煤炭胶质层的测定

煤炭胶质层最大厚度标准一、定义和术语煤炭胶质层最大厚度（maximum plastic layer thickness of coal，简称“最大煤胶厚”）是指煤炭在高温高压下塑性流动过程中，胶质层达到的最大厚度。

它是一个表征煤炭塑性和加工性质的重要指标，主要应用于煤炭科学研究和加工利用领域。

二、试验方法测定煤炭胶质层最大厚度的主要试验方法是压汞法。

压汞法是一种通过测量进入汞柱的煤炭胶质层厚度的变化来表征煤炭塑性的方法。

首先，将煤炭样品置于高温高压环境中，使其产生塑性流动。

然后，通过测量汞柱进入煤炭样品的深度，得到煤炭胶质层厚度的变化。

最后，根据测量结果计算出煤炭胶质层最大厚度。

三、影响因素煤炭胶质层最大厚度受到多种因素的影响，主要包括：1. 煤种：不同煤种的塑性和加工性质不同，因此其最大煤胶厚也不同。

2. 温度：温度是影响煤炭塑性和加工性质的重要因素。

在高温下，煤炭的塑性增强，最大煤胶厚增大。

3. 压力：压力也是影响煤炭塑性和加工性质的因素之一。

在高压下，煤炭的塑性增强，最大煤胶厚增大。

4. 水分：水分对煤炭的塑性和加工性质也有影响。

水分含量高时，煤炭的塑性降低，最大煤胶厚减小。

5. 矿物质含量：矿物质含量高的煤炭，其塑性和加工性质较差，最大煤胶厚较小。

四、预测模型基于大量的试验数据和研究结果，可以建立预测模型来估算煤炭胶质层最大厚度。

常用的预测模型包括基于多元回归分析的数学模型和基于人工神经网络的神经网络模型。

这些模型可以帮助我们快速预测未知样品的最大煤胶厚，提高生产效率和产品质量。

五、煤炭质量分级煤炭胶质层最大厚度是煤炭质量分级的重要指标之一。

根据最大煤胶厚的大小，可以将煤炭分为不同的等级，如优质煤、中质煤和低质煤等。

不同等级的煤炭在市场上的价格和需求量也不同，因此准确测定最大煤胶厚对于煤炭生产和销售具有重要意义。

六、应用场景煤炭胶质层最大厚度标准广泛应用于以下场景：1. 煤炭科学研究：在煤炭科学研究中，最大煤胶厚是表征煤炭塑性和加工性质的重要参数，对于研究煤炭的生成、演变和利用过程具有重要意义。

煤炭胶质层检测
一：煤炭胶质层（003）
煤炭胶质层指数是一种表征烟煤塑性的指标，以胶质层的最大厚度y值和最终体积收缩度x值表示。

测定方法是用胶质层测定仪，把煤样装在煤杯中从底部加热，煤样受热后，逐步熔融分解形成“胶质体”，并自下而上形成“半焦层”、“胶质层''和未软化的煤样三部分。

二：煤炭胶质层测定煤样的要求
1、胶质层测定用煤样应符合下列规定：
（1）煤样缩制方法，按GB474进行。

（2）煤样应达到空气干燥状态。

（3）煤样通过1.5mm的圆孔筛。

2、煤样灰分的处理：分别对待
（1）为确定煤炭牌号的煤样，应按分类标准规定进行减灰；
（2）洗选精煤质量的检查，不另减灰；
（3）商品煤除为确定牌号外均不减灰。

（灰分太高时如＞20％应减灰）
3、煤样应封装在容器中，存于阴凉处，防止氧化从制样到测定不超过半个月
三：煤炭相关检测
结焦性、粘结性、塑性、膨胀性、胶质层指数、胶质层最大厚度、终极收缩度、罗加指数、粘结指数、吉泽勒流动度、格金干流试验、焦油、半焦、热解水收缩、抗碎强度、热稳定性、煤对二氧化碳的反应性、结渣性、可磨性、磨损性、灰熔融性、变形温度、软化温度、半球温度、灰黏度、透光率、酸性基、腐殖酸、原生腐殖酸、次生腐殖酸、黄腐殖酸棕腐殖酸、黑腐殖酸等
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烟煤胶质层指数的测定一、目的（1）掌握胶质层指数测定的原理及方法。

（2）了解胶质层指数测定仪的构造及在加热过程中煤杯内煤样的变化特征。

二、方法原理按规定将煤样装入煤杯中，煤杯放在特制的电炉内以规定的升温速度进行单侧加热，煤样则相应形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层三个等温层面。

用探针测量出胶质体的最大厚度 Y，以试验的体积曲线得最终收缩度 X。

三、仪器设备复式胶质层测定仪：有带平衡蛇和不带平衡馆的两种类型，HMS4 型为后一种类型．( l ）煤杯其规格为：外径70mm；杯底内径59mm；从距杯底50mm处至杯口的内径为60mm：从杯底到杯口的高底110mm，煤杯用45 号钢制作。

煤杯内杯壁应当光滑，无条痕和缺凹，应定期检查平均直径相差不大于0.5mm。

杯底与杯体之间隙也不应大于0.5mm，杯底和压力盘，析气孔的布置详见GB479-2000 。

( 2 ）胶质层层面探针（简称探针）：探针直径为lmm ，下端为钝头。

刻度单位为lmm 。

精度0.1-0.2mm，对装好煤样尚未试验的煤杯，用探针测量其纸管部位置时，指针应指在刻度尺的零点上．( 3 ）加热炉：由下、上部砖垛和电热元件组成电热元件采用硅碳棒．保证按规定的“在最初30min 内以8 ℃ /分的升温度到250 ℃以后以3 ℃汾的速度升至730 ℃终止"。

( 4 ）硅碳棒的规格要求（L270 或300mm代替）电压110V ，电流8 -20A；使用部分长度150mm，直径8mm：冷端长度60mm，直径16mm：灼热部分温度极限1200 -1400 ℃。

两电阻值相近的硅碳棒串联使用．( 5 ）程控仪：附有时间显示，温度显示同时控制两煤样试验，操作方便，曲线重复性好。

（采用调压控温很难达到要求）( 6 ）热电偶高温计：用K 型恺装热电偶测温．并每季校验一次。

( 7 ）推焦器1 个，1.0 -5.0mm左棉垫若干，卷烟纸，小铲等。

四、煤样要求：1 、胶质层测定用煤样应符合下列规定：a ．煤样缩制方法，按GB474 进行。

实验九烟煤胶质层指数的测定一、实验目的1、掌握胶质层指数测定的原理及方法。

2、了解胶质层指数测定仪的构造及在加热过程中煤杯内煤样的变化特征。

3、深入了解胶质层最大厚度与煤化程度的关系和体积曲线与煤的胶质体性质的关系。

二、使用范围该实验根据GB/T 479-2000制定，适用于烟煤。

三、方法要点将所需量的煤样装入特制煤杯中，将其放在特制的电炉中，以一定的速度从煤杯底部进行单侧加热。

到一定温度后，煤样发生热解形成半焦层、胶质层和干煤层，通过探针测出胶质层的厚度Y。

从实验的体积曲线可以测得最终收缩度X。

四、实验仪器1、双杯胶质层指数测定仪图1 带平衡铊的胶质层测定仪示意图1—底座，2—水平螺丝，3—立柱，4—石棉板，5—下部砖垛，6—接线夹，7—硅碳棒，8—上部砖垛，9—煤杯，10—热电偶铁管，11—压板，12—平衡铊，13、17—活轴，14—杠杆，15—探针，16—压力盘，18—方向控制杆，19—方向柱，20—砝码挂钩，21—记录笔，22—记录转筒，23—记录转筒支柱，24—砝码，25—固定螺丝2、煤杯：由45号钢制成，外径70mm，杯底内经59mm，距杯底50mm处至杯口的内经为60mm，杯深110mm。

1—杯体，2—杯底，3—细钢棍，4—热电偶铁管，5—压板，6—螺丝图2a 煤杯及其它附件煤杯使用部分的内壁应当光滑。

每使用50次后应进行一次使用部分直径检查。

其主要包括：①沿煤杯高度方向每10mm测一内径值，共测6次；其平均值应为59.5±0.5mm；②杯底与杯体结合处的间隙不能大于0.5mm。

图2b 杯底3、程序控温仪：温度低于250℃时，升温速度约为8/min℃，250℃以上，℃。

在350~600℃范围内，显示温度和实际温度的差值不超过升温速度为3/min5℃，其余时间内不应超过10℃。

4、探针：由钢针和铝制刻度尺组成。

直径为1mm的钢针，下端是钝头；刻度尺上的刻度值为1mm。

图2c 压力盘 图3 探针（测胶质层层面专用）5、加热炉：由上部砖垛、下部砖垛和电热元件组成。

胶质层指数的测定此法是苏联列·姆·萨保什尼可夫和列·帕·巴齐列维奇在1932年提出的。

主要测定胶质层最大厚度（y值），最终收缩度（x值）及体积曲线类型3种指标。

在我国应用广泛。

此法模拟工业焦碳生成，对装在煤杯中的煤样进行单侧加热。

胶质层厚度主要取决于煤的性质和胶质体的膨胀（与胶质体的流动性，热稳定性和不透气性有关）及试验条件。

配合煤的y值可由单种煤的y值和百分含量（干煤）按加和性估算。

X值取决于煤的挥发分，熔融，固化，收缩等性质及试验条件。

一般当煤的Y值越大，粘结性越好。

并且Y值随煤的变质程度呈现有规律性的变化。

一般当煤的V为30%左右时，Y 值出现最大值。

V〈13%的煤和V〉50%的煤，Y值都几乎为零。

最终收缩度X值表征煤料在成焦后的收缩的情况，对焦炉中焦饼的收缩，焦炭的粒度，裂纹的多少及推焦是否顺利，都有参考价值。

体积曲线的形状与煤种有一定关系。

煤在恒压下（1千克/平方厘米）加热时体积的变化，可反映出胶质体的厚度、粘结、透气性及气体析出强度，因而体积曲线与煤的胶质体性质有直接关系。

胶质层测定曲线的讨论，因由底部加热，故每一层的温度都比其上层高，煤逐渐分层形成胶质体，固化和收缩的情况与炭化室中煤料的分层结焦相类似。

不同变质程度烟煤的曲线形状如下：(1)气煤一般弱粘结性气煤胶质层薄，粘度小，气体易透过，因此对压塞不呈现大的压力，且煤的收缩量X很大，曲线均匀下降。

焦炭粘结，熔融，气孔壁薄，纵裂纹多。

(2)肥煤因胶质体厚,粘度也不算小,且不透气性和热稳定性较高,故气体不能通过胶质层由冷侧析出;当半焦尚未形成裂纹时,胶质层下面和胶质层中的气体跑不出去,给压塞以向上的推力,使曲线成大山形.当半焦产生裂纹和胶质体固化后,气体就由热侧中逸出,曲线就向下了.(3)焦煤胶质层比肥煤薄,但粘度比肥煤大.各层煤形成胶质体后,最初也象肥煤那样,因气体不能由上下两侧逸出,而向上推压塞,曲线就向上了.随后一部分胶质体固化,半焦进一步收缩,形成网状裂纹,使气体逸出,压力降低,曲线下降.随即上面的胶质层下降将半裂裂纹由热侧堵塞,并又有胶质层形成,这样上述压上升,下降的情况又重复,故形成锯齿形曲线,焦炭则为多层组织.气体由冷热侧析出各半.焦炭致密,坚实,裂纹少.(4) 瘦煤胶质层薄,但粘度大,流动性差,因此不能将加热后变形粒子之间的空隙完全充满,故气体能从空隙逸出,曲线一般平滑下降。

0　前言 目前我公司焦化厂年产焦炭约500多万吨，煤质量的好坏直接影响焦炭的质而煤的胶质层最大厚度Y 值作为表征烟煤结焦性的一个重要指标，是对指导焦化厂配煤以及进厂煤验收不可缺少的一个重要数据，为此，如何准确测定胶质层指数就显得尤为重要。

1　煤样的缩分和制备 （1）煤样的缩分是一个很重要的环节，如处理不好将严重影响分析结果的准确性。

煤样的粒度大小是影响煤样缩分均匀性的主要因素，粒度越小越易混匀。

在煤样混匀缩分过程中，最好减小煤样的粒度，尽量使煤样的粒度达到3㎜以下，这样可以更好的保证煤样的代表性，以减少样品缩分不均匀产生的偏差。

（2）国标要求胶质层试验所需的煤样应该进行空干（即在自然条件下进行干燥）。

由于我们地处南方空气湿度大，特别是夏天比较潮湿无法使煤样在自然条件下进行干燥，所以一般使用烘箱对煤样进行干燥，但烘箱温度过高会导致煤变质，特别是一些易氧化的煤，煤样一旦氧化变质后会使胶质层的测定结果变小，从而影响结果的准确性，所以煤样干燥时尽可能在低温下进行，建议把烘箱温度设定在40℃以下。

同时煤样干燥时应尽可能平铺的薄一点（不要超过10mm）以便水分蒸发，且每隔半小时翻一次煤样，以避免煤样因内部发热而变质。

（3）煤样的制备尽量采用对辊式破碎机破碎，并且边破碎边筛分，避免发生煤样反复破碎后再筛分的情况，以确保煤样不会过细，因为煤样太细话会影响装煤高度，从而影响测定结果，特别是对收缩度的影响较大。

2　实验前的准备工作 （1）实验用的煤杯一定要清洗干净，因为煤杯壁残留的焦渣会影响煤样在实验过程中的膨胀、收缩，影响测定结果的正确性。

（2）严格按国标要求进行煤样装杯，将样品全部倒在缩分板上，混匀、摊成约10mm 的小方块，用网格法称取100±0.5g 煤样，然后将试样用堆锥四分法分四部分，分四次装入煤杯，，每次25g，用金属针将煤样摊平，但不得捣固，否则会影响试样的膨胀、收缩，从而影响测定结果。

120烟煤胶质层指数的测定模拟工业焦炉的炼焦条件，将煤样装填于杯中，于杯底单侧加热并通过测定得出以下3个主要指标：胶质层最大厚度Y，胶质层体积曲线，最终收缩度。

该实验规范性很强，影响因素包括实验仪器、实验条件、环境因素、人员操作，其中人员操作对实验结果有很大影响。

根据国标并结合自己多年的测试经验，简述该实验的注意事项，尤其是在人员操作细节方面需要注意的问题和解决方法。

一、煤样的制备测定胶质层指数的煤样按照GB 474制备到粒度不小于3mm，再使用对辊式破碎机逐级破碎到全部通过15mm圆孔筛，其中粒度小于0.2mm部分不超过30%，缩分出不少于500g。

煤样的粒度组成应符合要求，否则对X值有影响。

粒度大，X值也大。

粒度波动大，则X值波动也大。

如此X值不稳定就不能较好的指导实际生产，不能准确的反映焦炭的收缩情况。

达到空气干燥状态的实样应储存在磨口玻璃瓶或其他密闭容器中，置于阴凉处，应在制样后不超过15d内完成测试。

煤样的氧化会影响Y值大小，一般会使Y值减小，所以应该在煤样制备完成后尽快测试，保证结果的准确性。

二、煤样的装填1.将全部式样倒在缩分板上，堆掺均匀，摊成厚约10mm的方块，用直尺将方块划分为若干30mm*30mm左右的小块，用取样铲，按棋盘式取样法隔块分别取出两份式样，每份试样质量为100±0.5g。

2.将每份试样用堆锥四分法分为四分，分四次装入煤杯中。

每次装25g后，用金属丝将煤样摊平，但是不得捣固。

3.制作的卷烟纸管应符合国标要求，如果太细会导致Y值增大，装样过程中，卷烟纸管应保持垂直状态。

在杠杆上挂砝码后，通过轻轻旋转把细纲棍小心从纸管中抽出，并使纸管保持在原有位置。

若纸管被拔出，应重新装填。

用探针测量纸管底部，指针应在刻度尺的零点，如果不在零点，必须重新装填。

4.煤杯上部用厚度为1mm的石棉垫覆盖，防止实验过程中胶体溢出。

石棉垫也不宜太厚，以免影响透气性，导致实验结果不准。

烟煤胶质层指数测定方法胶质层指数的测定方法于1964年列为中国国家标准，也是我国煤的现行分类中区分强黏结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。

主要测定胶质层最大厚度Y值，最终收缩度X值和体积曲线类型、焦块特征、焦块抗碎能力等多种指标，其中主要以Y值的大小表征煤黏结性的好坏。

一、测定意义1．胶质层最大厚度Y值主要取决于煤的性质和胶质体的膨胀及试验条件。

一般煤的Y值越大黏结性越好，并且Y值随煤化程度呈现有规律的变化。

一般当煤的Vdaf为30％左右时，Y值出现最大值；Vdaf <13％和Vdaf>50％的煤，Y值都几乎为零，Y 值对中等黏结性和较强黏结性烟煤都有较好的区分能力。

Y值具有一定的加和性。

2．最终收缩度X值取决于煤的挥发分、熔融、固化和收缩等性质及试验条件。

X 值可表征煤料在生成半焦后的收缩情况，该指标对焦炉中焦饼的收缩、焦块的块度、裂纹的多少及推焦是否顺利等有参考价值。

3．体积曲线是煤在恒压（101Kpa）下加热时体积变化的记录，可反映出胶质体的厚度、黏结、透气性及气体析出强度，因而体积曲线与煤的胶质体性质有直接的关系。

二、测定原理此法模拟工业炼焦条件，对装在煤杯中的煤样进行单侧慢速加热，在煤杯内的煤样形成一系列等温层面，而这些层面的温度由上而下依次递增。

温度相当于软化点层面以上的煤保持原状，以下的煤则软化、熔融而形成胶质体；在温度相当于固化点的层面以下的煤则结成半焦。

因而煤样中形成了半焦层、胶质层和未软化的煤样层三部分。

在试验过程中最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐变厚，然后又逐渐变薄。

因此在煤杯中部常出现胶质层厚度的最大值。

测定结束后由记录的体积变化曲线可以决定最终收缩度和体积曲线类型。

还可以对所得的半焦块的特征进行定性描述，如半焦块的缝隙、海绵体绽边、色泽和融合状况等，并进而把所得半焦块置于一定规格的打击器内，用重锤落下，以测定其抵抗破碎的能力。

三、胶质层指数的测定1．方法提要将煤样装入煤杯中，煤杯放在特制的电炉内以规定的升温速度进行单侧加热，煤样则相应形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层三个等温层面。

烟煤胶质层指数测定操作规程1、依据国标GB/T479-2000.2、测定步骤（1）正确安装调试好数码显示开关，然后通电利用调压器控制升温速度，最初30分每分钟升温（7-8）摄氏度到250摄氏度，以后每分钟3摄氏度每10分记录一次，在（350-600）摄氏度间实际温度和应达到温度之差不大于5摄氏度。

其他温度范围内不大于10摄氏度否则试验报废，从250摄氏度开始起应按时记录实际和温度。

（2）250摄氏度时，将记录笔尖接触记录纸转一圈转筒划出零点线。

（3）曲线从零点开始下降的几分钟，就可以测量胶质层层面高度一直测到650摄氏度时为止，如果煤样的体积曲线呈山形或胶质体流动性很大，测到620摄氏度为止，如果有溢出，立即用石棉绳把压力盘上的探孔堵住，以免影响X值。

（4）测定胶质层上部层面高度时，把探针通过压板及压力盘上的探测孔小心的插入纸管中将刻度尺放在板上慢慢插入探针直到尖端刚触到胶质体，读取刻度记录胶质体上部层面高度同时记下时间。

（5）测定胶质层下部高度时，将探针小心的穿过胶质层直达半胶层读取刻度记作胶质层下部层面高度，同时记下时间，取出探针时将其缓慢旋转，以防止带出胶质体。

（6）测定胶质层上部和下部高度每隔（8-10）分测一次上部层面高度每5分测一次下部层面高度每10分测一次，当体积曲线是混合形时，按曲线情况分段决定测定次数。

（7）如果煤的粘结性不太好，当Y ＜7mm时煤的胶质层上、下层面往往不明显，总是一探即到杯底，可以暂停（20-25）分以便层面恢复，然后每15分测上部和下部层面高度一次，如果胶质体流动性很大，下部层面高度可以从550摄氏度开始，然后每隔（7-8）分测一次，直到620摄氏度共测四次后堵孔，不能让胶质体溢出在压力盘上。

当温度达到730摄氏度时结束试验。

煤矿技术2017年3期︱305︱烟煤胶质层测定中的相关操作及注意事项探析何智斌云南省煤炭产品质量检验站，云南 曲靖 655000摘要：烟煤胶质层指数是判断其结焦性能的核心指标，本文主要对烟煤胶质层测定中的相关操作以及注意事项进行分析。

关键词：烟煤胶质层；测定；操作；注意事项中图分类号：TD82 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）03-0305-01前言 胶质层测定的设计原理就是模拟工业焦炉碳化反应室，将煤样放入煤杯中，对实施单侧加热，直到煤样形成等温层面。

煤样的各个层面会从其加热一侧开始逐层降温，并且出现胶质层、半焦层以及并未软化的煤样层。

一般情况下，胶质层的性质以及量能够直接决定烟煤的质量高低。

胶质层测定得到的最终收缩度X 以及最大厚度Y 属于检测烟煤结焦性能的主要指标。

烟煤胶质层指数具有较强的规范性，对其测定的准确度产生影响的因素相对较多，较为常见的影响因素为仪器设备、实验条件以及人员操作等。

1方法提要 将煤样装进煤杯中，从煤杯的底部来对煤样进行单侧加热，由于对煤杯进行单侧加热，其周围散热相对良好，能够让煤杯内的温度能够自上而下得到增加。

在对煤杯加热到一定程度之后，最上层的煤样温度还不能够实现软化，因此会保持原形态，而其中间部分会转变成胶质体，其最下层部分的温度已经达到固化温度让该层煤样转变为半焦状态。

此时，可利用探针来测量煤样的最大厚度（Y），用字母Y 来表示结焦性。

因此，可在实验中测量得出的曲线来明确胶质体的粘度、厚度、透气性、其气体的析出具体情况以及温度的间隔情况。

最后得出收缩度（X），从而能够明确煤的半焦收缩程度。

2 操作以及注意事项 煤样：相关规定明确指出，胶质层测定使用的煤样必须破碎到能够全部通过1.5mm 的圆孔筛，而又不能够过于粉碎，相关规定中并未给出过于粉碎的要求。

因此，在煤炭的检验领域认为过度粉碎的范围为煤样大小不可小于0.2mm，并且粉末状煤样的含有量不能够超过40%。