ISO 13909-12025 煤和焦炭 机械取样 第1部分总则标准立项发展报告

煤和焦炭机械取样第1部分：总则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CoalandCoke—MechanicalSampling—Part1:GeneralIntroduction摘要煤炭作为全球重要的一次能源和工业原料，其品质检测结果的准确性与代表性直接影响国际贸易结算、生产工艺控制和环境保护监管的公正性与有效性。机械取样作为替代人工取样的关键技术手段，能够显著降低人为误差、提高采样效率与安全性，已成为国际煤炭贸易和质量管理中不可替代的核心环节。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2025年7月22日正式发布ISO13909-1:2025《煤和焦炭机械取样第1部分：总则》，取代此前版本，为全球煤炭和焦炭机械取样提供了最新的顶层设计与通用技术规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其与ISO13909系列其他部分之间的逻辑关系，深入分析了标准在术语统一、取样基本原则、精密度要求及适用边界等方面的技术要点和重要修订内容。报告指出，新版标准充分吸纳了近年来在煤质分析、统计学方法及自动化取样装备领域的技术进步，在保持与ISO13909系列其他部分协调一致的基础上，进一步强化了标准的适用性和可操作性。该标准的发布实施对规范全球煤炭机械取样活动、促进国际贸易公平公正、推动煤炭行业数字化与智能化转型以及支撑我国“双碳”战略目标的实现，均具有重要的指导意义和深远影响。关键词：煤；焦炭；机械取样；国际标准化组织；精密度；质量检测Keywords:Coal;Coke;MechanicalSampling;ISO;Precision;QualityTesting一、引言煤炭是全球分布最广、储量最丰富的化石能源之一，在电力生产、钢铁冶炼、化工合成等领域发挥着不可替代的基础性作用。根据国际能源署（IEA）发布的数据，尽管全球能源结构正在向低碳化方向加速转型，煤炭在全球一次能源消费中的占比仍保持在四分之一以上，且在亚太地区部分国家的能源供应中占据主导地位。煤炭和焦炭的品质指标——包括灰分、硫分、发热量、挥发分、水分等——不仅是贸易结算的核心依据，更直接关系到燃煤发电效率、钢铁产品质量及大气污染物排放水平。因此，对煤和焦炭品质进行准确、可靠的检测评价，具有重要的经济意义和环境意义。然而，煤和焦炭属于高度非均质性的散装物料，其品质参数在批量货物中的分布极不均匀。要从数万吨的批量煤炭中获取具有代表性的试验样品，必须依赖科学、规范的取样方法。人工取样受操作人员技能、体力、主观判断等因素影响，往往难以保证样品的代表性，且在高强度工况下存在安全隐患。机械取样利用专用设备在物料流中按预设间隔自动完成子样的采集与合并，不仅能够有效消除人为偏差，还能大幅提高取样效率和安全性，尤其适用于大宗散货的快速通关和质量检验场景。正是基于上述行业需求与技术逻辑，国际标准化组织ISO/TC27（固体矿物燃料技术委员会）长期以来致力于制定煤和焦炭取样的系列国际标准。其中，ISO13909系列标准作为机械取样的核心规范，为全球煤焦贸易中的品质检验提供了统一的技术准则。2025年发布的ISO13909-1:2025为该系列的最新修订版第1部分，确立了机械取样的总则性要求，为整个系列其余技术部分的正确理解和应用奠定了坚实基础。二、标准立项背景与修订历程2.1国际标准化组织与ISO/TC27概况国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）成立于1947年，是世界上最主要的非政府性国际标准化机构，其成员包括全球160余个国家的国家标准化机构。ISO通过制定和发布国际标准，促进全球货物与服务贸易的便利化，推动知识、科学、技术和经济活动领域的国际合作。ISO/TC27（固体矿物燃料技术委员会）是ISO下设的专门负责固体矿物燃料——包括煤、焦炭、生物质燃料等——采样、检测与分类相关标准制修订工作的技术委员会。其秘书处长期由中国和南非共同承担。TC27下设若干分技术委员会和工作组，其中SC4（取样与样品制备分技术委员会）直接负责ISO13909系列标准的维护与修订工作。中国作为TC27的重要参与方，有多名专家长期在SC4中担任注册专家或工作组召集人，深度参与了本系列标准的制修订全过程。2.2旧版标准回顾与修订动因ISO13909系列标准首次发布可追溯至2001年，由ISO13909-1至13909-8共八个部分构成，分别规定了机械取样的总则、煤的停带取样、移动流取样、样品制备、焦炭取样、精密度测定及校核方法等内容。2016年，该系列经历了第一次系统修订，将部分技术内容进行了更新和整合。然而，自2016年版本发布以来，全球煤炭行业的外部环境和技术条件发生了深刻变化，直接推动了新一轮修订工作的启动，具体修订动因可归纳为以下几个方面：第一，技术装备的迭代升级。近年来，自动化取样系统、在线煤质分析仪、智能机器人取样装置等新技术装备得到了快速发展和广泛应用。旧版标准中部分条款对设备性能的描述和技术参数的设定已不能完全反映当代装备的技术水平，有必要根据实际技术进展进行更新。第二，国际贸易格局与质量争议的新挑战。全球煤炭贸易流向正在发生显著变化，新兴出口国的煤炭产品质量波动性增大，贸易双方因取样方法分歧引发的质量争议时有发生。国际社会对更精确、更具可操作性的取样标准的需求日益迫切。第三，统计学方法与数据科学技术的发展。现代统计学方法（如蒙特卡洛模拟、方差分析法等）在采样方案设计和精密度评价中的应用日趋成熟，为标准中精密度要求的科学设定提供了更强的方法论支撑。第四，与ISO13909系列其他部分的协调需要。系列标准的各组成部分之间需要保持术语、定义、公式和方法的严格一致性。随着其他部分陆续修订，第1部分总则中的基础性规定也需同步调整。2.3标准编制过程与主要节点ISO13909-1:2025的修订工作于2021年正式启动。在ISO/TC27/SC4的组织下，来自中国、澳大利亚、美国、日本、印度、德国、南非等主要产煤国和用煤国的专家组成工作组（WG），经过多轮工作会议和技术讨论，形成了委员会草案（CD）。随后经过国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）阶段的投票和意见处理，最终于2025年7月22日正式发布。该版本为ISO13909-1自2001年发布以来的第二次系统修订，以英文为官方语言版本发布。三、标准主要内容解析3.1标准适用范围与定位ISO13909-1:2025《煤和焦炭机械取样第1部分：总则》规定了煤和焦炭机械取样所涉及的基本术语、定义、取样原则和通用要求。该标准作为ISO13909系列的第1部分，是整个系列标准的纲领性文件，为后续各部分条款的正确理解和应用提供了统一的框架和基础。需要特别指出的是，本标准的适用范围有明确界定：它适用于煤和焦炭的机械取样，包括从移动物料流（如输送皮带）和静态物料批（如车厢、货船、堆场）中取样两种基本场景。对于人工取样方法，ISO13909系列并不适用，而是参照另一套国际标准——ISO18283（硬煤和焦炭的人工取样）。这一边界划分确保了不同类型取样方法的规范各有专属，避免了混淆和使用者的选择困难。3.2核心术语体系术语定义的统一是标准有效实施的基础前提。ISO13909-1:2025在第3章中对机械取样领域的关键术语进行了系统定义，涵盖但不限于以下核心概念：-批量（lot）：具有相同标称品质、拟作为整体进行品质评定的特定数量的煤或焦炭；-子样（increment）：用取样装置在某一时刻或某一位置从批量中采取的一份规定数量的物料；-合并试样（grosssample）：由同一批量中采集的若干子样合并而成的代表性试样；-试样缩分（sampledivision）：在不改变试样品质特征的前提下减少试样质量的过程；-标称最大粒度（nominaltopsize）：筛上物质量不超过规定比例（通常为5%）的筛孔尺寸；-初级取样器（primarysampler）：从批量物料中采集第一个子样的机械装置；-制样（samplepreparation）：将合并试样通过破碎、缩分等工序处理为符合试验要求试样的全部操作过程；-偏倚（bias）：取样或试验结果相对于真值的系统偏差。这些术语的统一界定为系列标准中后续各部分的条款表述提供了共同语言，有效避免了因概念歧义导致的技术争议和执行困难。3.3机械取样基本原则标准第4章系统阐述了机械取样的基本原则，构成了整个ISO13909系列标准的方法论基础。这些原则包括：代表性原则：采样的根本目的在于获得能够真实反映批量物料平均品质的试验结果。因此，取样过程中的每一步操作都必须确保所采集的试样与被取样物料具有一致的品质特征，不得因取样方法或设备的不当引入系统性偏差。无偏采样原则：取样设备和操作程序的设计应确保每一个子样的采集概率与物料中相应品质区间所占比例成正相关，即实现等概率采样。初级取样器的切割器应垂直于物料流方向运动，并以均匀速度横切整个物料流截面，确保物料流各部分被等概率截取。精密度可控原则：标准给出了在一定置信水平下（通常为95%）取样精密度的量化表达方式和容许范围。根据批量大小和品质参数的变异程度，标准推荐了最小子样数和子样质量的确定方法，使用户能够结合具体情况设计合理的取样方案。分阶段控制原则：煤炭品质检测的误差由取样误差、制样误差和化验误差三部分组成。标准强调了对前两个环节的严格控制，这是因为根据国际经验，取样和制样环节引入的误差占总误差的比例通常高达80%以上，远远超过化验环节的误差贡献。3.4新版标准主要技术变化相对于ISO13909-1:2016版本，2025版在第1部分的主要技术变化包括：（1）术语体系的更新与扩充：增加了近年来行业实践中新出现的术语，如“在线分析仪校正取样（onlineanalyzercalibrationsampling）”“自动化制样系统（automatedsamplepreparationsystem）”等，并对部分原有定义进行了精化表述。（2）标准适用范围的重新明确：新版进一步澄清了与ISO18283（人工取样）在适用范围上的边界，增加了针对特定场景（如港口快速通关）取样方式选择的说明性条款。（3）精密度要求的细化调整：在精密度表述中引入了与ISO15259（煤质分析方法的精密度）等相关标准的最新协调内容，增强了标准间的衔接一致性。（4）规范性引用文件的更新：更新了规范性引用文件清单，确保与本系列标准其他部分及关联标准的最新版本保持同步。四、ISO13909系列标准的结构关系ISO13909系列标准共分为八个部分，构成一个完整的技术逻辑体系。理解第1部分在系列中的定位，有助于使用者正确运用整套标准。-第1部分：总则——确立基本术语、原理和通用要求，是理解和运用其他部分的基础；-第2部分：煤的停带取样——规定在皮带输送机停机状态下对煤流进行截面取样的方法，是检验取样偏倚的基准方法；-第3部分：煤的移动流取样——规定在皮带输送机运行状态下从物料流中进行机械取样的方法，是日常生产中最常用的取样方式；-第4部分：煤的样品制备——规定对合并试样进行破碎、缩分、干燥等工序的技术要求；-第5部分：焦炭的机械取样——针对焦炭物料特性（粒度大、易碎等）的特殊取样规定；-第6部分：焦炭的样品制备——规定焦炭试样的制备工序要求；-第7部分：取样精密度的测定方法——提供通过双倍子样法等方法测定取样精密度的具体操作程序；-第8部分：偏倚试验方法——规定通过停带取样与移动流取样的对比试验检验取样系统是否存在偏倚的方法。在实际应用中，使用者应根据对象（煤或焦炭）和工况（移动流、停带等），将第1部分与相应技术部分配套使用。第1部分提供的术语定义和原则框架，确保了各技术部分在使用中不存在概念冲突和方法矛盾。五、标准的主要参与单位与贡献5.1国内主要参与单位在ISO13909-1:2025的修订工作中，中国作为ISO/TC27的重要成员，有多家单位深度参与了标准的各项技术讨论和文本编制工作。其中，煤炭科学技术研究院有限公司（简称“煤科院”）作为国内煤炭检测领域最具权威性的科研机构之一，在本次标准修订中发挥了核心作用。5.2煤炭科学技术研究院有限公司简介煤炭科学技术研究院有限公司（ChinaCoalResearchInstitute,CCRI）成立于1956年，前身为煤炭工业部煤炭科学研究院，是我国煤炭行业规模最大、综合实力最强的综合性研究开发机构之一。煤科院总部位于北京，设有多个研究所和国家级检测中心，业务覆盖煤炭地质、开采、选煤、煤化工、煤质分析、节能环保等多个领域。在煤质分析与检测领域，煤科院拥有国家煤检中心（北京）、国家煤炭质量监督检验中心等国家级检测平台，是我国煤炭标准化的主要技术支撑单位之一。煤科院长期承担全国煤炭标准化技术委员会（SAC/TC42）的秘书处工作，负责组织制修订煤炭领域的国家标准和行业标准，并在ISO/TC27国际标准化活动中代表中国履行成员义务。5.3主要贡献与作用在ISO13909-1:2025标准修订工作中，煤科院专家主要承担了以下工作：-作为中国国家成员体的技术代表，参加ISO/TC27/SC4工作组会议，全程参与标准草案各阶段的讨论和审议；-结合我国煤炭贸易和质量检测的实践经验，针对标准中的术语定义、精密度要求和适用范围等核心技术条款提出了多项建设性修改意见；-组织开展国内相关实验室间的比对验证工作，为标准中技术指标的合理性提供数据支撑；-协调国内相关利益方（包括煤炭生产企业、电力企业、港口检验机构、第三方检测实验室等）的意见反馈，形成国家成员体的一致立场。此外，中国矿业大学、中国检验认证集团（CCIC）等单位也有专家参与了相关讨论和国内意见征集工作，为我国在国际标准化舞台上发出“中国声音”提供了有力支撑。六、标准实施的意义与展望6.1对煤炭国际贸易的规范作用ISO13909-1:2025作为国际公认的机械取样总则标准，为全球煤炭和焦炭贸易中的品质检验提供了统一的技术准则。其发布实施将有助于：-减少贸易双方因取样方法差异导致的质量争议，降低交易成本和纠纷风险；-为第三方检验机构和仲裁实验室提供权威的技术依据，增强检测结果的公信力；-推动各国取样技术和装备水平的整体提升，促进国际煤炭贸易的健康发展。6.2对国内标准体系建设的支撑作用我国现行的GB/T19494系列《煤炭机械化采样》国家标准等同采用了ISO13909系列标准的技术框架。ISO13909-1:2025的发布，为我国相应国家标准（GB/T19494.1）的后续修订提供了最新的国际参照。全国煤炭标准化技术委员会将组织国内相关单位对新版国际标准进行逐条比对分析，评估其与现行国家标准的差异，适时启动国家标准的修订程序，确保我国煤炭取样标准与国际标准保持同步发展。6.3对智慧矿山与智能质检的促进作用随着数字化转型浪潮的深入推进，煤炭行业的取样与质检环节正在经历从“人工+机械”向“智能+互联”的深刻转变。智能采样机器人、在线煤质分析仪、5G远程控制等新技术的应用，对取样标准的术语定义和方法框架提出了新的需求。ISO13909-1:2025中对相关新术语的纳入和技术原则的更新，为新技术装备的规范应用提供了标准层面的依据，将有效促进智慧矿山建设中质检环节的标准化和智能化发展。6.4未来发展趋势展望未来，煤和焦炭机械取样标准的继续发展预计将呈现以下趋势：一是随着物联网和大数据技术的推进，取样过程将实现全流程数字化记录与追溯，标准中可能增加更多关于数据管理和信息化应用的内容；二是“双碳”目标背景下，生物质与煤混烧、氢基直接还原炼铁等新工艺对混燃料取样提出了新课题，未来标准可能需要扩展适用范围或制定配套技术规范；三是国际标准化与区域标准（如“一带一路”沿线国家标准）之间的协调将愈发重要，标准互认的进程将加快。七、结论ISO13909-1:2025《煤和焦炭机械取样第1部分：总则》的发布是国际煤炭标准化工作的一项重要成果。该标准在继承历次版本科学内核的基