- •Глава 7. Физико-механические, технологические и горно-технологические свойства некоторых пород Введение
- •7.1. Горно-технологические параметры
- •7.1.1. Коэффициент крепости
- •7.1.2. Буримость
- •7.1.3. Взрываемость
- •7.1.4. Абразивность
- •7.1.5. Замечания относительно горно-технологических параметров
- •7.2. Физико-механические и технологические свойства угля
- •7.2.1. Показатель содержания фюзенизированных компонентов в пересчете на чистый уголь
- •7.2.2. Влияние трещиноватости угля на его технологические свойства
- •7.2.3. Характеристики газообразных компонентов, содержащихся в углях
- •7.2.4. Прочностные характеристики углей
- •7.2.5. Микротвердость и микрохрупкость
- •7.2.6. Абразивность (истирающая способность)
- •7.2.7. Сопротивляемость угля резанию
- •7.2.8. Хрупко-пластические свойства угля
- •7.2.9. Параметры гранулометрического состава добытого угля
- •7.2.10. Размолоспособность
- •7.2.11. Обогатимость
- •7.2.12. Спекаемость
- •7.2.13. Коксуемость
- •7.3. Физико-механические и технологические свойства строительных материалов
- •7.3.1. Строительные материалы из разрыхленных горных пород
- •7.3.2. Штучный камень
- •7.4. Физико-механические и технологические свойства железорудных пород
7.2. Физико-механические и технологические свойства угля
К основным параметрам физико-механических и горно-технологических свойств угля относятся: группа плотностных характеристик (объемная масса, пористость, коэффициент разрыхления); прочностные характеристики (коэффициент крепости, предел прочности при одноосном сжатии, механическая прочность кусков угольной массы); характеристики микротвердости и микрохрупкости, а также характеристики разрушаемости угольных пластов, относящиеся к добычным работам.
Поскольку уголь относится к некрепким породам, то основным способом извлечения его из массива является механическое резание. В результате исследований, проведенных в Институте горного дела (ИГД) им. А.А. Скочинского1), был определен комплекс характеристик, в полной мере характеризующий разрушаемость угольных пластов при резании: сопротивляемость угля и угольных пластов резанию, хрупкопластические свойства угля, содержание и физико-механические свойства твердых включений в угольных пластах и абразивность угля и угольных пластов.
Основные параметры технологических свойств угля: размолоспособность, обогатимость, коксуемость, спекаемость. Кроме того, свойства угля в значительной мере определяются трещиноватостью, содержанием фюзенизированных компонентов, влаги и газообразных продуктов метаморфизма. Свойства угля находятся в тесной связи от его генезиса. Большинство параметров, характеризующих свойства угля, имеют экстремумы для углей, находящихся в средней стадии метаморфизма. Отмеченные особенности углей нашли свое отражение в классификации углей по ГОСТ 25543-88 «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам», приведенной в табл. 7.6.
Таблица 7.6
Классификация углей по среднему показателю отражения витринита ( ), максимальной влагоемкости, выходу летучих веществ, объемному выходу летучих веществ (ГОСТ 25543-88)
Марка1) |
Груп-па2) |
Подгруппа3) |
, % |
П5), % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Бурый (Б) |
1Б |
- |
0,2…0,39 |
>50 |
2Б |
2БВ, 2БФ4) |
0,2…0,49 |
30…50 |
|
3Б |
3БВ |
0,3…0,59 |
<30 |
|
3БФ |
0,4…0,59 |
|||
Длиннопламенный (Д) |
- |
ДВ |
0,4…0,49 |
>40 |
0,5…0,59 |
>36 |
|||
0,6…0,69 |
>34 |
|||
0,7…0,79 |
>30 |
|||
ДФ |
0,5…0,59 |
>30 |
||
0,6…0,69 |
>28 |
|||
0,7…0,79 |
>30 |
|||
Длиннопламенный газовый (ДГ) |
- |
ДГВ |
0,5…0,79 |
>32 |
ДГФ |
>30 |
|||
Газовый (Г) |
1Г |
1ГВ |
0,5…0,89 |
>38 |
0,8…0,99 |
>30 |
|||
1ГФ |
0,5…0,59 |
>30 |
||
0,6…0,79 |
>38 |
|||
0,8…0,99 |
>30 |
|||
2Г |
- |
0,6…0,79 |
>38 |
|
Газовый жирный отощенный (ГЖО) |
1ГЖО |
1ГЖОВ, 1ГЖОФ |
0,6…0,79 |
30…38 |
2ГЖО |
2ГЖОВ, 2ГЖОФ |
0,8…0,99 |
>30 |
|
Газовый жирный (ГЖ) |
1ГЖ |
- |
0,5…0,79 |
>30 |
2ГЖ |
- |
0,8…0,99 |
>36 |
|
Жирный (Ж) |
1Ж |
- |
0,8…0,89 |
28…36 |
0,9…1,19 |
30…36 |
|||
2Ж |
- |
0,8…1,19 |
>30 |
|
Коксовый жирный (КЖ) |
- |
- |
0,9…1,29 |
24…30 |
Коксовый (К) |
1К |
1КВ, 1КФ |
1,0…1,29 |
<30 |
2К |
2КВ, 2КФ |
1,3…1,69 |
<30 |
|
Коксовый отощенный (КО) |
1КО |
1КОВ, 1КОФ |
0,8…1,19 |
22…30 |
2КО |
2КОВ, 2КОФ |
1,1…1,19 |
16…22 |
|
1,2…1,29 |
<30 |
|||
1,3…1,39 |
22…28 |
|||
Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный (КСН) |
- |
КСНВ, КСНФ |
0,8…1,09 |
<30 |
Коксовый слабоспекающийся (КС) |
1КС |
1КСВ, 1КСФ |
1,1…1,39 |
<30 |
2КС |
2КСВ, 2КСФ |
1,4…1,69 |
<26 |
|
Отощенный спекающийся (ОС) |
1ОС |
1ОСВ, 1ОСФ |
1,3…1,79 |
<22 |
2ОС |
2ОСВ, 2ОСФ |
>1,7 |
<22 |
|
Тощий спекающийся (ТС) |
- |
ТСВ |
1,4…1,99 |
<22 |
ТСФ |
1,4…1,59 |
16…20 |
||
1,6…1,99 |
<18 |
|||
Слабоспекающийся (СС) |
1СС |
- |
0,7…0,79 |
20…30 |
0,8…0,99 |
>34 |
|||
2СС |
- |
0,8…1,39 |
26…34 |
|
3СС |
- |
0,8…0,99 |
20…26 |
|
1,0…1,39 |
16…26 |
|||
1,4…1,79 |
16…22 |
|||
Тощий (Т) |
1Т |
1ТВ |
1,5…2,09 |
12…18 |
1ТФ |
1,3…2,09 |
12…16 |
||
2Т |
2ТВ, 2ТФ |
1,5…2,59 |
8…12 |
|
Антрацит (А) |
1А |
1АВ |
2,2…3,59 |
>200 |
1АФ |
2,2…3,59 |
>100 |
||
2А |
2АВ, 2АФ |
3,6…4,49 |
>100 |
|
3А |
2АВ, 3АФ |
>4,5 |
<200 |
Примечания: 1) –в скобках указано условное обозначение наименования марки угля; 2) – цифра перед буквой – условное обозначение группы марки угля, например, «1Г» читается как «первый газовый»; 3) – последняя буква в условном обозначении подгруппы группы марки угля означает: «В» - «витринитовый», «Ф» - «фюзинитовый», например, «1ГВ» читается как «первый газовый витринитовый»; 4) – уголь считается витринитовым, если сумма фюзинизированных компонентов меньше 39% и фюзинитовым – если больше 40%; 5) - смысл обозначения «П» следующий: для бурых углей - максимальная влагоемкость - в % (ГОСТ 8858-93 «Угли бурые… Методы определения максимальной влагоемкости»); для каменных углей – выход летучих веществ - в % (ГОСТ 6382-2001 «Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ»); для антрацитов – объемный выход летучих веществ - в см3/г (ГОСТ 7303-90 «Антрацит. Метод определения объемного выхода …»). Параметры определяются для беззольного состояния угля, когда содержание минерального остатка после сжигания углей (золы) не превышает 10%. Беззольное состояние помечается в верхнем индексе параметров буквой «f». Буква «a» в верхнем индексе параметра означает, что параметр определяется для аналитической пробы угля, в которой максимальный размер зерна не должен превышать 0,2 мм.
Заметим, что надежным классификационным признаком углей, находящихся на разных стадиях метаморфизма, служит показатель отражения витринита. Технологические параметры, упомянутые в табл. 7.6, будут рассмотрены ниже.