煤的相對密度

煤的密度是反映煤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，因此應(yīng)了解煤的密度隨著煤化度變化的規(guī)律。物質(zhì)的密度在數(shù)值上等于其相對密度，但兩者有所區(qū)別，密度就是單位體積所具有的質(zhì)量，單位為g/cm3而相對密度則為該物質(zhì)與同溫度、同體積水的質(zhì)量比，無量綱。

1.基本概念

由于煤是有裂隙的疏松結(jié)構(gòu)的固體，因此煤的相對密度應(yīng)考慮裂隙等孔隙所占體積的影響，這使密度的概念多樣化了。

(1)煤的真相對密度。煤的真相對密度是指在20℃時(shí)，煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(不包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。它是計(jì)算煤層平均質(zhì)量與研究煤炭性質(zhì)的一項(xiàng)主要指標(biāo)。

(2)煤的視相對密度。煤的視相對密度是指在20℃時(shí)，煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。在計(jì)算煤的儲(chǔ)量、煤倉設(shè)計(jì)、計(jì)算運(yùn)愉量、粉碎、嫩燒等過程中都需用此指標(biāo)。

(3)煤的氣孔率。報(bào)據(jù)煤的真相對密度和視相對密度可計(jì)算出氣孔率反應(yīng)性能較好。但氣孔率大的煤，一般強(qiáng)度較小。

(4)煤的堆積密度。煤的堆積密度是指在20℃時(shí)，自由堆積的煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(包括煤塊之間的空隙和煤塊所有空隙在內(nèi)的煤堆體積)水的質(zhì)量之比。也就是說自由堆積不是人為地壓實(shí)，而是包括煤塊間空隙。堆積密度以t/m3為單位，在設(shè)計(jì)煤倉、估算煉焦裝煤量和裝車重量等情況下使用。

2.煤的真相對密度隨煤化度變化的規(guī)律

煤的真相對密度隨煤化度而變化，以鏡質(zhì)組相對密度為例：在煤化度較低時(shí)，鏡質(zhì)組的相對密度隨煤化度的提高而減小；但當(dāng)碳含量約達(dá)87%時(shí)，鏡質(zhì)組的相對密度出現(xiàn)了小值，以后隨煤化度的增加而迅速增加。

3.影響煤相對密度的因紊

影響煤相對密度的因素主要有煤的種類(成因因素)、巖相組成、煤化度、礦物質(zhì)的種類和含量等。

(1)成因因素的影響。不同成因的煤，其真相對密度不同。腐殖煤的真相對密度比腐泥煤大，一般除去礦物質(zhì)的純腐殖煤的真相對密度在1.25以上，而純腐泥煤的真相對密度則在1.0左右。這主要是由于分子結(jié)構(gòu)的特性所決定的。

(2)巖相組成的影響。就腐泥煤而言，不同的巖相組分，其真相對密度各不相同，絲炭大，鏡煤、亮煤小。絲炭的真相對密度為1.37-1.52，暗煤為1.30-1.37，亮煤為1.27-1.29，鏡煤為1.28-1.30

(3)煤化度的影響。前面已介紹了煤的鏡質(zhì)組的相對密度隨煤化度變化的規(guī)律，但自然狀態(tài)下煤的成分比較復(fù)雜，由于各種因素的綜合影響，使煤的相對密度大體上隨煤變質(zhì)程度的加深而增大。煤化度不深時(shí)，真相對密度增加較慢，接近無煙煤時(shí)，真相對密度增加很快。各類型煤的真相對密度范圍大致如下:泥炭為0.72，褐煤為0.8-1.35，煙煤為1.25-1.50，無煙煤為1.36-1.80。

(4)礦物質(zhì)的影響。煤中礦物質(zhì)的含量與組成對煤的相對密度影響很大，因無機(jī)礦物質(zhì)的相對密度一般都比煤的相對密度大(例如石英的相對密度為2.65，黏土為2.4-2.6，黃鐵礦為5.0)，所以礦物質(zhì)含量越高，則煤的相對密度越大。可粗略地認(rèn)為，灰分每增加1%，煤的相對密度增加0.01%。

(5)水分及氧化的影響。水分含量越高，煤的相對密度越大。煤氧化后使煤的相對密度增加，因?yàn)檠趸院蠡曳峙c水分都相對地增加了，所以使得相對密度增加。

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