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煤的各种粘结性指标间的关系

煤的各种粘结性指标间的关系1.胶质层最大厚度Y值与粘结指数G的关系从图7看出,烟煤的胶质层最大厚度Y值随粘结指数GR.I的增高而增高,但GR.I值在10~70之间时,Y值仅在4~15mm之间变化,Y值为零的煤样,GR.I值比Y 值灵敏得多。

对GR.I值为95~105的煤,其Y值多在25~50mm之间,从而表明,在区分强粘结性煤时,Y值要比GR.I值灵敏得多。

两者之间大致有如下关系:(1)Y值大于30mm的煤,其G R.I值均大于90;y值大于20mm的煤,其G R.I值一般均大于80;Y值小于15mm的煤,G R.I值一般小于80;Y值小于7mm的煤,G R.I值一般都在35以下。

(2)G R.I值大于100的煤,其Y值一般都在25mm以上;G R.I值大于65的烟煤,Y值一般在10mm以上。

(3)160多个煤样的计算结果表明,GR.I与Y值间的相关系数R值为0.83,这表明两者呈显著的正比关系。

但如欲推导Y与GR.I之间的回归方程式,则因其误差较大而起不到审核两指标间测值的准确性好坏的作用。

对同一矿井的煤来说,在积累大量实测数据以后,则有可能推导出计算精度相对较高的回归式,既可核对GR.I的测值是否出现了较大的误差,也可用GR.I值来估算Y值。

如淮北矿务局的朱庄、岱河和杨庄三矿均为焦、瘦煤类,因而其煤质颇为接近(即成煤时代和煤系形成条件较一致),故根据GR.I与Y值之间呈二次曲线关系变化(见图6-5-1)和它们的实测结果,利用非线性一元回归分析原理,推导出值与的回归方程如下:式(6-5-1)的全相关系数R为0.7505,剩余标准差S为1.938,即按该式求算出的Y值,有95%煤样的误差在3.8mm以内。

图7 Y值与GR.I值的关系又如淮北的芦岭、沈庄、朱仙庄和袁庄四矿的煤质也较为接近,产煤牌号为1/3焦煤和气煤,所以同样可根据以上原理,推导出计算这四矿煤值的非线性一元回归方程于下:式(6-5-2)的R为0.7138,但剩余标准差稍小,S为1.797,即按该式计算时,有95%煤样误差在3.5mm以内。

此外,基于Y值的大小不仅与GR.I密切相关,而且也与挥发分Vdaf的大小有关。

为此,根据非线性的二元回归分析原理,推导出计算淮北童亭矿煤(肥煤)Y值的二元非线性回归方程:式(6-5-3)的全相关系数R值为0.9525,剩余标准差S为1.947,即有95%煤样的Y 值计算误差在3.8mm以下。

又如芦岭、沈庄、朱仙庄和袁庄四矿煤的Y值可用下式计算:式(6-5-4)的R为0.7824,剩余标准差S为1.605,即按式(6-5-4)计算时有95%煤样的Y值误差在3.2mm以内。

利用上述关系的原理均可用来审核某些矿井煤的Y与GR.I值的结果是否准确可靠。

开滦矿区煤的GR.I与Y值之间也有较好的互换回归方程式,为了提高计算结果的精度,开滦煤分为GR.I>75和≤75的两组进行推导,即GR.I>75时:上式(6-5-5)的样品数n为501个,相关系数R为0.7383,标准差S为3.724,即有95%煤样的GR.I值计算误差在7.3以内。

如发现的计算值之差超过8,则就有可能Y值或GR.I的测定结果有较大差错,即可根据经验来判断先复查那一个指标。

GR.I不大于75的开滦煤GR.I铊值用下式计算:推导上述回归式(6-5-6)的煤样数n为63,R为0.724,标准差S为14.88,即有95%煤样的GR.I值误差在29.2以内,表明该式的误差太大而无多大实用价值。

从而表明,只有GR.I大于75的开滦煤,才能利用Y值来计算其GR.I值,或用来对这两个指标的互相审核。

反之,GR.I大于75的开滦煤,也可利用下列回归式计算其Y值:式(6-5-7)的标准差S为5.06,即用式(6-5-7)计算时,有95%煤样的Y值误差不超过9mm。

看来,利用GR.I值计算其Y值的精度还不够理想。

这主要是由于Y 值与GR.I值所表征的煤的结焦性不属于同一体系,即前者不加惰性物质,而后者为掺入惰性物质所测出的粘结性。

由于Y值与GR.I是二次曲线关系变化(图6-5-1),经北京煤化所对各种曲线关系(如双曲线、抛物线、对数曲线与指数曲线等)变化的研究后认为,以指数回归方程求算Y值(或GR.I)的误差相对最小,同时,按不同挥发分范围分组推导出的计算误差也小。

其分组范围可按煤分类国标中炼焦煤的几个挥发分分组界线较好,即将Vdaf分为大于37%、大于28%~37%、大于20%~28%和不大于20%四组分别推导出计算GR.I值的指数回归方程。

(1)大于37%的炼焦煤:上式(6-5-8)的n为104,标准差S为2.65,相关系数R为0.809,即GR.I值按式(6-5-8)计算时,有95%煤样误差在5.2以内。

说明该式的回归精度较高,已达到了接近实际使用的程度。

(2)Vdaf大于28%~37%的炼焦煤:(3)Vdaf大于20%~28%的炼焦煤:式(6-5-10)的n为119,R为0.812,标准差S为2.48,表明按式(6-5-10)计算时,有95%煤样的GR.I误差在4.9以下,也可用来核对这两个指标测值的准确与否。

对于全国所有烟煤的GR.I与Y的关系,虽然也可用指数方程表示来互相换算,但其误差必然较大(虽然有时其R值也较大)而无多大实用意义。

烟煤的GR.I-Y 值互换指数方程如表6-5-1所示。

表6-5-1中的4个数学模型可供各局、矿自己推导GR.I与Y值的回归方程时参考使用。

有的煤矿积累足够实验数据后,也可对上述公式进行试算。

如果计算值与实测值之间产生有规律性的偏高(或偏低)现象,只要给公式进行适当的校正,即可用来计算或核对本矿井(或矿区)煤的Y值或GR.I值是否准确可靠。

但最好以本矿煤的实测数据为基础,利用上述数学模型的原理,来推导出合适的回归方程。

表6-5-1 烟煤的GR.I-Y 的互换关系式第三节胶质层Y值与奥亚膨胀度b值的关系由图8表明:奥亚膨胀度试验b值随胶质层最大厚度Y值的增高而增大;Y值大于25mm的肥煤和气肥煤,其b值均大于100%;Y值大于30mm的强粘结肥煤和气肥煤铊b值均大于200%;Y值大于35mm的煤,b值均大于250%;当Y值达到45mm 左右时,其b值可达到780%。

如长广矿区的气肥煤,Y值可达50~60mm,b值竟有超过1200%的(用半笔煤样测定,结果不可靠)。

但也有一些Y值达50~60mm左右的特殊气肥煤,b值反而降至300%左右。

图8 Y值与b值的关系第七节GR.I与200kg小焦炉试验焦炭强度的关系一、GR.I与M40 的关系由图6-5-8 可以看出,GR.I与M40之间没有十分明显的正比相关关系。

如GR.I 值在75以下的煤,有的转鼓试验的M40仍为0,但大部在30%以上。

至于GR.I值达到80~100的煤,其M40仍有个别的低于30%。

M40大于70%的煤,其GR.I值一般都在45%以上,其中大部在65%以上;M40大于80%的煤,其GR.I一般在75以上。

至于煤的GR.I值在60~100左右时,其M40值也同样变化很大,从50%~80%以上均有。

为什么同样GR.I值,M40的值却有很大的变化呢?这主要是由于在GR.I值相同的情况下,若挥发分不同,则炼得焦炭强度也有所不同。

通常,GR.I值相同的煤,其挥发分越低,炼出的焦炭强度也越高。

所以铊Vdaf与GR.I值组合后的综合参数与M40的相关性就好了,而且以二次趋势面方程的拟合优度高于一次趋势方程的拟合优度。

如“Vdaf-GR.I”与M40的一次趋势方程为(根据130多个煤样推算出的):(方程的拟合优度为0.53);“Vdaf-GR.I”与M40的二次趋势面方程为:(方程拟合优度为0.69)。

所以根据Vdaf和GR.I值,就可大致估算出烟煤的焦炭强度指数M40(%)。

图6-5-8 粘结指数与M40的关系基于同样原理,罗加指数R.I与Vdaf组合或Y与Vdaf组合的综合参数,与M40的相关性均比单独与M40的相关性好。

兹将的组合参数分别与M40的回归方程式、相关系数和剩余标准差的关系列下:二、GR.I与M10的关系由图6-5-9可以看出,总的趋势是M10随着GR.I的降低而增高,其中以GR.I值为70~90时的M10值最低,M10多为5.5%~12.5%,少数较高者也不超过17.5%。

GR.I 值小于40时,M10几乎都在20%以上;GR.I小于20的煤,绝大多数都不能进行转鼓试验,即M10的数值很大。

由于GR.I大于90的煤大多数是挥发分较高的肥煤或气肥煤类,故其M10的数值反而比GR.I为70~90的煤稍有增高,即有一部分气肥煤和肥煤的M10增高至15%~20%以上。

与M40情况相似,GR.I与Vdaf组合后的综合参数与M10的相关性就比单独的GR.I与M10的相关性好。

如Vdaf与GR.I组合的综合参数与M10的一次趋势和二次趋势面的回归方程分别为:(拟合优度为0.68,样品数大于130);(方程拟合优度为0.82)图6-5-9 粘结指数与M10的关系由上述回归方程可见,用Vdaf与GR.I的组合参数来估计焦炭M10的精度比用Vdaf与GR.I的组合参数来估计焦炭M40时更高。

用Vdaf与R.I、Y值和b值分别组合求M10的一次趋势回归方程式分别如下(n 为110):用Vdaf与GR.I 的组合参数,还可大致导出估算块焦率Q40和粉焦率F10 的一次趋势和二次趋势面的回归方程式(n大于130):。

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