煤炭人工采制樣常見問題及對策

煤炭人工采制樣常見問題及對策

摘要煤炭采樣和制樣，是煤質分析的兩個最重要環(huán)節(jié)。在實際操作中，有時會遇到許多棘手問題，無法按現(xiàn)行采.制樣國家標準的條文進行操作。本文通過對部分問題深入分析，提出問題的解決對策，旨在與大家共同探討其最好的解決方案。

關鍵詞采制樣棘手問題對策

1煤炭人工采(制)樣的現(xiàn)實性

煤質分析，包括采樣、制樣、化驗3個環(huán)節(jié)，誤差也來源于這)方面。從統(tǒng)計角度看，若誤差用方差表示，則煤質分析的總誤差有80%來源于采樣，有16%來源于制樣，分析化驗僅占4%。因此，從一批量的商品煤中抽出幾百公斤煤樣，經(jīng)過一系列破碎、縮分，制成所需的分析煤樣后，該批煤的質量指標就已被確定�？梢�，采取有代表性煤樣，并將其無偏差地制備成分析試樣，是取得可靠數(shù)據(jù)的兩個最重要環(huán)節(jié)。

為確保煤質數(shù)據(jù)的科學.準確，實際操作中，要嚴格按采樣和制樣國標規(guī)定的方法進行操作。但即便如此，還是會經(jīng)常遇到供需雙方關于灰分、水分、發(fā)熱量等糾紛。究其原因，主要由于雙方都是人工采樣，不但偶然誤差較大，而且還往往存在人工采制樣無法解決的問題。

（1）采、制樣程序不盡相同，完全依靠采制樣人員對標準的理解和把握程度；

（2）采、制樣工具及設備規(guī)格各地也不統(tǒng)一；

（3）有的企業(yè)沒有把采制樣工作列為技術工作，人員文化素質低，對標準理解僅局限于條文表面字意；

（4）實施過程中，當現(xiàn)實與標準無法對號入座時，不能靈活運用；

（5）在極特殊情況下，無章可循。

煤炭貿易中，我們提倡使用機械化采樣。不僅可提高數(shù)據(jù)可靠性，消除人為因素干擾，還可節(jié)省大量的人力.物力和財力，提高工作效率。

目前，多數(shù)煤炭生產(chǎn)和利用企業(yè)仍采用人工采、制樣。這里，不否認人工采制樣方法的準確性，如果嚴格按國家標準操作，人工采制樣和機械化采制樣均能夠滿足要求。但在按國家標準進行操作時，應遵循以下原則。

a.采制樣標準和其他煤炭化驗標準在執(zhí)行上有所不同。采、制樣標準是原則，不包含所有其具體情況；實際工作應在兩個標準的原則指導下，根據(jù)情況，設計出具體方案。

b.實際上，教條應用兩個標準，就是違背兩個標準關于“代表性”和“無偏差”的原則：采樣是采取有代表性煤樣；制樣是制備出與所采煤樣在物理性質或化學性質上無偏差的實驗室煤樣。

2采樣常見問題分析與對策

2.1煤堆采樣

實際工作中，煤堆采樣最普遍，但煤堆采樣是所有采樣方式中代表性最差的一種，尤其是對于較大的煤堆。

（1）無論采樣人員如何布置采樣點，都分布在煤堆表面。如果煤堆內部與其表面的品質差異較大，則其表面采取的總樣品質無法代表整批煤。

（2）GB475規(guī)定，煤堆采樣子樣點應按煤堆頂、腰、底分布，但未明確3條線分布比例。通常，采樣人員根據(jù)煤堆頂、腰、底的大小主觀選擇，如（1：2：3）、（2：5：9）、（1：3：5）等，其原則是按質量基布點。然而，由于粒度離析與分聚，使煤堆在3層上的粒度分布不一致，造成采樣系統(tǒng)偏差，即大粒度煤的品質，對總樣貢獻的權重較大。

a.對策一。用于結算的商品煤煤堆采樣，應盡可能在高度低于2m的煤堆上采樣。若必須在高于2m的煤堆上采，應仔細核對煤堆的來源和煤種。對于同一來源、同一煤種的煤堆采樣,一般能取得有代表性煤樣；如無法確認是否來源于同一礦區(qū)、同一品種煤，最好在裝卸過程中分層采樣，或對煤堆采樣進行檢查水平評價，必要時遷移煤堆，并在遷移過程中分層采樣。

b.對策二。頂、腰、底子樣點分布比例，應根據(jù)煤堆形狀、粒度分布進行合理選擇。事實上，無論是港口、電廠，還是礦區(qū)發(fā)煤站，很難見到標準錐形體煤堆。因此，必須根據(jù)具體情況決定；筆者較傾向(1:3:5)的比例布點。

2.2火車采樣

(1)GB475規(guī)定，“原煤、篩選煤火車采樣不論車皮容量，每車至少采取3個子樣”。但對于61～63t的車皮，1000t是16節(jié)車皮，按上述規(guī)定僅采48個子樣，就違背GB475表2規(guī)定的火車1000t采樣單元至少采60個子樣的規(guī)定。

(2)原煤、篩選煤火車采樣，每車至少3點，對角線分布，首尾點距離車角1m處，在用戶挖坑0.4m采樣。但對于密度較大的商品煤或車箱未裝滿，車角處無煤或少量煤情況下，就給采樣帶來困難。

a.對策一。GB475是1995、1996年修訂的，當時的車皮容量為50t/節(jié)，現(xiàn)已淘汰。作為標準的缺陷，建議GB475修訂時改進。目前執(zhí)行GB475-1996時，筆者認為，采取補點的辦法較穩(wěn)妥。對于1000t采樣單元，可將不足的12個子樣均勻分布于采樣單元中；或規(guī)定每車皮至少采4個子樣，這樣，對于1000t采樣單元，采取的子樣數(shù)目就為64個。

b.對策二。車角處沒有煤或少煤時，若遵循距車角1m處采樣，將影響樣品代表性，會使采樣產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。筆者建議，位置可向中心移動，可考慮距車角1.5m、2m。這種辦法采取的子樣較1m處的代表性好。2.3煤流采樣

(1)煤流速度過快，人工在皮帶中部或皮帶落流處不容易采樣。

(2)左、中、右輪流取樣作為一個子樣，人工無法實現(xiàn)。

對策。皮帶采樣，應盡可能采用機械化采樣器。

3制樣常見問題分析與對策

(1)按GB474制樣程序圖制樣，留樣量過大。實際上，很難真正按程序圖中規(guī)定的各粒級最小留樣量制樣，尤其在使用破碎-縮分聯(lián)合制樣機時，問題更突出。例如，縮分比1/8的制樣縮分機，出料粒度≤13mm時，若使最小留樣量大于15kg，則系統(tǒng)入料必須大于120kg；出料粒度≤6mm時，系統(tǒng)入料必須大于60kg。

(2)取全水方法不統(tǒng)一。按照GB474規(guī)定，采用9點法在≤13mm和≤6mm兩種粒度下均可取全水樣。但對于量少的煤樣，無法采用9點法。

(3)空氣干燥煤樣實現(xiàn)過程不統(tǒng)一。有采用自然涼干法，有采用標準推薦的方法--低于50℃于烘箱中烘烤，且連續(xù)1h質量變化小于0.1%。兩種方法得到的空氣干燥基水分截然不同，有時甚至相差4個百分點。

(4)存查樣結果與原分析樣結果的誤差極限與現(xiàn)行GB483規(guī)定的重復性限和再現(xiàn)性臨界差均無法吻合。當對分析結果置疑，或買賣雙方產(chǎn)生糾紛，或對化驗人員考核，需要對存查煤樣再化驗時，無論是在同一化驗室，還是不同化驗室，都沒有明確的誤差界限。

a.對策一。GB474關于各粒級下最小留樣量的規(guī)定，完全以手工制樣為基礎。其程序涵蓋國內所有化驗室的制樣自動化水平。如機械化縮分煤樣，筆者認為，可適當放寬對最小留樣量限制，否則會限制制樣縮分機的適用范圍。當然，這應通過實驗證明：特定縮分比下，對于特定變異性的煤，在該留樣量下，其制樣精密度必須滿足GB474要求，且制樣機留樣和棄樣間無顯著性差異。

b.對策二。全水分煤樣的制取，既要考慮實驗室要求，又要兼顧煤外水分的大小。按實驗室對測煤全水分煤樣的粒度要求，選擇制樣程序時，原始粒度的煤樣最好一次破碎就達到能夠在棄樣中獲得全水分。但對于量少的煤樣，如10kg左右，采取9點法取全水分樣，所造成的水分損失將大于用二分器縮分方法。國標規(guī)定，取全水分樣，既要速度快，又要盡可能少通過機器設備。因此，取全水樣時，應以滿足水分損失最小的方法為首選。

c.對策三。國內貿易中，空氣干燥基水分僅作為校正和換算用。因此，無論是自然干燥還是空氣干燥，只要煤樣沒有被氧化，煤樣水分均勻，且煤樣稱準，水分大小不會對干基結果和收到基結果產(chǎn)生較大影響。

d.對策四。對存查煤樣與原分析煤樣結果間的誤差極限應分兩種情況：一是在同一化驗室，由同一人員實驗，這時，應以再現(xiàn)性臨界差為極限值(不同化驗室允許差)；二是在不同化驗室實驗，例如因糾紛引起，可以不考慮原來分析煤樣結果，以存查樣結果仲裁。

4結論

(1)采制樣標準是原則規(guī)定，它不可能包容所有具體情況。因此，必須具體問題具體分析；

(2)實際采樣中，在不違背標準的思想和原則下，應以采取有代表性煤樣為出發(fā)點；

(3)實際制樣中，應以無偏差制備出能代表總樣性質的煤樣為工作原則。

擴展閱讀：商品煤采制樣培訓考核試卷1(答案)

采制化人員培訓采制樣考試試卷

單位：_________________________姓名：______分數(shù)一、填空題（30分）

1、一皮帶運輸機以350噸/小時的流量輸送0～25mm的洗精煤，欲以1750噸為一采樣單元進行采樣。如按時間間隔采樣時，每隔15min采1個子樣。如按質量間隔采樣時，每隔87.5t采1個子樣。

2、煤炭采樣和制樣的目的，是為了獲得一個其試驗結果能代表整批被采樣煤的的試驗煤樣。采樣的基本要求是被采樣批煤的所有顆粒都可能進入采樣設備，每一個顆粒都有相等的機率被采入試樣中。

3、在標稱最大粒度小于150mm的批煤中，有時會存在粒度大于150mm的大塊物料（煤或矸石）。采樣時遇到大塊物料不能故意推開，應采入子樣中。采樣后，將粒度大于150mm大塊物料和其它物料分別進行制樣和化驗，按粒度大于150mm大塊物料在批煤中的比例進行加權平均，以獲得總樣的參數(shù)（如灰分或發(fā)熱量）結果。

4、對于標稱最大粒度為50mm的400t篩選煤（Ad＜20.00％）的煤堆按照1個采樣單元采樣，最終總樣質量應至少為170kg。

5、在從火車、汽車和駁船頂部煤采樣的情況下，在裝車（船）后應立即采樣；在經(jīng)過運輸后采

樣時，應挖坑至0.4m～0.5m采樣，取樣前應將滾落在坑底的清除干凈。子樣應盡可能均勻布置在采樣面上，要注意在處理過程（如裝卸）中離析導致的大塊堆積（例如，在車角或車壁附近）。

6、一堆原煤篩分試驗結果：＞150mm占1.2％、150～100mm占1.2％、100～50mm占1.8％、50～25mm占6.8％、＜25mm占89.0％，則對這堆原煤采樣時每個子樣質量至少為3kg。7、移動煤流采樣可在煤流落流中或皮帶上的煤流中進行。為安全起見，本標準不推薦在皮帶上的煤流中進行。

8、停皮帶采樣法是從停止的皮帶上取出一全橫截段作為一子樣，是唯一能夠確保所有顆粒都能采到的、從而不存在偏倚的方法，是核對其它方法的參比方法。

9、按《煤樣的制備方法》規(guī)定，在粉碎成0.2mm的煤樣之前，應用磁鐵將煤樣中鐵屑吸去，再粉碎到全部通過孔徑為0.2mm的篩子，并使之達到空氣干燥狀態(tài)，然后裝入煤樣瓶中（裝入煤樣的量應不超過煤樣瓶容積的3/4），以便使用時混合，送交化驗室化驗。

10、制樣和化驗誤差幾乎全產(chǎn)生于縮分和從分析煤樣中抽取少量煤樣的過程中。影響制樣精密度的最主要的因素是縮分前煤樣的均勻性和縮分后煤樣的留量。11、試樣制備的目的是通過破碎、縮分、混合和干燥等步驟將采集的煤樣制備成能代表原來煤樣特性的分析（試驗）用煤樣。

12、空氣干燥是將煤樣鋪成均勻的薄層、在環(huán)境溫度下使之與大氣濕度達到平衡�？諝飧稍飼r煤層厚度不能超過煤樣標稱最大粒度的1.5倍或表面負荷為1g/cm2（哪個厚用哪個）。13、全水分煤樣可用棋盤法、條帶法、二分器法和九點法采取。為避免水分損失，空氣干燥前應盡量少對煤樣進行處理，采取全水分后余下的煤樣，除九點法取樣后的余樣外，可用以制備一般分析試驗煤樣。

14、制備全水分煤樣時空氣干燥的目的主要是測定外在水分和在隨后的制樣過程中盡可能減少水分損失。制備一般分析煤樣時空氣干燥的目的主要是使煤樣順利通過破碎和縮分設備和避免分析試驗過程中煤樣水分發(fā)生變化。

15、縮分是制樣的最關鍵的程序，目的在于減少試樣量。試樣縮分可以用機械方法，也可用人工方法進行。為減小人為誤差，應盡量使用機械方法縮分。

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二、選擇題（30分）

1.按照基本采樣方案，最大粒度為25mm的201*t混煤（Ad>20.00％）的煤堆上至少應采取C煤樣。

A40kgB85kgC128kgD170kg2.下面哪種采樣方式代表性最差AA煤堆采樣C汽車頂部采樣B火車頂部采樣D煤流采樣

3.在煤堆或運輸工具頂部采樣時，采樣工具的開口尺寸應是煤標稱最大粒度的CA1.5倍B2.5倍C至少3倍D2.5～3倍4.灰分大于20％的篩選煤的采樣精確度按《商品煤樣人工采取方法》基本方案規(guī)定為B。

A灰分值的2%C發(fā)熱量的2%B2%（灰分，絕對值）；D2%（水分，絕對值）5.用戶核對4節(jié)火車車皮（240噸）篩選煤質量，至少應該采取C個子樣

A.15B.30C.18D.6

6.某洗煤廠生產(chǎn)的洗精煤，計劃灰分（Ad）為8.00%，對其人工采、制、化后，所得到的干基灰分應在C范圍內波動。

A．6.50%～9.50%B．6.00%～10.00%C．7.00%～9.00%D．7.20%～8.80%7.某批煤在子樣數(shù)目、子樣點布置不變的情況下，單獨過大地增加子樣質量D。A．顯著提高煤質結果的準確性。B．對采樣精密度提高意義不大。C．雖增加了后續(xù)制樣的工作量，但可顯著提高采樣精密度。

D．可以顯著地消除人為誤差，但不顯著提高采樣精密度，同時又增加后續(xù)工作量。8.煤炭采樣系統(tǒng)誤差（偏倚）首要來自C。

A．子樣點分布有偏倚B．子樣數(shù)目不夠C．煤炭本身煤質均勻性差D．子樣數(shù)目過多9.根據(jù)國家標準汽車采樣時，精煤煤量少于1000t的最少子樣數(shù)目為CA.5個B.6個C.10個D.18個10、為了清洗不易開啟的破碎機，應按B操作。A．從取來的煤樣中取出一小部分放入破碎機，入洗后倒掉

B．從被采樣的煤中另外再取一小部分放入破碎機中，碎后將其棄去C．隨便用什么煤樣清洗后棄掉D．用水沖洗后直接使用

11、人工堆摻混合大量煤樣時不便，應按B方法進行簡化。

A．稱量均等的幾分再分別堆摻縮分。B．不需分成均等，但堆摻縮分次數(shù)要相同。C.將煤樣攤成一扁平體后，依據(jù)GB475原則采樣來減少煤樣量。D．因為量大堆摻一次即可縮分，既保證縮分精度，又減少工作量。

12、依據(jù)GB474規(guī)定，用二分器縮分煤樣時，操作符合標準規(guī)定的是C。A．先將煤樣反復人工堆摻混合均勻，然后用鏟分次倒入二分器中。

B．先將煤樣混合均勻3遍，入料時，應使煤呈柱狀流沿整個二分器開口幅度擺動。C．象B那樣操作，但不必混合。

D．不必混合，但應使用開口尺寸與二分器開口幅度相近（略�。┑溺P，使煤流寬度與二分器的開口幅度一致。

13.依據(jù)GB474規(guī)定，九點法取全水分樣品，根據(jù)A確定煤餅的厚度。

A．煤樣粒度的3倍B．沒有限制，但越薄越好C．煤樣量的多少，厚度適中D．通常20～40mm

14.我國標準規(guī)定，在縮分過程中，每一階段的最少留樣量取決于B。A．煤樣量的多少。B．煤樣粒度的大小。

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C．具體制樣目的、要求。D．制樣設備能力和制樣人員多少。

15.用來制備一般和共用煤樣破碎至粒度為6mm時，縮分后總樣的質量至少為B。A0.7kgB3.75kgC1.25kgD3kg

三、論述題（20分）

1、簡述靜止煤采樣用系統(tǒng)采樣法和隨機采樣法分布子樣的方法。各有什么優(yōu)缺點？

答：系統(tǒng)采樣法：將采樣車廂/駁船表面分成若干面積相等的小塊并編號，然后依次輪流從各車的各個小塊中

部采取1個子樣，第一個子樣從第一車（船）的小塊中隨機采取，其余子樣順序從后繼車（船）中輪流采取。

優(yōu)點：操作方便。缺點：如果煤質出現(xiàn)周期性變化，采樣所得結果與實際偏差較大。隨機采樣法：

將采樣車廂/駁船表面劃分成若干小塊并編號。制作數(shù)量與小塊數(shù)相等的牌子并編號，一個牌子對應于一個小塊。將牌子放入一個袋子中。

決定第1個采樣車廂/駁船的子樣位置時，從袋中取出數(shù)量與需從該車廂/駁船采取的子樣數(shù)相等的牌子，并從與牌號相應的小塊中采取子樣，然后將抽出的牌子放入另一個袋子中；決定第2個采樣車廂/駁船的子樣位置時，從原袋剩余的牌子中，抽取數(shù)量與需從該車廂/駁船采取的子樣數(shù)相等的牌子，并從與牌號相應的小塊中采取子樣。以同樣的方法，決定其它各車廂/駁船的子樣位置。當原袋中牌子取完時，反過來從另一袋子中抽取牌子，再放回原袋。如是交替，直到采樣完畢。

以上抽號操作也可在實際采樣前完成，記下需采樣的車廂及其子樣位置。實際采樣時按記錄的車廂及其子樣位置采取子樣。

缺點：增加了編號工序，操作較麻煩。優(yōu)點：可以避免由于煤質出現(xiàn)周期性變化造成的采樣誤差。

2、試說明煤樣制備包括那些步驟以及每個步驟的主要作用。答：煤樣制備的一般工序：破碎、篩分、混合、縮分、干燥

破碎：是將煤樣粒度減小的操作過程，分機械設備破碎和多階段破碎縮分兩種。破碎的目的：在于增加試樣顆粒數(shù)（增加不均勻質的分散程度），以減少縮分誤差。同樣質量的試樣，粒度越小，顆粒數(shù)越多，縮分誤差越小。

篩分是分離出不符合制樣的一定階段的粒度要求，而將其進一步破碎到要求的粒度，以保證在各制樣階段都達到一定的分散程度。

混合的目的是通過人為的方法使煤樣盡可能均勻。從理論上講，縮分前進行充分混合會減小制樣誤差，但實際并非完全如此。如在使用機械縮分器時，縮分前的混合對保證縮分精密度沒有多大必要，而且混合還會導致水分損失。

干燥的目的是使煤樣順暢的通過破碎機、縮分機、二分器和過篩；是為了避免分析試驗過程中煤樣水分發(fā)生變化，而影響結果換算。

縮分是在粒度不變的情況下質量減少，以減少后續(xù)工作負荷和最后滿足檢驗所需要的煤樣質量�？s分是制樣的最關鍵的程序，是制樣誤差的主要來源。試樣縮分可以用機械方法，也可用人工方法進行。為減小人為誤差，應盡量使用機械方法縮分�？s分可在任意階段進行，縮分后試樣的最小質量應滿足標準的規(guī)定，當一次縮分后的質量大于要求量時，可將縮分后試樣用原縮分器或下一個縮分器作進一步縮分。當試樣明顯潮濕，不能順利通過縮分器或沾黏縮分器表面時，應在縮分前進行空氣干燥。

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四、計算題（20分）

1.一列火車共60節(jié)車皮（60噸/節(jié)），裝載不同品種的煤發(fā)至不同的用戶：

5節(jié)5級精煤發(fā)至焦化廠A；20節(jié)5級精煤發(fā)至焦化廠B；20節(jié)15級篩選煤發(fā)至電廠A；10節(jié)15級篩選煤發(fā)到電廠B；5節(jié)14級篩選煤發(fā)至電廠C。

問至少應采取幾個總樣？每個總樣如何構成？每個總樣的子樣數(shù)目？如何布置子樣點?答：總樣構成用戶子樣數(shù)目25個子樣點布置火車頂部15點系統(tǒng)采樣法，每車采1點90個20個火車頂部15點系統(tǒng)采樣法，每車采3點火車頂部15點系統(tǒng)采樣法，每車采4點1（25節(jié)）焦化廠A2（30節(jié)）3（5節(jié)）焦化廠B電廠A電廠B電廠C2．對180kg潮濕的、粒度＜50mm的篩選煤，請用顎式破碎機（出料粒度＜25mm）、顎式破碎機（出料粒度＜13mm）、錘式破碎機（出料粒度＜6mm）、錘式破碎機（出料粒度＜3mm）、對輥式破碎機（出料粒度＜3mm、＜1mm）、密封式粉碎機（出料粒度＜0.2mm）以及各種規(guī)格的圓孔篩和二分器制備出一個13mm的全水分煤樣、存查煤樣和分析煤樣。

答：將180kg潮濕的、粒度＜50mm的篩選煤攤在鋼板上晾一段時間，估計不堵塞機器后收集起來并稱重，然后用顎式破碎機（出料粒度＜25mm）破碎，用與25mm相應的二分器縮分兩次，將留樣用顎式破碎機（出料粒度＜13mm）破碎，用與13mm相應的二分器縮分1次，在棄樣中縮分出不少于3kg的全水分樣品，將留樣用錘式破碎機（出料粒度＜6mm）破碎，用與6mm相應的二分器縮分2次，將留樣用對輥式破碎機（出料粒度＜3mm）破碎，經(jīng)3mm圓孔篩過篩后，用與3mm相應的二分器縮分出不少于700g的存查樣和不少于100g分析樣，將分析樣在不高于50℃的烘箱中干燥，然后用密封式粉碎機（出料粒度＜0.2mm）粉碎，過0.2mm方孔篩、達到空氣干燥狀態(tài)后裝瓶。

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