第四章煤的物理性质和固态胶体性质
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第四章
煤的物理性质和固态胶体性质
教学时数：4 本章教学具体要求： 1．了解煤的物理性质和固态胶体性质在煤 的利用中的作用； 2．理解煤的密度、硬度、脆度、弹性等基 本概念； 3．掌握煤的物理性质及煤的固态胶体性质 的测定。 教学重点：物理性质及煤的固态胶体性质 的测定。
4.1 煤的密度
煤的孔隙率和孔径分布
（1）煤的孔隙率 孔隙的总体积占煤的整个体积的百分数叫 煤的孔隙率或气孔率，也可用单位质量的煤所 包含的孔隙体积（cm3/g）表示。
置换法的原理：考虑到氦能充满煤的全部孔 隙，而水银则不能完全进入孔隙，以他们作为 置换物所求出的密度，按下式可计算出煤的孔 隙率。
来自百度文库
孔隙率=
DHe -DHg DHe
4.2.3
煤的可磨性
(1) 可磨性的测定方法:哈德格罗夫法
哈德格罗夫法：称取0.63-1.25mm的煤样５０ ｇ，放在内装八个钢球的哈式可磨性实验仪中， 研磨环以20r/min 转3min 后，过0.071mm筛子。 HGI=13+6.93(m-m1) m-------煤样质量，g； m1------研磨后0.071mm筛上煤样的质量。
“椅背”--------无烟 煤 “ 椅 面 ” ------- 烟 煤
“椅脚”-------褐 煤
4.2.2 煤的脆度
煤炭脆度的的试验方法：
（1）抗压强度法：一定负荷下，每一 百个压痕中出现裂痕的数值。
（2）抗碎强度法：
4-5目煤样
微分散计
转动1000转
90r/min
六个钢球 最脆的：＜10% 脆的：10%-30% 最坚固的：＞50% 2.36mm级煤的产率
cos =P r/2 g
4.4.2 煤的润湿热
煤被液体润湿时放出的热量称为煤 的润湿热，煤的润湿热是用1g煤被润湿 时放出的热量表示，单位为J/g。
甲醇润湿热与煤化度的关系
4.4.3 煤的内表面积
煤的内表面积指煤内部空隙结构的 全部表面积，一般以比表面积（m2/g） 表示。
4.4.4
将光片放在显微硬度计的载物 台上，在光片上确定测定点后，将方 棱椎型的金刚石压头对准测点，加上 负荷（一般是20g）并保持15s，即可 得正方形的压痕。用螺旋目镜测微计 量得压痕的对角线长度。
a p H m =2sin 2 2 d
Hm-------------显微硬度,kg/mm2 a-------------金刚石方形棱椎压头两相 对椎面的夹角; d-------------负荷除去后压痕对角线 长,mm; p-------------加在压头上的负荷,kg
4.2.4
煤的弹性
（1）定义：指外力下所产生的形变，以及外力除去后形 变的复原程度。 （2）测定方法：
E v =k P
v-----煤在声音中的传递速度，m/s； k-----常数； E-----模的弹性模量；10-5 N/cm3 ρ----煤的密度，g/cm3
4.3
煤的热性质
4.3.1 煤的质量热容 （1）定义：单位质量的煤温度升高1K所需的 热量。 （2）影响因素 A 、随煤化度增加而减少； B、随所含水分的提高而大致成直线增加； C、灰分的增多，热容下降；
100%
Dhe、DHg分别用氦、汞作为置换物测得的煤 的密度。
（2）煤的孔径分布
微孔 孔径 D＜1.2nm
过渡孔 1.2nm ≤D ≤ 30nm 大孔 D ＞ 30nm
D、随热容温度的变化
4.3.2 煤的导热性
热导率λ [KJ/（m.h.k） A、热导率随煤中水分的提高而变大； B、热导率随灰分的提高而增大； C、热导率随温度上升而增大。
4.4
煤的固态胶体性质
煤的润湿性是指煤吸附液体的一中能力。
4.4.1 煤的润湿性
\
（2）粉末法测定煤的润湿性是将粉煤（＜ 200目）装填 在测定器内，于15MPa下加压成型，制得的型块可看 作为毛细管集束体，再用水或苯润湿之。同时从加入 润湿剂的对侧，向测定器内通入氮气以阻止润湿过程 的进行，当润湿恰好终止时（型块刚好全部润湿时）， 立即测定氮气的压强P：
4.1.1 几个概念 （1）煤的真相对体积质量 （2）煤的视相对体积质量 （3）煤的散密度
4.1.２
影响密度的因素
（１）成煤的原始物质 （２）煤化度 （３）矿物质 （４）水分及风化
4.2 煤的机械性质
4.2.1 煤的硬度
（1）煤硬度的测定方法：刻划硬度、 弹性回跳硬度、压痕硬度、耐磨硬 度。
显微硬度（ＭＨ或Ｈｍ）：
煤的物理性质和固态胶体性质
教学时数：4 本章教学具体要求： 1．了解煤的物理性质和固态胶体性质在煤 的利用中的作用； 2．理解煤的密度、硬度、脆度、弹性等基 本概念； 3．掌握煤的物理性质及煤的固态胶体性质 的测定。 教学重点：物理性质及煤的固态胶体性质 的测定。
4.1 煤的密度
煤的孔隙率和孔径分布
（1）煤的孔隙率 孔隙的总体积占煤的整个体积的百分数叫 煤的孔隙率或气孔率，也可用单位质量的煤所 包含的孔隙体积（cm3/g）表示。
置换法的原理：考虑到氦能充满煤的全部孔 隙，而水银则不能完全进入孔隙，以他们作为 置换物所求出的密度，按下式可计算出煤的孔 隙率。
来自百度文库
孔隙率=
DHe -DHg DHe
4.2.3
煤的可磨性
(1) 可磨性的测定方法:哈德格罗夫法
哈德格罗夫法：称取0.63-1.25mm的煤样５０ ｇ，放在内装八个钢球的哈式可磨性实验仪中， 研磨环以20r/min 转3min 后，过0.071mm筛子。 HGI=13+6.93(m-m1) m-------煤样质量，g； m1------研磨后0.071mm筛上煤样的质量。
“椅背”--------无烟 煤 “ 椅 面 ” ------- 烟 煤
“椅脚”-------褐 煤
4.2.2 煤的脆度
煤炭脆度的的试验方法：
（1）抗压强度法：一定负荷下，每一 百个压痕中出现裂痕的数值。
（2）抗碎强度法：
4-5目煤样
微分散计
转动1000转
90r/min
六个钢球 最脆的：＜10% 脆的：10%-30% 最坚固的：＞50% 2.36mm级煤的产率
cos =P r/2 g
4.4.2 煤的润湿热
煤被液体润湿时放出的热量称为煤 的润湿热，煤的润湿热是用1g煤被润湿 时放出的热量表示，单位为J/g。
甲醇润湿热与煤化度的关系
4.4.3 煤的内表面积
煤的内表面积指煤内部空隙结构的 全部表面积，一般以比表面积（m2/g） 表示。
4.4.4
将光片放在显微硬度计的载物 台上，在光片上确定测定点后，将方 棱椎型的金刚石压头对准测点，加上 负荷（一般是20g）并保持15s，即可 得正方形的压痕。用螺旋目镜测微计 量得压痕的对角线长度。
a p H m =2sin 2 2 d
Hm-------------显微硬度,kg/mm2 a-------------金刚石方形棱椎压头两相 对椎面的夹角; d-------------负荷除去后压痕对角线 长,mm; p-------------加在压头上的负荷,kg
4.2.4
煤的弹性
（1）定义：指外力下所产生的形变，以及外力除去后形 变的复原程度。 （2）测定方法：
E v =k P
v-----煤在声音中的传递速度，m/s； k-----常数； E-----模的弹性模量；10-5 N/cm3 ρ----煤的密度，g/cm3
4.3
煤的热性质
4.3.1 煤的质量热容 （1）定义：单位质量的煤温度升高1K所需的 热量。 （2）影响因素 A 、随煤化度增加而减少； B、随所含水分的提高而大致成直线增加； C、灰分的增多，热容下降；
100%
Dhe、DHg分别用氦、汞作为置换物测得的煤 的密度。
（2）煤的孔径分布
微孔 孔径 D＜1.2nm
过渡孔 1.2nm ≤D ≤ 30nm 大孔 D ＞ 30nm
D、随热容温度的变化
4.3.2 煤的导热性
热导率λ [KJ/（m.h.k） A、热导率随煤中水分的提高而变大； B、热导率随灰分的提高而增大； C、热导率随温度上升而增大。
4.4
煤的固态胶体性质
煤的润湿性是指煤吸附液体的一中能力。
4.4.1 煤的润湿性
\
（2）粉末法测定煤的润湿性是将粉煤（＜ 200目）装填 在测定器内，于15MPa下加压成型，制得的型块可看 作为毛细管集束体，再用水或苯润湿之。同时从加入 润湿剂的对侧，向测定器内通入氮气以阻止润湿过程 的进行，当润湿恰好终止时（型块刚好全部润湿时）， 立即测定氮气的压强P：
4.1.1 几个概念 （1）煤的真相对体积质量 （2）煤的视相对体积质量 （3）煤的散密度
4.1.２
影响密度的因素
（１）成煤的原始物质 （２）煤化度 （３）矿物质 （４）水分及风化
4.2 煤的机械性质
4.2.1 煤的硬度
（1）煤硬度的测定方法：刻划硬度、 弹性回跳硬度、压痕硬度、耐磨硬 度。
显微硬度（ＭＨ或Ｈｍ）：