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【摘要】本文分析了煤化学课程“中国煤炭分类”部分教学中主次指标、数值范围、亚分类编码和分类图示等方面的问题,提出几点解决方法。精炼并适当调整中国煤炭分类国标内容,应用于煤化学课程的教学,有利于学生对知识的掌握,更利于知识的传播。
【关键词】煤化学中国煤炭分类教学思考煤炭编码
【基金项目】六盘水市煤系固体废弃物资源化利用创新团队资助(52020-2012-04-01-02);贵州省煤炭资源清洁高效利用科研实验平台资助(黔科平台[2011]4003);煤系固体废弃物资源化利用实验室项目资助(黔教高发:2011-278)。
【中图分类号】TQ53 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)05-0235-02
煤化学课程的学习中会涉及到中国煤炭分类的内容。普通的煤化学教材都是依据中国煤炭分类标准(GB5751?鄄2009)进行编排。由于中国煤炭种类繁多,国标GB5751所包含的内容较多,其中煤炭分类的叙述让初学者有些为难。于此,为了精炼国标内容,用于《煤化学》课程的教学,本文对GB5751?鄄2009中国煤炭分类进行浅析,并提出学习方法。
一、呈现的问题
1.主次指标问题
国标GB5751?鄄2009对无烟煤亚类和烟煤亚类的划分均使用了主次指标。文中叙述到“无烟煤亚类的划分采用干燥无灰基挥发分(Vdaf)和干燥无灰基氢含量(Hdaf)作为指标,如果两种结果有矛盾,以按干燥无灰基氢含量划分的结果为准”[1];同样,G>85烟煤划分需要用到胶质层最大厚度(Y值)和奥亚膨胀度(b)两个指标,两者有矛盾时以胶质层最大厚度为准。这里的划分有些冗赘,以G>85烟煤亚分类为例,如果Y值和b均测定出数值的话,实际上b值的数据是没有意义的,因为不管b值如何,都以Y值为准。中国矿业大学张双全编写的《煤化学》中提出,划分无烟煤小类时,用Hdaf和Vdaf两个指标是没有必要的,由于Hdaf能很好地反映无烟煤的变质程度,因此,采用Hdaf指标即可[2]。
2.数值范围上下限问题
国标中烟煤编码十位取值:干燥无灰基挥发分Vdaf >10.0~20.0,取1;Vdaf >20.0~28.0,取2。“Vdaf >10.0~20.0”这种表示方法不易明白,当Vdaf=20.0%时,初学者可能不知道应该取1还是取2。同理,无烟煤和烟煤的亚分类中,编码个位数的确定也存在这样的问题。
3.烟煤的亚分类编码问题
国标中没有提到烟煤亚分类编码个位数值与粘结指数G的关系问题,为了教学需要,朱银惠编写的《煤化学》中指出,烟煤的个位分别用1~6来表示,如下表[3]。
表1 朱银惠《煤化学》中烟煤个位编码的确定
在何种情况下编码个位数字取6,书中没有叙述。而国标中弱粘煤和中粘煤的分类又稍有不同,以G值30作为分界点;长焰煤42号和气煤43号的G值分界点是35。初学者容易混淆。
4.煤炭分类图问题
国标中的中国煤炭分类图线条交错,用到了虚线、实线、点划线和带箭头的线等,理解较为困难。在教学中应适当简化,让学者可以较容易理解图示所表达的知识。
二、教学内容精炼
为了让学者浅显易懂的学习中国煤炭分类,针对以上的问题,本文提出一些解决方法。具体如下:
1.主次指标的明确
烟煤:当烟煤G>85时,仅以Y值为指标进行亚分类,b值只是作为参考。无烟煤:仅以Hdaf作为无烟煤亚分类指标,Vdaf仅作为分类参考。
例如,某煤样Hdaf =1.52%,Vdaf =4.0%,如果按照国标的话,两者有矛盾,以Hdaf为准。而本文提出直接以Hdaf为准,并不考虑Vdaf,从而判断出该煤样为01号无烟煤,与国标并不相违。
2.数值范围上下限的确定
数值的上下限的表示方法可以改进一些,让学者一目了然。参考GB/T 483?鄄2007《煤炭分析实验方法一般规定》中规定了报告值小数的位数[4],上下限可以在最后一位上浮动一个数值。Vdaf的报告值取两位小数,如表2。
表2 编码十位数值上下限的确定
3.烟煤亚分类编码个位的确定
对于G>85的烟煤,编码个位数的确定需要用到Y值。对表1稍作改进,见表3。
表3 烟煤个位编码的确定
注:G值的报告值精确到个位
根据以上1、2和3项要点,要确定某烟煤的编码,需要知道Vdaf、G值和Y值三个指标就可以了。例如,已知某煤样的Vdaf = 28.00%、G=88 和Y=20mm,试确定该煤样的编号。解答过程为:①由Vdaf = 28.00%,可以确定该烟煤的十位数字为2;②由于G>65,个位可以为5或6;③由于Y值小于25mm,所以个位取5;综上,此煤样为25号煤样。
4.煤炭分类图的简化
就烟煤而论,随着煤化程度的升高,其挥发分指标是不断减小的;其粘结性的大致趋势是先增加后减小,肥煤的粘结指数最高,以肥煤为中线,两边大约呈对称分布。为了教学需要,可以将国标中的“中国煤炭分类图”简化为图1的形式。
图1所示的内容没有国标GB5751完整,但该图比较清晰的展示了煤化程度与粘结性的关系,初学者更易理解。
精炼并适当调整中国煤炭分类国标内容,应用于煤化学课程的教学,有利于学生对知识的掌握,更利于知识的传播,同时,教育者的教学水平也在从中获得了提高。
参考文献:
[1]GB/T 5751-2009,中国煤炭分类[S].
[2]张双全. 煤化学[M]. 徐州:中国矿业大学出版社, 2009.
[3]朱银惠. 煤化学[M]. 北京:化学工业出版社, 2013.
[4]GB/T 483-2007,煤炭分析实验方法一般规定[S].
作者简介: 范佳鑫(1983-),男,硕士,助教,主要从事化工教学的研究。