电煤的机械采样和制样

煤炭机械化采制样（GB/T19494-2004）（一）机械采样（GB/T19494。1-2004）1.采样精密度1）采样精密度计算一批煤采样精密度取决于煤的变异性(即初级子样方差)，从一批煤中采取的总样数目（采样单元数目），每个总样中的子样数目及与标称最大粒度相应的试样质量。在试样质量一定的条件下，采样精密度与以上因素有以下关系：uVVmunVPPTmL)/1(/21……………………………………(1)式中PL——一批煤在95％的置信水平下的采样、制样和化验总精密度，％；V1——初级子样方差；n——每一采样单元子样数；m——一批煤被划分成的采样单元数；u——一批煤中实际采样的采样单元数；Vm——采样单元方差；VPT——制样和化验方差在连续采样条件下，“u=m，公式(1)变为：mVnVPPTL/21…………………………….(2)当一批煤作为一个采样单元采样时，m=1，公式(2)变为：PTLVnVP/21…………………………(3)根据公式(1)、式(2)和式(3)，在V1、Vm和VPT已知条件下，即可求得达到期望精密度所需划分的采样单元数m、实际采样的采样单元数u和每一采样单元子样数n，制定出采样作业方案。①初级子样方差(V1)确定Vl按下述方法之一确定：(1)直接测定。从一批煤(最好是一采样单元或一运输批)中，以均匀的间隔至少采取50个子样。将子样分成两份或在制样第一缩分段缩分出两份，将每份试样用与采样系统相连的制样系统制成一般分析煤样，并测定其灰分Ad。按下式计算制样和化验方差VPT：ndViPT2/2……………………………………………..(3)式中di——两份试样的灰分差值；n——子样数。按下式计算初级子样方差V1：21/)(221PTiiVnnxxV………………………………………(4)式中xi——每个子样的双份试样的灰分平均值；n——子样数。(2)根据类似煤炭用类似采样系统采样时测得的V1确定。(3)在无资料可用下，先假定Vl=48，并在采样后按有关方法国家标准GB/T19494.3-2004核验。②采样单元方差(Vm)确定采样单元方差Vm的影响因素和初级子样方差相同，但影响程度较小。采样单元方差可以根据过去的资料来确定，条件允许下可按类似于测定Vl的方法测定，否则应假定其起始值为5。③制样和化验方差确定制样和化验方差VPT可用下述方法之一求得：(1)用①(1)所述方法直接测定。(2)根据类似的煤炭用类似的制样程序测得的值确定。(3)在没有制样和化验方差资料情况下，可开始假定VPT=0.2。制样后国家标准GB/T19494.3-2004按有关方法核验。2）采样精密度确定采、制、化总精密度由有关各方协商确定，在没有协议精密度情况下可按下表1规定值设定。表1采、制、化总精密度煤种类精密度(Ad)／％精煤其他煤±0.8％±1/10，但≤1.6％2采样单元数(m)和子样数(n)确定1）．V1、Vm和VPT已知下的采样单元数和子样数确定(1)根据V1、Vm和VPT的测定值确定。①连续采样。设定一个m值，然后按下式计算n：PTLVmPVn4421……………………………………….(.5)如计算的n值为无穷大或负数，则证明制样和化验误差较大，在已设定的采样单元数下达不到要求的精密度。此时，或当n大到不切实际时，应用下述方法之一增加采样单元数m：估计一适当的m值，然后按式(5)计算n，如计算出的n仍不合适，则再给定一m值，再计算n，直到可接受为止；或设定一实际可接受的最大n值，然后按下式计算m：2144LPTnPnVVm……………………(6)如果需要，可将m值调大到一适当值，然后重新计算n。当计算n小于10时取n=10。②间断采样。设定一个m和u值，然后按下式计算n：PTmLVVmuuPVn4)/1(4421…………………………..(7)如计算的n为无穷大或负数，则证明制样和化验误差较大，在已设定的实际采样单元数u下达不到要求的精密度。此时，或当n大到不切实际时，应用下述方式之一，增加实际采样单元数u：估计一较大的u值，然后按式(7)计算n，并重复此过程，直到n可以接受为止；或设定一实际可接受的最大n值，然后由下式计算u：mLPTmVmPVVnVmu4)/(421…………………………………………..(8)如果需要，可将u值调大到一适当值，然后按式(7)计算n。当n小于10时，取n=10。(2)根据相似煤炭用相似采样系统采样的V1和VPT确定。02144MMVmPVnPTL…………………………………………..(9)02144MMnPnVVmLPT…………………………(10).式中Mo——测定V1和VPT的批煤量；M——欲采样的批煤量。2）．V1、Vm和VPT未知下的采样单元数和子样数确定先设V1=48、Vm=5和VPT=O．2，并在采样后对采样精密度进行核对，需要时对m、u和n进行调整。或按以下规定决定在火车和汽车载煤中进行非全深度采样和连续采样下选煤和未选煤的采样单元数和每个采样单元的子样数，并在采样后对采样精密度进行核对，需要时再对m和n值进行调整：①采样单元数按下式计算：1000Mm……………………………………….(11)式中M——被采样批煤量，t。②子样数按表2决定。表2相应精密度下每个采样单元的子样数目不同采样点的子样数n煤种精密度(灰分)／％煤流火车和驳船煤堆和轮船选煤±0.8162222未选煤±1/10灰分，且≤1.6284040③粒度分析总样的子样数可开始取25。3总样的最小质量确定表2和表3分别列出了一般分析试验(共用试样)、全水分测定和粒度分析用总样的最小质量。表2给出的试验试样的最小质量可使灰分缩分方差减小到0．01，相当于精密度为0．2％。在其他缩分精密度下的最小总样质量可按下式计算：20)2.0(RPmm……………………………………………….(.12)式中m0——表2规定的总样最小质量，kg；PR——要求的灰分缩分精密度，％。表2一般分析试验总样、全水分总样／缩分后总样最小质量标称最大粒度缩分精密度为O．2％(灰分)下的总样质量／kg标称最大粒度缩分精密度为O．2％(灰分)下的总样质量／kg／mm一般分析和共用试样全水分试样／mm一般分析和共用试样全水分试样30020015012590756350453831.51500054002600170075047030017012585553000110050035012595603525171025161311.21086432.01.0402015131063.751.50.70.250.108432.521.51.2510.65—-表3粒度分析总样的最小质量标称最大粒度／mm精密度1％下质量／kg精密度2％下质量／kg标称最大粒度／mm精密度1％下质量／kg精密度2％下质量／kg30020015012590756350453854000160006750400015009505002802001301350040001700100040025012570503031.525161311.21086436536853210.650.250.2515921.250.70.50.250.250.25O．254初级子样质量确定初级子样质量可根据机械采样器的尺寸、煤的流量等因素计算。1．落流采样器——沿垂直煤流方向横截落流的采样器6.3103bCm…………………………………………………..(13)式中m——子样质量，kg；C——煤的流量，t／h；b——采样器开口，mm；v——采样器速度，m／s。2·横过胶带采样器bbCm6.3103…………………………………………………..(14)式中m——子样质量，kg；C——煤的流量，t／h；b——采样器开口，mm；vb——胶带速度，m／s。3．螺旋杆采样器——从煤表面垂直插入煤中Ldm2785.0…………………………………………………(15)式中m——子样质量，kg；d——采样器开口直径，m；L——采样器长度，m；ρ——煤的堆积密度，kg／m3。大多数机械化采样系统的初级子样质量都大大超过构成一个总样所需的质量(表2和表4)。为避免试样量过多，可对初级子样进行缩分，或原样缩分或破碎后缩。但是缩分后初级子样质量应满足公式(16)规定的平均最小子样质量和公式(17)规定的绝对最小子样质量。nmmg…………………………………………………………(16)式中m——平均最小子样质量，kg；mg——最小总样质量，kg；n——采样单元子样数。310dma…………………………………………………….(17)式中ma——与煤粒度相应的绝对最小子样质量，kg，最少0·lkg；d——被采样煤标称最大粒度,mm。5几种采样机械要求1）．一般要求机械化采样器的基本条件：(1)能无实质性偏差地收集子样并被权威性的试验所证明。（2）能在规定条件下保持工作能力，不因清扫或维修而中断采样。（3）能够按规定要求分布并采取子样。为满足上述要求，采样器的设计和生产，应达到以下要求：(1)足够牢靠，能在可预期到的最坏的条件下工作。(2)有足够的容量以收集整个子样或让其全部通过，子样不损失、不溢出。(3)能自我清洗，无障碍，运转时只需极少量的维修。(4)能避免样品污染，如停机时杂质进入，更换煤种时原先采样的煤滞留。(5)被采样煤的物理化学特性变化，如水分和粉煤损失、粒度分析样的粒度离析降至最低程度。2）．落流采样器基本要求(1)切割器截取一完整的煤流横截段为一子样。(2)切割器的前后切割缘在同一平面或同一圆柱面上，该平面或圆柱面最好与煤流下落的平均轨迹垂直。(3)切割器切割速度不得大于1.5m／s，且以均匀的速度切取煤流，任一点的速度变化不得大于预定速度的5％。(4)切割器应设计得使煤流的任何部分在切割口中暴露相等的时间。(5)切割器开口尺寸至少为被采样煤标称最大粒度的3倍，如切割口为锥形，则其最窄端的尺寸不得小于煤的标称最大粒度的3倍，且初级子样切割器的开口不得小于30mm。(6)切割器的容量应能在煤流预计最大流量下，完全收集或通过一完整子样，不损失、不溢出、不阻塞。(7)试验证明没有实质性的偏倚。3．）横过胶带采样器基本要求图1为移动式和固定式横过胶带采样器。前者采样时沿胶带运行方向与煤流同步(a)(b)图1横过胶带采样器a一移动式；b一固定式移动、在移动中横切煤流采取子样。采样轨迹为一与胶带中心线垂直的直线，切取的子样相当于停胶带采样采取的子样；后者采样时固定于一个位置横切煤流采取子样，采样轨迹为一与胶带中心线相交的斜线。采样器横切煤流的速度对胶带速度之比越小，两者夹角也越小，采样器有效开口尺寸也越小。该种采样器的技术要求为：(1)切割器两边板平行，并沿与胶带中心线相垂直的方向切割煤流。(2)切割器切取一完整的煤流横截段为一子样，该横截段可以是与胶带中心线垂直的，也可以是倾斜的。，(3)切割器的速度越快越好，但必须均匀，任一点的速度变化不得超过预定速度的10％。对于采取粒度分样试样，切割器的速度不能快到将煤粒击碎。(4)切割器有效开口尺寸至少为被采样煤标称最大粒度的3倍。(5)切割器的容量应能在煤流预计最大流量下，完全收集一完整子样。(6)试验证明没有实质性偏倚。4）机械螺杆采样器基本要求图2为两种机械螺杆采样器。其结构均是一钢制圆筒内有一螺旋杆，采样器的螺距及环距(轴边与圆筒内壁的距离)均至少为被采样煤标称最大粒度的3倍。采样时，采样器由煤表面垂直旋入至底部，采取一全深度煤柱为一子样。其中图2a所示螺杆为一特殊设计的阿基米德螺旋，螺旋下部几环为全螺旋，其上为锥形螺旋，以便在上部留有足够的空间容纳煤样，采样后需将采样器提升出煤表面，卸下煤样；(a)(b)图2机械螺杆采样器1一锥形螺旋；2一钢筒；3一全螺旋；4一螺距；5一环距；6一出煤口；7一钢筒；8一螺旋；9～轴图2所示螺杆整个都为全螺旋，上部筒壁有一出煤口。采样时，采样器旋人煤体的同时，煤样即从出煤口流