商品煤人工采样方法的改进

李福仁

摘 要：本文从商品煤人工采样标准GB475-2008和ISO18283：2006在实际应用中遇到的几类问题入手，总结了商品煤人工采样标准方法在实际应用中遇到的几类问题，并提出一系列解决方案和商品煤人工采样方法的改进措施，以期对今后煤炭人工采样工作的顺利开展提供借鉴。

关键词：商品煤；人工采样；时间基采样；子样数目

1 商品煤人工采样中存在的问题

1.1 时间基采样方法的应用问题

我国目前采样现场实际情况，相比于质量基的难于控制，时间基采样更适合现场操作。按照规定，采样过程中初级子样应预先设定相同的时间间隔采取，如果计算的子样数量在煤炭输送完毕前已经采取，应按照相同的时间间隔继续采集额外的子样，直到操作结束为止。

时间基采样方法操作简单，应用范围广，但很多时候，特别是对于船运煤炭，在卸货过程中控制皮带载荷和煤流量稳定会很难实现，若按相同的时间间隔取样，易出现采样点分布不均匀，最终导致所采样品代表性降低。如船运煤炭，卸货初期的煤流量是后期的煤流量2倍以上，若前后卸货重量相同，且假设两采样单元煤发热量相差1.25MJ/kg，则所得整批煤与实际发热量相差约0.2MJ/kg。

1.2 初级子样方差的确定问题

对于同一批煤或同一煤源的煤而言，初级子样方差取决于煤种、粒度、混合程度、加工处理、待测参数值和子样质量等。初级子样方差变化规律：随着煤的混合程度增加而减小，随着煤的加工深度增加而减小，随测定参数绝对值的减小而减小，随子样质量的增加而减小，但子样质量增加到一定程度后，影响可忽略。在采样方案设计中，针对每批次煤炭对初级子样方差进行批批测定。若采用标准中推荐的参考值，因该值是考虑到现实中出现品质变异性最大的情况，使得该值要远大于实际的VI值，导致最终计算得到的子样数目明显超出满足采样精密度要求的数量，增加了工作量和工作难度。因此，在采样前如何能确定一个合理的初级子样方差值是需要技术人员认真考虑的问题。

1.3 采样单元数量和子样数目的确定问题

首先要确定被采煤的批次，才能根据煤的多少来确定子样数、子样量等。IS018283：2006标准对采样单元的划分给予采样方案设计人员较大的自由度。标准中未规定计算采样单元的统一计算公式，而是建议技术人员结合实际来确定采样单元的最小数量。这就给采样工作者带来采用何种方式确定采样方案中采样单元数量的难题。

2 商品煤人工采样方法的改进

2.1 分段控制时间基采样法

采样的基本原则，是被采煤的所有颗粒都可能进人采样设备，每一颗粒都有相等的几率被采人试样中。基于该原则，采样方案设计时将采样时间间隔不在某一固定值，而是设定在某一范围内。在实际操作中根据不同的煤流量、不同的卸货过程将采样操作分成若干阶段，不同阶段对应不同的采样时间间隔，以此来提高该法所采样品的代表性。

当开始卸货时，煤流量以最大卸货速度进行，将卸货过程划分为3个阶段。设最大煤流量为lm吨/小时，则卸货速度在lm-2/3m时为第一阶段，2/3m-1/3m为第二阶段，1/3m为第三阶段。且卸货过程根据某一胶带变化情况按照上述三阶段法单独调整。与原来的时间基采样法相比，根据煤流量适时调整采样时间间隔，其本质是在保持时间基的操作简便的基础上，按照采样基本原则改进时间基采样法，以获得更具代表性的煤样。

2.2 初级子样方差的估算

由于初级子样方差直接决定着采样方案的设计理的初级子样方差确定方法，无疑可以极大地提高所采样品代表性，减少采样操作的工作量。选取人场煤中的一个批次为对象进行采样和初级子样方差的计算。当对与其品质相近的其他煤炭进行采样时，以计算得到的初级子样方差值为基础，通过经验公式估算出待采煤的初级子样方差。该法在减少因初级子样方差值设定过大产生多余工作量的同时，也使初级子样方差值的设定更切合实际。

2.3 采样单元数量的确定和子样数目的修正

针对IS018283：2006标准中对采样单元数量确定的问题，考虑到煤质序列相关性，本文根据国家标准和我国煤炭采样现状，对采样单元数量的设定明确了计算公式。在应用国际标准进行现场采样操作时，若对采样单元数量没有明确数量要求，可参照国家标准GB475-2008中的起始采样单元数计算公式，将采样单元数量的多少与整批煤量相关联，进行前期采样单元数量的设定。

3 结语

本文探讨了煤炭人工采样标准GB475-2008和IS018283：2006在实际应用中遇到的时间基采样法所采样品代表性差、初级子样方差值的确定不合理，以及国际标准中采样单元数量无统一计算公式、子样数目有待修正等问题，在遵循采样基本原则的同时，考虑了货物重量、煤质序列相关性等影响因素，最终提出了分段控制时间基采样法，给出了初级子样方差估算公式及其推导过程，并明确了国际标准中采样单元数量的计算公式和子样数目的修正公式等，以期为今后煤炭人工采样操作提供有益参考。

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