摘要：煤炭是一种极不均匀的固体物料，不仅大小颗粒不均匀，且不同颗粒有不同的煤质特性。煤的不均匀性是煤的基本特征之一，由多个煤种配出来的煤其均匀性更差。煤炭的不均匀性给采样带来了难度，越不均匀的煤采样的难度越大。
关键词：煤炭采样标准；实践；应用
“代表性”是煤样最重要的特征之一，若某一样品由于某些因素使其代表性出现问题，则不能称之为“样品”。采样是从大批煤中采取煤样的过程，其目的是采到有代表性的样品，因此在实际实施过程中如何操作才能采到有代表性的样品则显得极为重要。
一、煤炭采样实施中应遵循的原则
（１）均匀布点原则。即初级子样要均匀分布于整个采样单元中，实际采样时一般是根据质量基或时间基进行采样。质量基采样是指从煤流或静止煤中采取子样，每个子样的位置用一质量间隔来确定，子样质量固定。时间基采样是指从煤流中采取子样，每个子样的位置用一时间间隔来确定，子样质量与采样时的煤流量成正比。两者之间质量基是根本性的，时间基是当在煤流上取样时，为了便于操作，将质量间隔转化为用时间间隔，其原理还是质量基，在操作中要特别注意的是在按时间基采样时子样质量与采样时的煤流量成正比，否则将会产生误差。
（２）误差控制原则。采样时要识别可能产生的误差，并采取措施减少可能发生的误差。误差可分为随机误差及系统误差。随机误差指统计上独立于先前误差的误差，即一系列随机误差中任何２个都不相关，而且个体误差都不可预知，随着试验次数的增加，其随机误差的平均值趋于零。要减小随机误差，就要减少所采集样品的偶然性，为此国标ＧＢ４７５—２００８对子样数目、子样质量、最小总样量等均作了明确规定，且根据煤炭的均匀性相关要求不一样。与子样数相关因素有煤种、灰分、采样地点等，煤质越差相应的数目要增加，其中精煤均匀性好，其子样数最少，原煤筛选煤根据灰分以２０％为界进行区分。子样质量的要求与标称最大粒度成正比，具体按公式ｍａ＝０。０６ｄ（ｄ为被采煤标称最大粒度）执行，标称粒度越大则煤炭越不均匀，需采的每个子样的量要求越多。最小总样量与标称最大粒度相关，标称粒度越大则煤炭越不均匀，需采的最小子样量就越多。系统误差又称偏倚，会导致一系列结果的平均值总是高于或低于用一参比方法得到的值。由于系统误差的存在，会使检测的结果产生单向偏差。系统误差一般较难用相关的规定进行控制，主要依靠采样人员对现场的状况，如煤流采样时煤流的状况、煤堆采样时煤堆的状况、机采时机采设备的运行情况进行识别，并采取针对性的措施以消除存在的系统误差。
二、煤炭采样实施中常见问题分析
1采样人员的主观因素
（１）采样责任心不强。由于人工采样基本上是露天作业，现场条件较差，若缺少相关的管理手段及监督措施，就会发生采样人为的子样量不足、子样质量不符合要求、不按要求均匀布点等情况，使样品代表性不强，从而产生随机误差。因此，对于采样人员的管理及监督至关重要，需出台相应有力的管理措施预防该类事件的发生。（２）采样人员对于标准的理解不深。采样现场的情况复杂多样，国家标准只是作了通用性的规定，具体的操作方案及要求需要根据现场的实际情况作决定，因而对采样人员的技术水平提出了更高的要求。如煤堆分层采样，根据规程规定采样人员在斗轮机取过的平面上均匀布点取样，在一般情况下能够采到有代表性的煤样，但是当煤层已经不高，取料后所露出来的煤层可能会有铺底煤，此时应改变常规的采样方案，否则就很有可能采到铺底煤，与所装的煤炭质量会大相径庭。类似情况就要求采样人员不能按常规的做法进行机械化的操作，在有异常情况时要根据现场情况及时调整采样方案，避免发生所采的煤样与所装卸的煤炭产生偏离，从而确保样品的代表性。
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2现场条件的限制
现场条件给采样的均匀布点带来难度，如静止煤堆采样、火车顶部采样等。静止煤堆采样由于样品均是在煤堆的表面采取，无法采到煤堆内部的样品，其代表性较差。国标中明确规定不要直接在静止的、高度超过２ｍ的大煤堆上采样，另外在静止煤堆上所采取的煤样不能作为仲裁煤样。针对火车顶部采样，尽管国标中对于如何布点作了比较详细的规定，但由于所布的点均在煤层的顶部（国标规定为０。４ｍ—０。５ｍ），无法在纵向实施均匀布点。由于煤堆表面及火车顶部采样存在的缺陷，其所采的样品代表性较差，且与煤炭装（卸）时的情况密切相关，容易给不法人员以可乘之机。因此在进行采样时应尽量避免采取上述方式，若实在无其他方法，则应从各种渠道了解掌握该批煤炭的相关信息，如配煤情况、装卸情况等，并根据所了解的情况制订合理的采样方案。
3现场设备管理方面的原因
现场的设备若相关参数或部件没有调整好，也会在运行过程中引起误差产生，且往往产生的是系统误差，下面以机械采样装置为例说明。机械采样装置以胶带中部取样，刮板式缩分器目前使用比较广泛。在此类机采装置的使用中，需要关注的是采样头能否截取整个截面的煤流，刮板式缩分器所设定的参数及挡板高度是否合理、刮板能否截取整个煤流的样品。若采样头离胶带的距离过远，或采样头动作的轨迹与胶带的弧度不相符，就不能全断面截取煤样，从而带来误差。煤炭配煤越来越多，即在装船的过程中分别取２种不同的煤炭，经过转运汇总至总胶带装船，往往２个煤种的质量差异较大，在此种情况下如果机械采样装置未能截取整个断面的煤流，所采的样品中该２种煤的比例与所装的煤炭会发生偏离，则可能产生很大的误差。刮板式缩分器所设定的采样间隔时间、采样次数等不合理，可能会使缩分器不能均匀采到给料胶带上的煤样，导致样品的代表性受到影响；若刮板下部的钢丝刷磨损则可能会使无法截取整个煤流上的样品，也会影响样品的代表性。因此，在日常采样工作中，采样人员要做好采样相关设备的监督与管理，调整好相关的设备参数，尽量减少由于设备原因所带来的采样误差，确保样品代表性。
4煤层煤样
煤矿对于煤质中煤层煤样的采取，目前按中华人民共和国国家标准中的GB/T482—2008《煤层煤样采取方法》标准执行。煤层煤样包括分层煤样和可采煤样。国标4.5条款中要求：“煤层煤样在掘进巷道中和回采工作面上采取。对主要巷道的掘进工作面，每前进100m—500m至少采取一个煤层煤样；对回采工作面每季至少采取一次煤层煤样，采取数目按回采工作面长度确定：小于100m的采1个，100m—200m的采2个，200m以上的采3个。”该条款对其中的采样点的第一个点要求没有具体说明，给井下实际操作时容易造成实际回采通过第一个点后，没有煤质数据可以参考。为此，结合该矿实际，决定以设计停采线为参考，要求如下：煤层煤样一般每80m为一个采样点，但发现该采样点支护不好时可前后错动10m，工作面上下顺槽第一个采样点原则上布置在停采线以外（按40m掌握，该矿停采线一般为30m）。停采线变化时，再适当调整，结合国标4.4条款采样。工作面布点则按长度平分后进行布置。
结语
煤炭采样工作是煤炭检测工作中重要的１个环节，采样工作的质量直接影响到客户的经济利益和锅炉设备的安全运行。若采来的样品缺少代表性，则会使后续的制样、化验工作失去意义。上述关于采样工作中存在的问题，在目前国内煤炭检测行业中有一定的普遍性。因此，为做好燃煤采样工作，从业人员除严格按照国家标准进行操作外，还要提高自身素质及增强责任心，同时应采用合理的采样方式及加强采样设备的管理，从而确保样品的代表性，并将采样可能带来的误差降到最低。
参考文献：
[1]MT/T621—2006，矿井生产检查煤样采取方法[S].
[2]GB/T482—2008，煤层煤样采取方法[S].
[3]MT/T1034—2006，生产煤样采取方法[S].
论文作者:李建园
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：误差论文; 煤炭论文; 样品论文; 煤层论文; 代表性论文; 质量论文; 均匀论文; 《基层建设》2017年2期论文;