1、,煤炭采樣知識講座,2011.09.,2,煤炭基礎(chǔ)知識,3,商品煤采樣方法,4,商品煤采樣要求及建議,1,煤炭成因和分類,煤炭采樣,馬上即可開始,煤炭成因和分類,煤化階段,地殼運(yùn)動、細(xì)菌、高溫、高壓、經(jīng)過生物、物理、化學(xué),煤 炭 成 因 和 分 類,泥炭化階段,褐煤,煙煤、無煙煤,煤炭成因,煤炭成因,植物,煤炭的形成過程,腐泥,褐煤,煙煤,無煙煤,壓力,地殼,泥沙,氧氮,炭硬,溫度,溫度,壓力,三大成煤期： (1)古生代的石炭紀(jì)和二迭紀(jì)，成煤植物主要是袍子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。 (2)中生代的株羅紀(jì)和白堊紀(jì)，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。 (3)新生代的第三紀(jì)，成煤植物

2、主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。,煤的形成年代,煤炭分類,煤炭特性對比,煤炭分類,無煙煤,煙煤,褐煤,按煤化程度分類,年老無煙煤 典型無煙煤 年輕無煙煤,年老褐煤 年輕褐煤,12個煤類，貧煤，貧廋煤，廋煤，焦煤，肥煤，氣肥煤，氣煤，1/3焦煤，1/2中粘煤，弱粘煤，不粘煤，長焰煤,煤炭分類,貧煤,廋煤,焦煤,肥煤,氣煤,長焰煤,褐煤,煤炭分類,按揮發(fā)分,低揮發(fā)分煙煤（揮發(fā)分大于10-20%） 中揮發(fā)分煙煤（揮發(fā)分大于20-28%） 中高揮發(fā)分煙煤（揮發(fā)分大于28-37%） 高揮發(fā)分煙煤（揮發(fā)分大于37%）,煙煤分類,煤炭分類,加工方法和質(zhì)量,低質(zhì)煤,原煤,洗選煤,

3、粒級煤,精煤,煤炭分類,動力用煤 冶金用煤 化工用煤,用 途 劃 分,煤炭分類,泥煤和煤泥的概念,泥煤,煤泥,又稱泥炭，一種未固結(jié)成巖的可燃有機(jī)礦物 。熱值4.28.4MJ/kg左右,泛指濕的煤粉，是濕法選煤產(chǎn)生的粒度在0.5mm以下的副產(chǎn)品。,接下來是,煤炭基礎(chǔ)知識,煤的組成,1、煤的組成和性質(zhì) 有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)兩部分組成，主要是有機(jī)物質(zhì)。有機(jī)物質(zhì)可以燃燒。所以也叫可燃體。無機(jī)物質(zhì)主要是水分和各種礦物雜質(zhì)，通常不能燃燒，降低了煤的質(zhì)量和利用價值，其中絕大多數(shù)是煤中的有害成分。煤的性質(zhì)分為物理性質(zhì)、化學(xué)組成、工藝性能和燃燒性能等。煤的物理性質(zhì)包括煤巖組成、顏色、光澤、密度、硬度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱

4、性、耐熱性、磁性、粒度組成、泥化程度等。煤的化學(xué)組成包括元素組成和工業(yè)分析。,煤的元素組成： 煤主要由碳、氫、氧、氮、硫5種元素組成，還含有少量的氟、氯、砷、硼、鉛、汞等元素及微量的鍺、鎵、釩、鈾等稀有元素。 碳是組成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。隨煤化程度增高，碳元素含量也越高，如某些超無煙煤，碳含量可達(dá)97%。 氫是煤中第二個重要組成元素，占煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-6%，越是年青煤，其含量越高。 氧元素是組成煤有機(jī)質(zhì)十分重要的元素，越是年青煤，氧元素比例越大，發(fā)熱量常隨氧元素的增高而降低，其含量從1-30%均有。 氮元素在煤中的比例較少，一般為0.5-3%。 硫元素也是組成煤的有機(jī)

5、質(zhì)的一種常見元素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的高低沒有明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到最高的10%均有。,煤的元素組成,煤的工業(yè)分析,煤的工業(yè)分析,水分： 外在水分 在一定條件下煤樣與周圍空氣濕度達(dá)到平衡時所失去的水分 Mf 內(nèi)在水分 在一定條件下煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)時所保持的水分 Minh 全水分 煤的外在水分和內(nèi)在水分的總和 Mt 空氣干燥煤樣水分 空氣干燥煤樣（粒度0.2mm）在規(guī)定條件下測得水 分 Mad 灰分 煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所得的殘留物 A 揮發(fā)分 煤樣在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，并進(jìn)行水分校正后的質(zhì)量損失 V 固定碳 從測定煤樣的揮發(fā)份后的殘渣中減去灰分后的殘留物 F

6、C 焦渣特征 煤樣再測定揮發(fā)份后的殘留物的粘結(jié)性柱狀 全硫 煤中無機(jī)硫和有機(jī)硫的總和 St,煤的工業(yè)分析,煤質(zhì)分析結(jié)果表示方法 收到基 已收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) ar 應(yīng)用基 空氣干燥基 與空氣濕度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) ad 分析基 干燥基 以假想無水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) d 干基 干燥無灰基 以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) daf 可燃基,煤的工業(yè)分析,發(fā)熱量單位： 焦耳/克（J/g）千焦/克（KJ/g）兆焦/千克（MJ/Kg）吉焦/噸（GJ/t）1GJ/t=1MJ/Kg=KJ/g=1000J/g 1kcal4.1816kJ=0.0041816MJ（20) （1cal是指1g純水從19.5 加熱到2

7、0.5 時所吸收的熱量）,煤質(zhì)指標(biāo)分類,煤質(zhì)指標(biāo)分類,煤質(zhì)指標(biāo)分類,下面講的是,商品煤采樣方法,商品煤采樣方法,變異性,采樣工具,采樣 單元數(shù),采樣單 元子樣數(shù),船 舶 采 樣,皮 帶 采 樣,堆 煤 采 樣,商品煤采樣方案,采樣方法,煤量、煤質(zhì),標(biāo)稱最大粒度,不同粒級對應(yīng) 相應(yīng)子樣質(zhì)量 ,標(biāo)稱粒度,商品煤采樣方法,采 樣 基 本 概 念,煤樣 ：為確定某些特性而從煤中采取的具有代表性的一部分煤。 試驗煤樣 ：為滿足某一特殊試驗要求而制備的煤樣。 采樣 ：從大量煤中采取具有代表性的一部分煤的過程。 子樣 ：采樣器具操作一次或截取一次煤流全橫斷面所采取的一份樣。 總樣 ：從一個采樣單元取出的全部

8、子樣合并成的煤樣。 分樣 ：由均勻分布于整個采樣單元的若干初級子樣組成的煤樣。 采樣單元：從一批煤中采取一個總樣的煤量。一批煤可以是1個或多個采樣單元。 連續(xù)采樣 ：從每一個采樣單元采取一個總樣，采樣時，子樣點(diǎn)以均勻的間隔分布。 間斷采樣： 僅從某幾個采樣單元采取煤樣。,商品煤采樣方法,采 樣 基 本 概 念,系統(tǒng)采樣： 按相同的時間、空間或質(zhì)量間隔采取子樣，但第一個子樣在第一個間隔內(nèi)隨 機(jī)采取，其余的子樣按選定的間隔采取。 隨機(jī)采樣： 在采取子樣時，對采樣的部位和時間均不施加任何人為的意志，能使任何部 位的煤都有機(jī)會采出。 質(zhì)量基采樣：從煤流中按一定的質(zhì)量間隔采取子樣，子樣的質(zhì)量固定。 時間

9、基采樣：從煤流中按一定時間間隔采取子樣，子樣的質(zhì)量與采樣時的煤流量成正比 分層隨機(jī)采樣：在質(zhì)量基采樣和時間基采樣劃分質(zhì)量或時間間隔內(nèi)隨機(jī)采取一個子樣 多份采樣 ：按一定的間隔采取子樣，并將它們輪流放入不同的容器中構(gòu)成兩個或兩個以 上質(zhì)量接近的煤樣。 雙份采樣： 按一定的間隔采取子樣，并將它們交替放入兩個不同的容器中構(gòu)成兩個質(zhì)量 接近的煤樣。 標(biāo)稱最大粒度 ：與篩上累計質(zhì)量分?jǐn)?shù)最接近（但不大于）5%的篩子相應(yīng)的篩孔尺寸。 精密度： 在規(guī)定條件下所得的獨(dú)立試驗結(jié)果間的符合程度。,采樣工具： 采樣器具的開口寬度應(yīng)滿足公式（1）的要求且不小于30 mm： W3d （1） 式中： W 采樣器具開口端橫截

10、面的最小寬度，單位為毫米（mm）； d 煤的標(biāo)稱最大粒度，單位為毫米（mm）。 應(yīng)至少能容納1個子樣煤量，且不被試樣充滿，煤不會從器具中溢出或泄漏； 如果用于落流采樣，采樣器開口的長度大于截取煤流的全寬度（前后移動截取時）或全厚度（左右移動截取時）； 子樣抽取過程中，不會將大塊的煤或矸石等推到一旁； 粘附在器具上的濕煤應(yīng)盡量少且易除去。,商品煤采樣方法,不銹鋼采樣鏟（平口鏟）,采樣斗、采樣鏟、探管、手工螺旋鉆、人工切割斗、停帶采樣框。,采樣工具：,商品煤采樣方法,鏟的底板頭部可為尖形,參考尺寸 大鏟：長*寬*高300MM*300MM*100MM 小鏟：長*寬*高300MM*150MM*100M

11、M,商品煤采樣方法,采樣精密度,采樣單元 商品煤分品種以1000t為一采樣單元。 當(dāng)批煤量不足1000t或大于1000t時，可根據(jù)實際情況，以下煤量為一采樣單元： a) 一列火車裝載的煤； b)一船裝載的煤； c)一車或一船艙裝載的煤； d)一段時間內(nèi)發(fā)送或接收的煤。 如需進(jìn)行單批煤質(zhì)量核對，應(yīng)對同一采樣單元煤進(jìn)行采樣、制樣和化驗。,商品煤采樣方法,商品煤采樣方法,采樣單元子樣分類,小于1000t,商品煤采樣方法,基本采樣單元子樣數(shù),商品煤采樣方法,當(dāng)煤量少于1000噸時，按表二2規(guī)定子樣數(shù)按比例遞減，但最少不應(yīng)少于表3規(guī)定數(shù)。,煤量超過1000t的子樣數(shù)目按下式計算： N=n M10001式

12、中 N實際應(yīng)采子樣數(shù)目，個； n表2中規(guī)定的子樣數(shù)目，個； M實際發(fā)運(yùn)煤量，t。,商品煤采樣方法,采樣單元煤量大于1000t時的子樣數(shù),子樣最小質(zhì)量 機(jī)械采樣裝置采取的子樣質(zhì)量為采樣器動作一次所采集到的煤流全斷面的實 際煤樣量，不受表4規(guī)定限制。采樣器一次所采集到的子樣質(zhì)量計算如下： 皮帶端部采取的子樣最小質(zhì)量按下式計算，但最少不小于0.5 kg ma=0.06d(2) 式中ma子樣最小質(zhì)量，單位為kg； d被采樣煤標(biāo)稱最大料度，單位為mm ；,商品煤采樣方法,商品煤采樣方法,部分粒度的初級子樣最小質(zhì)量(表4),商品煤采樣方法,一般煤樣總樣、全水分總樣/縮分后總樣最小質(zhì)量(表4),商品煤采樣方

13、法,粒度分析總樣的最小質(zhì)量,采樣方案建立的基本程序,a)確定煤源、批量； b)確定欲測定的參數(shù)和需要的試樣類型； c)確定煤的標(biāo)稱最大粒度、總樣和子樣的最小質(zhì)量； 注：標(biāo)稱最大粒度可參考有關(guān)發(fā)貨單確定或目視估計，最好用篩分試驗測定。 d)確定或假定要求的精密度； e)測定或假定煤的變異性 f)確定采樣單元數(shù)和采樣單元的子樣數(shù)； g)決定所用的采樣方法：連續(xù)采樣或間斷采樣； h)決定采樣方式和采樣基：系統(tǒng)采樣、隨機(jī)采樣或分層隨機(jī)采樣；時間基采樣或質(zhì)量基采樣，并確定采樣間隔（min或t）； i)決定采樣的地點(diǎn)； j)決定將子樣合并成總樣的方法和制樣方法。,商品煤采樣方法,皮帶中移動煤流系統(tǒng)采樣方法

14、 1、子樣應(yīng)均勻按時間基質(zhì)量基分布于整個采樣單元中。 2、用鏟取樣時，鏟子只能在煤流中穿過1 次，即只能在進(jìn)入或撤出煤流時取樣，不能進(jìn)、出都取樣。 3、 人工鏟取煤樣時，皮帶的移動速度不能大（一般不超過1.5m / s ) ，并且保證安全。 4、應(yīng)盡量避免煤流的負(fù)荷和品質(zhì)變化周期與采樣器的周期重合，以免導(dǎo)致采樣偏倚。如果避免不了，則應(yīng)采用分層隨機(jī)采樣方式。 5、如果預(yù)先計算的子樣數(shù)已采夠，但該采樣單元煤尚未流完，則應(yīng)繼續(xù)采樣，直至結(jié)束。,1、安全 2、時間基 3、避免重合,商品煤采樣方法,皮帶中移動煤流分層隨機(jī)采樣 采樣過程中煤的品質(zhì)可能會發(fā)生周期性的變化，應(yīng)避免其變化周期與子樣采取周期重合，

15、否則將會帶來不可接受的采樣偏倚。為此可采用分層隨機(jī)采樣方法。 分層隨機(jī)采樣而是在預(yù)先劃分的時間或質(zhì)量間隔內(nèi)以隨機(jī)時間或質(zhì)量采取子樣。 子樣分布 子樣在預(yù)先設(shè)定的每一時間間隔（時間基采樣）或質(zhì)量間隔（質(zhì)量基采樣）內(nèi)隨機(jī)采取。 時間基采樣 將每一時間間隔從0到該間隔結(jié)束的時間（s或min）劃分成若干段，用隨機(jī)方法，如抽簽，決定各個時間間隔內(nèi)采樣時間段，到此時間數(shù)時抽取子樣。 質(zhì)量基采樣 將每一質(zhì)量間隔從0到該間隔結(jié)束的質(zhì)量（t）數(shù)劃分成若干段，用隨機(jī)方法，如抽簽，決定各個質(zhì)量間隔內(nèi)的采樣質(zhì)量段，到此質(zhì)量數(shù)時抽取子樣。,商品煤采樣方法,皮帶中落流采樣法 1、該方法不適用于煤流量在400t/h以上的系

16、統(tǒng)。 2、煤樣在傳送皮帶轉(zhuǎn)輸點(diǎn)的下落煤流中采取。 3、采樣裝置應(yīng)盡可能以恒定小于0.6m/s的速度橫向切過煤流。采樣器的開口應(yīng)當(dāng)至少是煤標(biāo)稱最大粒度的3倍并不小于30mm，采樣器容量應(yīng)足夠大，子樣不會充滿采樣器。采出的子樣應(yīng)沒有不適當(dāng)?shù)奈锢頁p失。 4、 采樣時，使采樣斗沿煤流長度或厚度方向一次通過煤流截取一個子樣。為安全和方便，可將采樣斗置于一支架上，并可沿支架橫桿從左至右（或相反）或從前至后（或相反）移動采樣。,1、下落煤流中采取 2、一次性截取,商品煤采樣方法,停皮帶采樣法 從停止的皮帶上取出一全橫截段作為一子樣，是唯一能夠確保所有顆粒都能采到的、從而不存在偏倚的方法，是核對其它方法的參比

17、方法。 子樣采取 停皮帶子樣在固定位置、用專用采樣框采取。采樣時，將采樣框放在靜止皮帶的煤流上，并使兩邊板與皮帶中心線垂直。將邊板插入煤流至底緣與皮帶接觸，然后將兩邊板間煤全部收集。阻擋邊板插入的煤粒按左取右舍或者相反的方式處理，即阻擋左邊板插入的煤粒收入煤樣，阻擋右邊板插入的煤粒棄去，或者相反。開始采樣怎樣取舍，在整個采樣過程中也怎樣取舍。粘在采樣框上的煤應(yīng)刮入試樣中。,采樣精確 糾偏方法 繁瑣不實際,商品煤采樣方法,移動煤流中按時間基或質(zhì)量基采樣進(jìn)行。按式（2）或（3）計算。,按時間基采樣,質(zhì)量基采樣,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,船上采樣 船上不直接采取仲裁煤樣和進(jìn)出口煤樣，一般也不直接采取其他

18、商品煤樣，而應(yīng)在裝（卸）煤過程中于皮帶輸送機(jī)煤流中或其他裝（卸）工具，如汽車上采樣。 直接在船上采樣，一般以1 倉煤為1 采樣單元，也可將1 倉煤分成若干采樣單元。 子樣數(shù)目和子樣質(zhì)量按采樣基本原則規(guī)定確定。,非仲裁法 煤變異性小可用,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,靜止煤采樣原則（船舶采樣） 1、直接從靜止煤中采樣時，應(yīng)采取全深度試樣或不同深度（上、中、下或上、下）的試樣；在能夠保證運(yùn)載工具中的煤的品質(zhì)均勻且無不同品質(zhì)的煤分層裝載時，也可從運(yùn)載工具頂部采樣。 2、經(jīng)過運(yùn)輸后采樣時，應(yīng)挖坑至0.4m0.5m采樣，取樣前應(yīng)將滾落在坑底的煤塊和矸石清除干凈。子樣應(yīng)盡可能均勻布置在采樣面上，要注意在處理過程（

19、如裝卸）中離析導(dǎo)致的大塊堆積（如在車角或車壁附近的堆積）。 4、采樣時，采樣器應(yīng)不被試樣充滿或從中溢出，而且子樣應(yīng)一次采出，多不扔，少不補(bǔ)。 5、采取子樣時，采樣鏟應(yīng)從采樣表面垂直（或成一定傾角）插入。采取子樣時不應(yīng)有意地將大塊物料（煤或矸石）推到一旁。,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,子樣布置,系統(tǒng)采樣法 將采樣車廂/駁船表面分成若干面積相等的小塊并編號，然后依次輪流從各車/船的各個小塊中部采取1個子樣，第一個子樣從第一車/船的小塊中隨機(jī)采取，其余子樣順序從后繼車/船中輪流采取 。,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,系統(tǒng)布點(diǎn)圖,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,隨機(jī)采樣法 將采樣車廂/駁船表面劃分成若干小塊并編號。制作數(shù)量與

20、小塊數(shù)相等的牌子并編號，一個牌子對應(yīng)于一個小塊。將牌子放入一個袋子中。決定第1個采樣車/船的子樣位置時，從袋中取出數(shù)量與需從該車/船采取的子樣數(shù)相等的牌子，并從與牌號相應(yīng)的小塊中采取子樣，然后將抽出的牌子放入另一個袋子中；決定第2個采樣車/船的子樣位置時，從原袋剩余的牌子中，抽取數(shù)量與需從該車/船采取的子樣數(shù)相等的牌子，并從與牌號相應(yīng)的小塊中采取子樣。以同樣的方法，決定其它各車/船的子樣位置。當(dāng)原袋中牌子取完時，反過來從另一袋子中抽取牌子，再放回原袋。如是交替，直到采樣完畢。,子樣布置,船舶運(yùn)輸煤樣采樣方法,子樣點(diǎn)布置：（參考） 將船倉分成2 3 層（每3 4m 分一層），將子樣均勻分布在各層

21、表面上。下圖為分3層采樣的分層例子：,煤堆采樣方法,煤堆采樣 子樣點(diǎn)布置 a) 在堆/卸煤新工作面、剛卸下小煤堆采樣時，根據(jù)煤堆形狀大小，將工作面或煤堆表面劃分成若干區(qū)，將區(qū)分成若干面積相等小塊（煤堆底部的小塊應(yīng)距地面0.5m），用系統(tǒng)采樣法或隨機(jī)采樣法決定采樣區(qū)和每區(qū)采樣點(diǎn)（小塊）位置，每一小塊采取1個全深度或深部或頂部煤樣，非新工作面采樣應(yīng)先除去0.2m表面層； b）在斗式裝載機(jī)卸下煤中采樣時，將煤樣卸在一干凈表面上，然后按a)法采樣。 當(dāng)經(jīng)常對同一煤源、品質(zhì)穩(wěn)定的大批量煤（如港口入港煤）進(jìn)行采樣時，可用間斷采樣方法。采用間斷采樣方法時應(yīng)事先征得有關(guān)方同意。,1、遷移中取 2、高度2米 3

22、、偏倚性大 4、非仲裁法,即將結(jié)束，請繼續(xù)關(guān)注,商品煤采樣原則和要求,采樣原則： 1、寧多勿少，確定子樣。 煤炭采樣和制樣的目的,是為了獲得一個有代表性的試驗煤樣。 2、均勻布點(diǎn)，機(jī)率均等。 采樣的基本要求,是被采樣批煤的所有顆粒都可能進(jìn)入采樣設(shè)備，每一個顆粒都有相等的機(jī)率被采入試樣中。 3、綜合分析，區(qū)別對待： 煤的變異性； 從該批煤中采取的總樣數(shù)目； 每個總樣的子樣數(shù)目； 與標(biāo)稱最大粒度相應(yīng)的試樣質(zhì)量。,商品煤采樣原則,商品煤采樣要求,采樣單元和總樣的分配要合理 如果我們所要采的煤樣的粒度是不均勻的，如原煤、篩選煤、混煤等，我們就應(yīng)根據(jù)煤量將該批煤劃分為幾個采樣單元。有幾個采樣單元就有幾個總樣，分別對這幾個總樣進(jìn)行化驗，就可以直觀地表達(dá)出這整批煤的質(zhì)量。這一質(zhì)量結(jié)果就比只把這一批煤做為一個采樣單元，只出一個總樣的質(zhì)量結(jié)果代表性要強(qiáng)。,煤樣的子樣數(shù)目與分布的確定要合理 根據(jù)煤的品種、數(shù)量及采樣方法，我們可以合理地確定子樣數(shù)目。如果需要根據(jù)灰分大小來確定子樣數(shù)目，而我們又不知道被采煤的灰分，我們應(yīng)采取“寧多不少”的原則來確定子樣數(shù)目，如原煤、篩選煤，應(yīng)按灰分大于20%來確定。 子樣數(shù)目確定后，我們要布置子樣點(diǎn)。子樣點(diǎn)的布置要按照“均勻布點(diǎn)，使每一部分煤都有機(jī)會被采出”為原則。