GB T 23561.3-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法.第3部分 煤和岩石块体密度测定方法.pdf

1、ICS 73010D 04 目中华人民共和国国家标准GBT 2356 132009煤和岩石物理力学性质测定方法第3部分：煤和岩石块体密度测定方法Methods for determining the physical and mechanical properties of coal androckPart 3：Methods for determining the block density of coal and rock2009-04-08发布 200912-01实施宰瞀鹘紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅19刖 置(；BT 2356132009GBT 23561煤和岩石物理力学

2、性质测定方法按部分发布，分为16个部分：第1部分：采样一般规定；第2部分：煤和岩石真密度测定方法；第3部分：煤和岩石块体密度测定方法；第4部分：煤和岩石孔隙率计算方法；第5部分：煤和岩石吸水性测定方法；第6部分：煤和岩石含水率测定方法；第7部分：单轴抗压强度测定及软化系数计算方法；第8部分：煤和岩石变形参数测定方法；第9部分：煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法；第10部分：煤和岩石抗拉强度测定方法；第11部分：煤和岩石抗剪试验方法；第12部分：煤的坚固性系数测定方法；第13部分：煤和岩石点载荷强度测定方法；第14部分：岩石膨胀率测定方法；第15部分：岩石膨胀应力测定方法；第16部分：岩石耐崩解

3、性指数测定方法。本部分是GBT 2356l的第3部分。本部分的附录B、附录c为规范性附录，附录A为资料性附录。本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。本部分起草单位：煤炭科学研究总院开采设计研究分院和煤炭科学研究总院检测研究分院。本部分主要起草人：齐庆新、李纪青、毛德兵、傅京昱、张学亮。煤和岩石物理力学性质测定方法第3部分：煤和岩石块体密度测定方法GBT 23561320091范围GBT 23561的本部分规定了煤和岩石块体密度测定中涉及的术语和定义、密封法和量积法所需的仪器和测定步骤。本部分适用于煤和岩石块体密度的测定。密封法适用于所有煤和岩石，量积法适用于能加工成规则试件的煤或岩石。2术语和定

4、义下列术语和定义适用于GBT 23561的本部分。21煤块体密度block density of coal煤试件质量与其体积的比值。22岩石块体密度block density of rock岩石试件质量与其体积的比值。23天然块体密度natural block density试件在天然含水状态下的块体密度。24自然块体密度spontaneous block density试件制备后，在下部贮水的干燥器内存放(12)d的块体密度。25千块体密度dry block density试件在(105-110)温度下干燥24 h后的块体密度。2G饱和块体密度saturated block density试

5、件在饱和水状态下的块体密度。3密封法31仪器设备主要仪器设备有：a)烘箱；b)干燥箱；c)熔蜡锅；d)天平：感量(最小分度值)o01 g；e) 真空抽气装置，见图1，真空泵要求能达到0001 MPa(约7 mmHg)f)水中称量装置，见图2；GBT 2356132009g)石蜡或高分子树脂涂料及配置设备；h)细线：丝线或尼龙线；i) 测量平台；j) 钻石机、切石机、磨石机和砂轮机；k)游标卡尺：量程200 mm，最小分度值002 mill。1真空泵；2干燥塔；3真空压力表4三通阀；5进水口；6真空抽气罐7试件，1水；2试件；3天平；4砝码。图1真空抽气装置图2水中称重装置GBT 2356132

6、00932干块体密度的测定与计算321从试样中选取有代表性的边长约4 cm5 cm近似立方体作为试件，数量不少于三个，修平棱角，刷去表面粘着物，清除易掉落的岩屑。322将试件在105110下干燥24 h后取出，放在干燥器内冷却至室温，称重得M。323用细线缚住试件，置于刚过熔点60左右的石蜡中1 s2 s提出，蜡膜厚度约1 mm左右，检查试件上的蜡膜有无气泡。若发现有气泡，可用小电烙铁或热针刺破并涂平孔眼，冷却后在天平上称重得Ml。324再将蜡封后的试件挂在天平钩上，见图2，在水中称重得毛。325将试件从中取出，擦去表面水分，重新在天平上称重。检查此时质量与M，是否有差别，若质量差超过005

7、g，说明水已浸入试件，测定应重做。326当采用高分子树脂胶作为密封材料时，试件的制备见321和322。在配制高分子树脂胶时，按质量比称取聚氯乙烯树脂两份和环己酮八份，先将粉沫状的树脂倒人磨口玻璃瓶内，然后再将环己酮加入，用玻璃棒搅拌均匀，盖好瓶口，待粉末完全溶解成透明状胶液即可使用。将高分子树脂胶均匀在试件表面涂刷两遍，待溶剂挥发后，在试件表面形成一层薄膜，然后称密封试件质量M1。然后按324及325测得M2。327测定石蜡密度，参见附录A。328按式(1)计算测定结果：。一!一 f 1、“一M一Mz MM d。dl式中：P：试件的千块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；M一试件干重，单位

8、为克(g)；M，密封试件在空气中质量，单位为克(g)；如密封试件在水中质量，单位为克(g)；d。水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)，取近似值d，=1 gcm3；d。石蜡或高分子树脂胶密度，单位为克每立方厘米(gem3)。平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过003 gcm3，否则，整个测定应重做。33饱和块体密度的测定与计算331按321制备试件，试件数量不宜少于五个。332将试件放在真空抽气罐内带孔的板上，见图1，间距不应小于2 cm。333接上抽气系统，所有连接处均不应漏气。334开动真空泵，抽气20 min30 min，然后打开三通活塞，

9、慢慢将水注入真空抽气罐内，至水面高出试件2 cm3 cm，继续抽气直至试件表面不再有气泡冒出，且抽气时间不少于1 h。关闭真空泵，扭转三通活塞，使真空抽气罐与大气相通。抽气的真空度应保持在0001 MPa(约7 mmHg)。335从真空抽气罐中取出试件，全部浸入盛水的容器中，静置4 h以上。336取出饱和试件，用温毛巾擦去表面水分，称饱和试件重Mh。337以下测定步骤按323326进行。338按式(2)计算测定结果：Pb3丽=丽1fj医MF一rGBT 2356132009式中：凡试件的饱和块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；Mb水饱和试件在空气中的质量，单位为克(g)；M。水饱和试件密封

10、后在空气中的质量，单位为克(g)；M：水饱和试件密封后在水中的质量，单位为克(g)；d，水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)，取近似值d。1 gcm3；d。石蜡或高分子树脂胶密度，单位为克每立方厘米(gcm3)。平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过o03 gcm3，否则整个测定应重做。34自然块体密度的测定与计算341按421制备试件。342试件放在下部贮水的干燥器内存放l d2 d，注意试样不应与水接触，使之保持自然含水状态。343将试件取出放在天平上称重得M：。344以下测定步骤按323326进行。345按式(3)计算测定结果： 一，一面j

11、#d。dl式中：p：试件在自然含水状态下的块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；屯自然含水状态下的试件在空气中的质量，单位为克(g)；M1自然含水状态下的试件密封后在空气中的质量，单位为克(g)；M2自然含水状态的试件密封后在水中的质量，单位为克(g)；d。水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)，取近似值d。1 gcm3；d。石蜡或高分子树脂胶密度，单位为克每立方厘米(gcm3)。平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过003 gcm3，否则整个测定应重做。35天然块体密度的测定与计算351 在岩样启封后应立即制备有代表性的试件三个(或在现场当场

12、取样当场测定)。352将试件立即在天平上称重得M。353以下测定步骤按323326进行。354按式(4)计算测定结果：P一瓦=面1丁二瓦M：丁一F式中：P。保持天然含水状态的试样块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)M。保持天然含水状态的试件在空气中的质量，单位为克(g)；M1保持天然含水状态的试件密封后在空气中的质量，单位为克(g)；M：保持天然含水状态的试件密封后在水中的质量，单位为克(g)；d，水的密度，单位为克每立方厘米(gm3)，取近似值d。1 gcm3；d。石蜡或高分子树脂胶密度，单位为克每立方厘米(gcm3)。GBT 2356132009平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三

13、位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过003 gcm3，否则整个测定应重做。测定记录表见附录B。4量积法41仪器、设备相关的仪器和设备有；a)试样加工机械，包括切石机、钻石机、磨石机；b)烘箱；c)干燥器；d)天平：感量(最小分度值)o01 g；e)百分表架，百分表；f)卡尺：精度002 ram；g)真空抽气装置，见图1，42测定步骤421试件制备：可利用做力学性质测定的试件，试件取三个。422尺寸测量要求如下：a) 直径：测量两端和中间三个断面相隔120。的三个直径(共九个)，取其算术平均值b)高度：测量试件中心和四周的五个高度，取其算术平均值；c)若是棱柱体试件，对长和宽需测上、中、下

14、三个断面，六个尺寸取算术平均值。423试件尺寸误差要求如下：a)所有尺寸测量时，卡口与所测面应保持垂直或平行，不应歪斜；b)沿试件高度，直径或边长的误差不应大于03 mm；c)试件两端面不平行度误差不应大于005 mm；d) 端面垂直试件轴线，最大偏差不应大于025。；e)方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直，最大偏差不应大于025。424测干块体密度时，将试件在105110下干燥24 h后取出，放在干燥器中冷却至室温，称干重得M。425测饱和块体密度时，将试件按332336进行饱和处理，称饱和重得M-。426测自然块体密度时，试件按342处理，称重得t。43测定结果计算按式(5)、式(6)、

15、式(7)计算测定结果：PsF万舻燕舻是式中：P。岩石的干块体密度，单位为克每立方厘米(gcms)；Pb岩石的饱和块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；p。岩石的自然块体密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；M一试件烘干后的质量，单位为克(g)；GBIT 2356132009氐试件水饱和后的质量，单位为克(g)；M：试件自然含水状态下的质量，单位为克(g)；F试件截面积，单位为平方厘米(cm2)I试件的高度，单位为厘米(cm)。平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过005 gcm3，否则只能报各试件单个测值，而不报出平均值。测定记录表见附录c。附录

16、A(资料性附录)石蜡密度的测定方法GBT 2356132009A1将石蜡放入小铝锅中熔化，注人长120 mm，直径15 mnl的试管中约20 mm，加热试管使蜡完全熔化，轻轻振动，逐出蜡内存在的气泡，然后将试管静置，使蜡冷却下来。等蜡完全凝固后，将试管四周微微加热，倒出蜡块(制成的蜡块应没有裂纹和气泡)，称重得M，(精确至001 g)。A2将蜡块用细线系好，然后在蜡块下方系一金属块(重约10 g20 g)，用金属块将蜡沉入20的水中，注意勿使蜡和金属块接触装水的容器，称出蜡和金属块在水中的质量Mz。再将金属块单独用细线系好浸入20的水中，用同法称出其在水中的质量Ma。按式(A1)计算石蜡的密度

17、：d-一丽二刁酉面ds式中：d，石蜡的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；d。水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)，d。1 gcm3；矗石蜡块的质量，单位为克(g)；M：石蜡块和金属块在水中的质量，单位为克(g)；M。金属块在水中的质量，单位为克(g)。平行测定三次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。三次测定结果的最大差值不应超过001 gcm3，否则应重做。A3每更换一次石蜡即应测定一次密度。GBT 2356132009送样单位：采样地点附录B(规范性附录)密封法块体密度测定记录表试验El期试样名称：试样编号：试件含水状态试件 试件的干质量密封试件在 密封试件在石蜡密度 试件 试件平均M 空气中的质量 水中的质量 干块体密度 干块体密度画 备注编号 M1 Mz P Ppg (gcm3)g g (gcm3) (gcm3)8试验 校核附录C(规范性附录)量积法块体密度测定记录表送样单位： 采样地点 试验日期试样名称： 试样编号：试件含水状态GBT 2356132009试件尺寸 面积 体积 质量 试件块体密度 试件平均试件 块体密度F F矗 M P 备注编号 尸pcm3 g (gcrn3)长(直径) 宽 高 (gcm3)试验 校核9