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1、,煤炭采样知识讲座,2010.09.,2,煤炭基础知识,3,商品煤采样方法,4,商品煤采样要求及建议,1,煤炭成因和分类,煤炭采样,马上即可开始,煤炭成因和分类,煤化阶段,地壳运动、细菌、高温、高压、经过生物、物理、化学,煤 炭 成 因 和 分 类,泥炭化阶段,褐煤,烟煤、无烟煤,煤炭成因,煤炭成因,植物,煤炭的形成过程,腐泥,褐煤,烟煤,无烟煤,压力,地壳,泥沙,氧氮,炭硬,温度,温度,压力,三大成煤期：(1)古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。(2)中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是
2、被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。,煤的形成年代,煤炭分类,煤炭特性对比,煤炭分类,无烟煤,烟煤,褐煤,按煤化程度分类,年老无烟煤典型无烟煤年轻无烟煤,年老褐煤年轻褐煤,12个煤类，贫煤，贫廋煤，廋煤，焦煤，肥煤，气肥煤，气煤，1/3焦煤，1/2中粘煤，弱粘煤，不粘煤，长焰煤,煤炭分类,贫煤,廋煤,焦煤,肥煤,气煤,长焰煤,褐煤,煤炭分类,按挥发分,低挥发分烟煤（挥发分大于10-20%）中挥发分烟煤（挥发分大于20-28%）中高挥发分烟煤（挥发分大于28-37%）高挥发分烟煤（挥发分大于37%）,烟煤分类,煤炭分类,加工方法和质量,低质煤,原煤,洗选煤,粒级煤,精煤,煤炭
3、分类,动力用煤冶金用煤化工用煤,用途划分,煤炭分类,泥煤和煤泥的概念,泥煤,煤泥,又称泥炭，一种未固结成岩的可燃有机矿物。热值4.28.4MJ/kg左右,泛指湿的煤粉，是湿法选煤产生的粒度在0.5mm以下的副产品。,接下来是,煤炭基础知识,煤的组成,1、煤的组成和性质 有机物质和无机物质两部分组成，主要是有机物质。有机物质可以燃烧。所以也叫可燃体。无机物质主要是水分和各种矿物杂质，通常不能燃烧，降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。煤的性质分为物理性质、化学组成、工艺性能和燃烧性能等。煤的物理性质包括煤岩组成、颜色、光泽、密度、硬度、导电性、导热性、耐热性、磁性、粒度组成、泥
4、化程度等。煤的化学组成包括元素组成和工业分析。,煤的元素组成：煤主要由碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成，还含有少量的氟、氯、砷、硼、铅、汞等元素及微量的锗、镓、钒、铀等稀有元素。碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。随煤化程度增高，碳元素含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可达97%。氢是煤中第二个重要组成元素，占煤质量分数1-6%，越是年青煤，其含量越高。氧元素是组成煤有机质十分重要的元素，越是年青煤，氧元素比例越大，发热量常随氧元素的增高而降低，其含量从1-30%均有。氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5-3%。硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素，它在煤中含量的多少，与煤
5、化程度的高低没有明显关系，其含量从最低的0.1到最高的10%均有。,煤的元素组成,煤的工业分析,煤的工业分析,水分：外在水分 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分 Mf 内在水分 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分 Minh 全水分 煤的外在水分和内在水分的总和 Mt 空气干燥煤样水分 空气干燥煤样（粒度0.2mm）在规定条件下测得水 分 Mad灰分 煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物 A挥发分 煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失 V 固定碳 从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物 FC 焦渣特征 煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性
6、柱状 全硫 煤中无机硫和有机硫的总和 St,煤的工业分析,煤质分析结果表示方法收到基 已收到状态的煤为基准 ar 应用基空气干燥基 与空气湿度达到平衡状态的煤为基准 ad 分析基干燥基 以假想无水状态的煤为基准 d 干基干燥无灰基 以假想无水、无灰状态的煤为基准 daf 可燃基,煤的工业分析,发热量单位：焦耳/克（J/g）千焦/克（KJ/g）兆焦/千克（MJ/Kg）吉焦/吨（GJ/t）1GJ/t=1MJ/Kg=KJ/g=1000J/g1kcal4.1816kJ=0.0041816MJ（20)（1cal是指1g纯水从19.5 加热到20.5 时所吸收的热量）,煤质指标分类,煤质指标分类,煤质指标
7、分类,下面讲的是,商品煤采样方法,商品煤采样方法,变异性,采样工具,采样单元数,采样单元子样数,船 舶 采 样,皮 带 采 样,堆 煤 采 样,商品煤采样方案,采样方法,煤量、煤质,标称最大粒度,不同粒级对应相应子样质量,标称粒度,商品煤采样方法,采样基本概念,煤样：为确定某些特性而从煤中采取的具有代表性的一部分煤。试验煤样：为满足某一特殊试验要求而制备的煤样。采样：从大量煤中采取具有代表性的一部分煤的过程。子样：采样器具操作一次或截取一次煤流全横断面所采取的一份样。总样：从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。分样：由均匀分布于整个采样单元的若干初级子样组成的煤样。采样单元：从一批煤中采取
8、一个总样的煤量。一批煤可以是1个或多个采样单元。连续采样：从每一个采样单元采取一个总样，采样时，子样点以均匀的间隔分布。间断采样：仅从某几个采样单元采取煤样。,商品煤采样方法,采样基本概念,系统采样：按相同的时间、空间或质量间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随 机采取，其余的子样按选定的间隔采取。随机采样：在采取子样时，对采样的部位和时间均不施加任何人为的意志，能使任何部 位的煤都有机会采出。质量基采样：从煤流中按一定的质量间隔采取子样，子样的质量固定。时间基采样：从煤流中按一定时间间隔采取子样，子样的质量与采样时的煤流量成正比分层随机采样：在质量基采样和时间基采样划分质量或时间间隔内随
9、机采取一个子样多份采样：按一定的间隔采取子样，并将它们轮流放入不同的容器中构成两个或两个以 上质量接近的煤样。双份采样：按一定的间隔采取子样，并将它们交替放入两个不同的容器中构成两个质量 接近的煤样。标称最大粒度：与筛上累计质量分数最接近（但不大于）5%的筛子相应的筛孔尺寸。精密度：在规定条件下所得的独立试验结果间的符合程度。,采样工具：采样器具的开口宽度应满足公式（1）的要求且不小于30 mm：W3d（1）式中：W 采样器具开口端横截面的最小宽度，单位为毫米（mm）；d 煤的标称最大粒度，单位为毫米（mm）。应至少能容纳1个子样煤量，且不被试样充满，煤不会从器具中溢出或泄漏；如果用于落流采样
10、，采样器开口的长度大于截取煤流的全宽度（前后移动截取时）或全厚度（左右移动截取时）；子样抽取过程中，不会将大块的煤或矸石等推到一旁；粘附在器具上的湿煤应尽量少且易除去。,商品煤采样方法,不锈钢采样铲（平口铲）,采样斗、采样铲、探管、手工螺旋钻、人工切割斗、停带采样框。,采样工具：,商品煤采样方法,铲的底板头部可为尖形,参考尺寸 大铲：长*宽*高300MM*300MM*100MM 小铲：长*宽*高300MM*150MM*100MM,商品煤采样方法,采样精密度,采样单元 商品煤分品种以1000t为一采样单元。当批煤量不足1000t或大于1000t时，可根据实际情况，以下煤量为一采样单元：a)一列火
11、车装载的煤；b)一船装载的煤；c)一车或一船舱装载的煤；d)一段时间内发送或接收的煤。如需进行单批煤质量核对，应对同一采样单元煤进行采样、制样和化验。,商品煤采样方法,商品煤采样方法,采样单元子样分类,小于1000t,商品煤采样方法,基本采样单元子样数,商品煤采样方法,当煤量少于1000吨时，按表二2规定子样数按比例递减，但最少不应少于表3规定数。,煤量超过1000t的子样数目按下式计算：N=n M10001式中 N实际应采子样数目，个；n表2中规定的子样数目，个；M实际发运煤量，t。,商品煤采样方法,采样单元煤量大于1000t时的子样数,子样最小质量 机械采样装置采取的子样质量为采样器动作一
12、次所采集到的煤流全断面的实 际煤样量，不受表4规定限制。采样器一次所采集到的子样质量计算如下：皮带端部采取的子样最小质量按下式计算，但最少不小于0.5 kg ma=0.06d(2)式中ma子样最小质量，单位为kg；d被采样煤标称最大料度，单位为mm；,商品煤采样方法,商品煤采样方法,部分粒度的初级子样最小质量(表4),商品煤采样方法,一般煤样总样、全水分总样/缩分后总样最小质量(表4),商品煤采样方法,粒度分析总样的最小质量,采样方案建立的基本程序,a)确定煤源、批量；b)确定欲测定的参数和需要的试样类型；c)确定煤的标称最大粒度、总样和子样的最小质量；注：标称最大粒度可参考有关发货单确定或目
13、视估计，最好用筛分试验测定。d)确定或假定要求的精密度；e)测定或假定煤的变异性f)确定采样单元数和采样单元的子样数；g)决定所用的采样方法：连续采样或间断采样；h)决定采样方式和采样基：系统采样、随机采样或分层随机采样；时间基采样或质量基采样，并确定采样间隔（min或t）；i)决定采样的地点；j)决定将子样合并成总样的方法和制样方法。,商品煤采样方法,皮带中移动煤流系统采样方法 1、子样应均匀按时间基质量基分布于整个采样单元中。2、用铲取样时，铲子只能在煤流中穿过1 次，即只能在进入或撤出煤流时取样，不能进、出都取样。3、人工铲取煤样时，皮带的移动速度不能大（一般不超过1.5m/s)，并且保
14、证安全。4、应尽量避免煤流的负荷和品质变化周期与采样器的周期重合，以免导致采样偏倚。如果避免不了，则应采用分层随机采样方式。5、如果预先计算的子样数已采够，但该采样单元煤尚未流完，则应继续采样，直至结束。,1、安全2、时间基3、避免重合,商品煤采样方法,皮带中移动煤流分层随机采样 采样过程中煤的品质可能会发生周期性的变化，应避免其变化周期与子样采取周期重合，否则将会带来不可接受的采样偏倚。为此可采用分层随机采样方法。分层随机采样而是在预先划分的时间或质量间隔内以随机时间或质量采取子样。子样分布 子样在预先设定的每一时间间隔（时间基采样）或质量间隔（质量基采样）内随机采取。时间基采样 将每一时间
15、间隔从0到该间隔结束的时间（s或min）划分成若干段，用随机方法，如抽签，决定各个时间间隔内采样时间段，到此时间数时抽取子样。质量基采样 将每一质量间隔从0到该间隔结束的质量（t）数划分成若干段，用随机方法，如抽签，决定各个质量间隔内的采样质量段，到此质量数时抽取子样。,商品煤采样方法,皮带中落流采样法 1、该方法不适用于煤流量在400t/h以上的系统。2、煤样在传送皮带转输点的下落煤流中采取。3、采样装置应尽可能以恒定小于0.6m/s的速度横向切过煤流。采样器的开口应当至少是煤标称最大粒度的3倍并不小于30mm，采样器容量应足够大，子样不会充满采样器。采出的子样应没有不适当的物理损失。4、采
16、样时，使采样斗沿煤流长度或厚度方向一次通过煤流截取一个子样。为安全和方便，可将采样斗置于一支架上，并可沿支架横杆从左至右（或相反）或从前至后（或相反）移动采样。,1、下落煤流中采取 2、一次性截取,商品煤采样方法,停皮带采样法从停止的皮带上取出一全横截段作为一子样，是唯一能够确保所有颗粒都能采到的、从而不存在偏倚的方法，是核对其它方法的参比方法。子样采取 停皮带子样在固定位置、用专用采样框采取。采样时，将采样框放在静止皮带的煤流上，并使两边板与皮带中心线垂直。将边板插入煤流至底缘与皮带接触，然后将两边板间煤全部收集。阻挡边板插入的煤粒按左取右舍或者相反的方式处理，即阻挡左边板插入的煤粒收入煤样
17、，阻挡右边板插入的煤粒弃去，或者相反。开始采样怎样取舍，在整个采样过程中也怎样取舍。粘在采样框上的煤应刮入试样中。,采样精确纠偏方法繁琐不实际,商品煤采样方法,移动煤流中按时间基或质量基采样进行。按式（2）或（3）计算。,按时间基采样,质量基采样,船舶运输煤样采样方法,船上采样 船上不直接采取仲裁煤样和进出口煤样，一般也不直接采取其他商品煤样，而应在装（卸）煤过程中于皮带输送机煤流中或其他装（卸）工具，如汽车上采样。直接在船上采样，一般以1 仓煤为1 采样单元，也可将1 仓煤分成若干采样单元。子样数目和子样质量按采样基本原则规定确定。,非仲裁法煤变异性小可用,船舶运输煤样采样方法,静止煤采样原
18、则（船舶采样）1、直接从静止煤中采样时，应采取全深度试样或不同深度（上、中、下或上、下）的试样；在能够保证运载工具中的煤的品质均匀且无不同品质的煤分层装载时，也可从运载工具顶部采样。2、经过运输后采样时，应挖坑至0.4m0.5m采样，取样前应将滚落在坑底的煤块和矸石清除干净。子样应尽可能均匀布置在采样面上，要注意在处理过程（如装卸）中离析导致的大块堆积（如在车角或车壁附近的堆积）。4、采样时，采样器应不被试样充满或从中溢出，而且子样应一次采出，多不扔，少不补。5、采取子样时，采样铲应从采样表面垂直（或成一定倾角）插入。采取子样时不应有意地将大块物料（煤或矸石）推到一旁。,船舶运输煤样采样方法,
19、子样布置,系统采样法 将采样车厢/驳船表面分成若干面积相等的小块并编号，然后依次轮流从各车/船的各个小块中部采取1个子样，第一个子样从第一车/船的小块中随机采取，其余子样顺序从后继车/船中轮流采取。,船舶运输煤样采样方法,系统布点图,船舶运输煤样采样方法,随机采样法 将采样车厢/驳船表面划分成若干小块并编号。制作数量与小块数相等的牌子并编号，一个牌子对应于一个小块。将牌子放入一个袋子中。决定第1个采样车/船的子样位置时，从袋中取出数量与需从该车/船采取的子样数相等的牌子，并从与牌号相应的小块中采取子样，然后将抽出的牌子放入另一个袋子中；决定第2个采样车/船的子样位置时，从原袋剩余的牌子中，抽取
20、数量与需从该车/船采取的子样数相等的牌子，并从与牌号相应的小块中采取子样。以同样的方法，决定其它各车/船的子样位置。当原袋中牌子取完时，反过来从另一袋子中抽取牌子，再放回原袋。如是交替，直到采样完毕。,子样布置,船舶运输煤样采样方法,子样点布置：（参考）将船仓分成2 3 层（每3 4m 分一层），将子样均匀分布在各层表面上。下图为分3层采样的分层例子：,煤堆采样方法,煤堆采样 子样点布置 a)在堆/卸煤新工作面、刚卸下小煤堆采样时，根据煤堆形状大小，将工作面或煤堆表面划分成若干区，将区分成若干面积相等小块（煤堆底部的小块应距地面0.5m），用系统采样法或随机采样法决定采样区和每区采样点（小块）
21、位置，每一小块采取1个全深度或深部或顶部煤样，非新工作面采样应先除去0.2m表面层；b）在斗式装载机卸下煤中采样时，将煤样卸在一干净表面上，然后按a)法采样。当经常对同一煤源、品质稳定的大批量煤（如港口入港煤）进行采样时，可用间断采样方法。采用间断采样方法时应事先征得有关方同意。,1、迁移中取 2、高度2米3、偏倚性大4、非仲裁法,即将结束，请继续关注,商品煤采样原则和要求,采样原则：1、宁多勿少，确定子样。煤炭采样和制样的目的,是为了获得一个有代表性的试验煤样。2、均匀布点，机率均等。采样的基本要求,是被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。3、综合分析
22、，区别对待：煤的变异性；从该批煤中采取的总样数目；每个总样的子样数目；与标称最大粒度相应的试样质量。,商品煤采样原则,商品煤采样要求,采样单元和总样的分配要合理 如果我们所要采的煤样的粒度是不均匀的，如原煤、筛选煤、混煤等，我们就应根据煤量将该批煤划分为几个采样单元。有几个采样单元就有几个总样，分别对这几个总样进行化验，就可以直观地表达出这整批煤的质量。这一质量结果就比只把这一批煤做为一个采样单元，只出一个总样的质量结果代表性要强。,煤样的子样数目与分布的确定要合理 根据煤的品种、数量及采样方法，我们可以合理地确定子样数目。如果需要根据灰分大小来确定子样数目，而我们又不知道被采煤的灰分，我们应
23、采取“宁多不少”的原则来确定子样数目，如原煤、筛选煤，应按灰分大于20%来确定。子样数目确定后，我们要布置子样点。子样点的布置要按照“均匀布点，使每一部分煤都有机会被采出”为原则。,商品煤采样要求,商品煤采样要求,煤样的子样量与间隔时间要均匀相等 子样的质量是根据所采煤的最大标称粒度来确定的。如果我们采样时不知道该煤的最大标称粒度，也应采取“宁多不少”的原则来确定子样量，应按照该煤中的最大粒度来确定或按粒度大于100mm来确定。子样质量确定后，采样时必须保证每个子样的质量大致均匀相等，否则代表性就较差。所采第一点的子样量是多少，其后所采各点的子样量应与之相同，各点子样量必须保持一致。否则，其加
24、权平均质量结果就会偏离真值，其反映结果的准确性就较差。在皮带上采样除质量相等外，还要按照相等的时间间隔来采样。第一个子样点随机采取，而其余各子样点要按照选定的相等的时间间隔来采样，即时间间隔要均匀。,商品煤采样注意事项,1、采取总样量按标称粒度和来煤量计算通常低于粒度要求的最小的采样量，此时应增加采样子样个数，并平均分配到采样过程中，以达到允许最小采样量的要求。2、采样工具的开口尺寸应当为被采样煤标称粒度3倍，不同的煤样粒度应有不同的采样工具。3、人工采样时要将坑底的煤块和矸石清除干净，注意抽取子样时不要让大块由铲子中滑落或从铲外进入，每个子样量应大致相等。全部装入盛样桶中，立即盖上桶盖（夏天），杜绝将采样铲插入取样桶等待下一次取样。4、对于粒度子样应一次采出，多不扔，少不补。5、如粒度大于150mm的大块物料（煤或矸石）质量分数超过5%。采样时不应故意推开，应采入子样中。制样时分开制样，按照比率加权计算热值。,商品煤采样注意事项,6、2008新国标突出在柱状面取样，96标准突出在表面取样。7、采样完毕应将采样中观察到的任何异常情况在采样中说明。8、皮带采样时，因皮带运动，煤带分布不均，应尽可能全断面或按皮带左右或左、中、右交错进行。,Thank You!,END,
