煤和岩石物理力学性质测定方法第2部分：煤和岩石真密度测定方法

煤和岩石物理力学性质测定方法第2部分：煤和岩石真密度测定方法

国家标准 GB/T23561.2一2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第2部分;煤和岩石真密度测定方法 Methodsfordetermimingthephysiealandmechaniealprpertesofcoalamdrek 一Part2:Methodsfordeterminingthetruedensityofcoalandroek 2009-04-08发布 2009-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T23561.2一2009 前 言 GB/T23561《煤和岩石物理力学性质测定方法沙按部分发布,分为16个部分 第1部分:采样一般规定 第2部分;煤和岩石真密度测定方法 第3部分:煤和岩石块体密度测定方法 第 4部分;煤和岩石孔隙率计算方法; 第5部分;煤和岩石吸水性测定方法 第6部分;煤和岩石含水率测定方法 第 7 部分;单轴抗压强度测定及软化系数计算方法; 部分;煤和岩石变形参数测定方法; 9部分;煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法; 第 部分;煤和岩石抗拉强度测定方法; 第 部分:煤和岩石抗剪试验方法; 第 12部分;煤的坚固性系数测定方法 13部分;煤和岩石点载荷强度测定方法; 第 第 14部分;岩石膨胀率测定方法; 第15部分;岩石膨胀应力测定方法 第16部分:岩石耐崩解性指数测定方法 本部分是GB/T23561的第2部分 本部分的附录c,附录D为规范性附录,附录A,附录B为资料性附录 本部分由煤炭工业协会提出并归口 本部分起草单位;煤炭科学研究总院开采设计研究分院和煤炭科学研究总院检测研究分院 本部分主要起草人;齐庆新、李纪青、毛德兵、傅京昱
GB/T23561.2一2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第2部分:煤和岩石真密度测定方法 范围 GB/T23561的本部分规定了煤和岩石真密度测定中涉及的术语和定义、仪器设备、试验步骤以及 比重瓶法数据计算 本部分采用比重瓶法或气体膨胀法真密度分析仪测定煤或岩石的真密度 术语和定义 下列术语和定义适用于GB/T23561的本部分 2.1 煤真密度truedensityofconl" 煤固相物质的质量与其体积的比值 岩石真密度truedensityofrock 岩石固相物质的质量与其体积的比值 仪器设备 3.1气体膨胀法真密度分析仪 精确度0.02%135cnm大样品池),0.03%50cem中样品池),0.03%10enm'小样品池); 重复性0.01%(135cm大样品池),0.015%(50cm中样品池),0.015%(10cnm小样品池); 分辨率0.0001g/ml 仪器应可以连接真空泵进行原位真空脱气 3.2比重瓶法仪器和设备 主要仪器设备如下 岩石粉碎机; a) b)瓷钵或玛瑙钵; 岩石研粉机出料粒度0.2mm一0.3mm: 分样筛;孔径0.2mm或0.3mm d 天平;感量(最小分度值)0.00g: 们 烘箱; 干燥器; 沙浴或水浴" 真空抽气装置:真空度至少可达0.001MPa(约7mmHg) 短颈比重瓶;带磨口毛细管塞,容量100m或50mL 移液管:容量10ml(量筒: 磁铁; 恒温器;能保持(20士0.5)C的恒温 m 温度计:量程(050)C,最小分度值0.2C n 3.3试剂 十二烧基苯磺酸钠(CsHHNaSO.),分析纯,2%水溶液
GB/T23561.2一2009 或十二烧基硫酸钠(CnHNasO.),化学纯,2%水溶液 试验步骤 比重瓶法 试样制备 对于磁性岩石,取有代表性的岩样100g左右,用瓷钵或玛瑙钵碾碎,并使其全部通过孔径0.2 mm 或0.3mm分样筛 对于非磁性岩石或煤块,取有代表性的试样300g左右,用粉碎机粉碎成小块,然后用研粉机研成 粉末,并使其全部通过孔径0.2mm或0.3mm分样筛 用磁铁吸净混人岩粉中的铁屑 将制备好的岩样在105Cl10C下干燥24h后取出放在干燥器中冷却至室温 4.1.2岩样测试步骤 将蒸馏水煮沸并冷却至室温 4.1.2.2取瓶颈与瓶塞相符的100mL比重瓶,用蒸僧水洗净注人三分之一的蒸溜水,擦干瓶的外 表面 用四分法缩分并称取15其试样粉末(精确至0.001g),借助漏斗小心倒人盛有三分之 4.1.2.3 蒸 水的比重瓶中,注意勿使粉末撒落或粘在瓶颈上 注如采用50ml比重瓶,则称取岩粉10g 将盛有蒸僧水和岩粉的比重瓶放在沙浴或水裕上煮沸后再继续煮1h l.5h 4.1.2.5在煮沸过程中既要使试样粉末充分沸腾,又不要使试样粉末飞溅或外溢 4.1.2.6飞溅在瓶壁上的试样粉末,用滴定管沿瓶壁注水将其冲下 4.1.2.7 如用真空抽气法,则将上述比重瓶放人真空抽气装置内 抽气的真空度为0.001MPa(约 nmmHg) 开动真空泵抽气,直至瓶内无气泡发生为止,且抽气时间不小于1h 然后由三通开关放人 空气 以下步骤与沙浴煮法相同 4.1.2.8含有水溶性矿物的岩石,应用煤油代替蒸水来测定,在这种情况下,只能用真空抽气法,而 不能用沙浴煮沸法 煤油密度计算方法参见附录A 4.1.2.9将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温,然后注人燕僧水,使液面与瓶塞刚好接触注意不得留有 气泡 擦干瓶的外表面,在天平上称重得M(若比重瓶有刻度线,液面的弯月线应与刻度线齐平) 4.1.2.10校正比重瓶,参见附录B,称瓶水合重得M.,精确至0.001g 4.1.3煤样测试步骤 4.1.3.1准确称取粒度小于0.2mm的煤粉分析样2g(精确至士0.001g),通过无颈小漏斗全部仔细 地移人比重瓶中 4.1.3.2用量筒向比重瓶中注人浓度为2%的十二烧基苯磺酸钠或十二烧基硫酸钠溶液3mL,并注 意将瓶壁上附着的煤粒冲人瓶中,轻轻转动比重瓶,放置15nmin使试样浸透 然后沿瓶壁加人25mL 蒸馏水 4.1.3.3把比重瓶移到水浴或沙浴中煮沸20min,以排除吸附的气体 4.1.3.4取出比重瓶,加人新煮沸的燕憎水至水面低于瓶口约1em处,并冷却至室温 然后置于 20士0.5)C或略低于室温的恒温器中,恒温1h(也可以在室温下放置3以上 如用十二炕基硫酸钠 溶液最好过夜),并记录下室温温度 4.1.3.5用吸管沿瓶颈加煮沸过的20C或室温蒸馏水至瓶口,盖上瓶塞,使过剩的水从瓶塞上的毛细 管上溢出这时瓶中和毛细管内不应有气泡存在,否则应重新加水盖瓶塞) 4.1.3.6迅速擦干比重瓶,立即称出比重瓶加煤粉样加润滑剂加水的质量 4.2气体膨胀法真密度分析仪法 4.2.1试样制备:见4.1.1
GB/T23561.2一2009 4.2.2仪器校准;放人与仪器配套的标准球,根据仪器的提示步骤完成校正 该校正每天开机后需要 做一次,并且做完25个样品后应该进行一次复查 4.2.3称取试样质量;样品体积可取1 cm~135cm之间 若样品量不受限制,尽可能多取 根据样 品分析量选定样品池,用电子天平先称样品池重,再加人颗粒试样至样品池的2/3体积,称重精确至 .001g,将样品池连同样品置人真密度分析仪中,并将称出样品的准确质量输人到真密度分析仪中 o 4.2.4精度设定:仪器可进行自动重复运行,直到所选取的多个测量值达到用户选择的允许精度 4.2.5平衡时间:自动选择或由用户选择压力 脱气:采用脉冲吹扫脱气或原位真空脱气 输人高纯复气或氮气:利用气体扩展置换技术,直接测量出粉末试样的真实体积 4.2.8打印结果:连接计算机,打印试验结果及相关参数 比重瓶法数据计算 比重瓶法数据按式)计算测定结果 Ml d= MM一M 式中: 试样真密度,单位为克每立方厘米(g/enm'); M 试样质量,单位为克(g); M 比重瓶、岩样和蒸溜水合重;或比重瓶、煤样、润滑剂和蒸溜水合重,单位为克g); M 比重瓶和满瓶燕僧水合重,单位为克(g) ; 室温下蒸馏水的密度,单位为克每立方厘米(g/em),d,1g/em dl. 当采用煤油代替蒸馏水进行测定时,则式中的M改为比重瓶、岩样和煤油合重或比重瓶、煤样、润 滑剂和煤油合重(g),M改为比重瓶和满瓶煤油合重(g),燕水的密度d,改为煤油的密度d.(d的 计算参见附录A)即可计算测定结果 测定结果记录表见附录C和附录D. 平行测定两次,取算术平均值,计算结果取三位有效数字 若两次测定结果差值超过0.02g/emm" 应重做
GB/T23561.2一2009 附 录A 资料性附录 煤油密度的计算 A.1煤油的密度计算按公式(A.1) M.一M.)d. d= .(A.1 M-M 式中: -室温下煤油的密度,单位为克每立方厘米(g/cmi); dlm M 比重瓶和满瓶煤油合重,单位为克(g); M -比重瓶质量,单位为克(g); M -比重瓶和满瓶蒸榴水合重,单位为克(g); 试验时室温下蒸僧水的密度,单位为克每立方厘米(g/cm=),d,~1lg/cm
GB/T23561.2一2009 B 附 录 资料性附录 比重瓶的校正 可按试验的不同情况,选择以下任何一种方式校正比重瓶: a)如试验量小,可在每次试验时校正一次,算出瓶水合重; 如试验量大,可在每年春秋两季,当室温为20C左右时,各校正一次比重瓶,计算出各温度下 b) 的瓶水合重,列表备用 计算按式(B.1): M=d4二M土一T 十M. B.1 d， 式中 M 在温度T.(计算温度)时的瓶水合重,单位为克(g); M ’ 在温度T校正温度)时的瓶水合重(M'称量三次,取算术平均值),单位为克(g); M 在温度T时的比重瓶质量(要用蒸溜水将其洗净、烘下并冷却至室温后称量三次,取 算术平均值)单位为克(e) 在温度T时水的密度,单位为克每立方厘米(g/cemr'); d. d -在温度T 时水的密度,单位为克每立方厘米(g/em'); 玻璃胀缩系数,e,=2.4×10C" 如试验在恒温条件下进行,在试验温度变化时,比重瓶也应相应地校正一次
GB/T23561.2一2009 c 附 录 规范性附录 岩石真密度测定记录表 送样单位 采样地点: 测定日期 岩石名称 岩样编号: 比重瓶编号 比重瓶、 比重瓶和 室温下蒸 试样真 岩石平均 真密度 试样质量 试样和燕 满瓶燕溜 试验室温 僧水密度 密度 测定次数 备注 M/g 水合重 水合重 度1/C d. dl d M/g M/g g/cm g/cm' g/cm' 注:采用煤油代替蒸墉水进行测定时,表中蒸饷水改为煤油,蒸憎水密度d,改为煤袖密度d. 测定 计算 校核
GB/T23561.2一2009 D 附 录 规范性附录 煤真密度测定记录表 送样单位 采样地点: 测定日期 岩样编号， 比重瓶编号 岩石名称 比重瓶、 比重瓶和 室温下 煤样 煤平均 煤样,润滑剂 试样质量 满瓶燕馏水 试验室温度燕憎水密度真密度 真密度 测定次数 备注 和蒸僧水 M/g 合重 1/C & dl d,7 合重 M/g g/cm g/cm' g/cm' M/g 注:采用煤油代替蒸水进行测定时,表中蒸僧水改为煤油,蒸僧水密度d改为煤油密度dm 测定 计算: 校核: