第二模块采制化

1 第二模块第二模块 煤样的采取 制备与化验煤样的采取 制备与化验 本模本模块块提要提要 介绍不同地点煤样采取的方法 煤样的制备方法 不同煤样的化验要求与过程 几个基本概念 煤样 为确定某些特性而按规定的方法从大量煤中采取出来的少量的 具有代表性的 以供分析化验用 的煤 称为煤样 采样 采取煤样的过程 子样 每次从一个采样点按规定采取的一份煤样称为一个子样 总样 按规定由子样合并成的煤样称为总样 总体 总样所代表的那一批煤称为总体 制样 即按规定程序减小煤样粒度和数量的过程 采制化 煤样的采取 制备以及各种试验和测定工作在选煤厂统称为 采制化 对 采制化 工作的基本要求 准确 可靠 采制化 工作必须严格按照有关的国家标准和规程执行 第一单元第一单元 关于煤样的代表性关于煤样的代表性 一 影响煤样代表性的因素一 影响煤样代表性的因素 煤样的代表性是指煤样与总体在物理 化学性质上的符合程度 煤样的性质同总体相比不是系统地偏向一方 而是互有高低 并且偏差在一定的概率下不超过一定的规定 范围 限度 这样的煤样就称为具有代表性的煤样或者说煤样代表性好 否则就不具有代表性或者说代表性差 影响煤样代表性的因素有以下几个 1 煤炭的不均匀性 煤炭的不均匀性 粒度分聚作用 一堆煤 大颗粒聚集在堆底四周 细颗粒相对集中在顶部 自然偏析现象 当煤的粒度组成相同 而密度组成不同时 在流动和堆积过程中 重量轻的煤集中在上部 重量大的煤集 中在下部 造成煤炭分布不均匀 破碎时按坚固性不同而分聚 这种分聚使小块煤和大块煤具有不同的成分 基于上述原因 要在大量不均匀的煤炭中 正确地采取少量煤样以绝对准确地代表总体的真正质量几乎是 不可能的 因此 煤样所代表的质量 只能是在允许误差范围内的近似质量 2 2 采样方法 采样方法 采样必须在生产正常 诸条件相对稳定时进行随机采样 尽量避免在煤堆 矿车中采样 尽可能在煤流中采样 在煤流中采样时 应该以均匀速度横截整个煤流断面 当煤流量较大时 可分 2 3 次采样 按左右或左 中右的顺序进行 但前后几次采样不得交叉重复 煤样在采取 运输 储存过程中应谨慎小心 避免破碎 损失或掺入杂物 应存放在不受日光照射和风 2 雨影响的地点 煤样的采取应严格按照有关国标及规程执行 3 子样重量 子样重量 在子样分数相同时 子样重量越大 越能保证煤样代表性 但子样重量的增加也使采样工作量增加 因此 必须寻找一个能保证代表性的最小子样重量 在实际生产中 子样最小重量不需要计算 而是根据有关国家标准及规程中所规定的子样重量采取 4 子样份数 子样份数 在子样重量相同的情况下 子样份数越多 总样数量就越大 煤样代表性就越好 但子样份数的增多 使 采样工作量加大 因此 应该确定能保证煤样代表性的最小子样份数 采样时应该严格按照有关国家标准和规程对各种煤样的最小子样份数的规定实行 5 采样误差 采样误差 1 系统误差 技术检查过程中不允许产生系统误差 由于某种不规则性的原因所造成的比较稳定的误差 使测定结果经常偏高或偏低 重复出现 可测 可校 正 产生原因主要是 自动采样机误差和操作误差 举两个例子 A 胶带输送机运送物料时 常有粒度偏析现象 粗粒集中在胶带的一侧 对于精煤皮带 采样时如果采集的煤样不是沿整个胶带的断面 而是固定在细粒级多的一侧 虽然几次采样 得到的精煤灰分很接近 但均比真值偏高 造成系统误差 粗粒洗精煤的灰分往往较低 细粒洗精煤的灰分往往 较高 如果改变采样方法 沿煤流全宽采样后 精煤灰分就接近真值了 B 在浮选尾矿沟中采样时 只采表面的水样 没有采到沉在下面的灰分较低的粗粒 会使尾矿的灰分比真值 高 造成系统误差 2 偶然误差 随机误差 偶然外因引起 误差较小 可变 时大时小 时正时负 当消除了引起误差的一些因素后所得到的数据仍然在末一位或二位数字上有差别 这就是偶然误差 对同一物理量作足够多次测量后发现 符号相反大小相同的误差有同等的出现机率 完全服从正态分布规 律 偶然误差由一些小的因子或无法控制的因素影响 往往是不可避免的 对于偶然误差 可以采取 多次测定 取平均值 的方法加以消除 不同的采样方法 偶然误差的大小不同 A 对于采样 如果增加子样份数 偶然误差减小 B 对于化验 保持天平室的湿度 温度不变 保持良好的卫生状况 不要有风 尽量减少外界因素的影 响 会减小偶然误差 由于偶然误差难以避免 严格地讲 真值是无法测得的 但是 当测量次数无限多时 偶然误差服从正态 分布 正负误差出现的机率相等 因此 测定值的算术平均值与真值很接近 可以把算术平均值视为真值 虽 然平时观测的数都是有限的 但是在没有系统误差的情况下 可以认为以有限观测值所求出的平均值即是真值 3 过失误差 与事实不符的误差 过失误差是不允许出现的 由于工作粗枝大叶或操作不正确而引起的明显与事实不符的误差 如读错刻度 加错试剂 做错样子 记 录错误 计算错误等 总结总结 系系统误统误差和差和过过失失误误差是不允差是不允许许出出现现的的 偶然偶然误误差是不可避免的差是不可避免的 3 二 保证煤样有代表性的原则二 保证煤样有代表性的原则 1 若被考察的对象数量不大 采取先掺合均匀 然后从中缩分出试样的办法 若被考察的对象数量很大 例如某一时间内的煤流 某一批产品等 因无法掺合均匀 只能在被考查对象的不同部位 要均匀分布 多 采一些子样 合在一起汇成一个试样的办法来提高试样的代表性 2 采样时 子样的质量同时应满足试验分析项目对总样质量的要求 在子样质量已经确定下来的条件下 增加子样份数可提高煤样的代表性 3 在实际工作中 应采取适当的采样方法克服在贮 运过程中 物料粒度的偏析现象 即粗细粒度分聚现 象 采样点应设在胶带 溜槽 斗式提升机机头 矿浆出口处等空间煤流中 切记不要在斗子中挖取煤样 最好 选在煤流流量较小的地点采样 以免试样溅溢造成采取不完全 采样要垂直于煤流或水流的全断面 保证在采样的那一瞬间 按物质组成的比例取出子样 对日常生产检查采样时间应按规定时间间隔随机采样 对特殊项目检查 例如 跳汰机单机检查浮选机的 单机检查等 应在生产处于正常状态后 按规定时间间隔随机采样 必须在静止状态下采样 如煤堆或煤车上采样 时 要特别注意均匀布置采样点 5 尽量使用机械化和自动化采样 因采样比缩制 化验的影响要大 且不容易控制 6 入选原煤实行配煤 可以使原煤性质基本稳定 即不同时间里原煤物质组成波动很小 这将使操作条 件稳定 中间产品以及最终产品的质量稳定 这样在较长的一段时间取一次样 试样仍能有很好的代表性 思考题思考题 1 简述保证煤样代表性的一般原则 简述保证煤样代表性的一般原则 2 什么是煤样的代表性 影响煤样代表性的因素有哪些 什么是煤样的代表性 影响煤样代表性的因素有哪些 第二单元第二单元 煤样的采取煤样的采取 一 关于不同种类的煤样的采取问题一 关于不同种类的煤样的采取问题 1 煤芯煤样 钻探时采取 确定煤田地质情况 2 煤层煤样 采煤时采取 1 煤层煤样的概念 在生产矿井的采掘工作面上或在采样探巷及坑道中 直接由一个煤层中采取的煤样 煤层煤样包括分层煤样和可采煤样 分层煤样和可采煤样必须同时采取 2 煤层煤样的用途 确定所采煤层的质量指标 并通过各种分析试验 工业分析 元素分析 胶质层厚度等 确定煤的分类 牌号和制定煤炭产品质量标准 了解煤层构造及夹石层和所含各种结核的性质 以便确定分采极限厚度和制定改善煤质的采煤方法 比较煤层煤样灰分与生产煤样灰分 判断采煤时的矸石混杂程度 以便采取有效措施 3 采取煤层煤样应注意的几个问题 煤层煤样在矿井掘进巷道中和回采工作面上采取 对主要巷道的掘进工作面 每前进 100m 至少采取一 4 个分层煤样 对回采工作面每季至少采取一次煤层煤样 采取数目按回采工作面长度确定 小于 100m 的采一 个 100 200m 的采两个 200m 以上的采三个 如煤层结构复杂 煤质变化很大时 应适当增采煤层煤样 煤层煤样应在地质构造正常的地点采取 但如地质构造对煤层破坏范围很大而又必须采样时 也应进行 采样 在采样前 必须剥去煤层表面氧化层 煤层煤样由煤质管理部门负责采取 具体采样地点须按标准规定 如遇特殊情况可和地质部门共同确定 采样工作应严格遵守 煤矿安全规程 确保人身安全 3 生产煤样 1 生产煤样的概念 矿井正常生产条件下 从运输设备或煤流中按国标规定采取的能代表一个整班所采煤的各种性质的煤样 俗称生产大样 2 采取生产煤样的目的 进行筛分试验以确定煤的粒度组成 进行浮沉试验以确定煤的密度组成 进行一些确定煤的工艺性质的试验 如工业性或半工业性炼焦 气化 液化 低温干馏 燃烧等试验 根据这些试验结果 决定煤的利用途径 制定工作面质量指标 控制工作面煤炭质量 掌握选煤厂入选原煤的质量情况 有助选煤厂编制产品的数 质量指标 为筛选厂生产粒级煤提供编制筛分产品数 质量平衡表的依据 为选煤厂生产管理提供情报 一句话 就是作筛分浮沉实验 泥化试验和工艺特性试验 进行原煤性质分析 确定煤的工业用途 3 生产煤样的用途 采取生产煤样可为矿井的煤质管理 原煤质量计划的制定 以及采区工作质量指标的制定提供第一手资料 同时也是选煤厂设计 生产管理的基本依据 4 生产煤样的采取的一般原则 矿井正常生产条件下采取 采样时间必须以一个生产日 循环班 为单位 将应采取的子样个数按产量 比例分配到各个生产班 再在每一生产班按产量平均分配 一年采取一次 即采样周期为一年 对生产期不足三个月的采煤工作面 可不采取生产煤样 如果煤层 性质 结构 贮存条件有很大变化时 应增加采样次数 同一矿井的同一煤层各采煤工作面的煤层性质 结构 贮存条件和采煤方法基本相同时 选择一个采煤 工作面采取生产煤样 如果差别较大时 生产煤样应在不同采煤工作面分别采取 5 采取生产煤样时的注意事项 严格按照规程进行 不得在火车 贮煤场 煤仓或船仓内采取 也不得在煤车内挖取 采出的煤样应单独装运 每次过磅的煤样质量 不得少于增砣磅称最大称量的 1 5 磅称最大称量为 500kg 感量 0 2kg 生产煤样采取 运输和存放时 应谨慎小心 避免煤样破碎 污染 日晒 雨淋和损失和混入杂物 生产煤样放置时间不得超过 3 天 对于易风化煤的存放时间应尽量缩短 生产煤样采取后 应立即填写报告表 报告表的格式详见表 2 2 生产煤样可以在矿车和煤流中采取 4 4 生产检查煤样 生产检查煤样 用于生产技术检查时采取 5 选煤厂快速检查煤样包括 精煤 中煤 矸石 再选原料煤 入仓精煤 浮选 煤泥回收筛精煤 浮选入 料 尾煤 洗水 浮选入料 尾煤水 浓缩设备入料 溢流 底流 煤泥沉淀池入料 溢流 粒级煤 选煤厂的班 日 月检查煤样包括 入厂原料煤 手选大块煤 手选矸石 筛选厂各类产品 入选原料煤 洗选精煤 中煤 矸石 洗混煤 浮选入料 尾煤 精煤 煤泥回收筛精煤 洗水 煤泥沉淀池入料 煤泥沉 淀池溢流 煤泥沉淀池煤泥 最终精煤 离心机和脱水筛脱水后精煤 浮选精煤 干燥精煤 浮选尾煤过滤机 或压滤机滤饼 原煤和中间产物 尾煤耙式浓缩机溢流 底流 筛下水 滤液 离心液 选煤厂排放水 与商品煤样的采样相比 日常生产检查煤样的采样对象多 采样频率高 采样条件复杂 采样点差异大 故煤样的采取方法无统一的技术标准 应根据各厂具体情况确定 采样方法包括采样点的设置 采样工具 子样最小重量及采样时间间隔等几个因素 采样点的设置各厂不 同 一般 采样点应选择煤炭的质量和数量都比较稳定 物料偏析现象小的地点 以保证煤样有尽可能好的代 表性 另外 采样伴随生产同时进行 所以采样方法必须保证安全 1 采样时间和质量 采样时间和质量 选煤厂生产检查煤样在开机上煤 5 10min 后采取 采样最大时间间隔和子样最小质量见表 2 6 表 2 6 生产检查煤样采样间隔时间和子样质量 煤样名称 采样最大 时间间隔 min 子样最小 质量或体积 入选原料煤204kg 精煤202kg 中煤 洗混煤304kg 矸石304kg 浮选精煤301kg 浮选入料 尾煤601L 洗水1201L 煤泥回收筛精煤202kg 粒级煤30 2 5kg 注 当生产时间不足 1h 时 采样次数一般不得少于 3 次 2 采样方法 采样方法 入选原煤煤样的采取入选原煤煤样的采取 胶带输送机上采样 可人工或机械采样 采样地点在运输胶带 人工 机械均可 机头卸料处 人工 物料垂直落下段 每隔一定时间 截取一个煤流横断面 采样刮板或铁铲应紧贴胶带底部 全部刮取 不得悬 空漏采 如果煤流量较大 不易一次采取一个全断面 可分两 三次采取 即左 右或左 中 右顺序采取 作为一个子样 刮板输送机上采样 采样地点 机头卸料处 给料溜槽口 避免在刮板输送机中采样 采样铲横截整个 煤流断面 给煤机中采样在机槽中左 中 右三点取样构成一个子样 入选原煤不论在哪种设备中取样 一般 在开机后 10min 采取一个不少于 16kg 的煤样 缩制后送浮沉室做快浮试验 以后每隔 20min 采一个子样 每 个子样最小重量为 5kg 2h 制样一次 做一次快浮 每次制样时缩出的班样 月综合样和备查煤样应分别妥善 保存 选后精煤煤样的采取 选后精煤煤样的采取 一般分机采取 选煤机溢流口采样 在选煤机 跳汰等 溢流口采样时 其采样器采用五面网底的箕斗式采样器 筛网 孔径应与选煤机分选下限一致 必须用特制的采样器 采样器的高度不应小于溢流层的厚度 宽度不小于分选 物料最大粒度的 2 5 3 倍 采样按横断面分左 中 右反复接取 选煤槽可一次接取 若采取溢流精煤 可使 用带网的取样斗 取样时必须将取样器紧压在溢流堰底的边缘上 并接取溢流层的全断面 使已取得的煤样不 6 应再被水冲出 溢流物装满采样器后 应迅速提起采样器 待水通过网底 网底孔径为 0 5mm 滤净后 再将 试样倒入盛样器中供试验使用 如果试验目的是为了鉴定选煤机工作效率 包括考核分选深度 则不允许使用 带网底的采样器 必须连煤带水全部取出 以保证试样有足够的代表性 并将取得的试样倒在试样桶中静置 待澄清后 用吸管吸出清水 必要时应计时 取出湿煤 供试验分析用 精煤脱水分级筛排料口处采样 A 对于双层筛 如 13mm 和 0 5mm 按比例采取 50 13mm 和 13 0 5mm 两种物料 然后掺合成一个子样 B 单层筛直接采样 C 不论单层还是双层 均只采块精煤 因为跳汰精煤 的质量与块精煤的质量具有一定的相互关系 可以根据块精煤的灰分的高低来推测跳汰精煤的灰分情况 D 每 15min 采取一个子样 每个子样最小重量为 2kg 30min 缩制出一份快浮样 45 60min 缩制出一个快灰样 并留 出班样 月综合样和备查煤样 中煤 矸石煤样的采取中煤 矸石煤样的采取 斗式提升机上采样 采样点 机头卸料口或者卸料溜槽口 采样铲截取煤样横截面 当斗式提升机开动 时 不得在斗子内挖取煤样 如特殊需要 必须停机采样 脱水 脱介 筛上采样 每 20min 采一次 每个子样最小重量 2kg 一般 2h 缩出一份快浮煤样 并留出 班样和月综合样 末精煤的采取末精煤的采取 采样地点 离心机排料溜槽口 离心机下运输设备为离心机专用时 可以在运输设备上或机头卸料口采样 末精煤每班测一次水分 离心液样的采取离心液样的采取 在离心液排出管中采取 利用煤泥水采样器伸进管道截取液流 一份试样不得少于 1L 来自离心机 去离心液池 活动盖板 浮选入料样的采取浮选入料样的采取 入浮煤样可在搅拌桶的入料管进入搅拌桶以前定时采取 浓缩浮选 A 明渠自流或溜槽输送入料 直接用煤泥水采样器截取水流断面全宽 或沿水流全宽以均 匀间距采样 采样时应多接取几份 混合均匀后 从其中取出所需试样 B 在泵送管道垂直段安装一根带闸 门的小采样管 采样时先将闸门打开几分钟 待煤泥水正常后用采样桶接取所需数量的试样 C 如采用搅拌 桶给料 可以在搅拌桶溢流口处用煤泥水采样器截取水流断面全宽 直接浮选 除采用和浓缩浮选相同的采样点外 还可以在浮选入料缓冲池安装带闸门的采样管 其方法 与管道采样法相同 浮选入料在开机后 10min 采样一次 以后每隔 03min 采样一次 每次采样量不得少于 1L 每班积累样用于测定浮选入料固体含量 并从中缩出班灰样 浮选入料固体含量快速测定用样每小时采一 7 次 采样量 1 4L 可与上述试样同时采取 也可以单独采取 一般为自采自测 当场报出结果 浮选精煤样的采取浮选精煤样的采取 浮选精煤样的检查项目包括快灰 班灰 月综合小筛分及固体含量测定 精煤煤样可在过滤机的滤饼收集槽中定时采取 过滤滤饼样的采取 A 精煤滤饼可以在过滤机排料溜槽口采取 B 若采用盘式真空过滤机 还可以直 接在滤板上采样 分左 中 右间隔选择几块滤板 当滤饼处于吹落区时采取 每次在几块滤板上采得煤样混 合构成一个子样 采样滤板的选择可轮换更替 C 若采用折带式真空过滤机 则在折带转折脱饼卸料口采样 分几点或横截全断面即可 精煤滤饼样一般 30min 采一次 子样最小重量为 1kg 1 2h 缩制出一份快灰样 2kg 并留出作水分测定 的班样 浮选精煤固体含量煤样的采取 在浮选机精煤槽或下层精煤池中用煤泥水采样器采取 每 30min 采一次 每次采取 2L 根据需要测定固体含量 并留出班灰及月综合小筛分样 浮选尾煤样的采取浮选尾煤样的采取 尾煤煤样可在浮选机的尾矿槽 或其它地方 中定时采取 在压滤机卸料溜槽口或滤饼运输设备上采取尾煤滤饼样 每班测定一次水分 浮选尾煤班灰及固体含量试 样 在尾煤池 尾煤管道或溜槽中用煤泥水采样器采取 也可以用矿浆自动取样机采取 一般 30min 采一次 每个子样不得少于 1L 每班测定一次灰分及固体含量 并缩制出月综合小筛分试样 最终精煤样的采取最终精煤样的采取 分析化验混合 重选和浮选 精煤的质量 可作为计价和评价选煤效果的依据 混合精煤应在进入煤仓之 前 定时采取一次混合精煤煤样 50 0mm 级精煤 在胶带输送机上或机头溜槽口采取 一般 20 30min 采一次 子样重量不少于 3kg 40 60min 缩制出重量为 2 3kg 的快灰煤样 并留出适量试样作每班的水分测定 尾煤耙式浓缩机溢流口和底流样的采取尾煤耙式浓缩机溢流口和底流样的采取 此两种物料只做抽查 采样时使用煤泥水采样器或矿浆自动取样机 一般 1 2h 采一次 每次 1L 抽查时 每班作一次固体含量 并缩制出月综合小筛分样 煤泥沉淀池入料 溢流和煤泥样的采取煤泥沉淀池入料 溢流和煤泥样的采取 工具 煤泥水采样器 方法 入料一般 2h 采一次 每次 1L 每班测定一次固体含量和灰分 并留出月综合小筛分样 煤泥沉淀池的溢流不论作循环水还是外排 均应注意检查气固体含量 一般每 10d 检查一次 在生产时间 内至少采样 6h 每小时采一次 每次 1L 煤泥沉淀池的煤泥样的采取一般每 5d 作一次灰分测定 5 商品煤样 商品煤样 供用户时采取 1 商品煤样的概念 代表采样期间供给用户的商品煤的平均质量的煤样 也叫销售煤样 分析化验结果作为检查商品煤质量的依据 也是供需双方结算的依据 2 采取商品煤样的目的 确定选煤厂生产的产品质量 根据商品煤样化验的结果了解外运的商品煤的质量是否合乎质量标准 并以 此作为选煤厂与用户结算煤款的依据 8 商品煤样的采取 应按 GB475 1996 商品煤样采取方法 的规定进行 商品煤样尽可能在运输胶带煤流中采取 也可以在运输工具顶部及煤堆上采取 采样时不应将该采的煤块 矸石或黄铁矿漏掉或舍弃 以免造成采样误差 根据从商品煤样中分出的月综合煤样 通过月综合试验可以知道在一个月中所外运的各种产品的平均质量 以此来确定选煤厂商品煤总的质量水平 3 商品煤样试验分析项目 商品煤样一般只测定或化验产品的灰分 全水分 发热量等指标 并按照用户的要求进行其它项目分析 粒度大于等于 50mm 时 测含矸率 4 商品煤采样单元 精煤和特种工业用煤 按品种 分用户以 1000t 100t 下同 为一采样单元 其它煤只按品种不分用户 以 1000t 为一采样单元 运量超过 1000t 或不足 1000t 时 可按实际发运量作为一个采样单元 如需进行单批煤质核对 应对同一采样单 元进行采样 制备和化验 采取进出口煤的商品煤样时 按品种 分国别以一天实际发运量或交货量 作为一个采样单元 二 煤样的采取方法二 煤样的采取方法 1 1 煤流中采样方法 煤流中采样方法 在输送机头落煤处或在溜槽中 用机械化采样器或铁铲人工接取煤流的整个断面 如用铁铲接取 在一 次采取全断面煤样时 铲子的宽度应大于输送机的宽度 以便接取煤流的全断面 分两次或三次采取煤样时 铲的宽度应大于输送机宽度的 1 2 或 1 3 采样铲与煤样的质量较大 人工难以掌握时 可在输送机头上方用绳 子将铲子悬挂起来操作 用取样溜槽采取煤样 在溜槽的帮或底上开孔 安设翻板和取样溜槽 采样时用翻板分出煤样 采样溜 槽开孔大小视煤流中最大粒度而定 以最大粒度的煤样能够顺利采出为准 在斗式提升机内采取煤样 应在斗子卸料的出口处或出口溜槽底开口采样 采样口的宽度应保证能采到 煤流的全断面 选煤机溢流口采样 采样在煤流全断面分左中右顺序进行 采样时采样器底部紧压溢流堰 以接取溢流 层的全高 溢流装满采样器后迅速提起 使已采取煤样不被水冲出 等水通过网底后 将试样倒入煤样桶中 煤泥水样采取 于煤泥水流由高向低 或设堰 的流出口处采取 采样时应截取水流全宽或沿水流的全 宽以均匀的间隔采取 在运行的皮带上采样时 可根据煤的流量大小和皮带宽度 以一次或两次到三次用接斗或采样铲横截煤 流的断面采取一个子样 分两次或三次采样时 按左 右或左 中 右的顺序进行 采样部位不得交错 重复 用铲取样时 铲子只能在煤流中穿过一次 即只能在进入或撤出煤流时取样 不能进出都取样 在移动煤流上 人工铲煤样时 皮带的移动速度不能过大 一般小于 1 6m s 并且保证安全 2 火车顶部采样 火车顶部采样 1 6 节车皮以上的采样方法采用 五点循环采样法 如图示沿斜线方向在 1 2 3 4 5 位置上按五点循环采取煤样 斜线始末两点距车角 1m 其余各点均匀布置在斜线上 各车斜线方向应该一致 采取子样时 各个子样的质量要基本相等 并且要一次采出 不够不补 多了不减 供方装车后立即在煤车表面采样 需方应挖去 0 4m 后进行采样 每个车皮只采一个子样 采样点在五点中循环确定 2 不足 6 节车皮的采样方法 依据 均匀布点 使每一部分煤都有机会被采出 的原则分布采样点 原煤 筛选煤应采最少子样数目为 18 个 9 精煤 其它洗选煤 包括中煤 粒度大于 100mm 的块煤应采的最少子样数目为 6 个 每节车皮在斜线上采取 1 个 3 个或 5 个子样 3 3 节及 3 节以下车皮的采样方法 如图 2 1 或图 2 2 交叉的斜线上采取 如一节车皮的子样数超过 3 个 对原煤 筛选煤 或 5 个 对精 煤 其它洗选煤 多出的子样可分布在交叉的对角线上 也可分布在图 2 3 所示的车皮平分线上 只有一个车煤量 如下 3 种布点均可 在两条相交的对角线上布点 子样点除在两条相交的对角线上分布外 还可在车体的两条中分线上分布 子样点还可分布在车皮表面面积相等的格区内的中心点上 如原煤和筛选煤以 1 节车皮为 1 个采样单元 时 18 个子样既可分布在两交叉的对角线上 见图 2 3 也可分布在图 2 4 所示的 18 个方块中 煤炭装车后 应立即用机械化采样器或尖铲插入采样 用户需要分析核对时 可挖至 0 4m 以下按运输工具 顶部煤样的采取方法采样核对 3 在汽车顶部采样 在汽车顶部采样 汽车运输煤炭时 可按 1000t 煤不少于 60 个子样和沿斜线采样的原则 沿车箱对角线方向 按 3 点 首尾 两点距车角 0 5m 循环方式采取子样 子样数目应依据表 2 3 采取商品煤样 煤炭装车后 应立即用机械化采样器或尖铲插入采样 用户需要分析核对时 可挖至 0 4m 以下按运输工具 顶部煤样的采取方法采样核对 4 煤堆上采取商品煤样 煤堆上采取商品煤样 煤堆上的采样点 按所规定的子样数目 根据煤堆的不同堆形均匀布置在顶 腰 底的部位上 底在距离 地面 0 5m 处 在采样点上 先除去层煤表层煤 然后采样 在煤堆上用铁铲采样时 铁铲上的全部煤炭都算 是煤样 不得将煤块和矸石抛弃 也不许有意多采一些矸石或煤块 每个子样应一次采出 最多不超过两次 5 船舶中采样 船舶中采样 10 三 采样工具三 采样工具 1 采样铲 用于从煤流中和静止煤中采样 铲的长和宽均应不小于被采煤样最大粒度的 2 5 3 倍 2 接斗 用于在落煤最大粒度的 2 5 3 倍 接斗的容量应能容纳输送机最大运量时采样瞬间的全部煤量 3 采样框 4 机械化采样器 包括刮样器 1 机械螺杆采样器 11 2 胶带采样机 胶带取样机示意图 1 停止开关 2 蜗轮蜗杆减速机 3 电机 4 矿石 5 接矿漏斗 6 托辊 7 胶带架 8 运输胶带 9 取样机取样刮板 10 底座及支架 12 3 商品煤采样机 商品煤自动采样机 4 矿浆自动取样机 13 矿浆自动取样机示意图 1 取样伞盘 2 弯曲叶片 3 取样勺 4 缩分盘 5 样槽 6 弯曲叶片 7 冲击缩分盘的矿浆管 8 试样盘出口 9 样盘 矿浆自动取样机的特点是不需要电动机驱动 直接由被取矿浆冲击取样盘运转连续取样 其工作原理是 矿浆从管子或流槽流出 冲到取样伞盘 1 上 伞盘上焊有弯曲叶片 2 矿浆沿弯曲叶片流下时受作用力推动使 伞盘旋转 伞盘每转一圈 其上的伞形开口取样勺 3 切割矿浆一次 取到的试样经漏斗至缩分盘 4 上的样槽 5 缩分盘上焊有几片弯曲的叶片 6 由矿浆中引出的一股矿浆 7 冲击缩分盘 4 旋转 截取口 8 切割样槽 5 流出 的样品入样盘 9 缩分剩下的试样再入矿浆主流 可按需要调节取样量的多少和缩分次数 国内外已研制出好几种型号的自动测灰仪 测水仪 核子秤 超声波流量计 同位素矿浆密度计 声纳料 位计 液位计等新型仪器在选煤厂中使用 以自动监测系统代替人工对生产过程进行监测 提高选煤厂的管理 水平 取到了较好的效果 不论人工或机械采样器 凡满足下列全部条件均可使用 采样器开口尺寸为被采物料最大粒度的 2 5 3 倍 能在规定的采样点上采样 采取的子样间隔时间和子样质量满足规定要求 采样时煤样不损失 经鉴定采样无 系统偏差 精密度达到表 2 8 中的要求 性能可靠 不影响选煤厂的正常生产 思考题思考题 1 在煤炭生产和销售过程中 需要采取哪几种煤样 2 什么是生产煤样 生产煤样有何用途 3 试述各种生产检查煤样的采取方法 4 什么是商品煤样 商品煤样的分析项目有哪些 5 简述煤流中如何采样 6 简述火车车皮五点循环采样法的要点 7 如何从煤堆上采取煤样 8 汽车顶部如何采样 9 船舶中如何采样 14 第三单元第三单元 煤样的制备煤样的制备 一 煤样的制备一 煤样的制备 1 什么是煤样的制备 什么是煤样的制备 将采取的原始煤样按规定 经过破碎 筛分 掺合 缩分 制成供试验用的煤样的操作过程称为煤样的制 备 2 煤样制备得目的 煤样制备得目的 制样的目的是将采集的煤样 经过破碎 混合和缩分等程序制备成能代表原来煤样的分析 试验 用煤样 3 煤样制备的基本规则 煤样制备的基本规则 所采煤样应该全部进行制备加工 不允许丢失煤样或掺入杂物 煤样的加工方法和流程应保证制备好的煤样具有所研究特性的精确度 缩制后的中间煤样或制备好的煤样的质量应该不低于相应粒度规定的最少质量 二 制样工序二 制样工序 包括破碎 筛分 混合 缩分和干燥等过程 1 破碎 破碎 概念 破碎通常是指按规程用适当的机械或人工来减小煤样的粒度的过程 目的 减小粒度 增加不均质的分散程度 为减少量做好准备 分类 破碎分为粗碎 中碎和细碎 目前我国适用于煤炭制样室用的粗碎机有 颚式 锤式破碎机两种 中碎机有光面对辊破碎机 细碎机有振动磨样机 也称密封式粉碎机 破碎缩分机 球磨机 棒 磨机等几种 由于振动磨样机的制样时间短 且无粉尘 被广泛采用 2 筛分 筛分 概念 筛分是检查煤样是否全部达到规定的粒度 目的 把未被破碎到规定粒度的颗粒分离出来再破碎 使煤样全部达到所要求的粒度 增加分散程度以 减少制样误差 任何一级都要用符合规格的标准筛进行煤样过筛 未能通过筛孔的筛上物绝不允许废弃 而应将其破碎 使其全部通过规定的筛子 制样用的标准筛规格见表 2 9 表 2 9 制样用标准筛规格 筛孔孔形圆孔筛金属网方孔筛 筛面特征 正三角形排列 孔中心距为 1 25d 5 波形筛 筛孔尺寸 mm 1501005025 2513 136 63 31 10 2 0 2 15 方孔筛和圆孔筛的差异 方孔筛筛出的煤样颗粒大于相等孔径圆孔筛筛出的煤样颗粒 也就是说对于质量相同的煤样 方孔筛筛出煤样的颗粒数少于圆孔筛筛出的煤样的颗粒数 方孔筛缩分误差大于圆孔筛 方孔筛筛分时间相对要少于圆孔筛 注意事项 每次筛分破碎操作前后 机器和用具都要清扫干净 不易清扫的密封式破碎机和破碎缩分机用于处理单一品种的大量煤样时 处理每个煤样之前 可以用少量 该煤样的煤通过机械予以 冲洗 弃去 冲洗 煤后再处理煤样 处理结束后 再反复开停机几次 以排净滞 留煤样 3 混合 掺合 混合 掺合 概念 混合 掺合 是指按规定把煤样混合均匀的过程 目的 把不均匀的煤样中粒度和灰分不同的颗粒在煤堆中均匀分布 使缩分出的少量煤样有充分的代表 性 以减少缩分误差 方法 堆锥法方法 堆锥法 将破碎筛分后的煤一铲一铲地铲起 在钢板上堆成一个圆锥体 由于煤样中大小粒度的颗粒的分聚作用 粒度较大的煤总是分布在圆锥底部周围 细粒度煤及煤粉则集中在圆锥中部和顶端 为使大小颗粒沿圆周均匀 分布 堆锥时必须围绕圆锥将锥底周围的煤仔细铲起 分两三次从锥顶向下洒落 使之能沿顶部均匀向四周滑 落 掺合工作重复三次 认为粒度分布均匀 才可以进行缩分 我国标准规定的二分器缩分和以多子样为基础的机械缩分均无须事先进行混合 二分器示意图 4 缩分 缩分 概念 指按规定减小煤样数量的过程 粒度不变 即从掺合均匀 数量较大的煤样中取出具有代表性的 一部分作为试验 化验或进一步缩分之用 目的 从一堆掺合好的煤样中取出能代表总样性质的少量煤样 以缩减试样的重量 方法 A 堆锥四分法 堆锥四分法 兼能完成掺合和缩分操作 16 堆掺四分法 先将煤样随机地堆成圆锥堆 堆移三次 把圆锥堆压平成为截锥形 在压平的平面上画十字 并将对角的两部分舍弃或留备用 余下部分即为缩分后的煤样 具体操作 把已破碎 过筛的煤样 人工用平板铁铲 锹 铲起堆成圆锥体 再交互地落在所堆锥体顶端 使其均匀地落在新锥的四周 如此反复三次 以使煤样的粒度分布均匀 再由煤堆顶部 从中心向周围均匀地 将煤样摊平 煤样较多时 或压平 煤样较少时 成厚度适当的扁平体 将十字分样板放在扁平体的正中 向 下压至钢板 煤样被分成四个相等的扇形体 将相对的两个扇形体抛去 留下的两个扇形体按图 2 10 系统 规定的粒度和质量限度 制备成分析煤样或适当粒度级的煤样 煤样经过逐步的破碎和缩分 粒度与质量逐渐变小 掺合煤样用的铁锹 也适当改小或减少每次铲起的煤 样数量 堆锥四分法有明显的不足 一是缩分误差较大 这是由于在堆锥过程中难以使粒度均匀分布 出现了粒度 偏析现象 二是过程较长 堆锥时煤样要一小部分一小部分地从锥顶撒落 而且要反复堆掺 3 次 若留样过大 还要重复多次 这样 会使煤样在空气中过分暴露 易产生污染及成分散失 B 二分器法 二分器法 适用于煤样粒度小于 13mm 且重量较轻时的缩分 二分器是一种兼有掺合 缩分试样作用的器械 它由一列平行而交错的 供料宽度均等的斜槽所组成 每 个小槽以相向次序 分别向左右两侧开口 格槽的宽度相当于最大粒度的 2 5 3 倍 但不小于 5mm 格槽数目 两侧相等 每次至少 8 个 各个格槽宽度相等 格槽底面角度不小于 60 使用二分器缩分煤样 缩分前不需要混合 使用时采用与分样器入料口等宽的铲子直接将煤样从顶部缓缓均匀地倒入 煤样即从两侧均等分出 落入 两个对称的容器中 将两份煤样合并起来 再使其通过二分器 反复进行三次即可认为煤样已经掺合均匀 接 着就可以进行所分了 缩分后任取一边的煤样抛弃或存查 另一边作试验用或继续缩分 直至达到所要求的重 量 C 煤堆摊平法 棋盘式分样法 煤堆摊平法 棋盘式分样法 应用于 3mm 以下煤样 图 2 13 煤堆摊平法 首先把破碎过的样品摊平成一个如图 2 13 a 所规定厚度的长方形 然后划列成 20 等分 例如长 5 等 分 宽 4 等分 见图 2 13 b 再把样品铲插入样品底层 从 20 等份的每份中随机抽取一满铲样品 把 20 铲样品合并成一个缩分样品 见图 2 13 c 最后用挡板抽取一个子样 见图 2 13 d 在一块无吸收能力 无污染的平板上 根据表 2 16 中最大标称粒度的要求 把煤样摊平成一个均匀厚度的长方形 如果煤样太 多 即摊平的煤堆面积大于 2m 2 5m 则应当摊成 2 个或多个相等质量的煤堆 并分别从每堆中抽取样品 17 然后在摊平煤堆上划成 4 5 等分的格式 把样铲插到煤样底部 从 20 份的每一份中随机抽取一个子样 煤 样铲的进口宽至少是煤的最大标称粒度的 2 5 3 倍 侧壁高应高于煤堆的高度 长度应符合标准子样质量抽取 的要求 所需的最小子样质量应符合相关标准要求 合并所有子样作为一个缩分后的样品 为防止水分散失 操作应迅速 优点 a 由于无堆锥过程 因而不存在因颗粒滚落不规律而产生的粒度分布不均匀现象 挡板的使用 解决了九 点法中煤粒脱落的问题 减少了粒度的偏析 b 煤堆摊平法不需堆锥 过程简便 煤样污染及成分散失机会减少 c 由于在份的每一份中随机抽取子样 减少了因粒度偏析而产生的缩分误差 d 该方法操作简单 节省了缩分时间与人力 易推广普及 D 条形混合分割法 条形混合分割法 在一块无吸收能力 无污染的平板上 把煤样堆成至少是宽 10 倍的一个长条形 如图 2 14 在由煤 样堆条过程中 尽可能地把煤样沿着条形的长度均匀分配 操作时 从条形的一端到另一端 从一侧到另一侧 应随机进行 端板是用于保证粒度不发生横向偏析 子样应作为条形的一个完整的横截面抽取 每一横截面的宽度 应不小于煤的最大标称粒度的 2 5 3 倍 对于 未知及不均匀的煤样通常需要抽取 20 个子样 在相同条件下经常制备的同一煤种样品 可在进行精密度试验的 基础上对子样数目进行适当调整缩减 但数目不得小于 10 切割子样用取样框 可以按需要制作 E 九点法缩分 九点法缩分 图 2 16 九点法取全水分煤样布点示意图 a 中心一个点 b 样堆第一个正交线上 1 2 半径处 4 个点 18 c 第二个正交线上 7 8 半径处 4 个点 d 第一正交线与第二正交线间夹角 45 e 点位要规范 f 在每一点取出的试样量应大体上一致 并尽量一次取足 g 应采用样铲和挡样板 F 机械法缩分 机械法缩分 使用条件 设备无系统误差 精密度符合要求的情况下使用 常用机械 自动缩分机 破碎缩分机 缩分是制样过程中产生误差的主要来源 这一工序保留一部分煤样 弃掉一部分煤样 保留的样量越少 误差就可能越大 反之亦然 因此 为了 减少误差 每步缩分中最好保留尽可能多的煤样量 但留样量大增加后续作业的操作负荷 为了减少处理量 尽量保留量少且代表性好的煤样 5 干燥 干燥 干燥的目的是使煤样畅通地经过破碎机 缩分机 二分器 防止筛分时物料堵塞筛孔 因此 干燥不是必 经的工序 也无固定的次序 视具体情况而定 三 制样过程的误差三 制样过程的误差 1 系统误差 系统误差 系统误差导致测定结果 不是偏高就是偏低 通常总是一个符号 即总是正号或总是负号 产生系统误差的原因有二 一是外部物质混入试样 二是试样中的一部分物质如细粒或水分有所损失 这 些误差可由加强操作管理和严格执行国标 使用适宜的设备等 2 缩分误差 缩分误差 缩分误差是随机的 有时可能为正 有时可能为负 大小不等 产生缩分误差的原因在于保留煤样的一部分而弃掉另一部分 一般说来 保留的部分越少 这种误差将越 大 反之亦然 在原则上 为了减少随机误差 在每步缩分中 最好保留尽可能多的煤样 但在实践中 煤样 的量大会给后工序带来许多困难 制样阶段以获得足够小的制样方差而使煤样量尽可能少为目的 试样缩分后 必须保留煤样的数量 取决于进行缩分时煤样的最大粒度 灰分和对制样过程要求的精密度 四 制样室和制样设备四 制样室和制样设备 1 制样室 制样室是将采得的煤样缩制成化验用煤样的工作场所 选煤厂制样室主要制备各种煤样的分析煤样 制样室 包括制样 贮样 干燥 减灰等房间 应宽大明亮 能避风雨及其它外来灰尘的干扰 要有防尘 防毒设备 所有房间都应铺设水泥地面 缩制间进行掺合的地方 还需要在水泥地面上铺以适当面积的厚 6mm 以上的钢板 制样室与分析室要分开 贮存煤样的房间不应有热源 并防止阳光的直射 制样室应有动力电源 以便安装破碎机械等 2 制样室的制样设备 制样室的制样设备 1 破碎设备 破碎设备 颚式破碎机 用于破碎较大粒度煤样的中碎 如破碎到 25mm 以下 锤式破碎机 将煤样破碎 3mm 以下的常用设备 对辊破碎机 煤样的中碎设备 给料粒度一般为 10 20mm 排料粒度可达 1mm 以下 19 密封式振动粉碎机 它可将 100g 煤样一次磨细到 0 2mm 以下 一般只需几十秒钟 效率较高 2 筛分设备 筛分设备 大筛分用筛子 筛孔比较大 常用筛孔有 150mm 100mm 50mm 25mm 13mm 6mm 3mm 和 1mm 等 它主要用于生产煤样的筛分试验 制备一般煤样常用筛孔为 25mm 13mm 3mm 和 0 5mm 的圆孔筛及 3mm 3mm 1mm 1mm 和 02mm 0 2mm 的方孔筛 如果煤样水分大 筛分困难时 允许使用方孔筛 小筛分用筛子 标准筛 用于 0 5mm 以下直至 0 045mm 的细粒煤的筛分 标准筛筛网是用编织的金属钢网制成 一般为圆形 筛网架 直径在 150 300mm 标准筛筛孔用筛孔尺 寸 mm 或网目来表示 网目是指单位长度或单位面积上的筛孔数目 筛孔尺寸还有一种表示方法 是以 1cm2 筛面上的筛孔数来表示 其筛网号数相当于单位厘米长度上的筛 孔数 例如 No60 筛孔 即 1cm2 筛面上有筛孔 60 个 3 缩分工具 缩分工具 不同大小的二分器 十字形分样板 它由薄铁板或木板制成 用来进行堆锥四分法缩分 4 其它工具设备 其它工具设备 增铊台称 鼓风干燥箱 铁锹 镀锌铁皮盘 毛刷和托盘天平等 五 煤样制备系统五 煤样制备系统 见教材图 六 各种煤样的制备要求六 各种煤样的制备要求 1 一般规定一般规定 按煤样标签逐项校对验收煤样 发现来样标签有漏项或填错的 应及时追查纠正 自采自制的煤样也应填 写标签 对验收后的煤样按用途和化验项目进行登记 编号 类别 煤种品种 粒度 煤样量 采样地点包装情况 收样时间 商品煤样还应登记车号 发运吨数 发运方向和用户等 制样基本流程和各粒度级留样质量参照煤样制备系统图进行 制成的各种分析煤样的标签 均须注明煤样类别 煤种 品种 日期 制样人 采样地点 专用分析煤样 还需注明粒度 质量和何种状态 空气干燥或真空干燥 煤样名称测定项目制备煤样 煤种品种含矸率限下率全水分样分析样 原煤 特大块 大块 混块 中块 混中块 混煤 末煤 粉煤 粒级煤 洗精煤 商 品 煤 样 其它洗选煤 煤层煤样原煤和浮煤样 生产煤样筛分和浮沉煤样 矿井煤质 生产原煤样 20 检查煤样 2 商品煤样的制备 商品煤样的制备 1 制样的基本顺序 制样的基本顺序 原始煤样 测定含矸率或限下率 留取全水分煤样 留取月综合煤样 浮煤减灰样 留取存查煤样 留 取分析煤样 2 含矸率的测定 含矸率的测定 3 块煤限下率的测定 块煤限下率的测定 4 全水分煤样的制备 全水分煤样的制备 全部破碎至 13mm 以下 缩分出不少于 2kg 的煤样 亦可将煤样全部破碎至 6mm 以下 缩分出不少于 300g 的煤样 缩分方法采用九点法 其剩余煤样只能舍弃 不能留作它用 全水分煤样的装样要求 全水分煤样的装样要求 取样前 将装样容器擦净 称量 标签上写明编号 容器毛重 取样后将容器封严 擦净 称量 标签上填入容器加煤样重 装入的煤样量不得超过容器的 3 4 贴好标签速送化验室 5 月综合煤样的制备 月综合煤样的制备 商品煤样的各品种煤均需留取月综合煤样 一般在商品煤样缩分至以下粒级时留取 可按每吨多少公斤留 取 亦可将每份样缩分至同一比例留取 总之 要根据本单位每一品种煤的月销售量计算得出所留取的煤样总 量 无论用何种方法 月综合煤样的留取必须具有代表性 每月结束 将商品煤各品种的月综合煤样制备成规 定的粒度和质量后 送交化验室 6 化验分析煤样的制备 化验分析煤样的制备 从小于 1mm 的煤样中 缩分出不少于 100g 的一份 作为分析煤样 如果煤样制备的全过程 一直使用 二分器缩分 可以从小于 3mm 的煤样中 直接缩分出 100g 用于制备分析煤样 小于 3mm 的煤样必须通过 3mm 圆孔筛 否则不能直接缩分出 100g 用于制备分析煤样 而不必经过小于 1mm 的步骤 在磨制 0 2mm 的分析煤样之前 应用磁铁吸去混入煤样中的铁屑 磨碎到全部通过孔径为 0 2mm 的筛 子后 装入煤样瓶中 装入的煤样不应超过煤样瓶容积的 3 4 以便混合 送交化验室化验 装瓶前 分析煤 样应达到空气干燥状态 一般情况下 工业分析和元素分析用煤样 50 100g 但要做元素分析 需要减灰 低温干馏 罗加指数等试验 需备用 200g 煤样 七 存查煤样及煤样的保存时间七 存查煤样及煤样的保存时间 在容器上贴好煤样标签 在容器内放入煤样的标签 并封好 根据煤样的类别和粒度不同 确定不同贮存和保管时间 1 煤样保存时间的规定 煤样保存时间的规定 1 商品煤样 商品煤样 从报出结果之日起 商品煤样的存查煤样一般应保存两个月 以备仲裁和复查用 2 分析煤样 分析煤样 根据需要确定保存时间 一般不超过 10 天 3 生产检查煤样 生产检查煤样 由煤质检查人员而定 21 煤质在空气中放久 容易氧化 所以采样后 应该及时缩制 化验 如果由于各种原因不能及时处理 应 放双层塑料袋内 并扎紧袋口 2 煤样的保存方法 煤样的保存方法 1 充氮法 充氮法 将需要保存的煤样装入白铁皮筒或塑料袋中 或人造革袋中 然后将袋放入密封容器 容器中充入氮气封 严 放入避光的房间内 2 冷藏法 冷藏法 将需要保存的煤样 装入磨口瓶或塑料袋 封严后放入冰箱保鲜层内 4 左右 八 日常生产检查煤样的制备八 日常生产检查煤样的制备 从采样到缩制成分析试样 共分为两步 1 采样岗位缩制 采取的日常生产检查煤样在采样地点 但试验场地需铺设表面光滑 厚度为 6mm 以 上的钢板 并备有制样工具 进行掺合缩分 煤样经破碎后 班浮 日累计 月累计煤样均不准破碎 掺合 缩分若干次 将煤样缩制成粒度小于 13mm 质量不少于 1kg 或 0 5 1 5kg