楊冬

【摘要】據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，我國(guó)煤質(zhì)分析中出現(xiàn)的誤差有80%來源于采樣，有16%來源于制樣，這一數(shù)據(jù)表明了我國(guó)煤炭采制樣方面存在的問題。要想保證煤質(zhì)分析最終結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，檢測(cè)人員需采取有代表性的煤樣，并將其制備成無偏差的分析煤樣。本文首先對(duì)煤炭采制樣的過程以及國(guó)家在這一方面所制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了闡述，接著在此基礎(chǔ)上分析了煤炭采制樣過程中容易出現(xiàn)誤差的具體原因及類型，最后提出了保證煤炭采制樣精細(xì)化的有效措施，以期為煤炭企業(yè)檢測(cè)人員提供幫助。

【關(guān)鍵詞】煤炭；采制樣；誤差；分析

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗也越來越大，作為主要能源之一，煤炭的消費(fèi)總量已達(dá)整體能源消費(fèi)總量的70%以上。在煤炭貿(mào)易過程中，通常需要利用煤質(zhì)分析得出的數(shù)據(jù)作為煤炭計(jì)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，保證煤炭交易中的科學(xué)與公正需要檢測(cè)人員采取措施將煤炭采制樣過程中產(chǎn)生的誤差減少。

一、煤炭采制樣過程及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

（一）煤炭采制樣過程

獲得一個(gè)化驗(yàn)結(jié)果能夠代表整批被采煤的試驗(yàn)煤樣就是煤炭采制樣的根本目的，其過程主要包括樣本采集與樣本制備。在正式展開煤炭采制樣之前，檢測(cè)人員需根據(jù)不同煤質(zhì)化驗(yàn)?zāi)康膩碓O(shè)計(jì)采制樣方案。

1.對(duì)被采煤樣的煤源、批量和標(biāo)稱最大粒度等進(jìn)行了解與確定；

2.將欲測(cè)定的參數(shù)以及測(cè)定所需的試樣類型確定下來；

3.將測(cè)定所需的儀器設(shè)備的精密度確定或假定下來；

4.選擇連續(xù)采樣或間斷采樣的方法；

5.選擇直接合并或是縮分后合并的方法將子樣合并成總樣，并選擇恰當(dāng)?shù)闹茦臃椒ǎ?/p>

6.對(duì)初級(jí)子樣方差進(jìn)行測(cè)定或假定，制備樣品的同時(shí)對(duì)方差進(jìn)行化驗(yàn)；

7.將采樣單元數(shù)和每個(gè)采樣單元的子樣數(shù)確定下來；

8.以煤的標(biāo)稱最大粒度為依據(jù)，將總樣和子樣的最小質(zhì)量確定下來；

9.選擇系統(tǒng)采樣、隨機(jī)采樣、隨機(jī)分層采樣的方法進(jìn)行樣品采集，將采樣間隔確定下來；

10.進(jìn)行樣本制備，按照實(shí)驗(yàn)步驟與要求逐一進(jìn)行干燥、破碎、混合和縮分構(gòu)成操作；

對(duì)采制樣結(jié)果進(jìn)行采制樣過程敘述、技術(shù)評(píng)定，并進(jìn)行偏倚分析和樣本代表性分析，最后還要將采制樣技術(shù)報(bào)告制作出來。

（二）有關(guān)煤炭采制樣的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)目前實(shí)行的有關(guān)煤炭采制樣的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是《商品煤樣人工采取方法》GB475-2008和《煤樣的制備方法》GB474-2008，這兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定結(jié)合了我國(guó)煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)實(shí)際，與國(guó)際煤炭采制樣的標(biāo)準(zhǔn)相接軌，與我國(guó)正在實(shí)行的《商品煤質(zhì)量抽查和驗(yàn)收方法》GB/T18666-2014和《煤炭機(jī)械化采樣》GB/T19494-2004標(biāo)準(zhǔn)并不相矛盾?！渡唐访簶尤斯げ扇》椒ā泛汀睹簶拥闹苽浞椒ā芳?xì)致規(guī)范了煤炭采樣和制備環(huán)節(jié)，同時(shí)還增加了煤炭采樣方法和核定采樣精度的內(nèi)容。

二、煤炭采制樣過程中的誤差來源

（一）煤炭采樣過程中的誤差來源

在進(jìn)行煤炭采樣時(shí)，煤質(zhì)檢測(cè)人員需嚴(yán)格按照GB475-2008《煤樣的制備方法》所制定的采樣規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。采取具有代表性的煤樣是煤炭采樣的根本目的。要想保證整批煤的平均質(zhì)量能夠?yàn)椴蓸拥玫降拿簶铀?，檢測(cè)人員需對(duì)劃分整批煤樣采樣單元以及劃分煤炭采樣時(shí)間和質(zhì)量間隔的過程加以控制，同時(shí)還要對(duì)煤炭子樣數(shù)的分布、質(zhì)量的均勻進(jìn)行嚴(yán)格地控制。要想在一個(gè)煤樣采樣單元中取得有代表性的煤樣，其關(guān)鍵在于煤炭子樣的數(shù)量一定要充足。如果被采集的煤樣存在較大面積的不均勻性，那么對(duì)煤質(zhì)檢測(cè)人員而言采集到具有較大代表性的煤樣是具有一定難度的。在實(shí)際采樣過程中，增加煤炭子樣的數(shù)量能夠促進(jìn)煤炭采樣精密度的提高。如果整批煤出現(xiàn)較為明顯的不均勻性分布現(xiàn)象，煤質(zhì)檢測(cè)人員需將整批煤分成幾個(gè)采樣單元，每個(gè)采樣單元可再次劃分為若干個(gè)煤炭子樣，將這些煤炭子樣合并成幾個(gè)分樣并進(jìn)行測(cè)試即可將整批煤的品質(zhì)直觀表述出來。在采樣中，檢測(cè)人員需知曉有幾個(gè)采樣單元就有幾個(gè)總樣，在進(jìn)行煤炭采樣單元?jiǎng)澐謺r(shí)還需注意均勻分配，此處的均勻分配并不是我們常說的平均分配。在進(jìn)行煤炭采樣時(shí)，筆者不建議對(duì)靜止的煤炭進(jìn)行采樣操作。以煤堆采樣為例，其布置在煤堆表面的采樣點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致煤堆內(nèi)部與煤堆表面產(chǎn)生較大的差異，所采取的煤樣自然無法代表整批煤炭的質(zhì)量。再加上煤堆表面粒度會(huì)由于煤炭粒度離析作用的影響而出現(xiàn)分布不均的現(xiàn)象，煤炭采樣系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)偏差。采用人工操作的方式對(duì)移動(dòng)煤流進(jìn)行采樣，也會(huì)由于誤差的產(chǎn)生而導(dǎo)致整個(gè)斷面的采樣操作無法完成。

（二）煤炭制樣過程中的誤差來源

制備出與所采集煤樣的物力化學(xué)性質(zhì)完全一樣的實(shí)驗(yàn)室用煤樣就是煤炭的制樣。煤炭的制樣過程也應(yīng)當(dāng)在GB474-2008《煤樣的制備方法》所提出的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行操作。煤炭制樣主要包括破碎、混合、縮分等環(huán)節(jié)，特殊情況下還包括篩分和空氣干燥的過程。

1.破碎。之所以要對(duì)采取的煤樣進(jìn)行破碎操作，主要是由于采取的煤樣粒度已經(jīng)超過了化驗(yàn)所需要的粒度，破碎操作能夠有效促使煤樣顆粒數(shù)目的增減與之后縮分步驟所產(chǎn)生誤差的減少，煤炭制樣的精密度隨之能夠得到提高。

2.混合。常用的混合煤樣的操作形式主要是堆錐，如果檢測(cè)人員在堆錐的過程中忽視了增加均勻度，煤炭粒度離析作用會(huì)對(duì)煤樣制備的精密度造成一定的影響。在鏟煤時(shí)，需從錐底鏟起，而且還要將煤樣盡最大可能都鏟過來，在鏟煤的過程中還要保證兩個(gè)煤堆之間不粘連。在堆錐時(shí)需進(jìn)行煤樣撒落操作，此時(shí)需注意從堆尖開始并保證每鏟的煤量不要太滿，且可分幾次完成撒落。檢測(cè)人員邊走動(dòng)邊抖動(dòng)鏟頭，這樣的操作方式能夠把煤樣均勻地撒落在煤堆四周。撒落完煤樣之后還需將其攤堆開來，以均勻的力度將煤樣朝各個(gè)方向向外推，反復(fù)堆攤?cè)我陨霞纯梢暈槊簶泳鶆颉?/p>

3.縮分。在保持煤樣粒度不變的情況下將煤樣質(zhì)量減少至能夠滿足最終檢驗(yàn)需求的操作就是縮分，其在煤炭制樣中的作用就是減少檢測(cè)人員后續(xù)的工作負(fù)荷。人為縮分會(huì)是煤炭制樣過程中誤差的來源之一，使用二分器和機(jī)械縮分能夠盡量減少誤差，而且每一階段縮分的留樣量必須要與國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的粒度與留樣的相應(yīng)關(guān)系相符合，縮分過程中的煤樣精密度才能夠得到保證。

4.篩分。將煤樣中不符合要求的顆粒分離出來的并對(duì)其重新進(jìn)行破碎處理的過程就是篩分。篩分操作能夠讓原本不均勻的煤樣達(dá)到一定的分散程度，縮分過程中所產(chǎn)生的誤差也會(huì)得到進(jìn)一步減少。在篩分過程中容易出現(xiàn)這樣的誤差，即煤樣并沒有在空氣中連續(xù)干燥1h，煤樣質(zhì)量極其不穩(wěn)定，測(cè)定結(jié)果最終出現(xiàn)偏差。此外，對(duì)其他項(xiàng)目的基準(zhǔn)換算過程中也非常容易出現(xiàn)換算誤差。

三、不同采制樣方式所得煤樣數(shù)據(jù)分析

在分析完煤炭采制樣過程中的誤差來源的基礎(chǔ)上，筆者選取了A、B兩種煤樣，分別采用國(guó)標(biāo)和非國(guó)標(biāo)兩種方式對(duì)它們進(jìn)行了采制樣實(shí)驗(yàn)。為了避免人為因素造成實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)兩種煤樣的采制樣操作均由一人獨(dú)立操作完成。全水分煤樣粒度為13mm，分析樣為0.2mm，A煤樣在煤炭采樣和制備兩個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行了比較，B煤樣則僅僅在制樣方面進(jìn)行了對(duì)比。測(cè)定結(jié)果如表1所示，表中的GB是指按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方式采制煤樣，WC是指存在誤差來源采制煤樣。

在采制A煤樣的過程中，檢測(cè)人員是按照前文所提及的GB475《煤樣的制備方法》和GB474《商品煤樣人工采取方法》兩種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作并得出的數(shù)據(jù)，即GB，表中的WC1是檢驗(yàn)人員完全按照GB475的相關(guān)規(guī)定所進(jìn)行的采樣操作而得出的數(shù)據(jù)，WC2的獲得則完全沒有按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。在采制B煤樣時(shí)，檢測(cè)人員按照GB475的相關(guān)規(guī)定得出了GB數(shù)據(jù)，但沒有完全按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)得出WC的數(shù)據(jù)。通過對(duì)表1的分析我們不難看出，A煤樣中GB和WC1全水分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本接近，WC2樣的全水分比GB和WC1樣的全水分都大。WC2的Mt值較高，Qnet，v，ar值卻偏低，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因主要是WC2樣品是經(jīng)過除塵噴頭后在皮帶上采取到的表面煤樣。A、B兩煤樣的GB樣的Aad值均比A煤樣的WC1樣以及B煤樣的WC樣要低，這是由于在對(duì)WC1樣和WC樣進(jìn)行制備的過程中，并沒有按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，煤樣出現(xiàn)了粒度離析的問題，進(jìn)而導(dǎo)致了煤樣在縮分過程中粒度分布不均的現(xiàn)象，Aad和Qnet，v，ar三個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一定的差異。作為目前多數(shù)煤炭交易的計(jì)價(jià)依據(jù)，Qnet，v，ar出現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)對(duì)煤炭貿(mào)易雙方的利益造成最直接的影響，而根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)我們可知，出現(xiàn)錯(cuò)誤的根源就是采制樣過程沒有嚴(yán)格參照國(guó)家制定的相關(guān)煤炭采樣、制備標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

煤炭采樣是煤炭貿(mào)易雙方展開交易的第一環(huán)節(jié)，如果沒有在采樣過程中采取科學(xué)合理的采樣方式，也沒有嚴(yán)格遵照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，那么煤炭采樣會(huì)對(duì)后續(xù)的煤炭制備過程和分析化驗(yàn)過程造成最直接的影響，檢測(cè)人員的工作負(fù)荷大大增加，煤質(zhì)分析的結(jié)果則會(huì)大大降低。對(duì)此，在進(jìn)行煤炭采樣時(shí)，應(yīng)盡量使用無偏差的機(jī)械化設(shè)備，與此同時(shí)還要保證煤炭子樣的數(shù)量。在煤炭制樣過程中，其較多的操作步驟使得誤差存在的可能性更高，因此煤質(zhì)檢測(cè)人員的專業(yè)知識(shí)與制樣技術(shù)就顯得尤為重要。在進(jìn)行煤炭采制樣操作時(shí)，需嚴(yán)格遵照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提高煤樣代表性的同時(shí)還可減少貿(mào)易雙方不必要的煤質(zhì)糾紛。

參考文獻(xiàn)

[1]郝旭麗.煤炭采制樣的精細(xì)化探討[J].山東煤炭科技，2016，01：177-179.