探究基于輸煤皮帶進行煤炭采樣的現狀及改進策略

喬墩

（盛虹煉化（連云港）有限公司，江蘇 連云港 222000）

目前，在我國的絕大多數煤礦、選煤廠以及活性炭公司中，對煤炭的運輸采用皮帶輸送方式為主，這就決定了煤炭皮帶輸送采樣的應用逐漸增加。隨著不同產業的用煤需求，煤炭采樣的國家標準還需要根據不同產業、不同采樣方式進一步細化和完善。因此，皮帶輸送采樣技術的研究對于我國煤炭產業生產有著十分重要的應用價值。

一、基于輸煤皮帶進行煤炭采樣的現狀

煤炭作為我國的主體能源之一，其采樣制樣技術發展一直以來都深受重視。相比于國外，雖然我國煤炭輸送采樣設備的研究起步較晚，但經過不斷的努力也取得了長足的發展。新中國成立初期，我國煤炭生產基本依靠人力和畜力，在對煤炭的采樣中更是完全依靠于人工采樣。20 世紀 60 年代后，我國開始從國外引進大批煤炭生產機械設備，一些國外較為簡易的皮帶輸送采樣技術也被引進到國內。在見證了國外機械采樣設備的高精度、高效率采樣后，雖然國內許多用煤企業都想引進這些采樣設備，但由于國外機械化采樣設備造價不菲，引進成本高，許多企業只能望而卻步。進入七十年代，國內已經有了一套完整的采樣體系，相應的采樣設備也能夠滿足一般的煤堆采樣，但煤炭皮帶輸送采樣機械的研發仍舊存在一些問題。進入八十年代后，國內生產煤炭機械化采樣設備的逐漸增多，皮帶輸送采樣技術的研究人員增多，出現了很多研發生產廠家。后來，有研究人員研發了一種皮帶中部煤樣自動采集裝置。主要包括機架、電機、減速器、主軸以及采樣鏟，電機通過減速器驅動主軸旋轉，主軸帶動采樣鏟旋轉，采樣時，采樣鏟停在輸送皮帶的一側，采樣開始，電機驅動采樣鏟旋轉，沿煤流橫斷面刮掃一次，將輸送皮帶上的樣煤刮掃至皮帶一側的集樣槽中。再次采樣時，采樣鏟到達到輸送皮帶另一側，控制器可控制電機反向旋轉，采樣鏟沿相反方向再次采樣一次。該采樣裝置結構簡單，采樣效果較好，但采樣鏟在運動過程中容易刮傷皮帶。

二、基于輸煤皮帶進行煤炭采樣過程中存在的問題

（一）采樣作業未嚴格按照采樣標準進行采樣

目前，我國現行的商品煤采樣相關標準主要有《商品煤樣人工采取方法》以及《煤炭機械化采樣》，《煤炭機械化采樣》標準規范了采樣的一般原則，采樣方案以及采樣裝備的設計，通過皮帶輸送采樣技術的研究現狀看出，大多數皮帶輸送采樣設備沒有嚴格按照采樣標準進行規范采樣，未對采樣時間間隔以及采樣數量精確確定，從而導致后期制樣、以及化驗階段存在誤差，導致采樣結果不精確。此外，隨著不同產業對煤炭采樣需求量增加，現行國家采樣標準未能及時更新，沒有根據不同產業進行細化，不能滿足不同產業的煤炭采樣需求。

（二）采樣設備結構原理簡單，不夠優化

皮帶端部采樣裝置雖然結構簡單，能夠對煤炭進行自動采樣，但由于其采樣原理為依靠煤炭的拋物運動將煤炭收集至采樣斗，使得采樣斗承受的沖擊較大，相應的機械負載也就較大，并且皮帶端部采樣裝置對于采取煤樣的量不宜進行控制。皮帶中部采樣裝置依靠刮煤板刮取煤流作為煤樣，設計結構緊湊，但現有的皮帶中部采樣裝置的設計中，往往將輸煤皮帶截面當成圓弧處理，這就導致采樣裝置在進行采樣時并很難實現全斷面采樣，采得的煤樣缺乏代表性。此外，皮帶中部采樣裝置采樣時由于需要接觸輸煤皮帶刮取煤樣，這就容易刮傷皮帶，并且刮煤板兩側的刮板也容易影響皮帶輸送機的正常工作，對于帶速較高的輸送機以及最大過煤高度較大的輸送機，皮帶中部采樣裝置顯然不太適合。

（三）采樣設備智能化、自動化程度低

近些年來，隨著眾多需煤企業對于煤炭質量要求的提高，煤炭質檢越來越嚴格，傳統的人工采樣由于其采樣精度不能得到保證，因此正逐步被機械化采樣所取代，但在一些特殊場合，由于不具備安裝機械采樣裝置的條件，人工采樣依靠其采樣靈活的方式仍發揮著很大的作用。一方面人工采樣受到采樣的方式方法、樣品粒度、人員素質、工具規格以及環境位置等因素的影響，極易造成采得的煤樣代表性差，誤差大的情況；另一方面人工采樣對工人而言勞動強度大，勞動風險也較高。現有的機械化采樣裝置能夠對樣煤進行采樣，在樣品收集，罐裝方面還需要人工進行參與，自動化，智能化程度不高。隨著自控化控制技術的飛速發展，自動化，智能化逐漸應用在工業、農業、國防等各個領域，現有的機械化采樣技術很難適應現實需要。

（四）采樣設備管理人員專業素質低，管理不夠完善

皮帶輸送采樣方式由于采樣代表性好，結構簡單，操作簡便等優點，在用煤企業采樣作業中應用越來越多，然而，在采樣設備的管理上存在疏忽，且管理人員的通常未經過專業培訓，對采樣的標準和要求理解不深，不重視批次留樣量，采樣間隔不做調整，從而影響總采樣的準確性。此外，管理人員通常只對采樣設備的可靠性和穩定性進行觀察，不注重采樣設備的采樣性能以及采樣準確性，不利于采樣技術的改進以及長遠發展。

三、基于輸煤皮帶進行煤炭采樣的改進策略

近些年來，通過國內用煤企業以及科研單位的不懈努力，我國皮帶輸送采樣技術已經由被動仿制進入自助創新研發的新階段，隨著眾多需煤企業對于煤炭質量要求越來越高，需求越來越多，未來我國皮帶輸送采樣技術重點應放在以下幾個方面。

（一）完善采樣標準，規范采樣技術要求

近些年，隨著用煤企業對煤炭質量要求更高，相關科技工作者主要開展采樣技術以及設備研究，以實現高質量的采樣效果。科學的采樣標準是采樣質量的關鍵因素之一，但目前的采樣標準、采樣技術要求已經不能滿足不同產業實際生產需求，實現煤炭采樣技術不斷發展，必須進一步完善更新國家采樣標準，以及根據不同產業制定不同采樣技術要求，為各產業采樣設備的發展提供理論指導，對采樣設備技術參數提供設計依據，同時對采樣管理人員進行規范要求。

（二）結合機械電子、自動化控制等技術

目前，皮帶輸送采樣技術還停留在半自動化、自動化作業層面，初步能夠完成定時采樣作業，如果結合智能化控制、機電液驅動等技術，以及借鑒成熟的機械視覺以及智能檢測技術，一方面可提高采樣機械的作業效率以及采樣精度，另一方面有效降低了管理人員的勞動強度。

（三）提高皮帶輸送采樣機械適應能力

皮帶輸送機的種類較多，各用煤企業因需求不同，選擇不同型號的皮帶輸送機，在安裝采樣設備時，通常需要根據用煤企業所選用皮帶輸送機型號進行定制，皮帶采樣機械適應能力不強，在后續研發生產中，因注重采樣機械適應能力的提升，調整采樣機架以及采樣器的結構尺寸，以滿足不同型號尺寸的皮帶輸送機需求。

四、結語

作為煤炭質量檢測的第一環節，煤炭采樣技術在實際生產運用中有著十分重要的作用。基于我國煤炭產業升級和采樣技術深度發展，從不同領域用煤企業實際需求出發，介紹了目前我國煤炭采樣方式主要有人工采樣和機械采樣方式，機械采樣根據應用場合又分為汽車煤采樣、火車煤采樣、溜管輸煤采樣和皮帶輸煤采樣；本文綜述了目前我國煤炭采樣技術采用的采樣標準，介紹了皮帶輸煤采樣技術國內外研究現狀；歸納了皮帶輸煤采樣裝置按采樣位置不同分為皮帶端部采樣裝置和皮帶中部采樣裝置，分析了皮帶端部采樣裝置和皮帶中部采樣裝置的幾種類型，以及不同類型的結構、工作原理以及存在的問題；通過對目前皮帶輸煤采樣技術現狀的分析，總結了目前我國皮帶輸煤采樣技術存在的主要問題，最后從完善采樣標準、提高采樣設備自動化程度以及提高皮帶輸煤采樣機械適應能力方面預測了我國皮帶輸送采樣技術未來發展趨勢。