7.2. Физико-механические и технологические свойства угля

К основным параметрам физико-механических и горно-технологических свойств угля относятся: группа плотностных характеристик (объемная масса, пористость, коэффициент разрыхления); прочностные характеристики (коэффициент крепости, предел прочности при одноосном сжатии, механическая прочность кусков угольной массы); характеристики микротвердости и микрохрупкости, а также характеристики разрушаемости угольных пластов, относящиеся к добычным работам.

Поскольку уголь относится к некрепким породам, то основным способом извлечения его из массива является механическое резание. В результате исследований, проведенных в Институте горного дела (ИГД) им. А.А. Скочинского¹⁾, был определен комплекс характеристик, в полной мере характеризующий разрушаемость угольных пластов при резании: сопротивляемость угля и угольных пластов резанию, хрупкопластические свойства угля, содержание и физико-механические свойства твердых включений в угольных пластах и абразивность угля и угольных пластов.

Основные параметры технологических свойств угля: размолоспособность, обогатимость, коксуемость, спекаемость. Кроме того, свойства угля в значительной мере определяются трещиноватостью, содержанием фюзенизированных компонентов, влаги и газообразных продуктов метаморфизма. Свойства угля находятся в тесной связи от его генезиса. Большинство параметров, характеризующих свойства угля, имеют экстремумы для углей, находящихся в средней стадии метаморфизма. Отмеченные особенности углей нашли свое отражение в классификации углей по ГОСТ 25543-88 «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам», приведенной в табл. 7.6.

Таблица 7.6

Классификация углей по среднему показателю отражения витринита ( ), максимальной влагоемкости, выходу летучих веществ, объемному выходу летучих веществ (ГОСТ 25543-88)

Марка1)	Груп-па2)	Подгруппа3)	, %	П5), %
1	2	3	4	5
Бурый (Б)	1Б	-	0,2…0,39	>50
	2Б	2БВ, 2БФ4)	0,2…0,49	30…50
	3Б	3БВ	0,3…0,59	<30
		3БФ	0,4…0,59
Длиннопламенный (Д)	-	ДВ	0,4…0,49	>40
			0,5…0,59	>36
			0,6…0,69	>34
			0,7…0,79	>30
		ДФ	0,5…0,59	>30
			0,6…0,69	>28
			0,7…0,79	>30
Длиннопламенный газовый (ДГ)	-	ДГВ	0,5…0,79	>32
		ДГФ		>30
Газовый (Г)	1Г	1ГВ	0,5…0,89	>38
			0,8…0,99	>30
		1ГФ	0,5…0,59	>30
			0,6…0,79	>38
			0,8…0,99	>30
	2Г	-	0,6…0,79	>38
Газовый жирный отощенный (ГЖО)	1ГЖО	1ГЖОВ, 1ГЖОФ	0,6…0,79	30…38
	2ГЖО	2ГЖОВ, 2ГЖОФ	0,8…0,99	>30
Газовый жирный (ГЖ)	1ГЖ	-	0,5…0,79	>30
	2ГЖ	-	0,8…0,99	>36
Жирный (Ж)	1Ж	-	0,8…0,89	28…36
			0,9…1,19	30…36
	2Ж	-	0,8…1,19	>30
Коксовый жирный (КЖ)	-	-	0,9…1,29	24…30
Коксовый (К)	1К	1КВ, 1КФ	1,0…1,29	<30
	2К	2КВ, 2КФ	1,3…1,69	<30
Коксовый отощенный (КО)	1КО	1КОВ, 1КОФ	0,8…1,19	22…30
	2КО	2КОВ, 2КОФ	1,1…1,19	16…22
			1,2…1,29	<30
			1,3…1,39	22…28
Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный (КСН)	-	КСНВ, КСНФ	0,8…1,09	<30
Коксовый слабоспекающийся (КС)	1КС	1КСВ, 1КСФ	1,1…1,39	<30
	2КС	2КСВ, 2КСФ	1,4…1,69	<26
Отощенный спекающийся (ОС)	1ОС	1ОСВ, 1ОСФ	1,3…1,79	<22
	2ОС	2ОСВ, 2ОСФ	>1,7	<22
Тощий спекающийся (ТС)	-	ТСВ	1,4…1,99	<22
		ТСФ	1,4…1,59	16…20
			1,6…1,99	<18
Слабоспекающийся (СС)	1СС	-	0,7…0,79	20…30
			0,8…0,99	>34
	2СС	-	0,8…1,39	26…34
	3СС	-	0,8…0,99	20…26
			1,0…1,39	16…26
			1,4…1,79	16…22
Тощий (Т)	1Т	1ТВ	1,5…2,09	12…18
		1ТФ	1,3…2,09	12…16
	2Т	2ТВ, 2ТФ	1,5…2,59	8…12
Антрацит (А)	1А	1АВ	2,2…3,59	>200
		1АФ	2,2…3,59	>100
	2А	2АВ, 2АФ	3,6…4,49	>100
	3А	2АВ, 3АФ	>4,5	<200

Примечания: ¹⁾ –в скобках указано условное обозначение наименования марки угля; ²⁾ – цифра перед буквой – условное обозначение группы марки угля, например, «1Г» читается как «первый газовый»; ³⁾ – последняя буква в условном обозначении подгруппы группы марки угля означает: «В» - «витринитовый», «Ф» - «фюзинитовый», например, «1ГВ» читается как «первый газовый витринитовый»; ⁴⁾ – уголь считается витринитовым, если сумма фюзинизированных компонентов меньше 39% и фюзинитовым – если больше 40%; ⁵⁾ - смысл обозначения «П» следующий: для бурых углей - максимальная влагоемкость - в % (ГОСТ 8858-93 «Угли бурые… Методы определения максимальной влагоемкости»); для каменных углей – выход летучих веществ - в % (ГОСТ 6382-2001 «Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ»); для антрацитов – объемный выход летучих веществ - в см³/г (ГОСТ 7303-90 «Антрацит. Метод определения объемного выхода …»). Параметры определяются для беззольного состояния угля, когда содержание минерального остатка после сжигания углей (золы) не превышает 10%. Беззольное состояние помечается в верхнем индексе параметров буквой «f». Буква «a» в верхнем индексе параметра означает, что параметр определяется для аналитической пробы угля, в которой максимальный размер зерна не должен превышать 0,2 мм.

Заметим, что надежным классификационным признаком углей, находящихся на разных стадиях метаморфизма, служит показатель отражения витринита. Технологические параметры, упомянутые в табл. 7.6, будут рассмотрены ниже.