商品煤人工采樣方法的改進(jìn)

李福仁

摘 要：本文從商品煤人工采樣標(biāo)準(zhǔn)GB475-2008和ISO18283：2006在實際應(yīng)用中遇到的幾類問題入手，總結(jié)了商品煤人工采樣標(biāo)準(zhǔn)方法在實際應(yīng)用中遇到的幾類問題，并提出一系列解決方案和商品煤人工采樣方法的改進(jìn)措施，以期對今后煤炭人工采樣工作的順利開展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：商品煤；人工采樣；時間基采樣；子樣數(shù)目

1 商品煤人工采樣中存在的問題

1.1 時間基采樣方法的應(yīng)用問題

我國目前采樣現(xiàn)場實際情況，相比于質(zhì)量基的難于控制，時間基采樣更適合現(xiàn)場操作。按照規(guī)定，采樣過程中初級子樣應(yīng)預(yù)先設(shè)定相同的時間間隔采取，如果計算的子樣數(shù)量在煤炭輸送完畢前已經(jīng)采取，應(yīng)按照相同的時間間隔繼續(xù)采集額外的子樣，直到操作結(jié)束為止。

時間基采樣方法操作簡單，應(yīng)用范圍廣，但很多時候，特別是對于船運(yùn)煤炭，在卸貨過程中控制皮帶載荷和煤流量穩(wěn)定會很難實現(xiàn)，若按相同的時間間隔取樣，易出現(xiàn)采樣點分布不均勻，最終導(dǎo)致所采樣品代表性降低。如船運(yùn)煤炭，卸貨初期的煤流量是后期的煤流量2倍以上，若前后卸貨重量相同，且假設(shè)兩采樣單元煤發(fā)熱量相差1.25MJ/kg，則所得整批煤與實際發(fā)熱量相差約0.2MJ/kg。

1.2 初級子樣方差的確定問題

對于同一批煤或同一煤源的煤而言，初級子樣方差取決于煤種、粒度、混合程度、加工處理、待測參數(shù)值和子樣質(zhì)量等。初級子樣方差變化規(guī)律：隨著煤的混合程度增加而減小，隨著煤的加工深度增加而減小，隨測定參數(shù)絕對值的減小而減小，隨子樣質(zhì)量的增加而減小，但子樣質(zhì)量增加到一定程度后，影響可忽略。在采樣方案設(shè)計中，針對每批次煤炭對初級子樣方差進(jìn)行批批測定。若采用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的參考值，因該值是考慮到現(xiàn)實中出現(xiàn)品質(zhì)變異性最大的情況，使得該值要遠(yuǎn)大于實際的VI值，導(dǎo)致最終計算得到的子樣數(shù)目明顯超出滿足采樣精密度要求的數(shù)量，增加了工作量和工作難度。因此，在采樣前如何能確定一個合理的初級子樣方差值是需要技術(shù)人員認(rèn)真考慮的問題。

1.3 采樣單元數(shù)量和子樣數(shù)目的確定問題

首先要確定被采煤的批次，才能根據(jù)煤的多少來確定子樣數(shù)、子樣量等。IS018283：2006標(biāo)準(zhǔn)對采樣單元的劃分給予采樣方案設(shè)計人員較大的自由度。標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定計算采樣單元的統(tǒng)一計算公式，而是建議技術(shù)人員結(jié)合實際來確定采樣單元的最小數(shù)量。這就給采樣工作者帶來采用何種方式確定采樣方案中采樣單元數(shù)量的難題。

2 商品煤人工采樣方法的改進(jìn)

2.1 分段控制時間基采樣法

采樣的基本原則，是被采煤的所有顆粒都可能進(jìn)人采樣設(shè)備，每一顆粒都有相等的幾率被采人試樣中?；谠撛瓌t，采樣方案設(shè)計時將采樣時間間隔不在某一固定值，而是設(shè)定在某一范圍內(nèi)。在實際操作中根據(jù)不同的煤流量、不同的卸貨過程將采樣操作分成若干階段，不同階段對應(yīng)不同的采樣時間間隔，以此來提高該法所采樣品的代表性。

當(dāng)開始卸貨時，煤流量以最大卸貨速度進(jìn)行，將卸貨過程劃分為3個階段。設(shè)最大煤流量為lm噸/小時，則卸貨速度在lm-2/3m時為第一階段，2/3m-1/3m為第二階段，1/3m為第三階段。且卸貨過程根據(jù)某一膠帶變化情況按照上述三階段法單獨調(diào)整。與原來的時間基采樣法相比，根據(jù)煤流量適時調(diào)整采樣時間間隔，其本質(zhì)是在保持時間基的操作簡便的基礎(chǔ)上，按照采樣基本原則改進(jìn)時間基采樣法，以獲得更具代表性的煤樣。

2.2 初級子樣方差的估算

由于初級子樣方差直接決定著采樣方案的設(shè)計理的初級子樣方差確定方法，無疑可以極大地提高所采樣品代表性，減少采樣操作的工作量。選取人場煤中的一個批次為對象進(jìn)行采樣和初級子樣方差的計算。當(dāng)對與其品質(zhì)相近的其他煤炭進(jìn)行采樣時，以計算得到的初級子樣方差值為基礎(chǔ)，通過經(jīng)驗公式估算出待采煤的初級子樣方差。該法在減少因初級子樣方差值設(shè)定過大產(chǎn)生多余工作量的同時，也使初級子樣方差值的設(shè)定更切合實際。

2.3 采樣單元數(shù)量的確定和子樣數(shù)目的修正

針對IS018283：2006標(biāo)準(zhǔn)中對采樣單元數(shù)量確定的問題，考慮到煤質(zhì)序列相關(guān)性，本文根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和我國煤炭采樣現(xiàn)狀，對采樣單元數(shù)量的設(shè)定明確了計算公式。在應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場采樣操作時，若對采樣單元數(shù)量沒有明確數(shù)量要求，可參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB475-2008中的起始采樣單元數(shù)計算公式，將采樣單元數(shù)量的多少與整批煤量相關(guān)聯(lián)，進(jìn)行前期采樣單元數(shù)量的設(shè)定。

3 結(jié)語

本文探討了煤炭人工采樣標(biāo)準(zhǔn)GB475-2008和IS018283：2006在實際應(yīng)用中遇到的時間基采樣法所采樣品代表性差、初級子樣方差值的確定不合理，以及國際標(biāo)準(zhǔn)中采樣單元數(shù)量無統(tǒng)一計算公式、子樣數(shù)目有待修正等問題，在遵循采樣基本原則的同時，考慮了貨物重量、煤質(zhì)序列相關(guān)性等影響因素，最終提出了分段控制時間基采樣法，給出了初級子樣方差估算公式及其推導(dǎo)過程，并明確了國際標(biāo)準(zhǔn)中采樣單元數(shù)量的計算公式和子樣數(shù)目的修正公式等，以期為今后煤炭人工采樣操作提供有益參考。

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