李生元

【摘?要】煤炭機(jī)械化采樣系統(tǒng)以其降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、避免人工因素影響、能實(shí)現(xiàn)全過程采樣等諸多優(yōu)點(diǎn)，正在逐步替代傳統(tǒng)的人工采樣方式。但煤炭機(jī)械化采樣系統(tǒng)的性能是有條件的，如何做好煤炭機(jī)械化采樣系統(tǒng)的質(zhì)量管理是關(guān)鍵。本文基于煤炭機(jī)械化采樣系統(tǒng)質(zhì)量管理方法分析展開論述。

【關(guān)鍵詞】煤炭機(jī)械化;采樣系統(tǒng);質(zhì)量管理方法分析

引言

近年來(lái)，隨著煤炭質(zhì)量要求不斷提高，需要一個(gè)更強(qiáng)大的燃煤電廠。但煤樣的選擇取決于許多決定樣品質(zhì)量、最大粒度和運(yùn)輸速度的因素。因此，選煤樣品設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮樣品數(shù)量、樣品質(zhì)量和樣品頭切割速度等因素的混合，以保證所產(chǎn)生煤炭的質(zhì)量。

1煤質(zhì)采樣的重要性

作為可持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。煤炭特性對(duì)煤礦、煤炭質(zhì)量和煤炭?jī)r(jià)值至關(guān)重要，煤炭抽樣是收集煤炭特性數(shù)據(jù)的主要組成部分。第一，煤是有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的復(fù)雜混合物，造成煤成分不均勻和碳水化合物不均勻。煤炭屬性數(shù)據(jù)分析過程中，并非所有的煤炭水合物都可以分析，原因是實(shí)驗(yàn)室分析的數(shù)量巨大，技術(shù)建設(shè)規(guī)模巨大，而只能根據(jù)各自的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。第二，煤樣是碳水化合物的第一個(gè)環(huán)節(jié)，如果煤樣不具代表性，則會(huì)影響到整個(gè)碳水化合物，因此，即使采用精密的技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備和專業(yè)人員，在樣品代表性不足的情況下，也很難獲得有關(guān)樣品特性的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因此，需要進(jìn)行科學(xué)合理的取樣，以確保煤炭樣品的代表性，提高煤炭樣品的質(zhì)量和效率，為煤炭檢驗(yàn)的客觀性和準(zhǔn)確性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)械化采樣系統(tǒng)在投入使用前需要進(jìn)行性能測(cè)試，研究機(jī)械化采樣機(jī)采集的樣品是否具有代表性，是否符合標(biāo)準(zhǔn)。性能測(cè)試包括精密測(cè)試和有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，以確定獨(dú)立實(shí)驗(yàn)結(jié)果在特定條件下的一致性。偏差是系統(tǒng)錯(cuò)誤，導(dǎo)致一系列結(jié)果的平均值始終高于或低于通過采樣方法獲得的值。在結(jié)果之間混合同一煤的一系列測(cè)量是測(cè)量序列的平均值與可接受的參數(shù)值不同的精度。性能測(cè)試通常每?jī)赡赀M(jìn)行一次。機(jī)械樣品主要有：機(jī)械測(cè)量的碳帶、煤火栓螺旋鉆孔樣品和智能機(jī)器人臂。目前，在港口使用的碳纖維運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械樣品多為使用。

2煤炭采樣設(shè)備選型原則

在實(shí)際選煤過程中，選煤應(yīng)遵循以下原則：1）必須記錄選煤樣品的性質(zhì)和質(zhì)量。示例單元是試驗(yàn)煤罩時(shí)獲得的一定量的煤。它通過確定取樣的特定精度，根據(jù)測(cè)量的煤炭類型確定樣品數(shù)量。最終確定樣品數(shù)量。通常，煤的運(yùn)輸被確定為試驗(yàn)單位。2）煤炭的最大粒度必須把握。煤的最大粒度是測(cè)量設(shè)備中累積煤的百分比達(dá)到5%時(shí)過濾器直徑的大小。一般來(lái)說，樣品機(jī)的尺寸是根據(jù)最大碳纖維確定的，這也決定了所采集樣品的質(zhì)量。3）必須記錄煤的運(yùn)輸速度。根據(jù)煤的輸送速度值，可以確定采集樣品的重量。4）采集煤炭的水量和運(yùn)輸帶寬度，根據(jù)實(shí)測(cè)煤炭含水量的大小確定樣本系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)尺寸;根據(jù)皮帶寬度，您可以確定樣例系統(tǒng)的體積及其長(zhǎng)度值。

3煤炭機(jī)械化采樣系統(tǒng)質(zhì)量管理方法

3.1輸煤皮帶機(jī)械化采樣

輸煤機(jī)械樣品通常由取樣機(jī)械、樣品運(yùn)輸、破碎設(shè)備、減少設(shè)施、探測(cè)收集和廢物處理設(shè)備、工藝控制系統(tǒng)等組成?？梢栽谄熬?、皮帶中心、皮帶末端和皮帶過渡處設(shè)置機(jī)械采樣機(jī)制。碳帶機(jī)械取樣時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。（1）采樣器開口的尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求，超出所附最大煤圖的三倍以上，在開口中心進(jìn)行較大取樣（通常大于300毫米）時(shí)，不得形成格柵，以防止較大比例的氣體在取樣過程中從取樣中溢出，這違反了取樣的基本要求：所有抽取碳的顆粒均可進(jìn)入測(cè)量?jī)x，每一顆粒（2）為確保取樣和輸送機(jī)的安全，取樣和傳送帶之間通常存在間隙。為了允許對(duì)煤層的整個(gè)斷面進(jìn)行采樣，采樣器與傳送帶之間的距離應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi)，通常小于2厘米。如果間隙太大，采樣器無(wú)法容納煤層的完整斷面，從而導(dǎo)致誤差。（3）取樣時(shí)間間隔必須設(shè)定為取樣頻率和取樣符合標(biāo)準(zhǔn)。抽樣過低和抽樣過低也可能導(dǎo)致抽樣失敗。（4）必須經(jīng)常監(jiān)測(cè)取樣系統(tǒng)，以防止?jié)穸然虼笮兔赫郑瑥亩鴮?dǎo)致減輕和權(quán)力下放。（5）取樣前應(yīng)清洗收集容器，以確保收集容器清潔，防止其他煤炭樣品污染。（6）在世界小地區(qū)使用多金屬試驗(yàn)裝置切割和縮短碳帶可能導(dǎo)致所用樣品略有偏差。（7）機(jī)械測(cè)量的輸煤區(qū)域運(yùn)輸設(shè)備在破碎過程中可能會(huì)導(dǎo)致水分損失，需要通過性能測(cè)試進(jìn)行計(jì)算和水動(dòng)力校正。

3.2運(yùn)煤車廂螺旋鉆式機(jī)械化采樣

運(yùn)煤車廂螺旋鉆式機(jī)械化采樣主要由螺旋鉆采樣頭、給料頭、破碎機(jī)、縮分集樣器、棄煤處理系統(tǒng)組成。首先由鉆取式螺旋采樣機(jī)提取煤樣，通過密閉式給料系統(tǒng)送入破碎機(jī)，破碎后樣品進(jìn)入縮分器，縮分后的煤樣進(jìn)入收樣器，多余的煤樣由棄樣處理裝置返回汽車或煤場(chǎng)[2]。運(yùn)煤車廂螺旋鉆式機(jī)械化采樣是將火車或汽車車廂均勻分成15～18個(gè)面積或體積相等的方塊，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以隨機(jī)方式或系統(tǒng)方式選擇所采取的子樣位置進(jìn)行采樣。車廂螺旋鉆式機(jī)械化采樣需要注意以下幾點(diǎn)。（1）通常車廂螺旋鉆式采樣裝置的螺旋鉆不會(huì)過大，但也要保證螺旋鉆的螺距和環(huán)距（軸與筒壁的距離）大于被采煤標(biāo)稱最大粒度的3倍。（2）根據(jù)此種采樣設(shè)備的特點(diǎn)，通常所采煤炭粒度為13mm至50mm，采用此種采樣設(shè)備才能保證所采樣品的代表性。（3）采樣時(shí)，要防止螺旋鉆頭與車廂邊緣及車廂底部觸碰，防止損壞采樣鉆頭及車體。（4）要防止潮濕或大塊煤炭堵塞采樣設(shè)備。（5）使用過程中，螺旋的螺紋會(huì)逐步磨損，導(dǎo)致螺旋螺紋與筒壁的間隙會(huì)逐漸變大，而可能會(huì)使得采樣的代表性出現(xiàn)偏差。

4質(zhì)量控制措施

4.1采樣操作觀察

采樣操作者應(yīng)對(duì)被采樣煤流整個(gè)煤炭處理系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)定系統(tǒng)的卸載、儲(chǔ)存和回收是否形成周期性，后者會(huì)導(dǎo)致子樣收集和煤炭變異同相。煤的物理特性變化，如粒度分布、表面水分、外來(lái)物質(zhì)和過大粒度物質(zhì)可能會(huì)是周期性的，甚至?xí)c時(shí)間基子樣采取同相。當(dāng)煤流有這種周期性時(shí)，應(yīng)調(diào)查其原因，以便判定是否有消除這種周期性的實(shí)際可能性。如沒有消除的實(shí)際方法，則應(yīng)改變初級(jí)子樣數(shù)或初級(jí)切割器切割間隔，或者二者均變。

4.3運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

機(jī)械化采樣系統(tǒng)使用中可以用采樣比控制圖監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，并通過檢查控制圖，確定機(jī)械化采樣系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。采樣比控制圖可以監(jiān)督機(jī)械化采樣系統(tǒng)在設(shè)定的控制參數(shù)[包括切割器運(yùn)行間隔、切割器開口、切割器速度（對(duì)落流采樣器）和帶速（對(duì)橫過皮帶采樣器）]下所得采樣比的一致性。當(dāng)出現(xiàn)超出控制限的情況時(shí)，說明存在潛在問題，應(yīng)進(jìn)行調(diào)查。

結(jié)束語(yǔ)

煤炭作為煤炭開采的主要?jiǎng)恿ΓF(xiàn)在和將來(lái)早已無(wú)法替代。由于煤是非常不均勻的固體混合物，物理化學(xué)特性可能受到不同地質(zhì)條件、工藝、加工方法和運(yùn)輸方式的極大影響。此外，各個(gè)煤炭單位對(duì)煤炭質(zhì)量有不同的技術(shù)要求，并有許多評(píng)價(jià)指標(biāo)。煤炭質(zhì)量檢測(cè)中，樣品研究對(duì)煤炭質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的影響不同。根據(jù)大量研究，采樣對(duì)煤質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的影響最大為80%，制樣為16%，化驗(yàn)僅為4%。為了正確評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量，必須抽取代表性樣品，抽取對(duì)正確評(píng)價(jià)煤炭至關(guān)重要的代表性樣品。從煤炭開采到煤炭和煤炭的促進(jìn)，再到加工、河流、貿(mào)易等，都不是煤炭樣品。從大量煤中提取一小部分煤用于物理、化學(xué)和技術(shù)性能測(cè)試，對(duì)于客觀評(píng)價(jià)煤的性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于集中煤炭的生產(chǎn)、交易和使用至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉衛(wèi)民，喻軍，王軍龍，張建軍.基于車廂數(shù)據(jù)的汽車煤采樣機(jī)車廂位置判別方式[J].煤質(zhì)技術(shù)，，34（03）：57-58+61.

[2]胡志偉，趙忠輝.礦區(qū)煤炭機(jī)械化采制樣系統(tǒng)集中控制及管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].煤質(zhì)技術(shù)，，34（03）：27-30.

[3]徐靜穎，卓建坤，姚強(qiáng).燃煤有機(jī)污染物生成排放特性與采樣方法研究進(jìn)展[J].化工學(xué)報(bào)，，70（08）：2823-2834.

[4]王建飛，王敬斌.車載煤炭采樣機(jī)制樣裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].機(jī)械管理開發(fā)，2018，33（12）：7-9.

[5]紀(jì)長(zhǎng)順，戴昭斌.煤炭機(jī)械化采樣裝置在港口的應(yīng)用研究[J].設(shè)備管理與維修，2018（24）：144-145.

（作者單位：大唐遼源發(fā)電廠）