煤炭采制樣常見(jiàn)問(wèn)題分析及對(duì)策

房瀟

摘 要：在煤質(zhì)分析的過(guò)程中，煤炭的采樣和制樣是兩個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在煤炭采制樣過(guò)程中容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，例如機(jī)械化采制樣容易出現(xiàn)混樣、人工采制樣的設(shè)備規(guī)格和工具不統(tǒng)一、采制樣時(shí)未按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、不重視采制樣的崗位等等。本文對(duì)此進(jìn)行了梳理，并提出了煤炭采樣和煤炭制樣方面的相應(yīng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：煤炭；采制樣；問(wèn)題

煤炭的采制樣必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行操作，煉焦企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)采制樣工作的管理，不斷提高煤炭采制樣操作的規(guī)范性和科學(xué)性，使煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確性得到有效的保障，從而對(duì)原料煤的供應(yīng)進(jìn)行保障。

1 煤炭采制樣

作為一種無(wú)機(jī)和有機(jī)混合物，煤炭具有顆粒組成和化學(xué)組成不均勻的特點(diǎn)。由于管理水平、運(yùn)輸方式、貯存方式、開(kāi)采方式的不同，煤炭的質(zhì)量也會(huì)有所不同。煉焦用煤對(duì)于煤炭的結(jié)焦性、黏結(jié)性、揮發(fā)份、灰份等質(zhì)量指標(biāo)都有著較高的要求。與此同時(shí)煉焦行業(yè)還對(duì)煤炭中的有害元素的含量有一定的要求，主要是為了減少煉焦過(guò)程中的環(huán)境污染。煤炭是一種非均質(zhì)混合物，在煉焦之前必須對(duì)煤炭質(zhì)量進(jìn)行規(guī)范的分析。

煤質(zhì)分析的主要環(huán)節(jié)有煤質(zhì)化驗(yàn)、制樣和采樣。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，采樣環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差約占煤質(zhì)分析總誤差的80%，制樣環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差約占煤質(zhì)分析總誤差的16%，而煤質(zhì)分析化驗(yàn)，環(huán)節(jié)等誤差率較小。這主要是由于批量煤的質(zhì)量指標(biāo)是靠少量的分析試樣得到的，而分析試樣是從批量的商品煤中采出的，而且還要經(jīng)過(guò)一系列的縮分和破碎。因此要保障煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確性就必須保障煤樣的代表性，并且在制備、分析試樣的過(guò)程中盡量減少誤差。

2 煤炭采制樣中的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 對(duì)煤炭采制樣的重視程度不足

一些企業(yè)煤炭采制樣的重視程度不足，造成在日常工作中沒(méi)有對(duì)采制樣崗位進(jìn)行足夠的資金投入，也沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)督和檢查。甚至一些企業(yè)的采制樣工作沒(méi)有被列為技術(shù)工作，采制樣工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和文化程度偏低。一些企業(yè)為了降低采制樣成本，甚至選擇沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)的員工來(lái)進(jìn)行采制樣工作。

2.2 采制樣程序不夠規(guī)范

化驗(yàn)單元會(huì)受到不同體量的影響而產(chǎn)生差異，由于沒(méi)有化驗(yàn)單元和體量的概念，在采制樣的過(guò)程中出現(xiàn)不夠規(guī)范的現(xiàn)象。在采取和制備試樣時(shí)，沒(méi)有完全按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，采制樣人員的工作具有一定的主觀性。如果基本化驗(yàn)單位與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)不符，其往往沒(méi)有按照規(guī)定相應(yīng)的減少或者增加子樣數(shù)目，而這造成了在實(shí)際的采制樣程序中子樣的數(shù)量與規(guī)定不符，在進(jìn)行干燥、縮分、篩分和破碎時(shí)也沒(méi)有嚴(yán)格按照相應(yīng)的步驟進(jìn)行操作。

2.3 各地對(duì)人工采制樣的設(shè)備和工具具有不同的規(guī)格

按照相應(yīng)的規(guī)定，應(yīng)該按照被采樣煤的標(biāo)稱最大粒度來(lái)確定采樣工具的直徑和大小，以被采樣煤標(biāo)稱最大粒數(shù)的3倍作為采樣工具的最小直徑、寬度和長(zhǎng)度，并保障每次采取的煤樣質(zhì)量滿足相應(yīng)粒度的最小子樣質(zhì)量要求。然而在實(shí)際的操作過(guò)程中，采樣工具往往達(dá)不到相應(yīng)的尺寸，無(wú)法采取原煤中超過(guò)150毫米的矸石和煤料，這也導(dǎo)致了頻繁出現(xiàn)漏采現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了試樣的代表性。

2.4 采制樣方式具有局限性

從總體上而言，機(jī)械化采制樣具有更好的國(guó)標(biāo)執(zhí)行力度，能夠消除人為因素的影響，其試樣也具有更高的代表性，但是由于設(shè)備的清掃比較困難，容易出現(xiàn)混樣現(xiàn)象。人工采制樣是當(dāng)前大多數(shù)焦炭生產(chǎn)企業(yè)的主要采制樣方式，這是由于煤自身組成的不均勻性會(huì)對(duì)機(jī)械化采制樣造成一定的限制。

3 煤炭采樣過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題和相應(yīng)對(duì)策

3.1 堆煤采樣

堆煤采樣在實(shí)際操作中用的比較普遍，但是其具有比較低的采樣代表性，因此不推薦直接在靜止的大煤堆上采樣，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，在采樣中往往只能在煤堆的表面分布采樣點(diǎn)，無(wú)法采取煤堆中間的部分。然而在粒度分聚和離析的影響下，煤堆表面的品質(zhì)和內(nèi)部的品質(zhì)具有較大的差異，因此表面采取的總樣品質(zhì)不能對(duì)整批煤的品質(zhì)進(jìn)行代表。

第二，根據(jù)《商品煤樣人工采取方法》，應(yīng)該在煤堆的底部、腰部和頂部分布煤堆采樣子樣點(diǎn)。一般情況下采樣人員對(duì)于底部、腰部、頂部的位置布點(diǎn)的判斷具有一定的主觀性，由于各種原因常常無(wú)法采取煤堆頂部的煤樣，嚴(yán)重的影響了采樣的準(zhǔn)確性。值得注意的是，在實(shí)際情況中標(biāo)準(zhǔn)的錐形煤堆比較少見(jiàn)，這就需要采取靈活多樣的方式進(jìn)行操作，以煤堆的粒度分布和形狀為依據(jù)來(lái)選擇合適的采樣子樣點(diǎn)，布點(diǎn)的比例一般為1：3：5。

第三，如果是用于仲裁的煤堆，或者用于結(jié)算的商品煤的煤堆，可以在裝卸中進(jìn)行分層采樣，也可以遷移煤堆，并在遷移的過(guò)程中完成采樣工作。

3.2 汽車(chē)采樣和火車(chē)頂部采樣

在汽車(chē)和火車(chē)頂部采樣中，采用人工采樣的方法只能對(duì)車(chē)廂中部和表面的煤樣進(jìn)行采樣，底部的煤樣則很難被采到，這也造成了試樣具有較低的代表性。而且需要進(jìn)行高處作業(yè)，具有較大的勞動(dòng)強(qiáng)度和一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)該使用機(jī)械化采樣的方式進(jìn)行采樣，既可以提高試樣的代表性，也可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

確定了子樣的數(shù)目之后，在子樣點(diǎn)的布置時(shí)要嚴(yán)格遵循"均勻布點(diǎn)"的原則，使每一部分煤被采出的機(jī)會(huì)是均等的。應(yīng)按照系統(tǒng)采樣法或隨機(jī)采樣法，均勻布置子樣點(diǎn)。這是為了保障試樣的代表性，能夠?qū)γ寒a(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行真實(shí)的反應(yīng)。

3.3 煤流采樣

我國(guó)明確規(guī)定了煤流中采樣的子樣間隔時(shí)間，然而在人工采樣中會(huì)存在間隔時(shí)間不一致的問(wèn)題，采樣人員往往僅憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷間隔時(shí)間。而且煤流具有較快的速度，在人工輸送的過(guò)程中不僅不易采樣，而且還容易出現(xiàn)安全隱患。人工采樣的缺陷在于要根據(jù)煤流量的大小在煤流斷面中分兩到三次進(jìn)行橫截，來(lái)采取一個(gè)子樣。這就要求按照一定的順序進(jìn)行采樣，不要重復(fù)采樣，避免粒度偏析而產(chǎn)生的誤差。GB 475-2008中不推薦在皮帶上的煤流中進(jìn)行人工采樣，因此在條件允許的情況下，盡量安裝皮帶中部或皮帶端部采樣器，從而對(duì)煤流全斷面進(jìn)行采取，并保證相等的間隔時(shí)間，提高試樣的代表性。為了使煤流采樣能夠達(dá)到相應(yīng)的精密度，要對(duì)子樣的數(shù)目進(jìn)行確定，并規(guī)定每個(gè)子樣的質(zhì)量。當(dāng)子樣數(shù)或子樣質(zhì)量不符合要求時(shí)則不具有代表性，難以達(dá)到一定的采樣精密度。

4 煤炭制樣過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題和相應(yīng)對(duì)策

①在進(jìn)行人工制樣時(shí)，很容易對(duì)制樣程序進(jìn)行人為的簡(jiǎn)化，在縮分、混分、篩分和逐級(jí)破碎時(shí)都沒(méi)有嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在制備有粒度要求的試樣時(shí)應(yīng)使用逐級(jí)破碎的方法進(jìn)行破碎。進(jìn)行破碎和縮分工作前，應(yīng)先將設(shè)備和制樣工具清掃干凈。

②在進(jìn)行分析煤樣的制備時(shí)，如果煤樣過(guò)濕，則要先對(duì)碎粒度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)行初干燥才能制備，保證其能夠順利地通過(guò)縮分機(jī)、篩子和破碎機(jī)。但在制樣過(guò)程中很多制樣人員沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)程序進(jìn)行干燥，對(duì)煤樣直接進(jìn)行縮分、過(guò)篩和破碎，沒(méi)有及時(shí)清潔設(shè)備，很容易造成混樣。

③沒(méi)有制定系統(tǒng)的煤樣空氣干燥方法。一些企業(yè)不注意控制煤樣的烘干時(shí)間，使煤樣處于高溫的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生氧化，對(duì)煤樣的黏結(jié)性和結(jié)焦性造成了影響，使煤樣的膠質(zhì)層厚度和黏結(jié)指數(shù)都出現(xiàn)了不同程度的降低。通常情況下，可以將煤樣放入低于50℃、帶空氣循環(huán)裝置的烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，使其達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。也有一些企業(yè)采用自然晾干法，將煤樣鋪成均勻的薄層、在環(huán)境溫度下使之與大氣濕度達(dá)到平衡。

④制取全水分煤樣時(shí)不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求進(jìn)行考慮，還要考慮到煤樣的外在水分大小。為了減少水分的損失，應(yīng)盡量提高全水分煤樣的制備速度，并盡早抽取，不要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的破碎和縮分。盡量在一次破碎中從原始粒度煤樣中獲得全水分試樣。

⑤在完成煤樣的制備之后，還要將其在空氣中靜置一段時(shí)間，從而使煤樣與空氣濕度達(dá)到平衡。再將其裝入煤樣瓶中。裝入的煤樣量應(yīng)不超過(guò)總?cè)莘e的四分之三，留出一定的空間進(jìn)行攪拌和混合。

5 結(jié)語(yǔ)

在煉焦行業(yè)中，對(duì)于煤炭的需求量很大，對(duì)煤炭的質(zhì)量也有著較高的要求。煉焦企業(yè)要提高對(duì)煤炭質(zhì)量的重視，將煤炭質(zhì)量指標(biāo)作為一個(gè)重要的生產(chǎn)依據(jù)，采取有效的措施來(lái)提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確性。要提高對(duì)煤炭采制樣工作的重視程度，加大管理力度，減少人工誤差，從而對(duì)煤炭的質(zhì)量進(jìn)行保障。

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