ISO 13909-22025 煤和焦炭 机械取样 第2部分移动流中煤的取样标准立项发展报告

煤和焦炭机械取样第2部分：移动流中煤的取样标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:Coalandcoke—Mechanicalsampling—Part2:Samplingofcoalfrommovingstreams摘要煤炭作为全球重要的基础能源与工业原料，其质量检测结果的准确性与可靠性直接关系到贸易结算、生产控制及环境保护等多个关键环节。在煤炭质量检验的全流程中，取样环节是决定整体分析结果代表性的第一步，也是误差产生的最主要来源。随着煤炭贸易规模的持续扩大和机械化采制样技术的不断普及，建立科学、统一、可操作的机械取样国际标准具有重要的现实意义。ISO13909-2:2025《煤和焦炭机械取样第2部分：移动流中煤的取样》由国际标准化组织（ISO）正式发布，是ISO13909系列标准的重要组成部分。该标准系统规定了从移动煤流中进行机械取样的基本原理、设备要求、取样方案设计及操作方法，为全球煤炭行业提供了从移动流中获取具有代表性样品的统一技术依据。本报告对该标准的立项背景、技术内容、修订要点及其行业应用价值进行了系统分析，并就该标准对煤炭质量保障体系建设和国际贸易公平性提升的深远影响进行了展望。关键词：煤和焦炭；机械取样；移动流；国际标准；煤炭质量；取样方法；标准化一、引言1.1标准立项背景煤炭质量检测是煤炭生产、加工、贸易和利用全产业链中的基础性技术工作。取样作为质量检验的第一道工序，其结果是否具有代表性，从根本上决定了后续制样、化验环节数据的可靠程度。研究表明，在煤炭质量检验的总误差中，取样误差通常占80%以上，远高于制样误差和化验误差。因此，取样方法的科学性和标准化程度，是保障煤炭质量判定公正性的核心前提。在煤炭取样技术的发展历程中，从最初的人工取样逐步过渡到机械取样，经历了数十年的技术演进。机械取样相较于人工取样，具有取样代表性好、操作效率高、人为干扰因素少、劳动强度低等显著优势。特别是对于皮带输送机上的移动煤流，机械取样装置可以在设定的时间间隔或质量间隔内自动完成取样操作，有效避免了人工取样中常见的取样位置偏差、取样量不足和操作不规范等问题。然而，机械取样技术的推广和应用也曾长期面临标准缺失的困境。不同国家和地区的取样方法各异，取样设备的设计参数和技术要求不尽相同，导致同一批煤炭在不同检验机构之间可能获得不一致的检测结果。特别是在国际贸易中，因取样方法差异引发的质量争议时有发生。为解决这一全球性问题，国际标准化组织固体矿物燃料技术委员会（ISO/TC27）组织各国专家，在整合前期研究和实践经验的基础上，制定了ISO13909系列标准。1.2标准修订的必要性ISO13909系列标准的前身可追溯至20世纪后期制定的多项煤炭取样国际标准。随着技术进步和行业需求的变化，原有标准的部分技术内容已难以完全适应当前的生产实践。具体体现在以下几个方面：第一，煤炭输送设备的技术水平显著提升。现代大型矿井和选煤厂普遍采用大带宽、高带速的皮带输送系统，煤流速度更快、料层更厚，对取样装置的切割速度、开口尺寸和取样周期等参数提出了新的要求。第二，取样设备的设计制造技术不断进步。新型取样机在切割器结构设计、驱动系统控制、样品收集与防堵塞等方面取得了长足发展，有必要通过标准修订将这些新技术成果纳入规范体系。第三，国际贸易对煤炭检验的准确性要求日益提高。煤炭贸易正向着精细化、合同化方向发展，对取样精密度的要求更加严格，需要更科学完善的取样方案设计方法作为技术支撑。在此背景下，ISO/TC27对ISO13909系列标准进行了系统性修订，其中ISO13909-2:2025即为该系列修订成果的重要组成部分。二、标准主要内容2.1标准适用范围与定位ISO13909-2:2025规定了从移动流中对煤进行机械取样的基本方法和技术要求。该标准所称的“移动流”主要指的是皮带输送机上的煤流，也包括其他形式的连续或间断输送煤流。标准适用于褐煤、烟煤、无烟煤等各种煤种的机械取样操作，覆盖了从取样方案设计、取样设备选型到现场取样作业和样品处理的完整技术流程。作为ISO13909系列标准的第二分册，ISO13909-2与系列中其他部分形成了有机的整体。该系列标准的分部分结构如下：-第1部分：一般介绍和取样方案设计指南；-第2部分：移动流中煤的取样；-第3部分：固定批次煤的取样；-第4部分：取样精密度测定方法；-第5部分：偏倚试验方法；-第6部分：性能试验（检查偏倚和精密度）；-第7部分：取样、制样和化验方法精密度测定指南；-第8部分：偏倚试验方法指南。2.2核心技术内容2.2.1取样基本原理该标准确立了机械取样的基本原则，即所有煤粒均应有同等机会被取入样品中。为此，取样操作应满足以下基本要求：切割器应以均匀速度垂直横穿煤流；切割器应截取完整的煤流横截面；每个子样的取样应具有相同的概率；取样时间或质量间隔应保持均匀。2.2.2取样方案设计标准详细规定了取样方案的设计方法，包括确定基本采样单元、设定子样数目、确定子样质量以及安排取样间隔等内容。取样精密度要求是方案设计的核心约束条件，标准给出了不同精密度水平下的子样数目计算方法，并结合煤的标称最大粒度、灰分含量及煤种变异特性等参数进行综合设计。2.2.3取样设备技术要求标准对取样设备的关键参数提出了明确的技术要求，主要包括：切割器开口宽度应不小于被取样煤标称最大粒度的3倍；切割器运行速度应保持恒定并满足切割速度的技术要求；切割器结构设计应确保煤流被完全截取而无溢漏和堵塞。此外，标准还对取样装置的安装位置、防止样品污染和水分损失的措施等提出了具体规定。2.2.4取样操作与样品处理在现场操作层面，标准规定了取样作业的程序要求，包括设备运行状态检查、取样参数的确认和记录、样品的收集与封装等。同时，标准对样品从取样点到制样室的传输过程中的标识管理、防污染措施和保存条件等作出了明确规定。2.3本次修订的主要改进相较于前版标准，ISO13909-2:2025在以下方面进行了重点修订和完善：（1）更新了取样方案设计中有关子样数目和子样质量的计算方法，使其更符合现代数理统计理论和实际应用需求；（2）补充完善了高带速、大流量条件下取样设备的设计要求，增加了切割器动态特性、抗冲击性能等方面的技术规定；（3）引入自动化取样系统的新技术成果，增加了对在线取样、智能化控制等新技术应用场景的适应性规定；（4）加强了对取样偏倚控制的技术要求，细化了取样设备安装、调试和运行中偏倚验证的操作流程；（5）修订了与相关标准（如GB/T19494系列国家标准）的对应关系说明，便于各国标准使用者参考对比。三、标准技术要点分析3.1取样精密度控制ISO13909-2:2025对取样精密度给予了高度关注。精密度是衡量取样方案是否满足要求的关键指标，通常以灰分百分含量的标准差或置信区间来表示。标准规定，在正常操作条件下，取样方案的初级取样精密度应满足合同或相关规范的要求。对于常规煤炭贸易检验，常用的精密度目标值为灰分±1.0%或根据合同约定确定。为实现目标精密度，取样方案设计需要综合考虑多种因素：煤的变异程度（通常以灰分标准差表征）、煤的标称最大粒度、所需子样个数以及每个子样的最小质量等。标准采用基于统计学的计算方法，建立了这些参数之间的定量关系模型，指导使用者科学地进行取样方案设计。3.2取样设备的关键参数取样设备的设计和运行参数直接决定了取样效果。ISO13909-2:2025重点对以下关键参数进行了规范：切割器开口宽度：这是保证样品代表性的首要参数。标准要求切割器开口宽度应不小于煤的标称最大粒度的3倍。这一要求的物理学基础在于：当开口宽度足够大时，可以确保煤流中被切割截得的横截面能够充分包含各种粒度的煤粒，避免大颗粒煤在切割过程中被选择性排斥。切割速度：切割器的运行速度直接影响取样动作的动力学特性。标准要求切割器应以恒定速度横穿煤流，且切割速度不宜过快，以免在切割口前沿产生空气冲击波将小颗粒煤粒吹离正常轨迹，造成取样偏倚。切割轨迹：切割器应横穿整个煤流横截面，确保截取的物料覆盖整个煤流宽度。对于皮带输送机上的移动煤流，取样切割器应沿垂直于煤流方向运动，且穿越路径应经过煤流横截面的中心区域。3.3偏倚控制与验证取样偏倚是指取样结果相对于被取样煤的真实质量特性所存在的系统性偏差。ISO13909-2:2025将偏倚控制贯穿于取样方案设计和设备运行管理的全过程。标准要求，在新设备投用前、设备大修后以及运行条件发生重大变化时，应开展偏倚试验，验证取样系统的无偏性。偏倚试验的方法和程序参照ISO13909-5和ISO13909-8的有关规定执行。偏倚控制的技术措施包括：合理的取样点位置选择（避免在煤流跌落、转向等流动状态不稳定区域取样）；切割器结构设计优化（减少切割阻力、防止物料堆积）；取样系统定期维护和核查等。四、主要参与单位和标准化组织4.1国际标准化组织固体矿物燃料技术委员会（ISO/TC27）ISO13909-2:2025由国际标准化组织固体矿物燃料技术委员会（ISO/TC27）负责制定和修订。ISO/TC27成立于1947年，是国际标准化组织下设的专门从事固体矿物燃料领域标准制定的技术委员会，其工作范围涵盖煤炭、焦炭、生物质燃料等固体矿物燃料的术语定义、取样与制样、试验方法、分类与规格以及安全管理等各个方面。ISO/TC27目前设有多个分技术委员会和工作组，其中SC1（选煤与炼焦）和SC4（取样与制样）直接参与了ISO13909系列标准的制修订工作。委员会汇聚了来自全球主要产煤国和用煤国的标准化专家，包括中国、美国、澳大利亚、俄罗斯、印度、南非、德国、波兰、日本、韩国等国家的代表。各国专家在标准制定过程中充分反映本国的技术经验和行业需求，通过充分的协商和讨论，最终形成了具有广泛适用性的国际标准。ISO/TC27的工作机制包括定期举行全体会议和各层级工作组会议，对在研标准项目进行技术审查和进度跟踪。标准的制修订遵循ISO/IEC导则规定的程序，历经提案阶段（NP）、准备阶段（WD）、委员会阶段（CD）、询问阶段（DIS）、批准阶段（FDIS）和出版阶段（IS）等若干关键阶段，确保最终发布的标准具有坚实的技术基础和广泛的协商一致性。4.2中国参与情况中国作为ISO的常任理事国和全球最大的煤炭生产国与消费国，深度参与了ISO13909-2的制修订工作。中国对口单位——全国煤炭标准化技术委员会（SAC/TC42）组织国内相关科研院所、检验机构和企业专家，积极跟踪和参与该标准的各项技术讨论，提出了多项具有建设性的技术意见和建议。中国在煤炭机械化采样领域积累的丰富实践经验，特别是在大型露天煤矿和深井煤矿不同开采条件下的采样技术方案，为标准的修订提供了有价值的参考。中国国内对应的标准为GB/T19494.2《煤炭机械化采样第2部分：煤流的采样》，该标准与ISO13909-2保持了技术一致性，同时结合中国国情进行了适当调整。中国标准的同步修订工作也在有序推进中，以确保国内外标准的技术协调与互认。五、标准应用前景与行业影响5.1促进国际贸易公平化煤炭国际贸易涉及巨大的经济价值，质量检验结果的准确性和公正性直接影响贸易双方的切身利益。ISO13909-2:2025作为国际通用的移动煤流机械取样标准，为全球煤炭贸易中的质量检验提供了统一的技术基准，有助于减少因取样方法和设备差异引起的检验结果争议，提高贸易效率，降低交易成本。标准在国际范围内获得广泛应用后，将促进不同国家检验机构之间的结果互认，减少重复检验带来的资源浪费。5.2推动行业技术进步该标准的发布实施，对各国的取样设备制造商、检验检测机构、煤炭生产企业和用户均产生了积极的技术引导作用。设备制造商需要按照标准的新要求优化产品设计，提高取样设备的技术性能和运行可靠性。检验检测机构需要根据标准更新作业指导书，完善质量控制体系。企业实验室需要在标准框架下优化取样方案，提升质量数据的准确性和稳定性。5.3支撑智能化发展当前，全球煤炭行业正加速向数字化、智能化方向转型。在煤炭质量检验领域，在线煤质分析技术、自动取样系统和智能化管理平台的应用日益广泛。ISO13909-2:2025在修订过程中充分考虑了自动化取样系统的技术需求，为智能化取样设备的设计和应用提供了标准支撑。同时，该标准也为未来进一步制定与在线检测技术衔接的标准内容奠定了基础。六、结论与展望ISO13909-2:2025《煤和焦炭机械取样第2部分：移动流中煤的取样》作为煤炭机械取样领域的核心国际标准，系统总结了全球煤炭行业在移动流机械取样领域的技术经验和最新研究成果，为各国煤炭质量检验工作提供了统一、科学、可操作的技术规范。该标准的发布实施，对于提高煤炭取样代表性、保障质量检验数据准确性、促进国际贸易公平具有重要的推动作用。展望未来，随着全球能源结构的转型和煤炭清洁高效利用技术的不断发展，煤炭质量检验技术也将持续演进。取样技术的自动化、智能化水平将进一步提升，在线实时检测与实验室离线检测的融合趋势将更加明显，取样标准的适用场景也将进一步拓展。ISO/TC27将持续跟踪行业发展需求，适时开展标准的复审和修订工作，确保标准的时效性和适用性。各相关方应积极关注标准动态，及时将最新的技术要求转化为行业实践，共同推动煤炭质量检验技术水平的持续提升。参考文献[1]ISO13909-2:2025,Coalandcoke—Mechanicalsampling—Part2:Samplingofcoalfrommovingstreams[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardiz