MT_T 858-2000 煤的截割阻抗的测试方法.pdf

目 次 前言 Ⅱ 1 范围1 2 定义1 3 测试系统及设备1 4 测试步骤2 5 测试结果及整理3 附录A 刀具刃口形状 5 附录B 煤样层理方向标记 5 附录C 截割阻抗试验机 6 附录D 测试系统及相应设备用计算机数据采集及处理系统的测式系统及相应设备 6 附录E 参考标准 7 附录F 煤样送样单 7 附录G 煤样装箱编号对照表 8 附录H 模具简图 9 附录I 煤的截割阻抗A值测试记录表 1 0 附录J 煤的截割力随时间变化曲线 1 1 Ⅰ 前 言 煤的截割阻抗A值较之煤的普氏系数f值能更确切地反映煤的可截割性能, 可作为采掘机械设计 和选型所依据的主要技术参数, 本标准规定了煤的截割阻抗A值的测试方法, 适用于能加工成标准试件 的煤, 在实验室条件下对其截割阻抗进行测试。 本标准的附录A、B是标准的附录。 本标准的附录C、D、E、F、G、H、 I、J是提示的附录。 本标准由国家煤炭工业局行业管理司提出。 本标准由煤炭工业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本标准起草单位 煤炭科学研究总院上海分院。 本标准主要起草人 金丽莉、 王国键、 朱远华、 朱荣、 钱伟学。 本标准委托煤炭科学研究总院上海分院负责解释。 Ⅱ 中 华 人 民 共 和 国 煤 炭 行 业 标 准 煤 的 截 割 阻 抗 的 测 试 方 法 M e a s u r e m e n t a n dt e s tm c t h o d so f c u t t i n gr e s i s t a n c e f o r c o a l MT/T8 5 82 0 0 0 国家煤炭工业局2 0 0 0 - 0 1 - 1 8批准 2 0 0 0 - 0 5 - 0 1实施 1 范围 本标准规定了煤的截割阻抗 以下简称截割阻抗 的测试方法。 本标准适用于能加工成标准试件的煤 包括煤中夹矸 , 在实验室条件下对其截割阻抗进行测试。 2 定义 2 . 1 截割阻抗c u t t i n gr e s i s t a n c e 标准刀具按规定方法截割煤体单位截割深度的抗力。用字母A表示, 计量单位为k N/m。 2 . 2 截割力c u t t i n gf o r c e 标准刀具截割煤体的作用力。用字母F表示, 计量单位为k N。 2 . 3 截割深度c u t t i n gd e p t h 标准刀具截入煤体的深度。用字母h表示, 计量单位为m。 3 测试系统及设备 3 . 1 测试台位 3 . 1 . 1 测试台位必须经有关部门验收后方可使用。 3 . 1 . 2 测试台位应保证安全可靠、 测试数据准确。 3 . 1 . 3 截割阻抗试验机参照附录C 提示的附录 。 3 . 2 截割刀具 截割刀具共两种, 一种是测试用的标准刀具, 另一种是为了保证截割过程中相同的截割条件而使用 的表面平整刀具 标准刀具采用国际通用的几何形状, 刀尖角4 3 , 后角7 , 刃宽2 0 mm, 最大截割深度 4 0 mm, 热处理硬度应为5 66 0HR C; 平整刀具除刃宽1 2 0 mm和标准刀具不同外, 刃口部分几何形状 和标准刀具相同。两种刀具刃口形状参照附录A 标准的附录 。 3 . 3 测试系统 测试系统根据记录仪器不同分为不同类型, 用计算机数据采集处理系统的测试系统和用X-Y函 数记录仪的测试系统以及相应设备参照附录D 提示的附录 。 3 . 4 测试设备及仪器仪表 3 . 4 . 1 测试用传感器、 放大器、 记录仪等仪器设备均应按有关标准和规定进行定期校准、 标定, 并具有 有效期内的检定合格证书。 3 . 4 . 2 设备及仪器仪表配置 3 . 4 . 2 . 1 用计算机数据采集及处理系统的测试系统所用设备、 仪器仪表及精度要求 截割阻抗试验机 力传感器 1级 1 应变放大器 1级 滤波器 1级 计算机数据采集及处理系统 1级 绘图仪 1级 打印机 1级 3 . 4 . 2 . 2 用XY函数记录仪的测试系统所用设备、 仪器仪表及精度要求 简易配置 截割阻抗试验机 力传感器 1级 应变放大器 1级 XY函数记录仪1级 4 测试步骤 4 . 1 煤样采样 煤样采样参照附录E 提示的附录 。 4 . 1 . 1 采样要求 煤样采样工作的完善与否, 是决定截割阻抗测定结果正确性和可靠性的重要因素。在选择采样方 法时, 以及在采样操作过程中, 应使试样原有的结构和状态不受破坏, 以保持煤原有的物理力学性质。 不得采用爆破方法采样, 以防产生大量人为裂隙。 4 . 1 . 2 采样地点 应从测试目的出发, 并注意煤样应具有代表性。 4 . 1 . 2 . 1 测试某一局部地点煤的性质时, 应在该地点找具有代表性的采样点采样, 如煤层有夹石, 夹石 层也应作为采样点。 4 . 1 . 2 . 2 测试较大范围内煤的性质时, 应根据煤的性质变化情况, 分别在几个具有代表性的采样点 采样。 4 . 1 . 3 煤样规格 煤样为边长2 0 0 mm的立方体, 偏差为2 0 mm。 4 . 1 . 4 煤样编组、 每组数量及组数 将采自性质相同的同一层位的煤样编为一组, 严禁将在不同地点采集、 不同性质的煤样编为一组; 每组至少采样三点, 各采样点至少采样四件; 组数应从测试目的出发。考虑到运输、 加工中的损耗以及 偏离度大于2 0时试样数量要适当增加。 4 . 1 . 5 煤样的记录和编号 采样时应由专人做好煤样编号、 描述记录工作, 内容参照附录F 提示的附录 。 煤样编号方式可采用 煤样编号/工作面或掘进巷道编号标记, 煤样编号可按采煤工作面或掘进巷 道断面自上而下用阿拉伯数字顺序编写; 并用颜色漆写在煤样上, 同时在煤样上用符号“↑” 标明其层理 方向 箭头垂直层理面 , 参照附录B 标准的附录 。 4 . 1 . 6 煤样的包装 4 . 1 . 6 . 1 煤样采好后, 迅即用纸包好, 写上编号, 运到井上后立即浸蜡整体封固。对松软易吸水风化的 煤样应在井下立即包装封固。 4 . 1 . 6 . 2 煤样封固后装入木箱内, 上、 下及四周用木屑填实, 并将木箱扎紧, 编上号码, 发送测试单位。 4 . 1 . 7 送样单 装箱时应填写“ 煤样送样单” , 参照附录F 提示的附录 ; “ 煤样装箱编号对照表” , 参照附录G 提示 的附录 , 各一式两份, 一份寄测试单位, 一份由委托单位留底保存。 4 . 2 标准试件的制备和养护 2 MT/T8 5 82 0 0 0 4 . 2 . 1 每一块采得的煤样, 分别制作成边长3 0 0mm的立方体标准试件。 4 . 2 . 2 模具简图参照附录H 提示的附录 , 以1 5水泥和8 5黄沙加水混合物作为填充料, 在振动台 上捣实, 制成标准试件。 4 . 2 . 3 煤样在模具中放置方向 每组煤样中一半数量的煤样按照层理面平行于模具底板方向; 将另一 半数量的煤样按照层理面垂直于模具底板并与螺栓轴线相垂直。 4 . 2 . 4 试样平行于螺栓轴线方向的平面, 其平面度要求为0 . 5 mm, 平面之间的平行度要求为0 . 5 mm。 4 . 2 . 5 标准试件连同模具在2 01 0℃环境温度下, 静置4 8h后拆模, 在其外表面用颜色漆写上煤样 编号并标上层理方向。 4 . 2 . 6 标准试件拆模养护2 4 d后方可进行测试。 4 . 3 测试 截割阻抗的测试方法参照附录E 提示的附录 。 4 . 3 . 1 每组煤样中一半数量的煤样按照平行于层理面方向截割; 其余一半数量的煤样按照垂直于层理 面方向截割。 4 . 3 . 2 将煤样有关信息填入测试记录表内, 参照附录I 提示的附录 。 4 . 3 . 3 把二块防崩落夹板用螺母固紧在标准试件两侧。 4 . 3 . 4 标准试件放置在截割阻抗试验机的上下承压板之间的中间位置, 被截割平面朝向截割刀具并与 刀具的运动方向平行。 4 . 3 . 5 启动夹紧油缸夹紧标准试件, 夹紧油缸的液压力应满足下式 P0P 1S1 S0f 1 式中 P0 夹紧油缸液压力,MP a; P1 截割油缸液压力,MP a; S1 截割油缸活塞面积,c m 2; S0 夹紧油缸活塞面积,c m 2; f 试件和承压板间的摩擦系数。 夹紧油缸液压力一般取 1 . 63 . 0MP a。 4 . 3 . 6 截割阻抗试验机刀架上装平整刀, 起动截割油缸平整试件的截割平面, 直至煤样暴露长度大于 1 5 0 mm, 高度大于1 0 0 mm。 4 . 3 . 7 换上标准截割刀具, 调整刀架高度, 使截割刀中心处于煤样暴露面的最长截割长度处。 4 . 3 . 8 截割深度的选择与煤样的机械性质有关, 不含夹矸的煤样截割深度可用1 0 mm,2 0 mm,3 0 mm, 4 0 mm, 一般采用2 0 mm; 含夹矸的煤样截割深度可用2 . 5 mm,5 mm,7 . 5 mm,1 0 mm, 一般采用5 mm。 4 . 3 . 9 按选用的截割深度, 0 . 0 10 . 0 3m/s的截割速度截割标准试件, 同时用记录仪器记录截割力 随时间变化的曲线, 每做一次测试, 都要用平整刀找平试件的截割平面, 每一标准试件进行n次测试, n≥3。 5 测试结果及整理 5 . 1 数据处理 截割阻抗数据处理参照了附录E 提示的附录 。 5 . 1 . 1 记录仪器记载的截割力随时间变化的曲线参照附录J 提示的附录 所示, 从图形曲线上取1 0个 左右截割力峰值点, 求算术平均值, 得出最大截割力平均值Fi m a x; 从图形曲线上取1 0个左右截割力谷值 点, 求算术平均值, 得出最小截割力平均值Fi m i n; 整个图形曲线随截割时间积分除以对应的截割行程总 时间, 得出截割力平均值Fi。 5 . 1 . 2 截割阻抗按下列公式计算 3 MT/T8 5 82 0 0 0 5 . 1 . 2 . 1 一块煤样的截割阻抗A值 A 3 ∑ n i1 Fi m i n hi ∑ n i1 Fi hi ∑ n i1 Fi m a x hi 4n 2 式中 A 截割阻抗,KN/m; Fi m a x 第i次测试的最大截割力平均值,k N; Fi m i n 第i次测试的最小截割力平均值,k N; Fi 第i次测试的截割力平均值,k N; hi 第i次测试的截割深度,m; n 测试次数。 5 . 1 . 2 . 2 第i次测试的截割阻抗Ai Ai 3F i m i n Fi F i m a x 4hi {} 3 式中 Ai 第i次测试的截割阻抗,k N/m; Fi m a x 第i次测试的最大截割力平均值,k N; Fi m i n 第i次测试的最小截割力平均值,k N; Fi 第i次测试的截割力平均值,k N; hj 第i次测试的截割深度,m。 5 . 2 测试报告 测试结束后, 应根据测试结果写出详细的测试报告。 5 . 3 测试资料归档 归档资料应包括以下内容, 并根据有关规定保存。 a煤样送样单; b煤样装箱编号对照表; c煤的截割阻抗A值测试记录表; d煤的截割力随时间变化曲线; e计算机数据采集处理系统采集得到的数据资料; f测试数据计算资料; g测试报告。 5 . 4 余样处理 测试单位制备试件剩余的大块煤样, 自测试结果提交委托单位之日起保存3 0d。 4 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 A 标准的附录 刀具刃口形状 单位mm 附 录 B 标准的附录 煤样层理方向标记 5 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 C 提示的附录 截割阻抗试验机 1试件;2截割刀具;3刀架水平进刀滑槽;4刀架高度调节装置;5导轨; 6截割油缸;7信号线;8夹紧油缸;9机架;1 0下承压板;1 1上承压板 附 录 D 提示的附录 测试系统及相应设备 用计算机数据采集及处理系统的测式系统及相应设备 1试件;2力传感器;3应变放大器;4滤波器;5计算机数据采集及处理系统;6绘画仪;7打印机 用XY函数记录仪的测试系统及相应设备 1试件;2力传感器;3应变放大器;4XY函数记录仪 6 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 E 提示的附录 参考标准 MT3 81 9 8 7 煤和岩石物理力学性质测定的采样一般规定 ON4 41 1 2 0 S T ANOV E N IP E VNO S T IHO R N I NVP R O S T EM T L AKU 坚固的矿岩使用截割器具截割阻抗的确定 附 录 F 提示的附录 煤样送样单 委托单位 所属矿务局名称 煤层名称及编号 采样地点 煤层厚度 工作面长度 巷道断面尺寸 采样日期 采样方法 测试目的和要求 一组煤样 总件数 编号 规格 备件 填表人 年 月 日 7 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 G 提示的附录 煤样装箱编号对照表 序号木箱编号 煤样 煤样各称煤样编号封固情况 备注 填表人 年 月 日 8 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 H 提示的附录 模具简图 9 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 I 提示的附录 煤的截割阻抗A值测试记录表 委托单位 测试单位 测试人员 年 月 日 煤样编号测试序号 测试目的截割方向 截割速度,mm/s 截深,mm 截割力 峰值 取样个数, 个 峰值,KN 最大截割力平均值Fi m a x,k N 截割力 谷值 取样个数, 个 谷值,k N 最小截割力平均值Fi m a x,k N 截割力平均值Fi k N 第i次测试的截割阻抗Ai k N/m 一块煤样的截割阻抗A k N/m 01 MT/T8 5 82 0 0 0 附 录 J 提示的附录 煤的截割力随时间变化曲线 快速搜索↑↓ 慢速搜索 ←→ 拷屏/换页P r S c/C 取消/结束Q/E 峰值确认X/x 谷值确认 N/n 均值起点B⇒ 1 0 均值终点S⇒6 1 0 峰值个数 1 0 谷峰个数1 0 数据编号6 1 5 数值1 . 3 1 8 k N 11 MT/T8 5 82 0 0 0