ICS 73. 010 D 04 中华人民共和国国家标准 GB/T 23561.2—2009 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 rock -Part 2:Methods for determining the true density of coal and rock 2009-04-08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 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 23561.2—2009 前言 GB/T23561《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16部分：岩石耐崩解性指数测定方法。 本部分是GB/T23561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。 1 GB/T 23561.2—2009 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 1范围 GB/T23561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 下列术语和定义适用于GB/T23561的本部分。 2. 1 煤真密度 true density of coal 煤固相物质的质量与其体积的比值。 2.2 岩石真密度 truedensityof rock 岩石固相物质的质量与其体积的比值。 3仪器设备 3.1气体膨胀法真密度分析仪 精确度0.02%（135cm²大样品池）、0.03%（50cm中样品池）、0.03%（10cm小样品池）； 重复性0.01%（135cm大样品池）、0.015%（50cm²中样品池）、0.015%（10cm²小样品池）； 分辨率0.0001g/mL。仪器应可以连接真空泵进行原位真空脱气。 3.2比重瓶法仪器和设备 主要仪器设备如下： 岩石粉碎机； 瓷钵或玛瑙钵； c) 岩石研粉机，出料粒度0.2mm~0.3mm； d) 分样筛：孔径0.2mm或0.3mm； e) 天平：感量（最小分度值）0.001g； 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0.001MPa（约7mmHg）； j) 短颈比重瓶：带磨口毛细管塞，容量100mL或50mL； k) 移液管：容量10mL（量筒）； 1) 磁铁； 恒温器：能保持（20士0.5）℃的恒温； n) 温度计：量程（0～50）℃，最小分度值0.2℃。 3.3试剂 十二烷基苯磺酸钠（CisH2gNaSO），分析纯，2%水溶液。 1 GB/T23561.2—2009 或十二烷基硫酸钠（C2H25NaSO,），化学纯，2%水溶液。 4试验步骤 4.1比重瓶法 4.1.1试样制备 对于磁性岩石，取有代表性的岩样100g左右，用瓷钵或玛瑙钵碾碎，并使其全部通过孔径0.2mm 或0.3mm分样筛。 对于非磁性岩石或煤块，取有代表性的试样300g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0.2mm或0.3mm分样筛。用磁铁吸净混人岩粉中的铁屑。 将制备好的岩样在105℃～110℃下干燥24h后取出放在干燥器中冷却至室温。 4.1.2岩样测试步骤 4.1.2.1将蒸馏水煮沸并冷却至室温。 4.1.2.2取瓶颈与瓶塞相符的100mL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。 4.1.2.3用四分法缩分并称取15g试样粉末（精确至0.001g），借助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50mL比重瓶，则称取岩粉10g。 4.1.2.4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1h～1.5h。 4.1.2.5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。 4.1.2.6飞溅在瓶壁上的试样粉未，用滴定管沿瓶壁注水将其冲下。 4.1.2.7如用真空抽气法，则将上述比重瓶放入真空抽气装置内。抽气的真空度为0.001MPa（约 7mmHg）。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1h。然后由三通开关放人 空气。以下步骤与沙浴煮法相同。 4.1.2.8含有水溶性矿物的岩石，应用煤油代替蒸馏水来测定，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。 4.1.2.9将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温，然后注人蒸馏水，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M（若比重瓶有刻度线，液面的弯月线应与刻度线齐平）。 4.1.2.10校正比重瓶，参见附录B，称瓶水合重得M2，精确至0.001g。 4.1.3煤样测试步骤 4.1.3.1准确称取粒度小于0.2mm的煤粉分析样2g（精确至土0.001g），通过无颈小漏斗全部仔细 地移入比重瓶中。 4.1.3.2用量筒向比重瓶中注人浓度为2%的十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠溶液3mL，并注 意将瓶壁上附着的煤粒冲人瓶中，轻轻转动比重瓶，放置15min使试样浸透。然后沿瓶壁加入25mL 蒸馏水。 4.1.3.3把比重瓶移到水浴或沙浴中煮沸20min，以排除吸附的气体。 4.1.3.4取出比重瓶，加人新煮沸的蒸馏水至水面低于瓶口约1cm处，并冷却至室温。然后置于 （20士0.5）℃或略低于室温的恒温器中，恒温1h（也可以在室温下放置3h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。 4.1.3.5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 4.1.3.6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。 4.2气体膨胀法真密度分析仪法 4.2.1试样制备：见4.1.1。 2 GB/T 23561.2—2009 做一次，并且做完25个样品后应该进行一次复查。 4.2.3称取试样质量：样品体积可取1cm²～135cm²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，再加人颗粒试样至样品池的2/3体积，称重精确至 0.001g，将样品池连同样品置人真密度分析仪中，并将称出样品的准确质量输人到真密度分析仪中。 4.2.4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。 4.2.5平衡时间：自动选择或由用户选择压力。 4.2.6脱气：采用脉冲吹扫脱气或原位真空脱气 4.2.7输人高纯氢气或氮气：利用气体扩展置换技术，直接测量出粉末试样的真实体积。 4.2.8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, :(1) M + M, M, 式中： d——试样真密度，单位为克每立方厘米（g/cm）； 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）； M2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重，单位为克（g)； d，一一室温下蒸馏水的密度，单位为克每立方厘米（g/cm），d.～1g/cm。 滑剂和煤油合重（g），M，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dm（dm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0.02g/cm 应重做。 3