Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
s
Sg ^ ад
4r о,
о ь e
Ій. ¦ 5 °
и P-
Бурые
64
62 -
1,46
Каменные
30
85
1,28
—
65
1,45
26
87
1,27
57
67
1,44
23
89
1,30
50
70
1,42
15
90
1.31
48
73
1,39
Антрациты
13
92
1,34
Каменные
44
75
1,37
7
93
1,42
40
78
1,35
5
94
1,50
37
80
1,33
2
95
1,80
34
82
1,31
С увеличением содержания минеральных примесей плотность угля повышается (по Л. Фермору, в среднем на 0,01% при увеличении на каждый процент зольности).
Объемная масса — отношение массы угля в куске с ненарушенной структурой и со свойственными ему влажностью, минеральными примесями, заполняющими поры газами к его объему. Этот показатель используется для подсчета запасов углей в недрах и учете их добычи. Объемная масса угля всегда несколько ниже его плотности; различия в величинах этих параметров уменьшаются с повышением степени метаморфизма и соответственно плотности углей, что находит отражение в изменении естественной влажности углей (Wp) в массиве. Эти различия в землистых бурых углях достигают 0,3—0,7 г/см3, в антрацитах обычно не превышают 0,1 г/м3.
Объемная масса, как и плотность, имеет тесную и почти прямолинейную связь с зольностью угля. По данным А. М. Оллыкайнена (1972), в углях марки Д Интинского месторождения градиент изменения объемной массы при повышении зольности на 1% составляет 0,008 г/см3 в интервале изменения Ас 16—35% и 0,016 г/см3 в интервале 35—80%. Установлено, что относительное влияние зольности углей на изменение их кажущейся плотности на разных стадиях метаморфизма неодинаково. По данным А. М. Милявского, средние значения коэффициента, отражающего влияние средней зольности на величину объемной массы донецких углей различных марок, составляют: 0,0062 (Д), 0,0119—0,0128 (Г), 0,0129 (Ж), 0,0105 (К), 0,0108 (ОС), 0,0114 (T), 0,0102 (ПА), 0,01-0,0123 (А). Существенное значение имеет состав минеральной части, особенно при наличии в ней пирита, плотность которого около 5 г/см3, что в 2—3 раза превышает средние значения этого параметра для углей и песчано-глинистого материала. Увеличение на 1% содержания серы (SIe) в зависимости от относительного количества пирита приводит к повышению объемной массы угля на 0,006— 0,01 г/см3.
Термическая стойкость — сопротивление углей механическому разрушению при нагревании изучается для углей, используемых для газификации и в других процессах термической переработки, в частности при получении литейных и электропроводных антрацитов. Она повышается с уве-
лишением спекаемости углей и снижается с повышением выхода летучих веществ, влажности и содержания минеральных примесей.
Электрические свойства. На низких стадиях метаморфизма угли можно сравнить с диэлектриками, на средних — с полупроводниками, на высоких (антрациты) — с проводниками.
Удельное электросопротивление низкое у бурых углей, обладающих высокой пористостью и влажностью, резко возрастает при переходе бурых углей в каменные и постепенно снижается от длиннопламенных углей к тощим и антрацитам (табл. 9). Повышение зольности в бурых и каменных углях сопровождается снижением электросопротивления, а в полуантрацитах и антрацитах — его повышением. На низких и средних стадиях метаморфизма более высоким сопротивлением обладают блестящие и полублестящие разности углей, на высоких — полуматовые и матовые. Окисление углей приводит к значительному снижению их электросопротивления.
Таблица 9 Удельное электросопротивление сухих углей (по С. А. Топорцу, Н. Б. Дортман, В. Я. Трушгаой, 1962 г.)
Марка углей
Пределы изменения удельного электрического сопротивления, Ом-M
при Ас 10%
при Ас 30%
Б
100—400
20—100
БД •
400—3000
100—700
Д
3000—1700
700-400
Г
1700—1200
600—350
Ж
1200—1000
500—300
к
1000—800
400—250
ОС
800—700
300—200
Т-ПА
1000—10
100—20
А
1-0,01
100-1
Химический состав ископаемых углей очень сложен. Органическая масса их состоит из смесей огромного числа молекул, неоднородность и большая величина которых создают необычайные трудности для разделения вещества на составные части. Присутствие воды и неорганических минералов также затрудняет изучение главных составных частей и искажает результаты исследований. Поэтому исследование состава ископаемых углей производится по двум направлениям: 1) определение средних значений показателей, характеризующих вещество как смесь молекул разных родов (элементарный, технический анализы, исследования различных технологических свойств); 2) определение и изучение групп веществ, сложенных молекулами, обладающими некоторыми сходными свойствами (групповой анализ).
Некоторое представление о химическом составе угольного вещества создает элементарный состав органической массы углей. При определении элементарного состава органической массы устанавливаются содержания в ней углерода, кислорода, водорода, азота и серы. Так как при этом анализе не устанавливается, какие химические соединения входят в состав органической массы, свойства угля определяются в недостаточной степени. Угли с одинаковым содержанием указанных выше элементов в ряде случаев обладают различными свойствами.
