煤炭采制样精密度检验相关问题分析

杨宇萌，王晓鹏，李树泉，李宏伟

上都发电公司，内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗，027200

摘要：我国煤炭产量居世界第一，是世界上煤炭资源丰富的国家，在我国经济发展中占有十分重要的地位，在人民生活中也发挥着巨大的作用。煤炭取样与制备分为多个环节，从煤炭取样、制样过程，到检验样品、数据分析，再到质量检验报告。然而，煤质误差也是由这些部分引起的。所以每一步的工作人员都必须严格按照标准，然后才能得到更准确的数据。

煤炭检测是煤炭生产和使用中的重要工作，但是其容易出现误差而应检测结果，需要对其采制样精密度进行检验来对其采制样工作和方案是否存在偏差进行度量。本文主要介绍采样和制样精密度检验的原理，并以实际案例来介绍采制样精密度检验的过程和结果，以供参考。

　　关键词：煤炭采样；煤炭制样；精密度检验

引言

　　在煤炭生产和使用过程中，惊醒煤炭检测是必不可少的中压环节，就是通过煤炭采样、制样以及进行化验操作来对煤炭的性质进行检测，其检测结果主要用于为贸易结算提供准确可靠的数据分析。但是在实际的煤炭检验中，最容易出现的问题就是误差问题，所以为了尽可能的确保煤炭检验的准确性，并且可以降低检验工作的强度，通常需要采集一部分具有代表性的样品进行检验工作的开展，然后以此类推来对煤炭的品质和特征进行评估，而确定样品是否具有代表性则需要通过偏差表示的采样精密度来进行度量[1]。

1、煤炭取样和制备概述

        1.1 煤炭取样和制备概述

        一般来说，煤炭主要分为三个阶段：取样、制样和试验。因为工作中的错误基本上来自这三个阶段。根据地理位置、开采方法和储存方法，将煤炭分为不同的等级。煤是由不同化学成分的颗粒组成的混合物，因此煤与煤之间存在差异。据数据统计，80%的误差来自煤炭取样。究其原因，主要是煤炭抽样数量少，而一般数据都是基于少量抽样，造成不准确，缺乏随机行和普遍性。然而，分析样品是从一批商品煤中获得的，并基于一系列的破碎和收缩。因此，保证煤炭采样的普遍性和随机性是数据分析的关键。

        1.2 自动制样技术特点

        随着科学技术的发展，煤炭取样和制备也在不断实现计算机控制取样的自动化，这种自动化程度比人工取样更高。采样代表性强，操作方便。在操作过程中，无需人工操作，操作指令由计算机直接发送，由机器完成，减少了人工失误，增加了科学依据。抽样具有随机性。它可以在更宽的范围内多次采样，使得数据更具有普适性和随机性。从时间层面看，缩短了周期，加快了速度，节约了时间成本。在劳动力方面，机械化减少了劳动力，减轻了繁重的工作量。系统实现自动化后，我们需要做的是定期检查机械设备，稳定设备参数。通过机器采样，数据具有普遍性和随机性，数据更加可靠[2]。

2、采样精密度检验原理

在实际的煤炭检验工作中，检验人员往往对检验流程较为熟悉，但是对采样以及制样精密度检验的原理却没有真正理解和掌握，所以本文就对煤炭采样和制样精密度检验的原理进行详细阐述。首先对于采样精密度检验来说，采样的精密度代表的就是在具体的检验条件下所得出的试验结果间的符合程度。采样精密度的计算方法不仅需要通过一定的公式还要经过相应的分析才能得到。这主要是由于在正态分布中，在对采样的精密度进行估计时无法对样品标准差是总体标准差的无偏进行估计，所以在对采样精密度进行估计时就需要通过标准差的两倍来对采样精密度进行表示，其计算公式则可以表示为。其中P为采样精密度，而s则会标准差，所以想要计算出采样精密度，则需要首先对标准差进行估算。
　　对采样精密度进行检验的目的就是按照已经制定的采样方案进行采样之后，检验其采样方案下的采样之后得到的实际精密度能否满足期望的精密度的要求，如果检验之后的结果没有达到期望的精密度要求，就需要对采样方案中的程序进行修改，然后修改之后再进行采样并进行精密度的检验，直至采样精密度符合要求为止，进而可以实现对已经制定的采样方案进行修正和改进。在对采样方案及其精密度进行检验时所采用的方法通常为多个采样单元双份采样法，此方法的检验过程较为严格，检验结果也较为准确，具有一定的权威性。
3、煤炭取样阶段存在的问题
        3.1 煤堆取样存在的问题
        在煤堆取样过程中，无论工作人员操作多么细致细致，都会出现操作问题或失误。突出的问题有：虽然煤炭分析取样人员科学、谨慎地选择取样点。但事实上，在煤炭采样过程中采集的煤炭通常不能深入煤堆。一旦地表煤质与煤堆内部煤质存在较大差异，由于采集的煤质结果与实际煤质结果不符，很容易造成煤质分析的较大误差；由于煤堆中的粒度分离和偏析作用，煤堆的粒度分布不同，在一定程度上影响了煤的分析。同时，上述系统的误差对煤样分析结果影响很大。
        3.2 煤火车采样存在的问题
        一般情况下，煤炭分析员在煤列上进行煤炭取样工作，必须在每列车上至少选取三个取样点。同时，采样点的分布要求为对角线形式。对于采样点，终点位置需距列车转角1米，但当部分列车整节车厢内未装满煤时，造成部分车厢转角缺煤，或即使有煤，也只有一部分煤。煤样的缺乏导致了后续分析的误差，对煤样分析的取样产生了很大的不利影响。

        3.3 煤炭取样时的煤流问题
        如果煤样分析取样人员的取样工作是在煤流方面进行的，那么采煤问题通常出现在以下几个方面：由于煤流速度快，在正常煤流过程中取样人员无法截取煤样；煤炭取样人员需要采集高效、全面的样品数据时，需要在皮带左右位置轮流提取煤炭样品。毫无疑问，上述工作不能靠人工来完成。

4、采制样精密度核验示例
　　4.1采样精密度核验
　　以某单位进行煤炭采制样精密度检验为例，其在同一批煤中进行采样单位的选取，而且其精密度的期望值为P0=1.0%。然后按照本文中第二部分采样精密度检验原理中介绍的双份采样法进行10个采样单元双倍子样的制备以及精密度的核对。然后对此10对样品干基灰分测定结果之差计算出标准s=0.37，根据采样精密度计算公式得出其采样精密度P=2s=0.74。并且得出精密度的下限aLP=0.70×0.74=0.52，上限aUP=1.75×0.74=1.30，经过计算得出此批煤炭以单个采样单位采样下，其灰分精密度在95%置信概率下落在0.52%和1.30%范围内，将精密度的期望值与此范围进行对比可知，其精密度的期望值1.0%在上述范围之间，所以证明其采样方案的精密度符合要求。
5、煤样制备过程中常见问题及对策
        5.1在手工制样过程中，容易人为简化制样程序，在收缩、搅拌、筛分、分步破碎等过程中也没有严格遵循相应的标准。在制备有粒度要求的样品时，应采用渐进式破碎法进行破碎。粉碎和分割前，应清洁设备和样品制备工具。
        5.2在分析煤样制备过程中，如果煤样过湿，应先调整粒度，待初步干燥后才能进行制备，以保证其能顺利通过收缩机、筛网和破碎机。但在样品制备过程中，很多样品制备人员没有严格按照相关程序进行干燥，煤样被直接分割、筛分、破碎，设备没有及时清洗，很容易造成样品混合。
        5.3对于煤样，目前还没有系统的空气干燥方法。有的企业不注意控制煤样的干燥时间，使煤样长期处于高温状态而产生氧化，对煤样结块结焦产生影响，造成煤样胶层厚度和粘结指数不同程度的降低。一般情况下，煤样可放入50℃以下有空气循环装置的烘箱中℃用于干燥，从而达到空气干燥状态。有的企业还采用自然风干法，将煤样铺成均匀的薄层，在环境温度下与大气湿度相平衡。
        5.4制备全水分煤样时，不仅要考虑实验室要求，还要考虑煤样的外部水分含量。为了减少水分的流失，应尽可能提高全水分煤样的制备速度，尽快提取煤样，不得重复破碎收缩。试着在一次破碎中从原始煤样中获得总水分样品。
        5.5煤样制备后，应在空气中放置一段时间，以平衡煤样与空气的水分。然后放入煤样瓶中。煤样的量不应超过总体积的四分之三，留有一定的搅拌空间。
6、结语
　　通常来说煤炭检测工作本身具有较高的难度，但是通常来说在实际检验工作中采制样的精密度要求较低，但是不仅需要对精密度检验过程和计算方法进行掌握，而且要明白其检验原理和计算过程，针对影响采制样精密度的因素来在采制样过程中进行相应的控制，并对采制样的相应方案进行优化，进一步提高采制样的精密度，确保试样具有较强的代表性来保证煤炭检测结果的准确性和可靠性。

　参考文献：
　　[1] 杨永成, 严术生, 鲁颖,等. 煤炭机械化采制样设备缩分器的使用探讨[J]. 煤质技术, 2016(3):8-11.
　　[2] 任志军, 李敬亚, 何利民. 煤炭采制样系统安装混匀器必要性的试验研究[J]. 煤质技术, 2017(2):28-31.