摘要：在煤炭人工采样的整个过程中，对于性质不均匀的煤炭来讲，采取有代表性的煤样，除了必须遵循采样的基本原则及国家标准、行业标准所规定的采样方法外，还应考虑采样人员的素质、采样的子样数目、与标称最大粒度相应的试样质量、采样点要正确定位，要有适当的采样工具及煤的变异性等因素带来的影响。如果能有效地减小这些因素所造成的影响，采样的代表性将大大提高，检测结果的准确性和可靠性就能得以保证。
关键词：煤炭；采样；重要理论
1、采样人员的影响
采样人员的因素是主要性的因素。作为一个合格的煤炭采样人员来讲，仅简单按照标准或规程的要求去操作是远远不够的，还必须要懂得在采样中误差控制的原理和方法。具体讲采样人员必须具备相应的能力，如采样实施的能力、方法选择的能力、结果评价的能力、识别偏离的能力和误差控制等能力。这些能力一方面要从大量的实践中得到锻炼提高。另一方面要学习掌握一定的专业理论知识。长期以来，在我国重化验，轻采样比较普遍。特别是一些中小型涉煤企业尤为突出，使采样工作得不到应有的重视。其实，采样在煤质检验技术中最为重要，要采集到有代表性的样品，具有相当大的难度。决不是某些人所想的，只是用1把铁铲，1只铁桶，随便挖两下，就是采样。煤炭采样必须遵循科学的方法，也就是标准所规定程序和方法，并要经过精密度与系统误差的检验，方能确定所采样品有无代表性。另一方面，采样精密度计算及系统误差均采用数理统计方法，具有一定的难度，因此任何低估采样重要性与技术难度的观点与做法都是错误的。在外出培训和执行煤炭质量监督抽查中发现，一些涉煤企业，特别是一些中小型企业对采样的重要性缺少正确的认识，把采样看成是简单的劳动，最差的生产岗位，对煤炭采样人员也不进行岗前培训“拿来就用”，采用师傅带徒弟的方式学习项目，一些不好的习惯和操作方法就这样延续下来，谈不上对国家相关标准的理解和执行，给煤炭的检测分析工作带来了负面影响。各涉煤相关单位要切实重视煤炭的采样工作，要在人力、物力、财力等方面充实采样人员与设备，加强采样人员培训和考核。对于用煤大户如电厂、钢厂等应大力推进机械化采样的进程，把煤炭采样工作提高到一个新的水平。
2、子样数的影响
对一采样单元来说，要取得有代表性的样品，关键就在于是否有足够的子样数，故子样数是决定采样精密度的关键性因素。子样数的多少，对采样精密度的影响是很容易理解的，例如一采样单元煤量为1000t，如果采集60个子样，采样精密度可达到±2%的话，那么采集600个子样，显然代表性更好，或者说，采样精密度更高；如果只采集6个子样，即代表性就大大降低，或者说，采样精密度很低。故要提高采样精密度，就得增加子样数，采样人员必须认识到这一点。采样不能有随意性，想采几个子样就采几个子样，是不能采集到有代表性的煤样的。对于基本采样方案中，原煤、筛选煤、精煤及其他洗煤（包括中煤）采集的子样数最少应符合GB475—2008中规定的子样数。子样数偏少，甚至严重不足，是采样中最为突出的问题之一。也应指出：采样子数也不是越多越好，随着子样数大幅度增加，工作量加大，而采样精密度的提高超过实际需要也就没有多少意义。
3、试样质量的影响
①总样的最小质量
根据采样基本原则：被采样批煤的所有颗粒都有可能进入采样器，每一颗粒都有相同的几率被采入试样中，一个试样必须有足够的颗粒数（据有关资料介绍约为1000）才能有代表性，即不同粒度的试样必须达到一定的质量（最小质量）后才能有代表性。GB475—2008中给出了一般煤样（共用煤样）、全水分煤样和粒度分析煤样的总样或缩分后总样的最小质量。一般煤样的最小质量可使由于颗粒特性导致的灰分方差减小到0.01，相当于精密度为0.2%。
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②子样的最小质量
每个子样必须满足一定数量的要求，如子样量太少，必然大块煤采集不到。采样量的多少取决于被采样煤的标称最大粒度d。所谓标称最大粒度，是指在筛分试验中，与筛上物累计质量分数最接近（但不大于）5%的筛子相应的筛孔尺寸。不能误认为煤中最大块煤的直径就称为煤的最大粒度。
4.采样点的影响
由于煤的极端不均匀性，且在堆放的过程中易发生偏析作用，如果采样点不能反映这一采样单元煤的不同粒度煤的分布情况，所采样品就将会失去代表性。例如火车运煤，大粒或块状煤总易滚落于车皮四周，故采样点就得兼顾车皮四周及中部煤粒的分布情况；又如煤堆上采样，要分上、中、下层布置采样点，不要图方便，只在煤堆底部四周采样，这样所采煤样中，必然块煤多而小粒煤少，使样品缺少代表性。采样点的定位有一个总的原则，就是它应该均匀分布于被采的全部煤量中，被采煤的所有颗粒都有相等的机会被采入试样中。例如火车上采煤样，必须车车采样，按照多点（15点以上）子样布置方法，使各车厢各部位的煤都有相同的机会被采出；煤流中采样可按时间基或质量基以系统采样或分层随机采样方式进行，但时间基采样比较好，既方便又经济。采样时，应截取一完整煤流横截段为一子样，并以适当采样工具一次操作完成。子样平均质量和最小质量应同时达到GB475—2008要求，子样不能充满采样器。煤样应尽可能从流量和负荷都均匀的煤流中采取，应避免煤流品质和负荷变化周期与采样器运行（即子样采取）周期重合，以免导致采样偏倚。如果避免不了，则应采用分层随机采样方式。
5.采样工具的影响
①采样器具的开口端横截面的最小宽度W≥3d，且≥30mm；②器具的容量应至少容纳1个子样的煤量，且不被试样充满，煤不会从器具中溢出或泄漏；③落流采样器开口的长度应大于被截煤流的全宽度（前后移动截取时）或全厚度（左右移动截取时），保证整个煤流被截取；④螺杆钻取器的开口和螺距应至少为煤标称最大粒度的3倍；⑤子样抽取过程中，不会将大块煤或矸石等推开不采；⑥粘附在采样器具上的湿煤尽量少且易除去；⑦所有采样器，包括探管、螺旋钻和其他类似采样器应按GB/T19494.3规定进行偏倚试验，证明无实质性偏倚后方可使用。
6煤炭变异性的影响
煤炭是一种粒度和组成极不均匀大宗散状物料，可简单视为水分、有机质和无机矿物质的三元混合物。因其生成、采掘和加工条件及应用状态的不同，在煤性质上的不均匀程度也就各异。煤的不均匀度是表征煤炭在物理化学性质上的分散性大小的物理量，一般用初级子样的标准方差VI表示，其数值越大，则表示煤的不均匀度越大。煤炭的不均匀性主要取决于煤本身的变异性。它与煤中矿物质的分布状态、煤的粒度、偏析程度和煤是否加工等密切相关。影响煤炭采样精密度的主要因素之一是煤炭的均匀性。煤炭本身愈均匀，采样精密度就愈高；反之，煤炭本身愈不均匀，采样精密度就愈低。为保证采样精密度，制定采样方案时，应准确测定煤炭的品质变异性，在变异性未知的情况下应取其最坏值。采样精密度一般用灰分表示，需要时也可用其他煤炭品质指标表示。一般取干基灰分的1/10为期望值。在采样时，选用适合于该煤炭和该粒度的采样器具，按照标准规定的程序和方法，严格规范操作，并在采样最后阶段将所得煤样合并成一个总样充分混合，以确保采样的代表性。
结语
采取有代表性的煤样在煤质分析中具有十分重要的意义，它对分析结果的准确与否起着决定性的作用。在煤炭采样的整个过程中，采取有代表性的煤样，除了必须遵循合乎要求的原则和方法外，还应考虑主观因素与客观因素的影响。这些因素的影响来自各个方面：主要包括采样人员的素质、采样的子样数目、与标称最大粒度相应的试样质量、采样点要正确定位，要有适当的采样工具及煤的变异性等因素。
参考文献：
[1]GB475——2008商品煤样人工采取方法［S］。北京：中国标准出版社，2009.
[2]曹长武。燃料产品质量检测实用手册——燃煤［K］。北京：中国标准出版社，2013.
论文作者:马文义
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/20
标签：精密度论文; 煤炭论文; 粒度论文; 代表性论文; 试样论文; 质量论文; 变异性论文; 《基层建设》2017年2期论文;