《MT1—83商品煤含矸率和限下率测定方法》修订说明

煤质技术       1998年1月　　　　　　　　　　
杨海龙       国家煤炭质量监督检测中心
作者简介:姜喜瑞,1962年出生,1986年毕业于阜新矿业学院机电系机械化专业,获学士学位。同年8月就职于煤科总院唐山分院,一直从事选煤机械的研究工作,完成多项部级课题。
收稿日期:97-09-23

  　《商品煤含矸率和限下率的测定方法》,原名《商品煤含矸率和限下率煤样的采取及其测定方法》于1965年首次发布,1983年进行了第一次修订。至今,此标准已使用了十三、四年了。随着煤炭科学技术的进步,原标准无论在书写格式还是标准中的某些技术方面,都已不能适应现在越来越严格的标准要求。原计划本次修订时做一些大的变化,将原行业标准升为国家标准。1996年5月,北京煤化所邀请开滦、大同、平顶山、淮南、淮北、平朔、大屯和北京等矿务局就MT1—83的修订进行了讨论。大家一致认为:(1)现在除地方矿外,重点煤矿基本上不销售原煤,而且粒度-50mm的筛选煤含矸率几乎测不出来;(2)在煤炭贸易中,动力煤以发热量或灰分计价,矸石含量已反映在发热量或灰分中,不必再测定。因此,无需制定国家标准。但此标准中规定的含矸率和限下率指标的测定方法对指导煤炭的生产和评价煤炭的质量仍有很重要作用。鉴此,本次修订仍以MT1—83的技术内容为基础。具体修改内容及说明如下。
　　1.标准名称由《商品煤含矸率和限下率煤样的采取及其测定方法》改为《商品煤含矸率和限下率的测定方法》。因此,用于两项测定的采样方法与GB475《商品煤样采取方法》完全相同。本标准的主要内容是"测定"。
　　2.按GB/T1.1—1993《标准化工作导则第1单元,标准的起草及表述规则第1部分:标准编写的基本规定》修改了书写格式,按法定计量单位修改了计量单位名称和符号。
　　3.增加了3条定义:"矸石"、"含矸率"和"限下率"。一是为了使试验人员把握住标准的关键技术术语,二是为了使新的试验人员对标准能够一目了然。
　　4.对称量器"台秤"中规定了"感量",并在称量中规定了"标准到1/1000"。
　　5.在采样中,取消了不采入+150mm煤块的方法,而规定无论+150mm的煤块含量是否超过5%,在采样点遇到时都应采入。因为:(1)一般原煤产品都无筛分数据,而且由于生产条件的经常变化,+150mm的煤块和矸石含量也不稳定;(2)实施本标准时,采样时煤块采取比较直接和省事。因此,原标准中的表述不采入+150mm煤块的含矸率和限下率计算公式就无必要,而且这两个公式也有错误*。
　　6.关于报出结果,由于称量精度只是称量的1/1000,所以含矸率和限下率的有效数字,只能到小数点后1位。因此,本次修订稿规定,测定结果修约到小数点后1位报出。
　　*注MT1—83公式(2)应改为:
　　含矸率(%)=[矸石质量/(筛上块煤质量+矸石质量+筛下物质量)　×(100-p1)/100+(p1×p2)/10 ⁴]×100
式中　p1——+150mm煤块所占比率,%;
p2——+150mm煤块中的含矸率,%。
式中　N——电动机功率,kW;
l——齿辊长度,m;
d——齿辊直径,m;
n——齿辊转速,r/min;
k——效率系数。
　　根据赫基(Hukki)1961年所作的能量输入与粒度的关系图分析,齿辊破碎机属于常规破碎范围。基克破碎理论认为:"无论原始粒度如何,只要每单位质量的能量输入不变,总能得到相同的体积减少"。
　　基克方程:E=k·lni式中　i——破碎比。
　　根据大量资料统计分析得知:
       (1)当破碎比i一定时,系数k为定值,破碎机功率仅随体积产量线性增加;
       (2)根据基克的体积与能量关系,破碎机功率可按下式确定,即
       N=9.81×10^-3 k1·k2·σ²/2E·Q1
式中　K1——效率系数取值为0.258;K2——破碎比系数取值为lni;
E——弹性模量,kg/cm2;
Q1——破碎机体积产量,m3/s;
σ——物料抗压强度,对于一般煤,σ=70～240kg/cm²,中硬煤,σ=200×10⁴kg/m²。
得计算公式:N=1.36×10^-4 k·σ²/E·e·l·d·n·lni(kW)
　　此式不仅与基克定律相符,而且比经验公式N=0.851·d·n(kW)更精确,对齿辊破碎机的功率计算更具实用价值。
　　我们设计的新齿形分级破碎机,按经验公式计算,功率:N=82(kW);按此公式计算N=53.36(kW),设计时取值为60kW,试运转实测数据为50kW。基本上与设计数值相符。
3.2　齿辊的直径d和长度l的关系
　　以往的设计,要考虑齿辊磨损的不均匀性。中部比两边磨损快,特别是破碎硬物料时,必须考虑齿辊长度和直径的关系:一般,l/d=0.3～0.7;破碎软物料时,l/d≤1.25～2.5。
　　新齿形分级破碎机的破碎齿为旋转螺旋布置。两辊相对转动时,整个破碎过程像一个旋转输送的格筛,物料自动布满于整个齿辊长度,克服了齿辊磨损不均匀性的缺陷。因此,我们设计的齿辊长度和直径关系为1/d=3.05。在不增加辊径情况下,既可破碎大块物料,又增大了处理量。

4　结束语
　　我国是一个高灰、难选煤较多的国家。作为分选精度和洗选效率都居上乘的重介选煤工艺,越来越显得重要。但是,该工艺对入料粒度要求严格,入洗上限一般为50～30mm。超过该上限,很可能造成旋流器堵塞。
　　因此,开发研究新的齿形双辊破碎机,不仅可为重介分选工艺提供合理的配套设备,还可以取代原煤筛分系统,降低基建和设备的投资,减少粉煤量。