烟煤黏结指数测定研究与探讨

李卓艺 雷婷

（1.新疆维吾尔自治区煤田地质局，新疆乌鲁木齐 830091；2.新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所，新疆乌鲁木齐 830000）

根据工业分析所测焦渣特征值，将试验煤样与专用无烟煤按比例混合搅拌、加压、灼烧，灼烧后所得焦块在室温下冷却，再进行转鼓（强度检验）、称量等步骤，根据公式得出黏结数值，并以其大小体现黏结力的好坏。

1 新旧标准在内容上的变化

烟煤黏结指数测定方法的现行标准是GB/T5447-2014，与1997 年的对照后，现行标准在内容上有一定的修改和变化，详见表1。

表1 新旧标准变化对比表

续表

由表1 可以看出，现行标准于作废标准，进行了较大调整。一是标准名称中字的修改，二是发布单位变化，三是新增目次，四是前言补充修订，五是新增规范性引用文件，六是转鼓转速变化，七是试验煤样分析要求变化，八是试验步骤增减与整合，九是结果表述增加3∶3 计算公式，十是新增试验报告，十一是新增附录。具体说明如下：

（1）标准名称中“粘”字改为“黏”；

（2）发布单位、提出单位、归口单位和起草单位属地更加清晰化，起草规则和修改采用依据更加完善合理；

（3）规范性引用文件中，除了GB 474、GB/T 14181 两项标准，新增标准GB/T 483，该标准指出了对黏结指数测定的分析煤样的技术性要求，即由达到和空气的温度和湿度平衡状态的空气干燥煤样修改为破碎到粒度小于0.2mm 并达到空气干燥状态且用于大多数化学特性、物理特性测定的一般分析试验煤样；

（4）在转鼓转速方面，由原来的（50±2）r/min修改成（50±0.5）r/min；

（5）制样后到试验时间由原来的一周之内完成，缩短至5天之内；

（6）试验步骤经增减和整合后，试验人员操作更加方便；

（7）新增试验报告，在报告格式中除了测试日期、依据标准、样品标识、测试结果、专用无烟煤与试验煤样配比等，新增“制样日期”、“试验中出现的异常现象”，这样可以督促试验员加快测试进度，根据异常现象分析原因、进行问题溯源。

2 影响黏结指数测定结果的因素

2.1 试验前准备工作的影响因素

（1）制样后到试验时间：众所周知，烟煤黏结指数的测定需要采制不受氧化的新鲜煤样，因为煤样一旦受到氧化后，其黏结能力会变弱，尤其是年轻烟煤，受空气氧化更快，在后期焦化、转鼓测试环节中，导致黏结指数值降低，从而影响煤炭分类。在现行标准中，要求在5 天之内完成样品制作与测试，是比较合适合理的。

（2）压块质量：标准中规定镍铬钢制的压块的主要作用是促使熔融的试验煤样通过其外力，更好地粘结专用无烟煤。但是压块在长期使用中，会因氧化作用导致剥蚀现象，使得压块质量减小，从而使得混合煤样在灼烧时粘结不紧密，在后期转鼓过程中，导致测定值降低，影响最终的黏结指数值。经过多次测试，最终规定压块质量在110g～115g之间最为合适。

2.2 试验过程中的影响因素

（1）焦化温度：在相同的焦化时间（15min），设定不同的焦化温度750℃、800℃、850℃、900℃，试验结果证明，随着焦化温度的升高，黏结指数有偏高的趋势，但针对不同的煤种，其偏高的幅度也有所不同。

（2）焦化时间：在相同的灼烧温度（850℃），设定不同的灼烧时间10min、15min、20min，试验结果证明，焦化时间越长，黏结指数值稍有增高，但不显著。

（3）马弗炉温度回升速度：根据现行标准中的要求，炉温在6min内要恢复至（850±10）℃，此后仍要保持在（850±10）℃，且加热时间包括温度恢复时间在内。若6min 之内不能恢复到规定的温度，则试验过程中有效焦化的时间短，导致试验煤样与专用无烟煤结合成的焦块不紧密不充分，从而使黏结指数值偏低。

3 结论及建议

烟煤黏结指数测定是操作性、规范性极强的试验，测定的结果会随试验条件不同而变化，本文从制样到试验时间、压块质量、焦化温度、焦化时间、马弗炉回升温度和转鼓转速六个影响因素进行分析，并对提高试验效率给出以下建议：

（1）应当严格执行现行标准，记录过程里出现的异常现象或者可能导致测定结果不准确的环节，并有针对性地对具体情况采取相应措施；

（2）黏结指数测定是一项高工作强度的物理试验，为避免样品混淆，造成“质值”不符，通常安排固定人员进行操作；

（3）定期对采制样、试验和仪器设备维修检测等人员进行专业培训，使其充分了解并掌握相关标准的技术要求，对仪器设备定期校准，确保试验结果的准确性；

（4）若大批量样品测定黏结指数，可以提前将专用无烟煤按比例（3g和5g）称好，做好克数标记，放在干燥器内备用，并安排至少两名固定人员进行试验，确保样品及时性；

（5）多备干燥器、马弗炉，若测定黏结的样品数量过多，一天做不完的，需要在灼烧、冷却至室温后转移到干燥器内，否则煤样受空气氧化后，影响试验结果；

（6）待测样品在焦化完成后，稍微冷却至室温后，将压块取出时要注意，切勿将粘在压块上的焦块扔弃，也切勿将粘在压块上的焦块迸溅到其他坩埚中，以免影响待测样品准确性；

（7）新疆气候干燥，在夏季测定该项目时，要穿夏季短袖实验服，防止中暑。