3286千卡/千克)時(shí),一個(gè)全水分影響該批煤的低位發(fā)熱量為42千卡/千克。
所以,一些褐煤的彈筒發(fā)熱量雖然很高,但因全水分含量大,計(jì)算到低位發(fā)熱量時(shí),其低位發(fā)熱量也不會是很高,還可以因低位熱值低而成為劣質(zhì)煤或低質(zhì)煤。因此,褐煤脫水技術(shù)也有人進(jìn)行應(yīng)用,但需要解決脫水后的褐煤需合理儲存、合理使用的問題。
要判斷水分高低對煤質(zhì)的影響程度,還要掌握所預(yù)測該煤的煤種應(yīng)具備的常規(guī)水分值,再根據(jù)煤炭表面水分的依附情況判斷該批煤的水分超出該煤的常規(guī)水分的多少。
5 韌性
煤炭因成熟年代的遠(yuǎn)近其煤的種類不同、散密度也不相同。而煤中灰分比例的高低又會影響其密度的高低。當(dāng)我們用手或腳去直感該批煤的韌性,因密度的不同,會給我們有不同的感覺。當(dāng)我們用腳去感知煤炭的軟硬程度時(shí),踩下去煤又會反作用于腳下的韌性是不一樣的。優(yōu)質(zhì)煤壓下去的深度會大一些,反之則淺一些。我們可以感覺腳下煤的韌性和硬度是不一樣的,優(yōu)質(zhì)煤的煤粒之間的引力、粘滯性會大一些,而劣質(zhì)煤的煤粒之間的引力、粘滯性會小一些。當(dāng)腳踩在沙子堆上時(shí),腳下感覺是松散的、深度也大一些。沙子給我們的感覺沙粒之間的引力和粘滯性非常小。而踩在黃土堆上的感覺土粒之間的引力和粘滯性非常大。沙子與黃土這兩種物質(zhì)與煤炭給我們的感覺是不一樣的。所以,我們的腳能感覺到煤炭的質(zhì)量的好與壞。
另外,因煤炭與矸石本身的韌性與鋼性的不同,表現(xiàn)在煤炭表面的形狀也不同。矸石和石塊是棱角分明、鋒利,而煤塊的形狀則呈圓狀,棱角面多受損,鋒利性較差,所以,矸石與煤塊用肉眼就很好識別。常在矸石堆里撿煤塊的人,就有此感受。
綜上所述,怎樣目測識別一批煤炭質(zhì)量的優(yōu)劣,需要我們用心去研究,掌握各種識別手段和方法,不斷實(shí)踐,不斷積累經(jīng)驗(yàn),熟能生巧,再從熟練操作方法上提取、升華,總結(jié)出煤炭的各種知識,是我們做好燃料驗(yàn)收工作的必要手段和責(zé)任。
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