關于入港動力煤專用采樣方案的設計

在動力煤的運輸方式中船舶運輸占有很大比例。所以在國內一些比較大的煤炭運輸港口例如秦皇島等都建立了為方便電廠購買動力煤的交易平臺，此平臺負責聯系買賣雙方，聯系船舶運輸公司，還有對煤炭進行批量檢驗出具檢驗報告。

筆者從事多年入港動力煤的檢驗業務，在日常工作中發現在入港煤的檢驗過程采樣、制樣、化驗三個環節，其中采樣環節最為重要，現有兩種采樣方式，機械采樣、人工采樣，其中人工采樣工作強度大，需要大量的人力。一般對采樣隊伍的要求是按國標GB 475進行操作，但工作量巨大，通過實際工作情況舉一個例子，如果要對一船50000噸標稱最大粒度為50mm的動力煤出一份驗質報告的話，按國標基本采樣方案質量基連續采樣，需要的子樣個數為N=[605]=424，子樣的最小質量為0.06×50=3Kg，那么整個總樣的質量為424×3=1272Kg，如果50000噸煤是用卡車（20t/車）運送到船舶邊上的話需要50000/20=2500臺次的卡車，采樣人需要2500/424≈6，也就是說每6輛車取一個3Kg的子樣，采樣過程要耗費大量的時間、人力。

筆者認為對于大批量的煤，采樣毫無疑問是采樣單元越多，子樣個數越多結果精密度越高。但為減輕采樣人員勞動強度，如果一船煤的來源比較穩定，可以嘗試依據國標GB 475來設計專用采樣方案以減少采樣人員的工作強度。首先采樣精密度P，煤的初級子樣方差VI，采樣單元方差Vm，制樣化驗方差VPT，標準上都有詳細的操作計算方法，這里不再逐一實際操作計算。主要探討采樣單元和子樣個數，先用假設預期值代入看看是否能減輕勞動強度。現以干燥基灰為20%的原煤為例，假設精密度為2%，初級子樣方差VI=20，采樣單元方差Vm=5，制樣和化驗方差VPT=0.2，對大批量的煤最重的是確定采樣單元數和子樣個數依據國標GB475第5.3.2.4條舉例如下：同樣是50000噸煤先計算起始采樣單元數m，m=[M/M0]：M為50000噸M0可設5000噸，m=[10]=3.16，每個采樣單元的子樣各數n=4VI/（mPL2-4VPT），代如以上預期值m=3.16時n=6.75，取值為10，需要的子樣個數為3.16×10≈32個，總樣質量為32×3=96Kg，此總樣的質量不符合標準，對于標稱最大粒度50mm總樣最小質量為170Kg的要求，需要調整子樣個數n到60個，總樣質量為60×3=180Kg，滿足標準要求。由此可見以上專用抽樣方法，需要的子樣數量和總樣質量遠遠小于國標基本抽樣方法，減輕了采樣的時間和勞動強度，如果實際操作達不到精密度要求，可適當增加采樣單元m和子樣個數n，直到達到精密度要求為止。

那么把上面的思路進一步提升一下，假設一船煤由不同品質的煤組成，那么對一船煤進行驗質是否可以用專用抽樣方案，還是以50000噸煤舉例，假設其由A、B、C三種不同的煤組成，分別為x、y、z噸加一起50000噸，在實際的工作中3種煤裝船后是要對一船煤的品質進行驗質，裝船的過程中要對3種煤進行混配。很多采樣工作都是在混配完裝船前進行采樣（例如一車一個子樣），工作量很大，結果又不一定準確。筆者認為此種情況要想檢驗結果更加科學準確，必須在混配前完成煤的采樣工作，因為混配很難達到絕對均勻（大多數用鏟車混配），混配完既便嚴格按照國標進行采樣，也很難準確檢驗出整船煤的品質。混配前采樣可以有兩種方法，方法一將A、B、C三種煤分為x、y、z三個采樣單元，按照公式n=[4VI/（P2L-4VPT）][M/M0]計算每個采樣元的子樣個數，根據標稱最大粒度計算總樣質量，當然總樣最小質量需符合國標要求，不夠需增加子樣個數直到符合標準要求為止，然后將A、B、C三種煤分別進行制樣和化驗，得出實驗數據后再加權平均算出一船煤的質量指標。方法二將一船煤假設為一種煤按以上分析的方法先得出總的子樣個數n，分別用nx/50000、ny/50000、nz/50000，計算出A、B、C三種煤應分配的子樣個數，最終合成一個總樣。如果A、B、C三種煤的標稱最大粒度不一樣，那么分配到每種煤的子樣個數不變，每個子樣的質量要按國標采取，但在合并子樣時要按3種煤標稱粒度最小的煤的子樣質量進行破碎縮分，達到每個子樣質量一致后，進行子樣合并總樣，然后再進行制樣化驗。以上兩種方法筆者認為方法一準確度要高于方法二。

煤炭采樣在整個檢驗過程是最為關鍵也是造成檢驗誤差最大的一個環節，對于大批量煤炭檢驗更是如此，對于人工采樣要求更高，筆者希望通過多年的工作經驗和對標準的理解，能夠在不影響精密度的條件下減輕采樣人員的工作量，想法不當之處希望同行批評指正。