刘占宾

摘要 本文依据GB/T 19494-2004《煤炭机械化采样》的相关规定，结合煤炭机械化采样系统应用中的质量管理现状，提出煤炭机械采样系统质量管理要求，包括采样方案评定、采样设备检查及性能评定、采样操作检查和当前采样结果评定。通过实施上述质量管理，能够提升煤炭机械化采样系统的质量管理水平，保持采样系统始终能采取有代表性试样的能力。

关键词 煤炭机械化采样；机械化采样系统；质量管理；采样方案；设备检查；结果评定

Analysis on the Quality Management Method of Coal Mechanical Sampling System

LIU Zhan-Bin1

Abstract According to GB/T 19494-2004 and quality management present condition in the application of coal mechanical sampling system,this paper put forward the quality management requirements of coal mechanical sampling system,including evaluation of sampling scheme,sampling equipment inspection and performance evaluation, check of sampling operation,evaluation of current sampling results.Through the implementation of the above quality management, the quality management level of the coal mechanica sampling system can be improved, and the ability of the sampling system to always take representative samples can be maintained.

Keywords Mechanical sampling of coal;mechanical sampling system;quality management;sampling scheme;sampling equipment inspection;evaluation of sampling results

我国于20世纪70～80年代开始煤炭机械化采样系统的相关研究，90年代后期开始引进国外煤炭机械化采样系统[1]。2004年10月1日，GB/T 19494-2004《煤炭机械化采样》正式实施后，煤炭机械化采样系统在港口、部分沿海电厂的应用得到快速推广。煤炭机械化采样系统以其降低人工劳动强度、避免人工因素影响、能实现全过程采样等诸多优点，正在逐步替代传统的人工采样方式。但煤炭机械化采样系统的性能是有条件的，如何做好煤炭机械化采样系统的质量管理是关键。

1  质量管理内容及依据

依据GB/T 19494-2004《煤炭机械化采样》的相关规定，结合煤炭机械化采样系统的实际应用需求，煤炭机械采样系统的质量管理可以从采样方案评定、采样设备检查及性能评定、采样操作检查和当前采样结果评定等4个方面实施，且相关的评定和审查工作应由与设备管理和操作无关的有资格的人员进行，主要依据和参考文件包括：(1)设备设计图纸、规格；(2)设备操作说明书；(3)现场遵守规则；(4)采样依据标准和有关合同；(5)采样方案和精密度试验报告；(6)设备性能（偏倚）试验报告；(7)正在进行采样的煤炭产地、品种、批量、最大标称粒度和预期处理时间；(8)上一次评定和审查报告。

2  采样方案评定

一个满意的采样是要在所希望的分析成分精密度下采取一无偏倚试样[2]，其基本特点是试样的粒度组成能够代表被采样煤的粒度组成。为此，采样开始和采样过程中应定期对采样方案进行评定，项目一般包括采样程序选择、采样设备尺寸、采样设备运行、水分保持、污染、机械系统特性、人员。

2.1 采样程序选择评定

采样程序应根据煤的粒度组成、煤的加工状态、煤炭品质变异性和要求的精密度恰当选择。程序选择其总样数、子样数、子样质量、试样质量、子样分布应与GB/T 19494.1《煤炭机械化采样 第1部分 采样方法》相符。

2.2 采样系统硬件评定

整个煤炭机械化采样系统应包括初级采样器、溜槽、供料输送机、破碎机和其他设备，能自我清洗和无堵塞，并且方便检查和维护。

初级采样器的开口尺寸应不小于被采样煤标称最大粒度的3倍且不小于30 mm，并有足够的容量使在最大煤流量下子样完全保留或整个通过而不溢出。在移动煤流采样中，初级采样器应确保采取每个子样时不会选择性地弃去某种粒度的物料和被非采样物料污染。静止煤初级采样器以从煤表面垂直插入煤内收集一全煤柱或一定深度煤柱的方法采取子样，要求其螺距和螺环的尺寸不小于被采样煤标称最大粒度的3倍。

2.3 水分保持

采样周期内采取的子样应避免和雨、雪、风、阳光、吸附性材料接触和温度过高的影响。设备内空气循环应达到最小，避免粉煤和水分损失。水分含量很重要的煤样在采样过程中应随时保存在不透气的容器中。

煤炭采样和称量最好在同一时间进行，其间若有间隔，则买卖双方应考虑此期间的水分变化，以及煤炭运输期间的水分相对于真值水分的变化。

2.4 污染控制

采样的安排和计划应使外来杂质和无关煤对子样的污染不会导致实际意义的偏倚。

2.5 人员能力

由于采样条件和被采样煤特性千变万化，因此采样应在有资格的、经过培训和有经验的人员直接指导下进行。

3  机械检查和性能检查

3.1 初级采样器检查

检查人员应从初级采样器到终级采样器（缩分器）依次进行检查，并进行空载和负载检查。移动煤流初级采样器应重点核查其开口尺寸、切割速度、能否切割完整的煤流横截段、子样是否无损失地进入下一设备、初级子样切割间隔是否正确、初级子样的质量是否符合要求。静止煤螺旋杆初级采样器应重点核查螺距和环距，以及是否能插到底部采样、是否能于任何部位采样、是否存在子样溢出和滚落、是否存在将大块煤或矸石排开不采的现象。

3.2 各级缩分器检验

各级缩分器检查项目与煤流初级采样器基本相同，另需重点检查的内容包括：每个初级子样至少切割4次；前一切割器的每一切割样至少被后一切割器再切割1次；每个总样的切割数至少为60；缩分比在规定范围内可调；每一缩分器的切割子样质量应满足要求，总样留样量应满足要求。

3.3 各级试样供料器检查

各级试样供料斗应密封，最大限度减少水分变化和防止煤溢出，同时应有足够的尺寸容纳所收集的子样；供料器供料速度（包括料层厚度）可调，使煤流有足够长的流动时间，以便收集足够的次级子样和最大限度减少破碎机堵塞；供料速度均匀，粒度离析达最小程度；初级皮带供料器或输送机应设计有效的清扫器，以便将残留试样卸到机械采样系统的下一个单元，避免试样损失。

3.4 各级破碎机检查

在规定供料粒度下，入料是否顺畅；出料粒度是否符合要求,必要时用筛分方法检查；煤样通过的破碎系统空气流应达到最小，为此可检查破碎系统是否有连接破碎机入口和出口的压力平衡管，空气帘和挡板等；破碎效率是否达到要求；破碎过程中是否发生堵塞、煤样损失；停机后机内是否有残煤；运行中是否有异常噪音。

3.5 试样接收器检查

收集最后试样的容器应密封，以将水分变化减少到最小程度；从终极缩分器到试样接收器的输送管或斜槽应尽可能短，以减少水分变化；样品是否从上一设备完全进入收集器；接收器是否有足够容量，煤样是否充满容器而溢出；如接收器由多个容器组成，则应转换自如，转换中煤样无损失。

3.6 采样系统性能检查

采样系统首次使用前、使用一定时间后（如1年）、系统主要部件更换或大修之后、怀疑采样有偏倚时，应按GB/T 19494.3-2004《煤炭机械化采样 第3部分：精密度测定和偏倚试验》进行偏倚试验，并形成报告归档[1]。

采样方案首次实施、实施一定时间后（如半年）、采样煤品质有变化或采样精密度不符合要求时，应按GB/T 19494.3-2004《煤炭机械化采样 第3部分：精密度测定和偏倚试验》进行精密度试验，并形成报告归档。

3.7 采样操作观察

采样操作者应对被采样煤流整个煤炭处理系统进行检验，测定系统的卸载、储存和回收是否形成周期性，后者会导致子样收集和煤炭变异同相。煤的物理特性变化，如粒度分布、表面水分、外来物质和过大粒度物质可能会是周期性的，甚至会与时间基子样采取同相。当煤流有这种周期性时，应调查其原因，以便判定是否有消除这种周期性的实际可能性。如没有消除的实际方法，则应改变初级子样数或初级切割器切割间隔，或者二者均变。

4  当前采样质量评定

为全面评定当前煤炭机械化采样系统的采样质量，检查人员应用多份采样方法对所碰到的批煤进行精密度测定，对采样系统的试样粒度和试样质量进行检查，并通过采样比质控图的方法对采样系统的运行状态实施监控。

4.1 精密度测定

将当前采样批煤（或采样单元）用多份采样方法采取j个分样，用例行制样方法将它们制备成一般分析试验煤样，按GB/T 212《煤的工业分析方法》规定测定灰分。按公式(1)和(2)计算其精密度[3]。

公式1

公式2

4.2 试样粒度和质量检查

通常情况下，煤炭机械化采样系统采取的初级子样质量远超出一个总样所需的质量，但为避免试样质量太大，煤炭机械化采样系统需要对采取的初级子样进行破碎、缩分，且可以多次进行。无论如何破碎、缩分，煤炭机械化采样系统最终试样的粒度应通过筛分的方式进行核查，以确认其是否满足破碎机的标称出料粒度要求，且最终试样的质量应符合GB/T 19494.1-2004《煤炭机械化采样 第1部分：采样方法》中表3的要求。

当试样粒度和质量不符合要求时，应对煤炭机械化采样系统破碎机和采样程序予以核查，查找原因，并采取相应的改进措施。

4.3 运行状态监控

机械化采样系统使用中可以用采样比控制图监控其运行状态，并通过检查控制图，确定机械化采样系统是否处于正常运行状态。采样比控制图可以监督机械化采样系统在设定的控制参数[包括切割器运行间隔、切割器开口、切割器速度（对落流采样器）和带速（对横过皮带采样器）]下所得采样比的一致性。当出现超出控制限的情况时，说明存在潜在问题，应进行调查。

采样比(FSR)为采取的煤样质量与被采样煤质量之比，按公式(3)计算：

公式3

式中：

m1——试样质量，kg；

m2——被采样煤的质量，t。

4.3.1 采样比控制图的建立程序

采样比控制图可按照以下方法建立[1]：

(1)对采用共同采样方案的各采样单元，称量并记录采样系统的最后阶段（离线制样前）的试样质量（kg），称准到0.5％以内;

(2)用皮带秤或其他装置准确称量并记录采样单元煤量（t）;

(3)按照公式(3)用试样质量除以采样单元煤量得出采样比;

(4)计算出平均采样比，；

(5)由两个相邻比值间差值的绝对值，按公式（4）计算平均波动范围，：

公式4

(6)按公式（5）和（6）分别计算下控制限LCL和上控制限UCL：

公式5和6

(7)以采样比为纵坐标，日期（或时间）顺序为横坐标绘制采样比线性图。在图中画出采样比中心线SRCL、下限控制LCL和上限控制UCL。

4.3.2 采样比控制图的应用

采样比只能在相似系统设置（相同的切割器开口、采样间隔、采样单元大小及煤的流量）下进行比较，因此对同一采样系统的每一套系统设置都需要单独绘制控制图。采样比超出控制范围的试样是可疑的，应当检查其有效性。通常情况下，采样比控制图存在以下情况，则可推测系统处于失控状态：

(1)有一个或一个以上的数据高于上限或低于下限；

(2)至少有7个连续数值位于中心线的一侧；

(3)在11个连续数值中至少有10个位于中心线的一侧；

(4)在14个连续数值中有12个位于中心线的一侧；

(5)7个或以上连续点持续上升或降低。

5  结语

通过采样方案评定、采样设备检查及性能评定、采样操作检查和当前采样结果评定等方法实施煤炭机械化采样系统的质量管理，是保持煤炭机械化采样系统始终采取代表性试样能力的基础，也是全面提升煤炭机械化采样系统质量管理水平的有效保证。

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作者简介:刘占宾(1983-）,男,汉族,河北邢台人,工程师,硕士研究生,主要从事煤炭检验鉴定业务管理工作,E-mail:liuzhanbin@huaxialihong.com

1.北京华夏力鸿商品检验有限公司  北京  101312

1. BeijingHuaxia Lihong Commodity Inspection Co. Ltd., Beijing  101312

参考文献

[1]段云龙,韩立亭.GB/T 19494-2004《煤炭机械化采样》实施指南[M].北京:中国标准出版社, 2008:2.

[2]全国煤炭标准化技术委员会.煤炭机械化采样:GB/T 19494-2004[S].北京:中国标准出版社, 2004.

[3]全国煤炭标准化技术委员会.商品煤样人工采取方法:GB/T 475-2008[S].北京:中国标准出版社, 2008.

（文章类别：CPST-A）