煤質化驗中減少誤差途徑和方法

云宏

（國能鄂爾多斯市神東檢測有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

煤質化驗作為煤炭資源開發和利用的關鍵環節，不僅關乎到煤炭的質量，還直接影響到煤炭價格和煤炭企業的經濟效益。煤質化驗是對關乎煤炭質量的各種屬性的化驗分析，在整個采、制、化過程中任務繁重、流程復雜、技術性要求高，直接增加了煤炭化驗的難度和化驗精度的保證。由于煤質化驗工作的復雜性和特殊性，以及煤炭樣本的不均勻性，造成煤炭化驗結果存在不同類型的誤差，影響到煤炭化驗結果的精度，甚至會影響到化驗結果的準確性。

一、煤質化驗概述

煤質化驗的主要任務是通過物理、化學實驗的方法來確定煤樣的各種數據參數，以此來指導其使用環境以及品質。作為衡量煤樣質量與用途的技術，其在技術穩定性以及數值的精準度方面都具有較高的要求。一般來說，煤質化驗需要經過煤炭采樣、制樣以及化驗三個主要環節。其中采樣出現誤差的概率較高，可以達到整個誤差的80%以上，這也是消除化驗誤差的重要目標之一，而制樣過程涉及多種不同的方式，其中一些工序的難度較高或者控制穩定性差，容易出現一些誤差，整體占比為15%左右，最后的化驗部分主要通過對樣本的屬性進行化驗，包括灰分、揮發分、水分和發熱量等等，這些部分的誤差占比大概為5%左右。為了提升煤質化驗的規范化，需要結合國家相關領域的技術標準來執行。我國最早制定煤炭化驗標準為上個世紀的60 年代，經過多次技術修正與更改，目前標準已經與國際接軌。根據國家技術標準進行煤質化驗是實施檢測，確保檢測技術成果的必要條件。

二、煤質化驗過程

在開展煤質化驗的過程中，主要涉及的過程包括對煤樣采集、制備以及化驗，在采樣的過程中，很容易產生誤差。根據相關研究調查，因煤樣采集導致的誤差占總的誤差方差比例大約為80%，因此其煤樣采集的質量會對煤質化驗的精確度產生直接的影響，相關工作人員需要加強對煤樣采集環節的重視。制備煤樣環節主要是基于煤炭采樣，開展相應的工序，如破碎、烘干以及篩分等，為后續的化驗工作準備樣本，其誤差率也占據一定的比例，占總誤差的16%。在化驗樣本環節，主要是檢測煤炭含量中的含水量、磷、硫、碳等，對其質量有效明確。根據相關調查研究顯示，煤質化驗環節產生的誤差占總誤差方差的4%。為了對煤炭采、制、化的規范性提升，國家以往對煤炭采、制、化標準有效制定。為了對煤炭特性、煤炭開采方法有效適應，對采樣偏倚度有效降低，結合具體的情況，更正、修改標準，并與國際相關標準相結合。現階段，GB/T474-2008 以及GB/T475-2008 是我國現行的采樣標準，同時在此基礎上，與煤炭企業的實際消費情況以及煤炭生產情況結合，統一規范煤炭質量化驗相關標準，并加強細致規范，對煤質化驗的精度和準確度有效提升。

三、煤質化驗中的誤差來源與控制

煤質化驗工作與常規試驗測試類似，其往往需要對煤樣的采集、制備以及化驗環節進行控制，通過控制變量比較的方式來進行參數對比。由于屬于科學實驗，那么如何消除誤差帶來的影響或者將其控制在最小范圍是實驗優化的核心。

（一）誤差來源

煤質化驗經歷采樣、制樣以及化驗三個主要環節，每一個環節都十分復雜，對于技術要求較高。煤炭產品本身也具有材質分布不均勻的問題，所以煤炭化驗過程中難免與真實性存在偏差。在實際誤差分析中，我們習慣于根據誤差的來源將其劃分為采樣誤差、制備誤差以及化驗誤差三個方面，其中需要重點分析的是采樣以及制備兩個環節，其誤差的占比達到了95%以上。煤炭作為結構復雜的混合體，其本身就具有結構分布不均勻的情況，在一個小的群體當中，不同的個體屬性也存在較大的差異，所以在進行煤炭采樣煤質化驗過程中，必須明確其樣本的代表性，選擇有代表性的樣本是確保煤質化驗的基本條件。其中，煤炭的采樣誤差出現的原因大都是由于采樣過程不規范或者代表性不足所導致的。比如說采樣過程中方法不合理、密度不合理以及分布的均勻性不足等等，這樣一來都會導致采樣結果存在較大的偏差。除此之外，采樣人員的誤差還包括沒有經過專業技術培訓或者沒有按照國家要求的技術方法來進行采樣，都會導致最終采樣誤差的產生。值得注意的是直接采取的煤樣不能夠直接用于煤質化驗，必須經過必要的處理后才能夠使用，比如說消除雜物、過篩等等，這個過程雖然簡單，但是也容易出現操作不當的問題引發系統誤差，最終也會反映到誤差結果上。在采樣過程中避免誤差，需要做到科學采樣，同時煤樣制備過程中可能由于一些外界因素控制不均勻而出現誤差，這些誤差通過消除外部環境影響的方式就可以避免。

（二）誤差控制

作為一項科學實驗，煤質化驗過程中必須要面對煤炭自身的分布不均勻的問題，同時操作人員的操作流程、規范化程度不同也會導致煤質化驗的結果出現較大的波動。為了提升煤質誤差的控制水平，將其控制在相對合理的范圍內，就必須要做好誤差的控制工作。一般來說，誤差控制同樣根據誤差的來源來進行處理，分別包括采樣誤差控制、制樣誤差控制以及化驗誤差控制，其中化驗環節主要依靠設備精度與技術優化的方式進行改善，而采樣與制樣環節則需要對流程進行規范化管理，提升工作人員的技術水平并端正工作態度，認識到煤質化驗的重要性，從而有效實施誤差的分析與控制工作。

四、煤質化驗中減少誤差途徑和方法

開展煤質化驗工作，需要保證科學性、嚴謹性。受到煤炭自身的復雜性、特性的不均勻性影響，同時工作人員的素質、能力的影響，都會使煤質化驗結果出現誤差。因此就實際情況來看，為了對煤炭質量有效保證，需要采取有效的方式，對煤質化驗過程中存在的誤差有效避免。在實際分析煤質化驗中減少誤差的途徑和方法時，需要在分析導致煤質化驗誤差原因的基礎上，根據不同方面的原因，采取針對性的措施，對相應的誤差有效避免。本節就此對煤質化驗中減少誤差途徑和方法進行分析。

（一）對煤質化驗工作作風的科學性有效培養

質量檢驗工作是煤炭化驗工作中的重要部分，同時也屬于基礎工作。保證準確的質量檢驗結果，能夠體現質檢部門的良好形象，同時也能夠對企業經濟效益提升。對于質檢過程中不合格產品，要堅決杜絕，相關工作人員要注意以認真細致的態度，進行產品質量檢驗工作，同時相關工作人員需要具備良好的工作作風、保持謹慎的工作態度。在此基礎上，還需要對相關的工作人員加強培訓工作，對工作人員的素質、能力水平有效提升，從而保證操作流程的規范性，避免出現誤差的情況，從而對煤炭質量有效提升，促進企業經濟效益的提升。

（二）對煤質化驗儀器應用的規范性提升

在進行煤質化驗工作過程中，工具和儀器是必不可少的，選擇工具和儀器需要對不同類型工作的需求有效滿足，同時明確不同精度的儀器，還能夠影響煤質化驗的效果以及精準度，比如在對煤樣進行縮分時，應用的設備需要注意其切割器開口尺寸滿足相關的要求，即其需要是被切割煤炭標稱最大力度的三倍，同時需要保證容量。對每只化驗儀器應用的規范性提升，能夠對樣本損毀的情況有效減少，同時也能夠對化驗不同環節客觀因素的影響有效降低，對煤質化驗的精確度有效提升。

（三）對煤質采樣誤差有效控制

為了對煤質采樣中的誤差有效避免，需要保證選擇的煤炭樣品具有代表性，在對其應用的過程中，需要保證均勻布點的原則，對不同的煤層開展采樣工作。在對煤炭正式采樣之前，需要首先保證抽樣方法的合理性，同時還要注意以下事項：在對煤質采樣時，需要首先加強對工作人員的專業培訓工作，對煤層不同方面的情況進行充分的了解，比如煤層中煤樣的儲存方法、特性等，從而進一步對樣本的類型明確。需要保證煤層采樣的代表性。舉例而言，對于不同煤層而言，如果存在不均勻的煤層性質，可以結合煤層中煤炭數量大小情況進行相應的處理，如果是均勻的煤層性質，則可以選擇任意煤層進行相應的采樣活動。同時在對煤質化驗的采樣方案設計的過程中，相關的工作人員需要在采樣數量、分布情況基礎上，保證方案較高的可行性、簡潔易懂，從而保證采樣工作的順利開展。此外，在明確采樣方案基礎上，需要選擇合適的容器、工具，并對運輸方式有效明確，保證真實的樣本。

（四）對煤質化驗方法選取的合理性提升

在對煤質化驗方法選取的過程中，需要明確制樣方法、化驗方法的科學性、合理性，從而對化驗流程有效簡化，同時也可以借助科學的方法有效指導化驗流程，對誤差有效避免。在選取采樣方法的過程中，需要借助國家相關的標準和要求，靜止煤采樣以及流動煤采樣是主要的采樣方法，在選擇采樣方法的過程中，也同時需要考慮其他方面規定和要求，如采樣中子樣的數目、采樣點、子樣最小質量等方面。對合理的采樣方法有效應用，能夠對整體煤炭的質量有效描述。為了對煤炭中不均勻性問題有效解決，對于存在較大差異的煤礦，要注意均勻劃分煤堆，明確采樣單元以及總樣。同時，子樣個體包含在樣本單元中，為了對子樣的代表性有效保證，需要對子樣的最小質量、數目有效保證。在對采樣報告編制的過程中，需要明確采樣不同方面的信息，如采樣類型、采樣方法以及采樣時間等。在選擇制樣方法的過程中，主要工作是在對采取的樣本進行處理以及深加工工作，從而實現二次采樣，根據化驗對象區分，可分為空氣干燥、破碎、混合等，需要遵循相應的原則，即需要保證其特性不變，且不存在偏倚的情況。對于樣本而言，需要開展混合工作，同時對煤炭的粒度進行破碎工作，對本顆粒數目有效增加，對化驗對象來源增加，從而對化驗結果精度有效提升。對于破碎后的樣本，需要進行篩分工作，對縮分誤差有效減少。對于樣本制備的結果，需要借助制樣的精密度，進行相應的衡量工作。

（五）化驗儀器的規范選擇

在整個煤質化驗工作中，需要采用各種儀器和工具來滿足不同類型工作的需求，選擇合適和符合精度要求的儀器，對煤質化驗結果精度的保證起到至關重要的作用。例如在制樣縮分過程中，縮分設備的選擇應滿足切割器的開口尺寸至少應為被切割煤炭標稱最大粒度的3 倍，并且有足夠大的容量，不產生實質性的偏倚等。選擇合適的化驗儀器和設備，可以降低對樣本的損毀，減小在樣本采集、樣本制備和化驗階段的客觀因素影響，在客觀方面提高煤質化驗精確度。

總之，煤質化驗屬于科學實驗的范疇，化驗過程較為復雜，因此操作人員必須具備較高的化驗能力，以精湛的化驗工作技巧與嚴謹負責的態度開展化驗工作。在化驗過程當中應選擇最為適合的煤質化驗方式，對誤差產生的原因加以分析，并確保化驗流程的規范化與精細化，以此排除影響煤質化驗結果偏差的各種因素，提升煤質化驗結果的準確性與可靠性，進而為煤炭生產與利用提供準確的分析依據。