煤的坚固性系数测定

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1、煤的坚固性性系数测定课程设计说明书题目名称： 煤的坚固性系数测定 系 部： 采矿工程系 专业班级： 采矿工程13-1 学生姓名： 李伟 学 号： 2013220016 指导教师： 丁永明、陈志峰 完成日期： 2014.12.18 1.MJC型煤的坚固性系数（f值）说明1.1 概述煤的坚固性是煤的各种性质所决定的抵抗外力破坏能力的一个综合性指标，用坚固性系数表示。MJC型煤的坚固性系数（值）测定装置（以下简称值测定装置）是一套实验室内使用的装置。主要用于褐煤、烟煤、无烟煤的坚固性系数测定，不适用于天然焦和焦炭，装置分为捣碎筒、计量筒、分样筛、天平、小锤几个部分；该装置采用捣碎法测定煤的坚固性系数

2、值，具有测定周期短、费用低、实验室工作量小、成功率高的优点。产品型号的组成及代表意义如下：本产品为井下采取煤样后实验室内进行测定，不存在对煤矿井下危险爆炸性气体的安全威胁的电器设备。1.2产品性能1.2.1适用条件工作环境温度（） -535工作相对湿度（） 90大气压力（kPa） 80110褐煤、烟煤、无烟煤的坚固性系数测定在无破坏金属绝缘的环境中1.2.2 主要技术指标1.2.3测定时间：1h1.2.4捣碎筒重锤运行高度 600mm内 径 材 质 45 1.2.5电子天平最大量程 1000g感 量 0.5g 稳定时间 3S电源电压 220v（1015）功 率 5W1.2.6重锤柱体高度 90

3、mm直 径 材 质 45 重 量 2.4Kg1.2.7计量筒量筒内径 活塞尺运行长度 160mm活塞尺刻度长度 160mm活塞尺刻度精度 1mm1.2.8分样筛圆孔孔径 20mm、30mm、带托底圆孔、方孔孔径 1mm（方孔）、3mm（圆孔）、带托底方孔孔径 0.5mm、带托底1.2.9漏斗能将粒度小于0.5mm煤样装入计量筒1.2.10容器能盛装粒径2030mm煤样50g1.3 工作原理煤的坚固性系数是反映煤体这种颗粒状固体力学性质的一种相对指标。其值越大，表示这种煤体越稳定，在外力的作用下越不容易破碎。该测定装置采用捣碎法进行煤的坚固性系数测定，将质量为2.4Kg的重锤垂直提升600mm对

4、特定质量和粒径的煤样进行n次冲击，将冲击后的煤样通过0.5mm分样筛筛分，用计量筒测量粒径小于0.5mm煤样长度，通过下列公式计算煤的坚固性系数：（煤样粒径为2030mm）或（煤样粒径为13mm且）和（煤样粒径为13mm且）。1.4安装、使用及操作1.4.1值测定装置安装本套设备体积小且安装简单。其安装如图（1.4）和图（1.5）所示。1.4.2值测定装置使用本实验室的使用需配备专人，要求为实验室需配备专职人员一名，实验前仔细阅读本测定装置的使用说明书，掌握各种设备的使用方法及注意事项。1.4.3值测定装置的操作1.5 故障分析与排除（见表1）表（1 .5）常见故障及处理方法故障现象原因分析排

5、除方法备 注重锤绳索断裂磨损更换新绳索绳索自备筛子筛分粒径不均匀筛网磨损更换新筛网活塞尺放入不进计量筒计量筒变形更换新计量筒装煤粉时应轻轻敲打计量筒电子天平不显示电源不通等按照其说明书进行故障排除1.6 运输、贮存运输过程中应避免强烈振动冲击，运输车船应遮蓬，转用途中应在室内贮存。测定装置应存放于无腐蚀性气体及通风良好、干燥的室内仓库。1.7 开箱及检查a）开箱注意事项开箱后请按照说明书所列附件清点产品。b）随产品文件及附件产品使用说明书相应的附件见发货清单装箱清单表如下表（1.7）装 箱 清 单序号名称规格型号数量备注1标准筛网孔0.5mm 20050mm1个2标准筛网孔1mm 20050m

6、m1个3标准筛网孔3mm 20050mm1个4标准筛底盖20050mm2套5标准筛网孔20mm 30060mm1个6标准筛网孔30mm 30060mm1个7标准筛底盖30060mm1套8捣碎筒1个9活塞尺量筒1个10电子天平SR2001NR 2000g/0.1g1台11锤子1个12漏斗1个13不锈钢碗5个 2. 安全2.1地质条件及煤的概况2.1.1气候条件当地最高气温38，最低气温-35，年平均气温为6.5,冻结深度0.51.4米,冰冻期从11月中旬到第二年4月底,年平均降雪量为0.5米,降雪期从10月底到第二年4月中旬,年平均降雨量为270毫米,主要集中在57月份,年蒸发量为2090毫米,

7、其中68月间每月可达360毫米,风向多为西北风。2.1.2矿井水源井田内有小红沟一条较长的冲沟，主要汇集融雪，降雨时的流水，平时小红沟有少量的生活污水及矿井排水，其次为斜穿井田东部的沈家沟河，主要为地下水，流量不大。2.1.3煤层的特性小红沟井田共有煤32层，由老到新编号为B1-B32，其中B1+2、B3+6为主采煤层,情况如下:(1)B1+2煤层总厚度平均为37.45米，倾角8789,含矸48层，总厚度约为3米，煤层有益厚度为32.49米，全井田范围稳定可采。(2)B3+6煤层总厚度为48.87米，倾角为8789，含矸412层，总厚度约为3.88米，煤层有益厚度为44.99米,全井田范围稳定

8、可采2.1.3矿井瓦斯、煤尘、煤的自然发火2.1.4、瓦斯情况根据历年来的瓦斯等级鉴定结果表明小红沟煤矿属于低瓦斯矿井，无煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险。2.1.5煤尘经过历年来矿井综合防尘方面的不断完善与加强,据最近粉尘测定结果表明矿井平均煤尘浓度为6.49mg/m3，据矿煤质化验室提供的煤质资料计算得出平均煤尘爆炸指数为42.5%，具有强爆炸危险性。2.1.6煤的自然发火发火期一般为36个月，最短为45天，由于近几年综合防灭火的做的到位，对采煤工作面的火灾发生起到了较好控制，一般没有新生火灾发生，仅在2003年发生过一次上部老空区遗留火复燃波及工作面的情况。2.1.7矿井目前生产现状小

9、红沟煤矿目前有两个采煤工作面，四个掘进工作面。其中采煤工作面分别位于+590水平B1+2煤层东翼、+568水平B3+6煤层东翼，均为综合机械化采煤面。掘进工作面分别为+545水平B3掘进工作面、+545水平B6掘进工作面、+522水平石门掘进、+500水平炸药库掘进。2.2操作步骤及方法2.2.1采样与制样（1）沿新暴露的煤层厚度的上、中、下部各采取块度为10cm左右的煤样两块，在地面打钻取样时应沿煤层厚度的上、中、下部各采取块度为10cm左右的煤芯两块。煤样采取后应及时用纸包上并浸蜡封固（或用塑料带包严），以免风化。（2）煤样要附有标签，注明采样地点、层位、时间等；（3）在煤样携带、运输过程

10、中注意不得摔碰；（4）把煤样用小锤碎制成2030mm的小块，用孔径为20和30mm的筛子筛选；（5）称取制备好的煤样50g为一份，每5份为一组，共称取三组。2.2.2测定步骤（1）将捣碎筒放置在水泥地板或2cm厚的铁板上，放入试样一份，将2.4Kg重锤提高到600mm高度，使其自由落下冲击试样，每份冲击3次，把5份捣碎后的试样装在同一容器中；（2）把每组（5份）捣碎后的试样一起倒入孔径0.5mm分样筛中筛分，筛到不再漏下煤粉为止；（3）把筛下的煤粉末用漏斗装入计量筒内，轻轻敲打使之密实，然后轻轻插入具有刻度的活塞尺与筒内粉末接触。在计量筒口相平处读取数（即粉末在计量筒内实际测量高度，读至毫米）

11、。当时，冲击次数n即可定为3次，按以上步骤继续进行其它各组的测定。当时，第一组煤样作废，每份冲击次数n改为5次，按以上步骤进行冲击、筛分和测量，仍以每5份作一组，测定煤粉高度。2.2.3坚固性系数的计算坚固性系数的计算： 式中 坚固性系数； n每份式样冲击次数，次； 每组式样筛下煤粉的计量高度，mm。测定平行样3组（每组5份），取算数平均值，计算结果取一位小数。2.2.4软煤坚固性系数的确定如果取得的煤样粒度达不到测定值所要求粒度（2030mm），可采取粒度为13mm的煤样按上述要求进行测定，并按下式换算：当，当时，式中 粒度为13mm时煤样的坚固性系数。2.3实验的过程及数据处理 2.3.1 同一硬煤 计算过程如表（2.1）组数L第一组54第二组50第三组55平均值53表(2.1)=202.3.2同一软煤计算过程如表（2.2）组数L第一组68第二组66第三组64平均值66= 计算得， 因此选用2.4结论 落锤撞击次数与坚固性系数的关系如下图（2.4）表（2.4）对于同一煤样，落锤次数不同，其坚固性系数测值不同。一般地，随撞击次数的增多，其坚固性系数测值增大。为了使测试结果具有真实性和可比性，建议硬煤和软煤最优落锤撞击次数分别取定值5次和3次。9