采制工理论知识讲义

采样工理论知识讲义煤质运销车间第一章煤的采样技术第一节采样的基本概念所谓采样，是指按元宝方法采取有代表性煤样的过程。

采样代表性，是指采样精密度来度量。

采样所依据的是方差理论。

一、常用名词术语及其说明1、批：需要进行总体煤质特性测定的独立煤量。

2、采样单元：从一批煤中采取一个总样或几个总样，即一批煤由一个或多个采样单元所组成。

采样单元的单位为个。

3、采样单元煤量：一个采样单元的煤量。

其单位为吨。

4、子样：应用采样工具或机械操作一次所采集的一份煤样。

5、总样：从一个采样单元采集的全部子样合并而成的煤样。

6、分样：是代表总样的一部分试样，供制备试验室样品（分析煤样），通常粒度小于3mm，分样应保持与总样一致的性质。

7、商品煤样：代表商品煤平均性质的煤样。

（灰分Ad＞40％的低质煤，不属于商品煤的范畴）。

8、随机采样：在采取子样时，对采样部位和时间均不施加人为的意志，能使任何部位的煤都有同等的机会被采出的一种采样方法。

随机采样的核心是任何部位的煤被采集到的概率相等，故它是一种没有系统误差的采样方法。

9、系统采样：按照相同的时间、空间或质量间隔采集子样，但第一个子样在第一个间隔内应随机采集，其余的子样则按选定的间隔采集。

国家标准规定商品煤采样无论是在运输工具上还是在煤流中，均采用系统采样方法。

10、多份采样：从一个采样单元中采集若干个子样依次放入各个容器中，则每个容器中的质量相接近，每份煤样均能代表该采样单元的煤质特性的一种采样方法。

11、机械采样：用符合采样要求的机械采样装置进行自动采样的过程。

12、试验室煤样：由总样或分样缩分出来的，送往试验室供进一步制备的煤样，通常粒度小于3mm。

13、一般分析煤样：将煤样按规定缩制到粒度小于0.2mm，并与周围空气温度达到平衡（达到空气干燥状态），可用于进行大部分物理与化学特性测定的煤样。

二、煤炭采样的特点1、数量越大，采样越难；2、均匀度的大小3、商品煤采样务必做到一次符合要求。

只要按标准操作，能采到有代表性的煤样。

第二节采样的目的和意义一、采样的意义抽取一部分能够代表整批煤的样品进行检验，以推断该批煤的品质、性质，也就是说，以过采样并对样品进行分析后，用样品的质量和性质去推断整批煤的性质。

要达到这个目的，所采的样品就必须是均匀的，并能代表原始物质的平均质量。

对不均匀的物料进行采样，必须按照合乎要求的方法，才能取的具有代表性的样品。

采样是采、制、化三个环节的基础和关键，采样不准确，其他就无从谈起，在煤质鉴定的采、制、化三个环节中，采样造成的误差占误差的80％，制样误差占16％，而化验产生的误差只占总误差的4％，所以采取有代表性的样品在煤质分析中具有十分重要的意义，它对分析结果的准确与否起着决定性的作用。

二、采样的目的目的：就是为了采取有代表性的样品，以样品的品质、特性推断整批煤的品质、特性。

1、煤层煤样：直接由一个煤层中采取的煤样。

采取煤层煤样的目的，在于鉴定所开采的煤层的煤炭性质，以确定该层煤的质量和经济价值。

2、矿井生产煤样：在煤矿正常生产下同，每一个整班在采煤过程中，从一个煤层采出的能够代表该煤层的物理、化学性质和工艺特性的煤样，称为生产煤样。

采取生产煤样的主要目的是：1、进行筛分试验，以确定各种粒度等级煤的数量和质量。

2、进行浮沉试验，以确定该层煤的可选性。

3、进行一些确定煤的工艺性质的试验。

另煤芯煤样煤岩煤样孢粉煤样容积密度煤样三、商品煤样采取商品煤样的目的在于确定整批商品煤的质量。

第三节煤的不均匀性与采样精密度一、煤的不均匀性与不均匀度1、煤的不均性（是一个定性的概念）所谓煤的不均匀性，是指大小不同粒度的煤或司一粒度的煤，具有不同的物理化学特性。

就煤的总体而言，也就表现为物理化学特性分布的不均匀性。

煤的不均匀还体现在它的偏析作用上。

所谓偏析作用，是指由于粒度与密度的不同，在重力作用下，产生的自然分离及分层的现象。

2、煤的不均匀度表示煤的不均匀程度，在采制样中，多用总体标准差δ的平方，即方差δ2来度量不均匀度。

煤的不均匀度是一个定量的概念，通常用干基灰分Ad的方差来度量。

二、煤的采样精密度所谓采样精密度，就是指采样所允许达到的偏差程度，采样代表性就是以采样精密度来加以度量。

1、采样精密度在众多的煤质指标中，灰分与全硫是煤中分布最为不均的两个指标。

它们最能反映煤的不均匀性。

而灰分低是衡量煤质的最为重要的基本参数，它又易于测准，且不需要特殊的仪器设备，任何一个煤质试验室均能提供灰分测定结果，故测定或计算采样精密度时，都是对样品的灰分用干燥基准来表示。

如国标中对Ad>20％的原煤来说，其采样精密度为±2％。

对采样精密度的几点说明：①一采样单元煤的真实灰分含量是不可知的，但借助数理统计方法可知其真值的估计值，在没有系统误差的情况下，采集足够多的子样数，其灰分测定的总平均值就接近其真值，可视为真值的估计值。

因此煤样的测定值与此总平均值相比，其差值就反映了采样的精密度。

因样品用灰分值表示的，故采样精密度实际包括了采样、制样及化验三者的精密度，因而应称为总精密度。

用方差来度量煤的不均匀性，而方差有一重要特性，即加成性，是指2个相互独立的随机变量x和y之和或差的方差，等于它们的方差和或差。

S2 (x±y)= S2x±S2y对煤的采样来说，采制化的总方差S2o就包括采样方差S2s及的制样与化验方差S2da，即S2o＝S2s+S2d a②采样的精密度与选用的概率相关一般情况下，以95％（即显著性水平a为5％）的概率为基准条件。

精密度值越小，则采样难度越大，所采的样品越准确，精密度值越大，就说明采样代表性要求越低。

概率选值越大，越易达到精密度要求。

③采样精密度与采样准确度精密度是指测定值与平均值的偏离程度采样精密度合格，又不存在系统误差准确度是指测定值与真值的偏离程度时，则精密度与准确度可统一起来精密度通常应用P表示，准确度用A表示，但现行标准中仍沿用A 来表示精密度。

2、采样精密度的计算为了对一采样单元的采样精密度进行计算，通常采用多份采样法对一采样单元的煤来说，按要求对所采样品按顺序依次放进6个样品桶中，对比6个分样，分别制样与化验到6个干基灰分Ad值，计算采样精密度PP(%)=±t a.f·S 式（1）1S = (G-M2/n) 式（2）n(n-1)式中：S ——6个分样Ad的标准差t a.f ——统计量t，a为显著性水平，常取0.05；f为自由度= n-1。

由t临界值表查得t0.05,5=2.57G ——各分样灰分值之平方和，即ΣAd2M2——各分样灰分值和之平方，即（ΣAd）2n ——分样数将t a.f、S的值代入公式（1）中，得P(%)=±0.47 G-M2/63、国标对采样精密度的规定（原煤采样精密度的要求最低，精煤要求最高）第四节人工采样的技术要点一、要有足够的子样数（P138）P（％）＝1.96S÷√n子样数是决定采样精密度的关键性因素，要提高采样的精密度，可通过增加子样数来实现（P值越小，采样的精密度越高）二、每个子样要有一定的量采样量的多少取决于煤的最大粒度D，m=0.06Dm——子样量，kgD——煤的最大粒度，mm根据我国的煤质特性，m=0.04D所谓煤的最大粒度，是指在筛分试验中，筛上物产率最接近5％的那个筛子的孔径。

每个子样的质量由煤的最大粒度决定。

三、采样点要正确定位采样点的定位应该均匀分布于被采的全部煤量中。

四、要采用适当的采样工具人工采样一般采用宽250mm，长300mm的尖锹。

按要求，采样工具的开口宽度应为所采煤最大粒度的2.5～3倍，它一次能容纳下5kg的样品。

关于尖锹把手的要求，一般为900mm，也可因人而异。

采样要符合标准要求，首先是采样精密度合格，同时还要求所采样品没有系统误差，才能是真正采集到有代表性的样品。

单纯增加子样数，只能提高采样精密度，并不能保证不产生系统误差，如样品量过少，采样点布置不当，采样工具开口过小都易造成系统误差，从而使所采样品缺少代表性。

第五节火车煤采样技术一、子样数的确定不同品种的煤，在各种运输工具上所采子样数按下表确定：1000t煤最少应采子样数表1当煤量少于1000t时，子样数目按上表规定的数目递减，但至少不能少于下表规定的数目煤量少于1000t的煤最少子样数表2mN＝n√1000式中：N——实际应采子样数，个n ——按表1所规定的子样数，个m ——实际被采样煤量，t由于车皮容量由50t改为60t，所以此公式用于火车及汽车采样时有其局限性。

（作者建议）对火车煤采样时，当煤量大于360t时的原煤，每个车皮上均采集3个子样，对洗煤来说，均采集1个子样，并对其上限作出3000t的建议。

二、子样量的确定每个子样的最小质量应按煤的最大粒度决定。

煤的最大粒度与子样量对一采样单元来说，确定了子样数及每个子样的质量，也就可计算出所采的煤样量。

例：一列火车装原煤1000t，每节车皮均装煤50t，原煤的最大粒度小于50mm，则原煤应采集的样品量为：60×2kg＝120kg三、采样点的定位1、原煤及筛选煤，不论车皮大小至少采集3个子样，按斜线3点布置，3个子样布置在车皮对角线上，其中2个子样各距车角1m，另1个子样在对角线中心。

火车煤采样的斜线3点布置图2、对洗煤来说，则按斜线5点循环方式布置采样点，5个子样布置在车皮对角线上，其中2个子样各距车角1m，其余3个子样等距离分布于1、5点之间。

火置图所谓5点循环法，是每1个车皮上只采集1个子样，如图中点1，第2个车皮上采样点如图中点2……如此反复循环。

它不同于5点法采样。

5点循环法一车采一个子样，5点法一车采5个子样。

当不足5节车皮煤为一采样单元时，依据均匀布点的原则，使每一部分煤都有机会被采出的原则分布子样点。

如一采样单元仅2个车皮的原煤，按要求应采集18个子样，它可以分布在交叉对角线上，即每个车皮的对角线上布置9个点。

又如一采样单元为4节车皮的原煤，18个子样点的布置可以是3节车皮采样各5个子样，按斜线5点法布点，另一节车皮采3个子样，按斜线3点法布点，无论原煤或洗煤，如采用斜线布点采样时，各车皮斜线方向应一致。

同时在采样时，应下控0.4m的采样，采样时将滚落在坑底的煤块及矸石清除干净。

四、采样工具人工采样应使用长（深）300mm，宽250mm的尖锹，它能容纳一个子样的全部煤量。

火车煤采样中常见的问题⑴⑵⑶⑷见P384页。

第六节汽车煤采样技术（国家标准规定）1、采样精密度的要求同火车煤采样2、子样数的确定同火车煤依据表1、表2及计算公式，但由于汽车装煤量多少不等，子样点的布置不好确定，所以作者认为：对汽车煤，一采样单元煤量大于1000t时，仍车车采样，而不宜用公式计算，且上限煤量应为3000t。