粘结指数测定过程中的影响因素分析

卫星星

（山西省地质勘查局二一二地质队，山西长治046000）

1 概述

随着经济发展速率不断增加，工业生产中对于能源的需求数量也逐渐增多，而煤炭是非常重要的一种工业用能源。但是，煤粉的种类相对来说较多，而且不同煤粉所拥有的粘结指数也存在一定的差异，粘结指数有着很大的波动。目前，国内供煤企业非常多，而不同供煤厂之间煤粉的粘结指数差异性较大，而且，在煤炭采购的过程中，基本上均是以煤炭粘结指数作为质量验收工作的重要依据，在采购过程中均会对这一指数进行检验。通过测定煤粘结指数，能够更好反映出来煤炭的质量情况，会直接的影响到焦炭质量以及客户结算，同时也会对企业的整体效益带来影响。因此，确保煤粘结指数测定过程中精准性是尤为关键的工作。

2 煤粘结指数测定的原理

在进行煤粘结指数测定的过程中，主要是用于评价煤炭的粘结性能。进行粘结指数的测定时，要尽可能把单次测定的时间减少，这样才可以确保更为精准地划分不同煤炭种类。在进行煤粘结指数测定过程中，采用的相关原理如下：依照相关的规定比例，将测试煤样和测试专用的无烟煤加以混合处理，所使用的专用无烟煤应当满足下列要求：煤炭颗粒的粒径在0.1～0.2mm范围中，挥发分在8%以内，灰分值在4%以内，然后把混合之后煤样快速地加热处理，确保煤炭颗粒能够转变为焦块，在通过转鼓对焦块的强度进一步检测。然后依据所得的测试数据，即焦块抗破坏强度值，进一步地计算得到煤粘结指数，通过此指数具体数值表示煤的粘结性能。因此，从根本上而言，煤粘结指数便是把煤样进行加热处理之后，表示煤粒间、煤粒与惰性颗粒间结合的牢固性能，可以表示为G值或者是G指数。

3 影响G值的因数分析

3.1 取样过程中的影响因素

3.1.1 煤样粒度的影响

通过实验得出，煤样的粒度值将影响到煤G值的测定结果，所得实验数据如图1所示。

图1 不同煤种粒度波动G值变化情况

我们能够看出，若是煤炭的粒度相对小，则G值将会相应的增加，不过，G值波动的情况还会受到煤种的不同而有所差异。之所以会出现此种结果，主要是由于煤炭颗粒粒径相对较小时，与相同质量煤样对比而言，会拥有更大的表面积，从而能够让煤粒和惰性颗粒结合的更加充分与牢靠，相应的粘结性能也会越好，测定所得G值便会越高。不过，针对不同类别的煤炭颗粒而言，由于煤炭颗粒之中所含有的胶质体具体成分以及数量存在一定差异，使得不同煤种的粘结性也会存在差异，对应的G值变化幅度同样也会存在差异。

3.1.2 放置时间

若是其他条件不发生变化，则放置时间同样会对G值有所影响。通过实验得出，在放置时间不断的加长情况下，煤炭G值将表现为不断减小的变化态势，同时，若是放置时间没有超过5d，G值所产生的变化相对较小，而若是放置时间超过了5d之后，则G值便明显的减少。导致这一现象的主要原因是煤炭颗粒放置的过程中，会发生一定的氧化反应，从而使得煤粘结指数会受相应影响。而在放置时间不断增加情况下，测定得到的G值便会随之降低。因此，在进行煤粘结指数测定的过程中，应当尽可能的在短期内进行。

3.2 制样环节的影响因素

3.2.1 煤样与专用无烟煤混合比例

GB474-1996标准之中，为了能够进一步强化对强粘煤辨识的水平，提出了通过增加专用无烟煤掺合比例的测试方法，若是烟煤G指数大于18情况下，此时把烟煤和无烟煤之间的掺合比例设定成1∶5。不过，通过实践之后得出，此种变化并不能够显著地增加G值测定范围。因此，一些学者把烟煤和专用无烟煤的掺合比例设置成0.7∶5.3以及0.8∶5.2，通过实验测试之后得出，在烟煤与专用无烟煤掺合比例逐渐减少的同时，G值测定范围会有所增加，不过，相应的误差同样会随之增大。

3.2.2 制样时间

有学者采用了煤炭粒径均大于0.2mm的煤炭颗粒开展测定工作，在不同的制样时间之下对煤样粘结指数进行测定。通过实验得出，在制样时间不断增加的过程中，所测定得到的G值却有所减小。之所以会导致这一现象，这主要是因为由于制样时间增加，使得煤样自身的温度有所升高，导致煤样便会发生氧化反应，因此，煤样粘结性能会表现出下降的趋势。并且，煤炭的种类有所差异，其对G值的影响也有所差异。一般来说，若是G值相对低的煤，制样时间对于煤粘结指数的影响相对较大。因此，在进行粘结指数的实际测定过程中，需要结合有关标准，准确地控制制样时长，从而确保测定所得结果更为精准。

3.2.3 煤样干燥条件

所谓试样制备是指将采集的煤样制备成为拥有较强代表性的样品，在整个制样过程中需要经过多个工序，其中包含煤炭的破碎、煤炭的筛选以及煤样的混合等不同工序，而任何工序出现了变化均会导致测定的结果会发生变化。经过大量的试验得出，制样过程中的干燥程度会在很大程度上影响到粘结指数测定的准确性，而且在不同的干燥条件之下，所测定得出的实际结果也会存在较大误差。我国标准规定制备煤样时若是温度低于50℃，则要求需要将煤样进行干燥处理，具体的干燥过程为：将收集到的煤样铺摊开来，放置于托盘之中，在温度不超过50℃环境中完成整个干燥处理过程。

3.3 焦化过程对G值的影响分析

3.3.1 焦化时间

在大量的试验之后得出，焦化的时间越长，则G值便会随之增大，具体数据见表1。不过，若是煤炭G值相对高时，此变化便相对较小。

表1 焦化时间的差异对G值具体影响

3.3.2 焦化温度

通过实验证明了，在焦化温度逐渐变化过程中，煤炭颗粒的G值同样也随之发生较大波动。同时，一般对于相同焦化温度而言，无烟煤测定所得G值要较原煤测定所得G值大一些。在焦化温度逐步增加的过程中，原煤测定所得G值表现出逐渐增大的趋势，而若是焦化温度值超过了850℃，此时由于煤炭颗粒已经转变为煤块，所以，测定所得G值相对而言变化不大。不过，在焦化问题逐步增加过程中，无烟煤测定所得G值则首先表现为增大趋势，随后又出现减小趋势，同时当焦化温度值大于850℃情况下，测定所得G值为最大。之所以出现这一现象，主要的原因是由于煤炭之中含有一定惰性颗粒，而对于烟煤而言，惰性颗粒会发挥一定的支撑作用，能够有效地维持焦炭强度值。不过，对于无烟煤而言，其中包含惰性颗粒相对少，因此，其所构成的焦块强度也会相对较低，在温度不断增大过程中，焦块此时会出现破裂问题，因此，在焦化温度超过了850℃之后，在对无烟煤G值进行测定过程中，其表现为逐渐减少的发展态势。

3.3.3 转鼓时间以及速度

通过实验得出，在转鼓的转速不断增大，同时转动时间进一步延长时，焦块所承受摩擦力也会相应增加，随之粘结性同样会被影响，此时测定所得G值会有所减少。因此，依照有关标准规定，进行实验的过程中，需要保证2次转鼓的速率均为50r/min，从而保证所得测定结果的精准性。

3.3.4 压块质量

压块质量同样也会在一定程度上对粘结指数造成影响，同时，在压块质量不断增加情况下，通常粘结指数会逐渐增大，测定所得G值也会相应增大。所以，进行实验时，需要结合有关的标准，选用适宜的压块质量，通常铂铬钢压块质量一般为110～115g左右，而且持续地使用较长时间后，需要进行再次的检定。若是无法达到相关标准的规定，则应立即弃用。在压块还未放入前，要确保将坩埚壁之上搅拌完成的试样全部清理下来，确保周边的试样能够较中间试样低，再将压块放置其中，如此便可以确保所有煤样均置于压块之下，从而保证测定结果的精准性。

3.4 其他影响因素

3.4.1 灰分

一些研究人员采用灰分比例不同的煤炭颗粒开展了相关试验，分析灰分对于煤粘结指数的影响。通过试验得出，煤的灰分能够在很大程度上影响煤粘结指数，同时，在煤炭灰分不断变大的情况下，测定所得G值表现为不断的减少。并且，煤炭的种类有所差异，灰分对于G值的影响程度同样也有所差异。因此，在进行G值测定的过程中，不能够进行减灰处理，这样才可以确保所得测定结果能够更为真实反映出煤实际的粘结指数，这对于炼焦配煤作业起到了极为重要的指导作用。

3.4.2 混合均匀度

因为在测定过程中，搅拌的时间、方法有所差异，便会使得煤样和专用无烟煤之间混合的均匀度存在差异。所以，在实际试验过程中，要求应当依据相应的标准完成整个试验过程，一般情况下搅拌时间控制在2min之内，如此，便能够确保烟煤以及专用无烟煤可以更加充分地得到混合。并且在进行搅拌操作时，应当确保尽可能地将搅拌棒深入之坩埚的底部位置，并依照同一方向搅拌。

4 确保G值测定准确性的措施

（1）要进一步地强化操作人员培训与教育工作，确保人员的专业知识能够得以进一步提升，并且能够利用交叉学习方式提升他们整体素养。

（2）实际操作阶段，要确保样品烘干温度值控制在50℃之内，并且控制搅拌的速率以及时间，控制转鼓的运行状况。

（3）有关部门要结合标准编制相应的操作规范，在实际测定过程中，需要依照标准之中相关的规定完成操作，从而确保煤粘结指数的测定工作更为准确。

5 结语

煤粘结指数的测定过程中，测定结果的精准性会被很多因素所影响，在试验的实际条件存在改变时，测定的结果也会随之发生改变。因此，在进行煤粘结指数的测定过程中，要确保所有操作更为规范。在测定数据存在差异情况下，应当认真分析差异的具体原因，从而采取有效措施加以解决，保证测定结果的精准性。