商品煤人工采樣方法的改進

李福仁

摘 要：本文從商品煤人工采樣標準GB475-2008和ISO18283：2006在實際應用中遇到的幾類問題入手，總結了商品煤人工采樣標準方法在實際應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。

關鍵詞：商品煤；人工采樣；時間基采樣；子樣數目

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用問題

我國目前采樣現場實際情況，相比于質量基的難于控制，時間基采樣更適合現場操作。按照規定，采樣過程中初級子樣應預先設定相同的時間間隔采取，如果計算的子樣數量在煤炭輸送完畢前已經采取，應按照相同的時間間隔繼續采集額外的子樣，直到操作結束為止。

時間基采樣方法操作簡單，應用范圍廣，但很多時候，特別是對于船運煤炭，在卸貨過程中控制皮帶載荷和煤流量穩定會很難實現，若按相同的時間間隔取樣，易出現采樣點分布不均勻，最終導致所采樣品代表性降低。如船運煤炭，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，且假設兩采樣單元煤發熱量相差1.25MJ/kg，則所得整批煤與實際發熱量相差約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、待測參數值和子樣質量等。初級子樣方差變化規律：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，隨測定參數絕對值的減小而減小，隨子樣質量的增加而減小，但子樣質量增加到一定程度后，影響可忽略。在采樣方案設計中，針對每批次煤炭對初級子樣方差進行批批測定。若采用標準中推薦的參考值，因該值是考慮到現實中出現品質變異性最大的情況，使得該值要遠大于實際的VI值，導致最終計算得到的子樣數目明顯超出滿足采樣精密度要求的數量，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人員認真考慮的問題。

1.3 采樣單元數量和子樣數目的確定問題

首先要確定被采煤的批次，才能根據煤的多少來確定子樣數、子樣量等。IS018283：2006標準對采樣單元的劃分給予采樣方案設計人員較大的自由度。標準中未規定計算采樣單元的統一計算公式，而是建議技術人員結合實際來確定采樣單元的最小數量。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量的難題。

2 商品煤人工采樣方法的改進

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人采樣設備，每一顆粒都有相等的幾率被采人試樣中。基于該原則，采樣方案設計時將采樣時間間隔不在某一固定值，而是設定在某一范圍內。在實際操作中根據不同的煤流量、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。

當開始卸貨時，煤流量以最大卸貨速度進行，將卸貨過程劃分為3個階段。設最大煤流量為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。且卸貨過程根據某一膠帶變化情況按照上述三階段法單獨調整。與原來的時間基采樣法相比，根據煤流量適時調整采樣時間間隔，其本質是在保持時間基的操作簡便的基礎上，按照采樣基本原則改進時間基采樣法，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行采樣和初級子樣方差的計算。當對與其品質相近的其他煤炭進行采樣時，以計算得到的初級子樣方差值為基礎，通過經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定過大產生多余工作量的同時，也使初級子樣方差值的設定更切合實際。

2.3 采樣單元數量的確定和子樣數目的修正

針對IS018283：2006標準中對采樣單元數量確定的問題，考慮到煤質序列相關性，本文根據國家標準和我國煤炭采樣現狀，對采樣單元數量的設定明確了計算公式。在應用國際標準進行現場采樣操作時，若對采樣單元數量沒有明確數量要求，可參照國家標準GB475-2008中的起始采樣單元數計算公式，將采樣單元數量的多少與整批煤量相關聯，進行前期采樣單元數量的設定。

3 結語

本文探討了煤炭人工采樣標準GB475-2008和IS018283：2006在實際應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，以及國際標準中采樣單元數量無統一計算公式、子樣數目有待修正等問題，在遵循采樣基本原則的同時，考慮了貨物重量、煤質序列相關性等影響因素，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過程，并明確了國際標準中采樣單元數量的計算公式和子樣數目的修正公式等，以期為今后煤炭人工采樣操作提供有益參考。

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