1、ICS 73010D 04 圆亘中华人民共和国国家标准GBT 2356122009煤和岩石物理力学性质测定方法第2部分：煤和岩石真密度测定方法Methods for determining the physical and mechanical properties of coal and rockPart 2：Methods for determining the true density of coal and rock2009-04-08发布 2009-12-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局磐右中国国家标准化管理委员会仅111刖 罱GBT 2356122009GBT 235
2、61煤和岩石物理力学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
3、16部分：岩石耐崩解性指数测定方法。本部分是GBT 23561的第2部分。本部分的附录C、附录D为规范性附录，附录A、附录B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。煤和岩石物理力学性质测定方法第2部分：煤和岩石真密度测定方法GBT 23561220091范围GBT 23561的本部分规定了煤和岩石真密度测定中涉及的术语和定义、仪器设备、试验步骤以及比重瓶法数据计算。本部分采用比重瓶法或气体膨胀法真密度分析仪测定煤或岩石的真密度。2术语和定义下列术语和定义适
4、用于GBT 23561的本部分。21煤真密度true density of coal煤固相物质的质量与其体积的比值。22岩石真密度true density of rock岩石固相物质的质量与其体积的比值。3仪器设备31气体膨胀法真密度分析仪精确度002(135 cm3大样品池)、003(50 cTn3中样品池)、003(10 cm3小样品池)；重复性001(135 cm3大样品池)、0015(50 cm3中样品池)、0015(10 cm3小样品池)分辨率0000 1 gmL。仪器应可以连接真空泵进行原位真空脱气。32 比重瓶法仪器和设备主要仪器设备如下：a)岩石粉碎机；b)瓷钵或玛瑙钵；c)岩
5、石研粉机，出料粒度02 mm03 mm；d)分样筛：孔径02 mm或03 mm；e)天平：感量(最小分度值)o001 g；f) 烘箱；g)干燥器；h)沙浴或水浴；i) 真空抽气装置：真空度至少可达0001 MPa(约7 mmHg)；j) 短颈比重瓶：带磨口毛细管塞，容量100 mL或50 mL；k)移液管：容量10 mL(量筒)；1) 磁铁；m)恒温器：能保持(20士05)的恒温；n)温度计：量程(o50)，最小分度值02。33试剂十二烷基苯磺酸钠(ClsHz，NaSO。)，分析纯，2水溶液。GST 2356122009或十二烷基硫酸钠(C，。H。；NaSO。)，化学纯，2水溶液。4试验步骤4
6、1比重瓶法411试样制备对于磁性岩石，取有代表性的岩样100 g左右，用瓷钵或玛瑙钵碾碎，并使其全部通过孔径02 mm或03mm分样筛。对于非磁性岩石或煤块，取有代表性的试样300 g左右，用粉碎机粉碎成小块，然后用研粉机研成粉末，并使其全部通过孔径02 mm或03 mm分样筛。用磁铁吸净混入岩粉中的铁屑。将制备好的岩样在1051lo下干燥24 h后取出放在干燥器中冷却至室温。412岩样测试步骤4121将蒸馏水煮沸并冷却至室温。4122取瓶颈与瓶塞相符的100 mL比重瓶，用蒸馏水洗净，注入三分之一的蒸馏水，擦干瓶的外表面。4123用四分法缩分并称取15 g试样粉末(精确至0001 g)，借助
7、漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中，注意勿使粉末撒落或粘在瓶颈上。注：如采用50 mL比重瓶，则称取岩粉10 g。4124将盛有蒸馏水和岩粉的比重瓶放在沙浴或水浴上煮沸后再继续煮1 h15 h。4125在煮沸过程中既要使试样粉末充分沸腾，又不要使试样粉末飞溅或外溢。4126飞溅在瓶壁上的试样粉末，用滴定管沿瓶壁注水将其冲下。4127如用真空抽气法，则将上述比重瓶放人真空抽气装置内。抽气的真空度为0001 MPa(约7 mmHg)。开动真空泵抽气，直至瓶内无气泡发生为止，且抽气时间不小于1 h。然后由三通开关放入空气。以下步骤与沙浴煮法相同。4128含有水溶性矿物的岩石，应用煤油代替蒸馏水
8、来测定，在这种情况下，只能用真空抽气法，而不能用沙浴煮沸法。煤油密度计算方法参见附录A。4129将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温，然后注入蒸馏水，使液面与瓶塞刚好接触，注意不得留有气泡。擦干瓶的外表面，在天平上称重得M1(若比重瓶有刻度线，液面的弯月线应与刻度线齐平)。41210校正比重瓶，参见附录B，称瓶水合重得如，精确至0001 g。413煤样测试步骤4131 准确称取粒度小于02 mm的煤粉分析样2 g(精确至土o001 g)，通过无颈小漏斗全部仔细地移人比重瓶中。4132用量筒向比重瓶中注入浓度为2的十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠溶液3 mL，并注意将瓶壁上附着的煤粒冲人瓶中，轻轻转动
9、比重瓶，放置15 min使试样浸透。然后沿瓶壁加入25 mL蒸馏水。4133把比重瓶移到水浴或沙浴中煮沸20 min，以排除吸附的气体。4134取出比重瓶，加入新煮沸的蒸馏水至水面低于瓶口约1 cm处，并冷却至室温。然后置于(20土05)或略低于室温的恒温器中，恒温1 h(也可以在室温下放置3 h以上。如用十二烷基硫酸钠溶液最好过夜)，并记录下室温温度。4135用吸管沿瓶颈加煮沸过的20或室温蒸馏水至瓶口，盖上瓶塞，使过剩的水从瓶塞上的毛细管上溢出(这时瓶中和毛细管内不应有气泡存在，否则应重新加水盖瓶塞)。4136迅速擦干比重瓶，立即称出比重瓶加煤粉样加润滑剂加水的质量。42气体膨胀法真密度分
10、析仪法421试样制备：见411。2GBT 2356122009422仪器校准：放人与仪器配套的标准球，根据仪器的提示步骤完成校正。该校正每天开机后需要做一次，并且做完25个样品后应该进行一次复查。423称取试样质量：样品体积可取1 cm3135 cm3之间。若样品量不受限制，尽可能多取。根据样品分析量选定样品池，用电子天平先称样品池重，再加入颗粒试样至样品池的23体积，称重精确至0001 g，将样品池连同样品置入真密度分析仪中，并将称出样品的准确质量输入到真密度分析仪中。424精度设定：仪器可进行自动重复运行，直到所选取的多个测量值达到用户选择的允许精度。425平衡时间：自动选择或由用户选择压
11、力。426脱气：采用脉冲吹扫脱气或原位真空脱气。427输入高纯氦气或氮气：利用气体扩展置换技术，直接测量出粉末试样的真实体积。428打印结果：连接计算机，打印试验结果及相关参数。5比重瓶法数据计算比重瓶法数据按式(1)计算测定结果：， Md，d2M+M2-M式中：d试样真密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；M试样质量，单位为克(g)；M，比重瓶、岩样和蒸馏水合重；或比重瓶、煤样、润滑剂和蒸馏水合重，单位为克(g)；Mz比重瓶和满瓶蒸馏水合重，单位为克(g)；d。室温下蒸馏水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)，d。1 gcm3。当采用煤油代替蒸馏水进行测定时，则式中的M-改为比重瓶、岩样和
12、煤油合重或比重瓶、煤样、润滑剂和煤油合重(g)，M2改为比重瓶和满瓶煤油合重(g)，蒸馏水的密度d，改为煤油的密度d。(d。的计算参见附录A)即可计算测定结果。测定结果记录表见附录C和附录D。平行测定两次，取算术平均值，计算结果取三位有效数字。若两次测定结果差值超过002 gcm3应重做。GBT 2356122009A1煤油的密度计算按公式(A1)4附录A(资料性附录)煤油密度的计算如一背式中：d。室温下煤油的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；M。比重瓶和满瓶煤油合重，单位为克(g)；M。比重瓶质量，单位为克(g)；M。比重瓶和满瓶蒸馏水合重，单位为克(g)；d。试验时室温下蒸馏水的密度，
13、单位为克每立方厘米(gcm3)，d，1 gcm3。附录B(资料性附录)比重瓶的校正GBT 2356122009可按试验的不同情况，选择以下任何一种方式校正比重瓶：a)如试验量小，可在每次试验时校正一次，算出瓶水合重ib)如试验量大，可在每年春秋两季，当室温为20左右时，各校正一次比重瓶，计算出各温度下的瓶水合重，列表备用。计算按式(B1)：M2 鱼坐三丝；丛亘I翊+M4d11式中：M。在温度T2(计算温度)时的瓶水合重，单位为克(g)；M?在温度71(校正温度)时的瓶水合重(M?称量三次，取算术平均值)，单位为克(g)；Mt在温度T1时的比重瓶质量(要用蒸馏水将其洗净、烘干并冷却至室温后称量三
14、次，取算术平均值)，单位为克(g)；d，在温度L时水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；dn在温度Tz时水的密度，单位为克每立方厘米(gcm3)；e，玻璃胀缩系数，e。一2410“C。c) 如试验在恒温条件下进行，在试验温度变化时，比重瓶也应相应地校正一次。GBT 2356122009送样单位附录C(规范性附录)岩石真密度测定记录表采样地点 测定日期岩石名称：岩样编号： 比重瓶编号比重瓶、 比重瓶和 室温下蒸 试样真 岩石平均试样质量 试样和蒸 满瓶蒸馏 试验室温 馏水密度 密度 真密度测定次数备注Mg 馏水合重 水合重 度 d a d口Mtg M2g (gcm3) (gcm3) (gcm3)注：采用煤油代替蒸馏水进行测定时，表中蒸馏水改为煤油，蒸馏水密度五改为煤油密度d。6测定 校核附录D(规范性附录)煤真密度测定记录表送样单位： 采样地点：测定日期GBT 2356122009比重瓶、 比重瓶和 室温下 煤样 煤平均试样质量 煤样、润滑剂 满瓶蒸馏水 试验室温度 蒸馏水密度 真密度 真密度测定次数 和蒸馏永 备注Mg 合重 f d， a dp合重M1gM2g (gcm3) (gcm3) (gcm3)注：采用煤油代 蒸馏水进行测定时，表中蒸馏水改为煤油，蒸馏水密度d。改为煤油密度d。测定 校核
