商品煤样人工采取、制备方法.docx

一、无烟煤、烟煤、煤矸石的区分无烟煤，俗称白煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高，挥发分含量低， 在 10% 以下，密度大，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地严密，固定碳含量高。燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。烟煤由褐煤经变质作用转变而成的煤种。煤化程度高于褐煤而低于无烟煤。包括长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤等。一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈灰黑 至黑色，具沥青光泽至金刚光泽，通常有条带状构造 ，质地细致，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。挥发分为 1040 ，一般随煤化程度增高而降低。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石工业分析通过工业分析可大致了解煤的性质，又称技术分析，是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳 的计算。水分可分为外在水分、 内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、 化合水。外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中，附着在煤颗粒外表和大毛细孔中的水分。内在水分为吸附或分散在煤颗粒内部的毛细孔中的水分，温度超过100 时可将煤中内在水分完全蒸发出来。灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。挥发分随煤化程度增高而降低，可用于初步估测煤种。固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的剩余物，固定碳随变质程度的加深而增高，可作为鉴定煤变质程度的指标。0商品煤样人工实行方法1 范围本标准规定了商品煤人工采样方法的术语和定义、采样的一般原则和采样周密度、采样方案的建立、采样方法、人工采样工具、煤样的包装和标识以及采样报告。本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤。2 术语和定义2.1 煤样 coal sample为确定某些特性而从煤中实行的具有代表性的一局部煤。2.2 商品煤样 sample of commercial coal代表商品煤平均性质的煤样。2.3 专用试验煤样 test sample of coal为满足某一特别试验要求而制备的煤样。2.4 共用煤样 common sample of coal为进展多个试验而实行的煤样。2.5 全水分煤样 moisture sample of coal为测定全水分而特地实行的煤样。2.6 一般煤样 general test sample of coal为制备一般分析试验煤样而特地实行的煤样。2.7 子样 increment采样器具操作一次或截取一次煤流全横截段所实行的一份样。2.8 分样 sub-sample由均匀分布于整个采样单元的假设干初级子样组成的煤样。2.9 总样 gross sample从一采样单元取出的全部子样合并成的煤样。2.10 采样 sampling从大量煤中实行具有代表性的一局部煤的过程。2.11 标称最大粒度 nominal top size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。2.12 随机采样 random sampling实行子样时，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，使任何部位的煤都有时机采出。2.13 质量基采样 mass-basis sampling从煤流或静止煤中实行子样，每个子样的位置用一质量间隔来确定，子样质量固定。2.14 分层随机采样 stratified random sampling2在质量基采样和时间基采样划分的质量或时间间隔内随机实行一个子样。2.15 随机误差 random error统计上独立于从前误差的误差。注：这意味着一系列随机误差中任何两个都不相关，而且个体误差都不行能预知。误差分为系统误差偏倚和随机误差，一观测系列中随着观测次数的增加，其随机误差的平均值趋于 0。2.16 偏倚 bias系统误差。它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。3 采样的一般原则和采样周密度3.1 采样的一般原则煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其试验结果能代表整批被采样煤的试验煤样。采样和制样的根本过程，是首先从分布于整批煤的很多点收集相当数量的一份煤，即初级子样，然后将各初级子样直接合并或缩分后合并成一个总样，最终将此总样经过一系列制样程序制成所要求数目和类型的试验煤样。采样的根本要求，是被采样批煤的全部颗粒都可能进入采样设备，每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。为了保证所得试样的试验结果的周密度符合要求，采样时应考虑以下因素：a) 煤的变异性一般以初级子样方差衡量；b) 从该批煤中实行的总样数目；c) 每个总样的子样数目；d) 与标称最大粒度相应的试样质量。3.2 采样周密度在全部的采样、制样和化验方法中，误差总是存在的，同时用这样的方法得到的任一指定参数的试验结果也将偏离该参数的真值。由于不能精准了解“真值”，一个单个结果 对“真值”确实定偏倚是不行能测定的，而只能对该试验结果的周密度做一估算。对同一煤进展一系列测定所得结果间的彼此符合程度就是周密度，而这一系列测定结果的平均值 对一可以承受的参比值的偏离程度就是偏倚。采样周密度与被采样煤的变异性初级子样方差、采样单元方差、制样和化验误差、采样单元数、子样数和试样量有关。在试样量肯定状况下，可用以下公式估算。4 采样方案4.1 采样方案选择采样原则上按本标准规定的根本采样方案进展。在以下状况下应另行设计专用采样方案, 专用采样方案在取得有关方同意前方可实施：a) 采样周密度用灰分以外的煤质特性参数表示时；b) 要求的灰分周密度值小于表 1 所列值时；c) 经有关方同意需另行设计采样方案时。无论根本采样方案或专用采样方案，都应按附录 C 规定进展采样周密度核验和偏倚试验，确认符合要求前方可实施。4.2 根本采样方案4.2.1 采样周密度原煤、筛选煤、精煤和其他洗煤(包括中煤)的采样、制样和化验总周密度灰分，Ad )如表 1 规定。A 20表1 采样周密度灰分，Ad )原煤、筛选煤精煤其他洗煤(包括中煤)dA >20d101 A 但不小于±1d±2±1(确定值)±1.5(确定值)(确定值)(确定值)4.2.2 采样单元4.2.3 试样质量4.2.3.1 总样的最小质量标称最大粒度/一般煤样和共用煤样/全水分煤样/a 标称最大粒度 50mm 的精煤，一般分析和共用试样总样最小质量为 60kg。表2 一般煤样总样、全水分总样/缩分后总样最小质量mmkgkg150260050010010251908056510550170a35254081315363.751.2530.70.651.00.10表3 粒度分析总样的最小质量标称最大粒度/mm周密度 1%的质量/kg周密度 2%的质量/kg1506750170010022155708010702755028070253691351.2560.650.2530.250.25注：表中周密度为测定筛上物产率的周密度，即粒度大于标称最大粒度的煤的产率的周密度，对其它粒度组分的周密度一般会更好。4.2.3.2 子样质量4.2.3.2.1 子样最小质量子样最小质量按公式10计算，但最少为 0.5kg。ma0.06d10式中：ma子样最小质量，单位为千克kg； d被采样煤标称最大粒度，单位为毫米mm。表 6 给出了局部粒度的初级子样或缩分后子样最小质量。表4 局部粒度的初级子样最小质量标称最大粒度/mm子样质量参考值/kg1006.0503.0251.5130.860.54.3 专用采样方案的设计4.3.1 采样方案建立的根本程序建立采样方案的根本程序如下：a) 确定煤源、批量；b) 确定欲测定的参数和需要的试样类型；c) 确定煤的标称最大粒度、总样和子样的最小质量；注：标称最大粒度可参考有关发货单确定或目视估量，最好用筛分试验测定。d) 确定或假定要求的周密度；e) 测定或假定煤的变异性即初级子样方差和采样单元方差和制样化验方差；f) 确定采样单元数和采样单元的子样数；g) 打算所用的采样方法：连续采样或连续采样；h) 打算采样方式和采样基：系统采样、随机采样或分层随机采样；时间基采样或质量基采样，并确定采样间隔min 或 t；i) 打算采样的地点；j) 打算将子样合并成总样的方法和制样方法。4.3.2 采样各程序的设计4.3.2.1 概述采样方案的设计是依据实际状况拟定供采样人员使用的作业指导书的第一步。作业指导书是实施采样的操作细则，应当涵盖全部采样方案中包括的要素和可能遇到 的问题，指导书应当简洁、易懂、可行、只能有唯一的一种解释并被采样人员充分理解和执行。依据采样的目的技术评定、过程掌握、质量掌握或商业目的打算试样的类型：一般煤样、水分煤样、粒度分析煤样或其它专用煤样。依据采样目的和试样类型打算测定的品质参数：灰分、水分、粒度组成或其它物理化学特性参数。采样程序设计中，应尽可能保证测定的参数不因采样、制样过程及试验前的试样贮存而产生偏倚。在某些状况下，需要限定初级子样、缩分后试样和试验样品的质量。在设计人工采样方案的同时，还应制定相应的安全操作规程。4.3.2.2 采样周密度确定采样周密度依据采样目的、试样类型和合同各方的要求确定。采样周密度一般用灰分表示，也可用其它煤炭品质参数表示。在用灰分表示周密度时，一般取干基灰分的格外之一。周密度确定后，应在例行采样中用双份采样法或多份采样法来确认周密度是否到达要求。5 采样方法初级子样实行方法5.1 移动煤流采样方法5.1.1 概述移动煤流采样可在煤流落流中或皮带上的煤流中进展。为安全起见，本标准不推举在皮带上的煤流中进展。采样可按时间基或质量基以系统采样方式或分层随机采样方式进展。从操作便利和经济的角度动身，时间基采样较好。采样时，应尽量截取一完整煤流横截段作为一子样，子样不能布满采样器或从采样器中溢出。试样应尽可能从流速和负荷都较均匀的煤流中实行。应尽量避开煤流的负荷和品质变 化周期与采样器的运行周期重合，以免导致采样偏倚。假设避开不了，则应承受分层随机采样方式。5.2 静止煤采样方法5.2.1 概述本标准规定的静止煤采样方法适用于火车、汽车、驳船、轮船等载煤和煤堆的采样。静止煤采样应首选在装/堆煤或卸煤过程中进展，如不具备在装煤或卸煤过程中采样的条件，也可对静止煤直接采样。直接从静止煤中采样时，应实行全深度试样或不同深度上、中、下或上、下的试样；在能够保证运载工具中的煤的品质均匀且无不同品质的煤分层装载时，也可从运载工具顶部采样。无论用何种方式采样，都应通过偏倚试验，证明其无实质性偏倚。在从火车、汽车和驳船顶部煤采样的状况下，在装车船后应马上采样；在经过运 输后采样时，应挖坑至0.4m0.5m 采样，取样前应将滚落在坑底的煤块和矸石去除干净。子样应尽可能均匀布置在采样面上，要留意在处理过程如装卸中离析导致的大块积存例如，在车角或车壁四周的积存。用于人工采样的探管/钻取器或铲子的开口应当至少为煤的标称最大粒度的 3 倍且不小于 30mm见 9.1，采样器的容量应足够大，实行的子样质量应到达5.2.4.2 要求。采样时，采样器应不被试样布满或从中溢出，而且子样应一次采出，多不扔，少不补。实行子样时，探管/钻取器或铲子应从采样外表垂直或成肯定倾角插入。实行子样时不应有意地将大块物料煤或矸石推到一旁。采样单元数、子样数、子样最小质量及总样的最小质量见5.2.3或 5.3.2.4和 5.2.4。5.2.1.1 煤堆采样5.2.1.1.1 概述煤堆的采样应当在堆堆或卸堆过程中，或在迁移煤堆过程中，以以下方式实行子样： 于皮带输送煤流上、小型运输工具如汽车上、堆/卸过程中的各层工作外表上、斗式装载 机卸下煤上以及刚卸下并未与主堆合并的小煤堆上实行子样。不要直接在静止的、高度超过 2m 的大煤堆上采样。当必需从静止大煤堆外表采样时，也可以使用所述程序，但其结果极可能存在较大的偏倚，且周密度较差。从静止大煤堆上，不能实行仲裁煤样。5.2.1.1.2 子样点布置如下进展子样点布置：a) 在堆/卸煤工作面、刚卸下的小煤堆采样时，依据煤堆的外形和大小，将工作面或煤堆外表划分成假设干区，再将区分成假设干面积相等的小块煤堆底部的小块应距地面0.5m，然后用系统采样法或随机采样法打算采样区和每区采样点小块的位置，从每一小块实行 1 个全深度或深部或顶部煤样，在非工作面状况下，采样时应先除去 0.2m 的外表层；b在斗式装载机卸下煤中采样时，将煤样卸在一干净外表上，然后按a)法实行子样。6 各种煤样的实行煤炭分析用煤样有一般分析用试样用于煤的一般物理、化学特性测定的试样，全水分试样特地用于全水分测定的试样，共用试样为了多种用途，如全水分和一般物理、化学特性测定而实行的试样，物理试样特地为特种物理特性，如物理强度指数或粒度分析而实行的试样。用于全水分测定的样品可以单独实行，也可以从共用试样中抽取。在从共用试样中分取水分试样的状况下，实行的初级子样数目应当是灰分或水分所需要的数目中较大的那个 数目，假设在取出水分试样后，剩余试样不够其余测试所需要的质量，则应增加子样数目至总样质量满足要求。在必要的状况下如煤格外湿，可单独实行水分试样。在单独实行水分试样时，应考虑以下几点：a) 煤在贮存中由于泄水而渐渐失去水分；b) 假设批煤中存在游离水，它将沉到底部，因此随着煤深度的增加，水分含量也逐步增加；c) 如在长时间内从假设干批中实行水分试样，则有必要限制试样放置时间。因此，最好的方法是在限制时间内从不同水分水平的各个采样单元中实行子样。7 人工采样工具7.1 人工采样工具的根本要求 人工采样工具的根本要求为：a) 采样器具的开口宽度应满足公式24的要求且不小于 30 mm：W3d24式中：W 采样器具开口端横截面的最小宽度，单位为毫米mm；d 煤的标称最大粒度，单位为毫米mm。b) 器具的容量应至少能容纳 1 个子样的煤量，且不被试样布满，煤不会从器具中溢出或泄漏；c) 假设用于落流采样，采样器开口的长度大于截取煤流的全宽度前后移动截取时 或全厚度左右移动截取时；d) 子样抽取过程中，不会将大块的煤或矸石等推到一旁；e) 粘附在器具上的湿煤应尽量少且易除去。7.2 例如图 2 给出实行子样的器具的例如：采样斗、采样铲、探管、手工螺旋钻、人工切割斗、停带采样框。探管和钻取器等应按GB/T 19494.3 规定进展偏倚试验合格前方能投入使用。7.2.1 采样斗采样斗见图 2 a用不锈钢等不易粘煤的材料制成，适用于从下落煤流中采样。7.2.2 采样铲采样铲见图 2 b由钢板制成并配有足够长度的手柄。如进展其他粒度的煤采样可相应调整铲的尺寸。铲的底板头部可为尖形。7.2.3 探管探管一般为管状，可垂直或以小角度插入煤中。探管在插入煤中时可能较困难，在从煤中拔出时煤可能从底部掉下。图示的几种探管可用于实行标称最大粒度25mm 的煤。图 2 c：由两个半圆形管组成，两个半管可滑动到一起并组成一只封闭的圆管。这种探管长度最大可到 3.5m；长的探管可用于标称最大粒度 20mm 的煤。图 2 d：探管由一个两边带有滑槽的三角状槽管和一块可沿滑槽滑动的平板组成。使用时，将滑板取下，将槽管插入煤中，再将滑板插回原位后，将探管拔出。7.2.4 手工螺旋钻图 2 e：钻的开口和螺距应为被采样煤标称最大粒度的3 倍。7.2.5 人工切割斗图 2f：用于人工或在机械关心下，对落下煤流采样。7.2.6 停带采样框图 2g：采样框由两块平行的边板组成，板间距离至少为被采样煤标称最大粒度的 3倍但不应小于 30mm，边板底缘弧度与皮带弧度相近。图 2 a)采样斗单位为毫米图 2 b 采样铲适用于标称最大粒度 50mm8图 2 c 圆形探管9单位为毫米图 2 d 三角槽形探管10图 2 e 手工螺旋钻图 2 f 人工切割斗图 2 g) 停带采样框118 煤样的包装和标识煤样应装在无吸附、无腐蚀的气密容器中，并有永久性的唯一识别标识。煤样标签或附带文件中应有以下信息：a) 煤的种类、级别和标称最大粒度以及批的名称船或火车名及班次；b) 煤样类型一般煤样、水分煤样等；c) 采样地点、日期和时间。9 采样报告采样应有正式签发的、全面的采样和试样发送报告或证书。采样报告或证书除了应给出第 10 章所述的全部信息外，还应包括以下内容：a) 报告的名称；b) 托付人的姓名、地址；c) 采样方法；d) 批煤的大约质量和采样单元数；e) 子样数目和总样质量；f) 采样器名称和编号；g) 气候和其它可能影响试验结果的状况；h) 试验试样、仲裁试样和存查试样的最长保存期；i) 任何偏离规定方法的采样及其理由，以及采样中观看到的任何特别状况。采样报告的有关信息应附随样品，或通知制样人员。12资料性附录粒度大于 150mm 或其它粒度大块物料的处理方法E.1 概述在原煤采样中，如粒度大于150mm 的大块物料煤或矸石质量分数超过5%。采样时遇到大块物料不应有意推开，应采入子样中。采样后，将粒度大于 150mm 大块物料和其它物料分别进展制样和化验，按粒度大于 150mm 大块物料在批煤中的比例进展加权平均，以获得总样的参数如灰分或发热量结果。E.2 采样采样按本标准规定进展，实行子样时如采样点位上有粒度大于150mm 的大块物料煤或矸石，应将其采入子样中。E.3 处理方法E.3.1 用 150mm 的筛子筛分，将筛上物大块物料和筛下物各作为1 个分样。E.3.2 将上述两个分样按如下方法之一进展处理：E.3.2.1 按 GB474 对两个分样分别进展制样和化验，然后按下式计算有关品质参数的加权平均值：X = XP + X1(100 - P)2100式中： X 批煤品质参数如灰分值；X 粒度大于 150mm 大块物料品质参数测定值；1X 粒度小于 150mm 煤品质参数测定值；2P 粒度大于 150mm 大块物料的质量分数，。E.3.2.2 将两个分样裂开到肯定粒度后，按大块物料所占质量分数将两个分样合并成一个试样，进一步制备和化验，所得结果即为批煤品质参数结果。E.4 粒度大于 150mm大块物料的质量分数可通过以下方式获得：a) 通过以往对同一煤源的煤所作的筛分试验数据确定；b) 按本标准规定方法对本批煤实行粒度分析样品后，通过粒度分析测定。c) 其它粒度大块物料的处理方法同上。一、二分器二、棋盘缩分法1、 子样品 2、取样框架 3、边板三、条带截取法四、堆锥四分法五、九点取样法