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煤樣的密度測(cè)試

發(fā)布日期：2013-07-30 來源：貝士德儀器點(diǎn)擊量：3129

摘要：用氣體密度儀方法，分別以氫氣，氦氣和氫+氦混合氣體作介質(zhì)對(duì)八個(gè)阿崗煤樣進(jìn)行了密度測(cè)試,。測(cè)得的密度結(jié)果表明：煤的氫介密度值和氦介質(zhì)密度值之間存在顯著差異。即氫介質(zhì)密度明顯高于氦介密度,，原因是氫在煤的表面（中）有吸附/吸收作用,。氫氣的吸附系數(shù)隨煤樣碳含量的增加而增高。根據(jù)用H2-He（氫+氦）混合氣體測(cè)得的密度值隨測(cè)試介質(zhì)中氫的分壓的變化曲線,，用外推法求得了煤樣的真密度值,，這種外推真密度與用純氦介質(zhì)測(cè)得的密度數(shù)據(jù)非常接近。通過對(duì)煤中礦物質(zhì)進(jìn)行校正求得了煤有機(jī)質(zhì)的密度,。煤有機(jī)質(zhì)的密度與煤階相關(guān),，從年輕煤開始，有機(jī)質(zhì)密度隨碳含量增加而減小,，到碳含量達(dá)82%左右時(shí)達(dá)到一個(gè)極小值,，隨后，煤有機(jī)質(zhì)密度隨著碳含量的增加而增大,。

一．前言
用氣體密度儀測(cè)定煤樣密度的原理是基于測(cè)定已知質(zhì)量（重量）的煤樣在一個(gè)已知體積的樣品室中所占的體積,。樣品室中不被樣品所占的體積是通過監(jiān)測(cè)樣品室中的氣體介質(zhì)在向第二個(gè)已知體積的膨脹室（參比室）膨脹時(shí)的壓力變化來測(cè)量的。對(duì)于含有大量孔隙的煤樣而言,，密度的測(cè)試及依賴于測(cè)試介質(zhì)氣體的性質(zhì)也和煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān),。介質(zhì)氣體分子的大小，它對(duì)樣品的吸附/吸收特性和煤的孔空隙結(jié)構(gòu)都是影響測(cè)試的重要因素。理想的用于煤的真密度測(cè)試的氣體介質(zhì)分子應(yīng)對(duì)煤樣沒有吸附/吸收作用,，而且能夠進(jìn)入所有的孔隙體積,。
氦分子是最小的球狀分子。氫分子是最小的線狀和圓柱形分子,。氫分子的動(dòng)力學(xué)直徑大于氦分子,，但是其垂直于圓柱軸的截面積小于氦分子的截面積。這兩種分子都具有很強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力,，氫分子可能比氦分子更易進(jìn)入煤的孔隙,。初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用氣體密度儀采用氫作為測(cè)試介質(zhì)測(cè)得的煤樣的密度明顯地大于氦密度。氫密度和氦密度的明顯差異,，一種可能是由于氫具有比氦更高的進(jìn)入孔隙的能力,，假如在這種情況下，氫介質(zhì)測(cè)定的密度將是煤樣的真密度,；另一種可能原因是氫氣分子對(duì)煤樣有吸附/吸收作用,，如果是這種情況，煤的氫密度將是錯(cuò)誤的,，就不是煤樣的真密度,。如果氦分子比氫分子有更強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力，而煤的氫密度值又高于氦密度值,，那么,，就只能解釋為氫分子對(duì)煤樣有吸附作用。在本研究中采用氫-氦混合氣體（49.13%H2 + 50.87%的He）作測(cè)試介質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),，以探索研究這幾種可能性,。
本文中，作者報(bào)道了用氣體密度儀方法,，分別以H2氣,、He（氦）氣和H2+He混合氣體為介質(zhì)對(duì)8個(gè)阿崗煤樣的密度測(cè)試結(jié)果。對(duì)氫密度明顯高于氦密度的問題進(jìn)行了討論,。