耿松 李寧 張景香

(力鴻檢驗集團有限公司唐山分公司 河北唐山 063611)

1 前言

大樣制備系統(tǒng)是一種聯(lián)合破碎縮分設(shè)備，其優(yōu)點是可大批量處理煤樣，保障相應(yīng)粒度級留樣量，降低勞動強度。為驗證其性能是否滿足標(biāo)準要求，本文對制樣系統(tǒng)進行精密度測定和偏倚試驗。

2 試驗分析

2.1 試驗煤樣選取

煤種類型為混煤，取24個試樣樣品，每個樣品重量≥500 kg。

2.2 試驗煤樣的制備與化驗

(1)將試樣供入大樣制備系統(tǒng)內(nèi)制備出1份試樣A，收集全部棄樣再次供入大樣制備系統(tǒng)，收集1份試樣B，保證所有試樣質(zhì)量≥15 kg，收集全部棄樣為C，將試樣C二分器人工縮分至樣量為15～20 kg。

(2)將試樣A、B、C分別破碎至粒度<6 mm，用6 mm二分器人工縮分出≥3.75 kg，破碎至粒度<3mm，使之全部通過3 mm圓孔篩，然后人工使用3 mm二分器縮分出100 g左右煤樣。

(3)將試樣A、B、C破碎至0.2 mm以下，在大氣環(huán)境中使其達到空氣干燥狀態(tài)，分別得到A、B、C 3組分析試樣。

(4)根據(jù)GB/T212-2008《煤的工業(yè)分析方法》，對A、B、C 3組分析試樣進行灰分(Ad)重復(fù)測定。

(5)重復(fù)上述操作，完成對24個試樣的制備、化驗。

3 制樣精密度評定

3.1 單組試驗精密度評定

3.1.1 制樣和化驗方差目標(biāo)值

1個制樣縮分階段的方差通常為化驗的2倍，因此1個三階段制樣—化驗的總方差可按2∶2∶1分為2個縮分方差和1個化驗方差，按照公式(1)計算(一個縮分階段方差的數(shù)值最大可取0.08)。

3.2 制樣、化驗總方差核算

3.3 精密度測定

根據(jù)附表中表1中試驗結(jié)果計算第一組試驗的制樣和化驗方差和標(biāo)準差：

式中：A、B為表1所列試樣A、B的灰分(Ad)測定值。

表1

根據(jù)表2中試驗結(jié)果計算第二組試驗的制樣和化驗方差和標(biāo)準差：

表2

3.4 大樣制備系統(tǒng)精密度評定

2組制樣精密度結(jié)果優(yōu)于制樣化驗總方差期望值，證明該大樣制備系統(tǒng)制樣精密度合格。

4 大樣制備系統(tǒng)灰分偏倚試驗

4.1 偏倚試驗原理

任取A樣、B樣作為試驗樣，本次試驗取A樣為試驗樣進行偏倚試驗，取樣品A、B、C的加權(quán)平均值作為參比樣D，統(tǒng)計分析每對樣品測試結(jié)果間的差值，采用t檢驗來確定灰分偏倚。

任一制樣及化驗程序都會存在隨機測量誤差，因此任何統(tǒng)計檢驗都不能確定不存在偏倚，只能確定可能不存在大于一定程度的偏倚，這種偏倚值被定義為能夠被檢測到的最小偏倚或是被認定為實際測量中允許的最大偏倚；對一個試驗程序，要求能夠檢測出的最小偏倚≤最大允許偏倚值B，因此在進行灰分偏倚試驗前需要先設(shè)定最大偏倚值B值，本次試驗最大允許偏倚B設(shè)定為0.2，最后進行t-檢驗判定時，如果觀測值差值顯著

表3

表4 試驗樣與參比樣灰分測定結(jié)果

4.2 離群值判定

以科克倫(Cochran)最大方差準數(shù)C為依據(jù)，第18組d值最大，計算最大方差準數(shù)C：

本次試驗組對數(shù)為24組，由GB/T 19494.3-2004表9中查出n=24的科克倫最大方差檢驗臨界值=0.425，C<0.425，則該最大差值不屬于離群值。

4.3 檢驗差值的獨立性

4.3.1 計算中位值：dmid

按照由小到大的順序?qū)⒃嚇訉Σ钪颠M行排列(表5)，計算出中位值：當(dāng)試樣對數(shù)為奇數(shù)時，取中值為中位值；當(dāng)試樣對數(shù)為偶數(shù)時，取中間兩個值的平均數(shù)作為中位值。本組實驗對數(shù)為偶數(shù)，取第12組與第13組的平均數(shù)為中位值dmid為-0.015。

表5 差值順序及中位值表(灰分)

4.3.2 求群數(shù)：r

按照試驗順序?qū)⒃嚇訉Σ钪颠M行排列，每對的差值減去中位值，兩者之差為正，標(biāo)為“+”；兩者之差為負，標(biāo)為“-”。第1組差值的群數(shù)r標(biāo)為“1”，第2組至最后一組每改變一次符號，群數(shù)增加“1”(差值等于“0”時，群數(shù)不計入)。該實驗群數(shù)r=12(表6)。

表6 群數(shù)r統(tǒng)計表(灰分)

4.3.3 判定差值獨立性

在這組數(shù)據(jù)中，“+”的個數(shù)是12個，“-”的個數(shù)是12個，相同符號的較小數(shù)n1=12，相同符號的較大數(shù)n2=12。根據(jù)GB/T19494.3-2004中表13，可以查到對應(yīng)的n1(12)和n2(12)顯著性上限因數(shù)u和下限因數(shù)L分別為17和9。通過對r、L、u三者進行比較，9<10<17，即L

4.4 計算平均差、標(biāo)準差、試樣因數(shù)g

根據(jù)GB/T19494.3-2004表10，得到g=1.132時，nRP=12，本試驗的對數(shù)為24組，表明本試驗的對數(shù)足以滿足要求。

4.5 檢驗偏倚

4.5.1 檢驗顯著性偏倚

最大允許偏倚值B=0.2，比較d和B，因為-0.2<-0.00917<0.2，即-B

4.5.2 實質(zhì)性偏倚(μ=B)檢驗

式中np為差值數(shù)24，從GB/T19494.3-2004表12查出自由度為(np-1)(23)，單尾值(tβ)=1.714。

tnz和tβ進行比較：5.291>1.714，即tnz>tβ，可以證明系統(tǒng)偏倚小于設(shè)定值B，即無實質(zhì)性偏倚，可以繼續(xù)進行以下試驗。

4.5.3 與0有顯著偏倚(μ=0)檢驗

按下列公式計算統(tǒng)計量tz：

由GB/T19494.3-2004，表12得到自由度為(np-1)(23)，雙尾值(tα=2.069)。

將和進行比較，0.254<2.069，即tz

5 結(jié)論

灰分測定是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一，是煤炭最敏感的參數(shù)，如灰分的方差滿足要求，工業(yè)分析、元素分析的其他參數(shù)一般都會滿足要求。通過對測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，證明該制樣系統(tǒng)精密度滿足要求，在最大允許偏倚值B設(shè)定為0.2時，可接受該大樣制備系統(tǒng)無偏倚。