摘要：新时期的煤炭采样与生产是煤炭分析中的一个重要环节，而从有关的调研来看，在采样、制样中存在着一定的误差，而且所占的比重很大，这对煤炭工业的发展产生了很大的影响。煤炭是我国国民经济的重要组成部分，如果不能有效地控制煤炭开采过程中的误差，必然会影响到煤炭交易的公平性和科学性。根据有关资料，国内煤质分析中80%的误差来自采样，16%来自制样，这些数据反映了国内煤炭采制样的问题。为了确保最后的煤质分析结果的精确度和可靠性，必须采用具有代表性的煤样，并对其进行无偏性分析。文章首先介绍了采制样的工艺和国家关于采制样的标准，然后对采制样中易出错的原因和类型进行了详细的分析，并对如何确保采制样的规范化提出了一些建议，以期为煤矿企业的检验工作提供参考。

关键词：煤炭采样；制样；误差来源

引言

中国特色社会主义市场经济的迅速发展，使我国的工业生产得到了进一步的发展。根据相关资料，目前全国的能源消耗量已超过70%。要保障煤炭资源的正常流通，就必须确保煤炭品质检验的正确性。但是，目前国内的煤炭采样准备工作还存在着许多问题，并且存在着很大的偏差。中国的煤炭贸易若不加以优化，将会遭受打击。在此背景下，对煤炭采制样误差的根源和应对措施进行了深入的探讨。

一、煤矿采制样工艺与国家标准

（一）采煤工艺

得到一份可以代表整个采煤的实验煤样，是采煤工作的基本目标，它的工作主要是采样和样品准备。在正式开始采煤前，要按不同的煤质化验目标，进行采制样方案的制定。

1.了解并决定所采煤样的煤源、分批、最大粒径等；

2.确定待测量的参数和测量所需要的样品类型；

3.确定或假设测量所需要的仪器装置的精度；

4.选择一种连续采样或不连续采样的方式；

5.采用直接合并或缩小后合并的方式，将各样品合并为一个整体，并选取合适的样品制作方法；

6.测量或假设一次子样方差，并在准备样本的过程中检验方差；

7.确定采样单位的数目和各采样单位的子采样数目；

8.根据煤炭额定最大粒径，确定总样品和子样品的最低质量；

9.选择系统采样、随机采样和随机分层采样，以确定采样间隔；

10.进行样品的准备，并根据试验的步骤和要求，逐一进行干燥、破碎、混合和缩分等工序；

对采样过程的叙述、技术评价、偏差分析、样品代表性的分析，并编制采样技术报告。

（二）关于采煤样品的国家标准

我国现行的《商品煤样人工采取方法》GB475-2008、《煤样的制备方法》GB474-2008是我国现行的煤矿采制样国家标准，与现行《商品煤质量抽查和验收方法》 GB/T18666-2014、 GB/T19494-2004 《煤炭机械化采样》等方面的规定不存在冲突。《商品煤样人工采取方法》、《煤样的制备方法》对煤炭的采样、配制过程进行了详细的规定，并将采样方法、采样准确度等内容纳入其中。

二、煤矿采样概况

（一）采煤样品

煤是一种无机、有机的混合料，其化学成分和微粒成分不平衡，煤质的化验、采样是煤质分析的重要内容。通过对煤炭质量的调研，在煤炭质量分析中，采样环节的误差占煤炭质量分析的80%。分析试样是由大量的商品煤生产而成，它可以进行一系列的缩分、粉碎，在采样时要对煤炭的品质进行规范分析，以保证其代表性，并在制备、分析样品时尽可能地减小误差。

（二）采煤工艺

煤矿采制样的基本目标是用实验煤样的化验结果来反映出采煤的总体品质，而检验结果在采煤样品的收集和准备中占有很大的比重。要保证采煤作业的规范化，就需要科学地设计采煤方案，明确煤质化验的目标。煤炭的采煤工艺主要是采样和采样准备，在进行煤炭采样前，必须从煤炭来源、煤炭批量、标称最大粒度等多个方面对煤炭有一个较全面的认识和深入的认识。为了满足不同的煤炭化验目标，需要制定出相应的采样计划，并确定所需要的样品类型，并据此科学地选用仪器，保证其准确性和可靠性。在确定采样方法时，可以采用不连续采样法和连续采样法，然后采用直接合并或缩小的方法，将样品组合成一个整体，然后再选取合适的样品。测量或假设一次样方差，在方差检验的同时进行样品准备，然后确定采样单元素和各采样单位的子样本数目，并依据标称最大颗粒大小来决定最小的质量。选择系统采样、随机采样、随机分层采样等采样方式，根据规范的程序和要求，保证干燥、破碎等工艺规范，并按相关程序进行配制。对采制样品的生产工艺进行描述和评价，并进行偏差分析、样品代表性分析，最终编制出采制工艺报告。

三、煤矿采样误差的产生

（一）煤炭采样过程中存在的问题

煤矿采样工作比较复杂。为使国内煤炭工业符合国际标准，采样人员必须严格按照有关规定进行采样，以保证所采集的煤样品具有一定的代表性和可借鉴性。为保证煤样的品质能够反映出整个煤种的品质，必须对整个煤样进行均匀的采样，并对采样的时机、采样间隔进行严格的控制。另外，还应注意对煤样的分布及均匀度的控制。在完成每一次采样时，采样者必须确保足够的煤样，才能保证采样的均匀度和代表性，从而给以后的交易和应用带来负面的影响。根据实际工作经验，在取煤时，有意提高煤样的采样量是一种行之有效的手段。此外，当整个煤炭作业时，采煤者可按实际情况将其分成不同的采样单位，然后按不同的煤样进行采样。通过对煤矿资源的采样、数据的分析，可以得出煤矿资源的质量评价指标。煤矿采煤工作中，采矿者应遵守采样单位数与采样总量相等的原则，并采取相应的措施保证煤场的均匀。当然，均匀度并非均匀分布，而是一种动态分布。在常规条件下，不处理大量的静态煤样，以确保其代表性。比如，在煤的采样中。煤层外部采样点和内部采样点存在较大的差别。无论是内部采样或外部采样，都无法保证采样的准确性，使采样工作失去其应有的功能。同时，煤层表面的煤样颗粒尺寸存在着明显的非均匀性。对静止煤堆采样，造成采样误差较大，影响以后的工作。

（二）煤炭制样过程中存在的问题

煤样品准备，是由技术人员用仪器生产出的煤，其物理化学性质与所采集的煤基本一致。在实践中，应严格按照有关的规范要求进行煤样的制作，以保证煤样的实验室样本具有代表性。煤样品的制备工艺比较复杂，可以分为破碎、混合、缩分等，如需要，还包括筛分、烘干等。①破碎：由于实际采集的煤样大小与实验室要求的大小不符，采用破碎法可以有效地减小煤样的粒径，从而减少后期的检测误差。②混合：目前，在实验室中使用的混合煤层是采用的堆锥法。该混合工艺操作简单，成本低，效率高，能确保煤样均匀，防止后期检查时出现差错。在铲煤时，工作人员要从锥体底部铲出煤样，以保证煤样的保持率，将收集到的煤样全部运送到现场，此外，为了防止煤样混合，还必须保证两个煤堆不粘在一起，在堆锥的过程中，必须有一名工作人员将煤样从顶部洒下，并根据铲斗的速度调节洒下的次数和速度，操作人员可以在行走时摇晃铲头，以保证煤样的均匀分布③缩分：煤样品缩分工艺较为繁琐。其目的是使煤样的品质在不影响煤样的粒径的前提下，使其品质符合检测标准。这种工艺叫做煤样的缩分，能有效地降低检验员的劳动强度，确保检验工作的质量。从实践经验看，由于采用人工缩分工艺较为繁琐，在生产中存在一定的误差。而目前普遍采用的方法是采用二分仪和机械装置，对煤炭采样误差进行有效的控制。④筛分：顾名思义，就是对不符合国家规定的煤样进行筛分。经筛后，样品需再次粉碎。保证筛分工艺的有效性，能保证煤样的均匀性，从而提高检测效果。许多工人未按要求在空气中进行连续干燥1小时以上，造成了样品质量不稳定，对后续工作造成一定的影响。

四、精细开采试样质量保障

（一）抽样方法的合理制订

在采煤的生产中。采制样要按采煤的流动形态划分为静止煤采制样和移动煤流采制样，采制样要综合考虑采煤的来源和性质，尽可能采用全断面，以防止因采煤的质量变动和煤流负荷与采样时间周期重叠而引起的误差，采样时要严格遵循相关技术规范，确保样品的均匀收集，每一次样品都要达到总质量的代表性子样质量。

（二）做好煤炭采样环节的管理

煤炭质量检测的首要环节是采样，采样时要确保采样的代表性。煤样具有代表性，是对最终煤质分析结果的精确与否的重要标志。在采样时，要对一个采样单位进行采样，以确保采样的准确度，通常要进行大尺度的采样。另外，在采样时，应重视人工因素，提高技术和操作人员的工作能力，强化煤炭质量采样的监管，提高采样工作的透明度。同时，还可以对煤样进行相应的监测，从而进一步提高了煤样的采样精度，减少了不必要的麻烦。

（三）做好煤炭制样过程中的质量控制

采样阶段之后是样品制作，在此期间，要做好煤炭样品的预备，样品的编号和存档，根据样品的实际状况和检验项目的数量，科学地制订出样品的计划。同时，要按照科学的煤炭质量检测规程来做样品，在每一个步骤中都要有相应的操作方法，控制各种因素，按照操作规程来达到科学的标准，最大限度地保证样品的质量。另外，设备和仪器也要进行进一步的维护和清洁，维护和清洁工作要严格按照相关的程序来进行，以避免样品间的交叉污染。

（四）控制干燥工艺中的误差

目前常用的干燥方式有：自然风干和烘箱烘干。在烘干工艺中，应注意两点：一是样品中的水分含量较高时，应采取自然烘干的方式；二是在使用烘箱进行烘干时，要时刻注意温度的变化，否则高温会引起一系列的化学变化，从而影响到最终的测试。

（五）煤炭质量检验中应用高科技

随着科学技术的飞速发展，煤炭的检测技术也得到了广泛的应用，新的技术和新的技术都被广泛地运用到了煤炭的检测技术上，在实践中出现了很多的问题，比如在测试的时候，使用了一种带有汞的温度计，一旦使用不当，就会造成温度的损坏，从而造成环境的污染，所以，可以使用自动量热仪来代替。

五、不同采制样方法的煤样资料的分析

通过对采制样误差的原因分析，本文选取了 A、 B两种不同的煤样，并按国家标准和非国家标准对其进行了采制样试验。为防止人为因素引起的试验误差，两个煤样的采样工均由一人进行。全湿煤样品的粒径为13毫米，样品为0.2毫米， A型煤的采样与准备过程均与 A型煤样品进行了比较， B型煤的样品只是样品的制样。测试结果见表1，其中 GB表示根据国家规定开采煤炭样品， WC表示有错误来源。

在生产 A型煤样时，检验员根据GB475 《煤样的制备方法》、GB474 《商品煤样人工采取方法》中的有关规定进行操作，得到的数据为 GB。在生产 B型煤样的过程中，检验人员根据GB475有关的规范得到了相应的 GB数据，但并未完全按照国家标准得到相应的资料。从表1中不难发现，在 A型煤样中， GB、WC1型的全湿度试验结果与 GB型、WC1型样品相比，WC2型煤样的全湿度较高。WC2的 Mt值较高，而 Qnet、 v、 ar值较低，其主要原因在于WC2样品是通过除尘喷嘴在皮带上吸附的。A、 B两种煤样的 GB样品的 Aad值都低于 A、 B两种煤样品，因为在准备WC1型和 WC型煤样品时，未按国家有关规定进行操作，使煤样发生粒度分离，从而使煤样在缩分时粒度分布不均匀， Aad、 Qnet、 v、 ar三项指标存在不同程度的差别。作为煤炭行业的主要定价基础， Qnet， v， ar的错误将会对煤炭行业的所有人都产生最大的影响，从这个实验中我们可以看出，问题的根本原因在于采煤的采样和制备标准并不严格按照国家规定的标准来进行。

六、结论

煤炭采样是煤炭买卖双方进行交易的首要环节，采样时若不采用科学、合理的采样方法，又不遵守国家有关规定，煤样采样将会对后续的煤炭生产和分析进行最直接的影响，从而极大地提高了检验员的工作量，从而降低了煤质分析的效果。因此，在进行采煤采样时，必须采用不偏离的机械化设备，同时要确保煤样的质量。由于煤炭生产中的操作环节比较多，因而产生误差的几率也比较大，所以煤质检验人员的专业知识和制样技术是十分必要的。在进行采煤样作业时，必须严格遵守有关国家有关规定，既可以增加煤样的代表性，又可以减少交易双方之间的不必要的煤质纠纷。

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