煤的各种粘结性指标间的关系

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1、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1070之间时，Y值仅在415mm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95105的煤，其Y值多在2550mm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GR值均大于90； y值大于20mm的煤，其GR.值 一般均大于80； Y值小于15mm的煤，GR值一般小于80； Y值小于7mm的煤，GR 值一般都在35以下。（2）Gr值大于100的煤，

2、其Y值一般都在25mm以上；GR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Mgr. 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（

3、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：Y = 4.89 + 1.02 x 1036-5）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。ID ZO 30(i50 TO SO 9(J1(106】.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：=5.89 1.102x 0-3 k(Gr ,. /(6-5-2)式(6-5-2

4、)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：Y = 7A2(GR,l_)2 k 10-3 +0.353X-43.35C6-5-3)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：Y = l.t)84x 10-J x ,尸-O.32Vd

5、t-7.26C6 -5 -4)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.I75和W75的两组进行推导，即GR.I75时：Gh.,_ =77.4 + 0.543（6-5-5）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

6、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：Ghj. = 3.75 + 3.72Y（6-5-6）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：Y = 1.0037C,.,. -65.S（6-5-7）式（6-5-

7、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

8、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：（6-5-9）-一叮Gili. = 4.刁（3）Vdaf大于20%28%的炼焦煤：G& L 二 5455 严（6-5- 10）式（6-5-10）的门为119, R为0.812，标准差S为2.48，表明按式（6-5-10）计 算时，有95%

9、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

10、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V3%的黄系数相黃剥& R 10- 201=0.1&| | *0.呛0.5L20- 2&= 9 JKGn ! - 0.0570.S3 2S - S70.8737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%；当丫值达到45mm 左右时，其b值可达到780%。如长广矿区的气肥煤，Y值可达5060mm，b值竟有

11、超过1200%的（用半笔煤样测定，结果不可靠）。但也有一些Y值达5060mm左右第七节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80100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60100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

12、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IVI曲=82 . 11 1 .42X 1曲 + C. 344（吓 i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：M40 = 1 .896 + 3.567Vr：il +O.

13、866Gltl.-“rmA匚u （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 （%）。10020-斗 ii 三 | 汽020400 S0 100再丁 b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V daf组合或Y与V daf组合的综合参数，与M40 的相关性均比单独与M 40的相关性好。兹将口R.1 亠址 - Y 和 V-b的组合参数分别与M 40的回归方程式、回归方程5 = I ID：.迪亠 0.3S7R. I.2. 二 10R.57 -2. 4VM-3. Mh = 124.76 -2353Vlll + 0.(126b

14、二、GR.I与M10的关系相关弟数0.7647.160.73070.72S7.60相关系数和剩余标准差的关系列下：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7090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7090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

15、，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）；M10 = 47.43 - 0.542Vdnf - 0.764GH , + 0.0174（）2 - 0.00244VJaf x GHJ. +0.00465（Gh,i, （方程拟合优度为0.82）xx亘0204060 SO 100Gju.图6-5-9粘结指数与M10的关系由上述回归方程可见，用V daf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

16、计焦炭M40时更高。用Vdaf与R.l、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）：回万程相关奚数标准差l.M o =24.1 十0.24+Vrhr -0.2921kL0.730乩912. Mm - 19.1 - 0. 85Vtlil -0.6I9X0.5965.7fi3. MjG =5.68 + 0.459V品 0.071b0.6915.21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)：1. Q = 74.36-O.S15V(U + O.44GHI (拟合优度 0.92)2. Q相=118 J7 2,3VLlir + 1 rO32Grt. - 0,07( J+ 04】了2丫血 x GH.,. - 0,0093 G尸(拟合优度为0.80)3. FIO =28.49 + 0.255Vdflr - 0.37t)Gft.L拟合优度 0.55)4. F1(l = 68.85 - O.X2Vdlflr - .3SGM , + 0.0129( V,br)- +O.O378Viiif x Glt , +0.00767 (G|“.)拟合忧度为0.77)