探究基于输煤皮带进行煤炭采样的现状及改进策略

乔墩

（盛虹炼化（连云港）有限公司，江苏 连云港 222000）

目前，在我国的绝大多数煤矿、选煤厂以及活性炭公司中，对煤炭的运输采用皮带输送方式为主，这就决定了煤炭皮带输送采样的应用逐渐增加。随着不同产业的用煤需求，煤炭采样的国家标准还需要根据不同产业、不同采样方式进一步细化和完善。因此，皮带输送采样技术的研究对于我国煤炭产业生产有着十分重要的应用价值。

一、基于输煤皮带进行煤炭采样的现状

煤炭作为我国的主体能源之一，其采样制样技术发展一直以来都深受重视。相比于国外，虽然我国煤炭输送采样设备的研究起步较晚，但经过不断的努力也取得了长足的发展。新中国成立初期，我国煤炭生产基本依靠人力和畜力，在对煤炭的采样中更是完全依靠于人工采样。20 世纪 60 年代后，我国开始从国外引进大批煤炭生产机械设备，一些国外较为简易的皮带输送采样技术也被引进到国内。在见证了国外机械采样设备的高精度、高效率采样后，虽然国内许多用煤企业都想引进这些采样设备，但由于国外机械化采样设备造价不菲，引进成本高，许多企业只能望而却步。进入七十年代，国内已经有了一套完整的采样体系，相应的采样设备也能够满足一般的煤堆采样，但煤炭皮带输送采样机械的研发仍旧存在一些问题。进入八十年代后，国内生产煤炭机械化采样设备的逐渐增多，皮带输送采样技术的研究人员增多，出现了很多研发生产厂家。后来，有研究人员研发了一种皮带中部煤样自动采集装置。主要包括机架、电机、减速器、主轴以及采样铲，电机通过减速器驱动主轴旋转，主轴带动采样铲旋转，采样时，采样铲停在输送皮带的一侧，采样开始，电机驱动采样铲旋转，沿煤流横断面刮扫一次，将输送皮带上的样煤刮扫至皮带一侧的集样槽中。再次采样时，采样铲到达到输送皮带另一侧，控制器可控制电机反向旋转，采样铲沿相反方向再次采样一次。该采样装置结构简单，采样效果较好，但采样铲在运动过程中容易刮伤皮带。

二、基于输煤皮带进行煤炭采样过程中存在的问题

（一）采样作业未严格按照采样标准进行采样

目前，我国现行的商品煤采样相关标准主要有《商品煤样人工采取方法》以及《煤炭机械化采样》，《煤炭机械化采样》标准规范了采样的一般原则，采样方案以及采样装备的设计，通过皮带输送采样技术的研究现状看出，大多数皮带输送采样设备没有严格按照采样标准进行规范采样，未对采样时间间隔以及采样数量精确确定，从而导致后期制样、以及化验阶段存在误差，导致采样结果不精确。此外，随着不同产业对煤炭采样需求量增加，现行国家采样标准未能及时更新，没有根据不同产业进行细化，不能满足不同产业的煤炭采样需求。

（二）采样设备结构原理简单，不够优化

皮带端部采样装置虽然结构简单，能够对煤炭进行自动采样，但由于其采样原理为依靠煤炭的抛物运动将煤炭收集至采样斗，使得采样斗承受的冲击较大，相应的机械负载也就较大，并且皮带端部采样装置对于采取煤样的量不宜进行控制。皮带中部采样装置依靠刮煤板刮取煤流作为煤样，设计结构紧凑，但现有的皮带中部采样装置的设计中，往往将输煤皮带截面当成圆弧处理，这就导致采样装置在进行采样时并很难实现全断面采样，采得的煤样缺乏代表性。此外，皮带中部采样装置采样时由于需要接触输煤皮带刮取煤样，这就容易刮伤皮带，并且刮煤板两侧的刮板也容易影响皮带输送机的正常工作，对于带速较高的输送机以及最大过煤高度较大的输送机，皮带中部采样装置显然不太适合。

（三）采样设备智能化、自动化程度低

近些年来，随着众多需煤企业对于煤炭质量要求的提高，煤炭质检越来越严格，传统的人工采样由于其采样精度不能得到保证，因此正逐步被机械化采样所取代，但在一些特殊场合，由于不具备安装机械采样装置的条件，人工采样依靠其采样灵活的方式仍发挥着很大的作用。一方面人工采样受到采样的方式方法、样品粒度、人员素质、工具规格以及环境位置等因素的影响，极易造成采得的煤样代表性差，误差大的情况；另一方面人工采样对工人而言劳动强度大，劳动风险也较高。现有的机械化采样装置能够对样煤进行采样，在样品收集，罐装方面还需要人工进行参与，自动化，智能化程度不高。随着自控化控制技术的飞速发展，自动化，智能化逐渐应用在工业、农业、国防等各个领域，现有的机械化采样技术很难适应现实需要。

（四）采样设备管理人员专业素质低，管理不够完善

皮带输送采样方式由于采样代表性好，结构简单，操作简便等优点，在用煤企业采样作业中应用越来越多，然而，在采样设备的管理上存在疏忽，且管理人员的通常未经过专业培训，对采样的标准和要求理解不深，不重视批次留样量，采样间隔不做调整，从而影响总采样的准确性。此外，管理人员通常只对采样设备的可靠性和稳定性进行观察，不注重采样设备的采样性能以及采样准确性，不利于采样技术的改进以及长远发展。

三、基于输煤皮带进行煤炭采样的改进策略

近些年来，通过国内用煤企业以及科研单位的不懈努力，我国皮带输送采样技术已经由被动仿制进入自助创新研发的新阶段，随着众多需煤企业对于煤炭质量要求越来越高，需求越来越多，未来我国皮带输送采样技术重点应放在以下几个方面。

（一）完善采样标准，规范采样技术要求

近些年，随着用煤企业对煤炭质量要求更高，相关科技工作者主要开展采样技术以及设备研究，以实现高质量的采样效果。科学的采样标准是采样质量的关键因素之一，但目前的采样标准、采样技术要求已经不能满足不同产业实际生产需求，实现煤炭采样技术不断发展，必须进一步完善更新国家采样标准，以及根据不同产业制定不同采样技术要求，为各产业采样设备的发展提供理论指导，对采样设备技术参数提供设计依据，同时对采样管理人员进行规范要求。

（二）结合机械电子、自动化控制等技术

目前，皮带输送采样技术还停留在半自动化、自动化作业层面，初步能够完成定时采样作业，如果结合智能化控制、机电液驱动等技术，以及借鉴成熟的机械视觉以及智能检测技术，一方面可提高采样机械的作业效率以及采样精度，另一方面有效降低了管理人员的劳动强度。

（三）提高皮带输送采样机械适应能力

皮带输送机的种类较多，各用煤企业因需求不同，选择不同型号的皮带输送机，在安装采样设备时，通常需要根据用煤企业所选用皮带输送机型号进行定制，皮带采样机械适应能力不强，在后续研发生产中，因注重采样机械适应能力的提升，调整采样机架以及采样器的结构尺寸，以满足不同型号尺寸的皮带输送机需求。

四、结语

作为煤炭质量检测的第一环节，煤炭采样技术在实际生产运用中有着十分重要的作用。基于我国煤炭产业升级和采样技术深度发展，从不同领域用煤企业实际需求出发，介绍了目前我国煤炭采样方式主要有人工采样和机械采样方式，机械采样根据应用场合又分为汽车煤采样、火车煤采样、溜管输煤采样和皮带输煤采样；本文综述了目前我国煤炭采样技术采用的采样标准，介绍了皮带输煤采样技术国内外研究现状；归纳了皮带输煤采样装置按采样位置不同分为皮带端部采样装置和皮带中部采样装置，分析了皮带端部采样装置和皮带中部采样装置的几种类型，以及不同类型的结构、工作原理以及存在的问题；通过对目前皮带输煤采样技术现状的分析，总结了目前我国皮带输煤采样技术存在的主要问题，最后从完善采样标准、提高采样设备自动化程度以及提高皮带输煤采样机械适应能力方面预测了我国皮带输送采样技术未来发展趋势。