书 书 书犐犆犛 ７３ ． ０１０ 犇 ０４ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 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 犕犲狋犺狅犱狊犳狅狉犱犲狋犲狉犿犻狀犻狀犵狋犺犲狆犺狔狊犻犮犪犾犪狀犱犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犮狅犪犾犪狀犱 狉狅犮犽 — 犘犪狉狋 ３ ： 犕犲狋犺狅犱狊犳狅狉犱犲狋犲狉犿犻狀犻狀犵狋犺犲犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔狅犳犮狅犪犾犪狀犱狉狅犮犽 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 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 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 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 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 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 １ 　 范围 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 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 　 术语和定义 下列术语和定义适用于 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 的本部分 。 ２ ． １ 煤块体密度 　 犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔狅犳犮狅犪犾 煤试件质量与其体积的比值 。 ２ ． ２ 岩石块体密度 　 犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔狅犳狉狅犮犽 岩石试件质量与其体积的比值 。 ２ ． ３ 天然块体密度 　 狀犪狋狌狉犪犾犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔 试件在天然含水状态下的块体密度 。 ２ ． ４ 自然块体密度 　 狊狆狅狀狋犪狀犲狅狌狊犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔 试件制备后 ， 在下部贮水的干燥器内存放 （ １ ～ ２ ） ｄ 的块体密度 。 ２ ． ５ 干块体密度 　 犱狉狔犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔 试件在 （ １０５ ～ １１０ ） ℃ 温度下干燥 ２４ｈ 后的块体密度 。 ２ ． ６ 饱和块体密度 　 狊犪狋狌狉犪狋犲犱犫犾狅犮犽犱犲狀狊犻狋狔 试件在饱和水状态下的块体密度 。 ３ 　 密封法 ３ ． １ 　 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 ） ０．０１ｇ ； ｅ ） 　 真空抽气装置 ， 见图 １ ， 真空泵要求能达到 ０．００１ＭＰａ （ 约 ７ｍｍＨｇ ）； ｆ ） 　 水中称量装置 ， 见图 ２ ； １ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ３ — ２００９ ｇ ） 　 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 ２００ｍｍ ， 最小分度值 ０．０２ｍｍ 。 　　 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 。 图 １ 　 真空抽气装置 　　 １ ——— 水 ； ２ ——— 试件 ； ３ ——— 天平 ； ４ ——— 砝码 。 图 ２ 　 水中称重装置 ２ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ３ — ２００９ ３ ． ２ 　 干块体密度的测定与计算 ３ ． ２ ． １ 　 从试样中选取有代表性的边长约 ４ｃｍ ～ ５ｃｍ 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 。 ３ ． ２ ． ２ 　 将试件在 １０５℃ ～ １１０℃ 下干燥 ２４ｈ 后取出 ， 放在干燥器内冷却至室温 ， 称重得 犕 。 ３ ． ２ ． ３ 　 用细线缚住试件 ， 置于刚过熔点 ６０℃ 左右的石蜡中 １ｓ ～ ２ｓ 提出 ， 蜡膜厚度约 １ｍｍ 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 犕 １ 。 ３ ． ２ ． ４ 　 再将蜡封后的试件挂在天平钩上 ， 见图 ２ ， 在水中称重得 犕 ２ 。 ３ ． ２ ． ５ 　 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 犕 １ 是否有差别 ， 若质量 差超过 ０．０５ｇ ， 说明水已浸入试件 ， 测定应重做 。 ３ ． ２ ． ６ 　 当采用高分子树脂胶作为密封材料时 ， 试件的制备见 ３．２．１ 和 ３．２．２ 。 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入磨口玻璃瓶内 ， 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 犕 １ 。 然后按 ３．２．４ 及 ３．２．５ 测得 犕 ２ 。 ３ ． ２ ． ７ 　 测定石蜡密度 ， 参见附录 Ａ 。 ３ ． ２ ． ８ 　 按式 （ １ ） 计算测定结果 ： ρ ｇ ＝ 犕 犕 １ － 犕 ２ 犱 ｓ － 犕 １ － 犕 犱 １ …………………………（ １ ） 　　 式中 ： ρ ｇ ——— 试件的干块体密度 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）； 犕 ——— 试件干重 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犕 １ ——— 密封试件在空气中质量 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犕 ２ ——— 密封试件在水中质量 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犱 ｓ ——— 水的密度 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）， 取近似值 犱 ｓ ＝１ｇ ／ ｃｍ ３ ； 犱 １ ——— 石蜡或高分子树脂胶密度 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）。 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 ０．０３ｇ ／ ｃｍ ３ ， 否则 ， 整个测定应重做 。 ３ ． ３ 　 饱和块体密度的测定与计算 ３ ． ３ ． １ 　 按 ３．２．１ 制备试件 ， 试件数量不宜少于五个 。 ３ ． ３ ． ２ 　 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 ２ｃｍ 。 ３ ． ３ ． ３ 　 接上抽气系统 ， 所有连接处均不应漏气 。 ３ ． ３ ． ４ 　 开动真空泵 ， 抽气 ２０ｍｉｎ ～ ３０ｍｉｎ ， 然后打开三通活塞 ， 慢慢将水注入真空抽气罐内 ， 至水面高 出试件 ２ｃｍ ～ ３ｃｍ ， 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 １ｈ 。 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 ０．００１ＭＰａ （ 约 ７ｍｍＨｇ ）。 ３ ． ３ ． ５ 　 从真空抽气罐中取出试件 ， 全部浸入盛水的容器中 ， 静置 ４ｈ 以上 。 ３ ． ３ ． ６ 　 取出饱和试件 ， 用温毛巾擦去表面水分 ， 称饱和试件重 犕 ｂ 。 ３ ． ３ ． ７ 　 以下测定步骤按 ３．２．３ ～ ３．２．６ 进行 。 ３ ． ３ ． ８ 　 按式 （ ２ ） 计算测定结果 ： ρ ｂ ＝ 犕 ｂ 犕 １ － 犕 ２ 犱 ｓ － 犕 １ － 犕 ｂ 犱 １ …………………………（ ２ ） ３ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ３ — ２００９ 　　 式中 ： ρ ｂ ——— 试件的饱和块体密度 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）； 犕 ｂ ——— 水饱和试件在空气中的质量 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犕 １ ——— 水饱和试件密封后在空气中的质量 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犕 ２ ——— 水饱和试件密封后在水中的质量 ， 单位为克 （ ｇ ）； 犱 ｓ ——— 水的密度 ， 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）， 取近似值 犱