煤炭采樣講稿

1、11.煤的形成和分類2.采樣相關(guān)概念3.GB 475-2008規(guī)定的基本采樣方案4.采樣方案的設(shè)計程序5.采樣方法和采樣工具6.各種采樣方式的工作流程21 1煤的形成煤的形成 煤是由古生植物經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)和地球化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的固體有機可燃礦產(chǎn)。 其形成大體分為兩個階段泥炭化階段和煤化階段。古生植物古生植物泥炭泥炭褐煤褐煤煙煤煙煤無煙煤無煙煤泥炭化泥炭化作用作用成巖成巖作用作用變質(zhì)變質(zhì)作用作用變質(zhì)變質(zhì)作用作用 國家標(biāo)準(zhǔn)GB5751中國煤炭分類，先按煤的煤化(變質(zhì))程度將所有的煤分成了三大類，即：無煙煤、煙煤和褐煤。 按各類煤的煤化程度和工業(yè)利用途徑分別分出若干個小類，無煙煤分為無

2、煙煤一、二、三號；煙煤分為貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、長焰煤共12個煤類；褐煤分為褐煤一、二號。 褐煤（HM）是煤化程度最低的一類煤。外觀呈褐色到黑色，光澤暗淡或呈瀝青光澤，含有較高的內(nèi)在水分和不同數(shù)量的腐植酸，在空氣中易風(fēng)化碎裂，發(fā)熱量低，揮發(fā)分Vdaf大于37%。褐煤一般作為燃料使用，也可作為加壓氣化、低溫干餾的原料，并用它來萃取褐煤蠟。煙煤（YM）是煤化程度高于褐煤而低于無煙煤的一類煤。黑色，不含腐植酸。從有瀝青光澤、玻璃光澤到金剛光澤。條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，可明顯區(qū)別煤巖成分。揮發(fā)分產(chǎn)率范圍寬（Vdaf大于10%），恒濕無灰基高位發(fā)

3、熱量大于24 MJ/kg。單獨煉焦時從不結(jié)焦到強結(jié)焦均有，燃燒時有煙。煙煤的主要分類指標(biāo)為Vdaf和G，對強粘結(jié)煤用膠質(zhì)層最大厚度Y值或奧阿膨脹度b值作為輔助分類指標(biāo)。煙煤分有不粘煤、弱粘煤、長焰煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤和貧煤。長焰煤（CY）是煙煤中煤化程度最低、揮發(fā)分最高（Vdaf大于37%）、粘結(jié)性很弱（G小于35）的一類煤。受熱后一般不結(jié)焦，燃燒時火焰長為其特征，是較好的動力用燃料和氣化、液化原料。不粘煤（BN）是煤化程度較低、揮發(fā)分范圍較寬（Vdaf大于20%到37%）、無粘結(jié)性或G值不大于5的煤。在我國，這類煤的顯微組分中由于有較多的惰質(zhì)組

4、，表現(xiàn)出沒有粘結(jié)性，它用作燃料和氣化原料。弱粘煤（RN）煤化程度較低，揮發(fā)分范圍較寬（Vdaf大于20%到37%），受熱后形成的膠質(zhì)體很少。由于這類煤的顯微組分中惰質(zhì)含量較多，粘結(jié)性微弱，G大于5到30，介于不粘煤和1/2中粘煤之間。主要作氣化原料和燃料1/2中粘煤（1/2ZN）：我國這類煤的資源很少。它是煤化程度較低、揮發(fā)分范圍較寬（Vdaf大于20%到37%）、受熱后形成的膠質(zhì)體較少、其粘結(jié)性（G=3050）介于氣煤和弱粘煤之間的一種過渡性煤類。其中粘結(jié)性較好的可用作配煤煉焦的原料，粘結(jié)性差的可作氣化原料或燃料。氣煤（QM）屬于煤化程度較低、揮發(fā)分較高的煙煤。氣煤分有兩組：一組是Vdaf大

5、于37%、G大于35，Y值不大于25mm，其特點是揮發(fā)分特別高，而粘結(jié)性強弱不等；第二組的Vdaf大于28%到37%，G大于50到65，其特點是粘結(jié)性中等而揮發(fā)分高。氣煤單獨煉焦時煉出的焦炭呈細(xì)長狀，有較多的縱裂紋，易碎，其強度和耐磨性均較差。但煉焦時能產(chǎn)生較多的煤氣、焦油與其他化工產(chǎn)品，多數(shù)作動力用煤或配合用于煉焦，也是生產(chǎn)干餾煤氣的好原料。氣肥煤（QF）是煤化程度和氣煤相近、揮發(fā)分高（Vdaf大于37%）、粘結(jié)性強（Y值大于25mm）的煙煤。單獨煉焦時能產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體和煤氣，因為析出的氣體過多，不能生成致密、高強度的焦炭。通常用作煉焦配煤或作為生產(chǎn)干餾煤氣的原料。1/3焦煤（1/3JM）

6、屬煤化程度中等，性質(zhì)介于氣煤、肥煤與焦煤之間的過渡煤類，是中等或較高揮發(fā)分的強粘結(jié)性煤。Vdaf大于28%37%，G大于65，Y不大于25mm。單獨煉焦時煉出的焦炭強度較高，是配煤煉焦的好原料。肥煤（FM）是煤化程度中等的煙煤。受熱到一定溫度能產(chǎn)生較多的膠質(zhì)體，且有極強的粘結(jié)性。Vdaf大于10%37%，膠質(zhì)層最大厚度Y值大于25mm。單獨煉焦時，能產(chǎn)生熔融良好的焦炭，焦炭耐磨性特別好。但焦炭有較多的橫裂紋，焦根部分有蜂焦，其抗碎強度比焦煤煉得的焦炭稍差，是配煤煉焦中的重要煤類，但不宜單獨使用。焦煤（JM）是煙煤中煤化程度中等或偏高的一類煤，中等揮發(fā)分和有較好的粘結(jié)性。受熱后能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性好的

7、膠質(zhì)體。單獨煉焦時，可煉成熔融性好、塊度大、裂紋少、抗碎強度高、耐磨性好的焦炭，是一種優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤。焦煤分有兩組：一組Vdaf大于10%28%、G值大于65、Y值小于25mm，這組煤的結(jié)焦性特別好，可單獨煉出合格的冶金焦；另一組Vdaf大于20%28%，G為5065，結(jié)焦性比前一組焦煤差。瘦煤（SM）是煙煤中煤化程度較高、揮發(fā)分較低的一類煤。Vdaf大于10%20%，粘結(jié)指數(shù)G值大于2065。受熱后能產(chǎn)生一定數(shù)量的膠質(zhì)體，單獨煉焦時，能煉出熔融性較差、耐磨性不好、裂紋少、塊度較大的焦炭。我國這類煤的資源不多，所以多數(shù)作為煉焦配煤的原料，也可作民用和動力燃料。貧瘦煤（PS）是煙煤中煤化程度較高

8、、揮發(fā)分較低的一類煤。Vdaf大于10%20%，受熱后只產(chǎn)生很少量的膠質(zhì)體，粘結(jié)性差，G大于520，其性質(zhì)介于貧煤與瘦煤之間。這類煤大部分作民用和動力燃料，少量也用于氣化。 貧煤（PM）是煙煤中煤化程度最高、揮發(fā)分最低且接近無煙煤的一類煤。Vdaf大于10%20%，G值不大于5。國外煤分類中有的稱它為半無煙煤，燃燒時火焰短，但熱值較高，沒有粘結(jié)性，受熱后不產(chǎn)生膠質(zhì)體，不能結(jié)焦，多數(shù)用作動力或民用燃料。無煙煤（WY）是煤化程度最高的一類煤。揮發(fā)分低，Vdaf不大于10%，含碳量最高，有較強光澤，硬度高且密度大，燃點高，無粘結(jié)性，燃燒時無煙，是較好的民用燃料和工業(yè)原料。按揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf和氫含量

9、Hdaf，無煙煤分有三小類：Vdaf小于3.5%的為無煙煤一號，多數(shù)用作碳素材料等；Vdaf大于3.5%6.5%的為無煙煤二號，是國內(nèi)生產(chǎn)合成煤氣的主要原料；Vdaf大于6.5%的為無煙煤三號，可作為高爐噴吹燃料。灰分較低無煙煤是生產(chǎn)煤基吸附材料的好原料華夏力鴻目前開展的煤炭檢驗的基本內(nèi)容：1.采樣 人工煤堆分層采樣、機械化采樣；裝船和卸車采樣；垛場采樣和火車頂部采樣。2.制樣 大樣系統(tǒng)樣品制備、小型制樣設(shè)備制樣3.化驗化驗項目：全水分、分析水分、灰分、揮發(fā)分、全硫、發(fā)熱量、氫、煤灰熔融性、煙煤膠質(zhì)層指數(shù)、煙煤黏結(jié)指數(shù)。以后還有可磨性指數(shù)和粒度分析。煤炭檢測包括采樣、制樣、化驗三個環(huán)節(jié)，采樣是

10、煤炭檢測的第一個環(huán)節(jié)，也是最重要的一個環(huán)節(jié)；根據(jù)實踐的統(tǒng)計，在整個煤炭檢測流程中若誤差用方差來表示的話，則采樣誤差占80%，制樣誤差占16%，化驗誤差占4%。采樣的定義，采樣的目的和基本原則A.采樣：從大量煤中采取具有代表性的一部分煤的過程；B.采樣的目的：獲得一個其組成和特性都能代表被采樣批煤的煤樣；C.采樣的基本原則：被采樣批煤所有顆粒都可能進(jìn)入采樣設(shè)備，每一顆粒都有相等的幾率被采入試樣中。22現(xiàn)階段煤炭采樣主要有兩種方式：人工采樣和機械化采樣。人工采樣主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB475-2008商品煤樣人工采取方法。機械化采樣依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19494-2004煤炭機械化采樣。1.1 煤樣：為確定

11、某些特性而從煤中采取的具有代表性的一部分煤；1.2 子樣：采樣器具操作一次或截取一次煤流全橫截段所采取的一份樣；1.3 總樣：從一個采樣單元采取的全部子樣合并成的煤樣；241.1.采樣相關(guān)的概念采樣相關(guān)的概念1.4 采樣單元：從一批煤中采取一個總樣的煤量。一批煤可以是一個或多個采樣單元；1.5 標(biāo)稱最大粒度：與篩上物累計質(zhì)量分?jǐn)?shù)最接近（但不大于）5%的篩子相應(yīng)的篩孔尺寸；1.6 精密度：在規(guī)定條件下所得獨立試驗結(jié)果間的符合程度；251.1.采樣相關(guān)的概念采樣相關(guān)的概念1.7 系統(tǒng)采樣：按相同的時間、空間或質(zhì)量間隔采取子樣，第一個子樣在第一時間間隔內(nèi)隨機采取，其余的子樣按選定的間隔采取；1.8

12、隨機采樣：對采樣的部位或時間不施加任何人為的標(biāo)志，是任何部位的煤都有機會采出；261.1.采樣相關(guān)的概念采樣相關(guān)的概念1.9 時間基采樣：煤流中采樣時，每個子樣的位置用一時間間隔來確定，子樣質(zhì)量與采樣時的煤流量成正比；1.10 質(zhì)量基采樣：從煤流中或靜止煤中采取子樣，每個子樣的位置用一質(zhì)量間隔來確定，子樣質(zhì)量固定。GB475-2008商品煤樣人工采取方法是現(xiàn)行有效的人工采樣國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了商品煤樣人工采取相關(guān)的概念定義、基本采樣方案、采樣方式、采樣工具等。采樣原則上要求按照GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案進(jìn)行，在特殊情況下，取得有關(guān)方的同意后可以另行設(shè)計專用采樣方案：A.采樣精密度

13、用灰分以外的煤質(zhì)特性參數(shù)表示時；B.要求的精密度小于GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案放入要求值時；C.經(jīng)有關(guān)方同意需另行設(shè)計采樣方案時。292.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案1.采樣精密度 原煤 篩選煤 Ad20% Ad20% 精煤其他洗煤1/10 Ad,但不小于1% 2% 1%1.5%302.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案為保證采樣精密度達(dá)到要求，制定采樣方案時應(yīng)考慮的因素：1.煤炭品質(zhì)變異性2.從該批煤中采取的總樣數(shù)3.每個總樣包括的子樣數(shù)4.與煤炭標(biāo)稱最大粒度相應(yīng)的總樣和子樣質(zhì)量31

14、2.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案采樣單元的劃分：1.商品煤分煤種、以1000t一基本采樣單元；2.但批量不足1000t或大于1000t是可以根據(jù)實際情況以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一車或一船裝載的煤；d一段時間內(nèi)發(fā)送或接收的煤；一批煤可以作為一個采樣單元，也可以按下式劃分為m個采樣單元：m= M-被采批煤重量。實踐證明將一批煤分為若干個采樣單元時，采樣精密度優(yōu)于作為一個采樣單元時的采樣精密度。321 0 0 0M2.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案品種灰分范圍A

15、d采樣地點煤流 火車汽車 煤堆 船舶原煤、篩選煤20%606060606020%3060606060精煤-1520202020其他洗煤（包括中煤）-2020202020332.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案 表表1 1 基本采樣單元（基本采樣單元（1000t1000t）應(yīng)采最少子樣數(shù)）應(yīng)采最少子樣數(shù)品種灰分范圍Ad采樣地點煤流 火車 汽車煤堆船舶原煤、篩選煤20%181818303020%1018183030精煤-1010101010其他洗煤（包括中煤）-1010101010342.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案

16、規(guī)定的基本采樣方案采樣單元批量少于采樣單元批量少于1000t1000t時，采取的子樣數(shù)應(yīng)按比時，采取的子樣數(shù)應(yīng)按比例遞減，但不能少于下表例遞減，但不能少于下表2 2規(guī)定規(guī)定子樣數(shù)的計算：采樣單元煤量大于1000t時的子樣數(shù)按下式計算：N應(yīng)采取子樣數(shù)n基本采樣單元規(guī)定最少子樣數(shù)M被采批煤重量,t1000MNn352.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣方案規(guī)定的基本采樣方案采樣單元煤量小于1000t時的子樣數(shù)按下式計算：N應(yīng)采取子樣數(shù)n基本采樣單元規(guī)定最少子樣數(shù)M被采批煤重量,t1000MnN舉例1：750噸煤時，采取的子樣為多少？最少采取45個子樣。不能按表2采30個。4

17、5100075060N例2：如150噸煤，需要采取多少個子樣？按公式計算得出9，此時不能采9個，需要采30個，因為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定少于1000噸的煤至少要采30個子樣。換句話說，煤量再少，也不能少于30個子樣。9100015060N根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，煤樣粒度在15015010010050502525篩上物產(chǎn)率/%1235.488.6總樣的最小質(zhì)量標(biāo)稱最大粒度/mm一般煤樣和共用煤樣/kg全水分煤樣/kg15026005001001025190805651055017035254081315363.751.2530.700.6510.10 -422.GB475-20082.GB475-2008規(guī)定的基本采樣

18、方案規(guī)定的基本采樣方案1）確定被采樣煤的煤源、批量和標(biāo)稱最大粒度。2）確定欲測定的參數(shù)和需要的試樣類型。3）確定或假定要求的精密度。4）確定采樣單元數(shù)5）確定每個采樣單元的子樣數(shù)。8）根據(jù)煤的標(biāo)稱最大粒度確定總樣和子樣的最小質(zhì)量。433.3.采樣方案的建立程序采樣方案的建立程序移動煤流采樣落流采樣法：煤樣在傳送皮帶轉(zhuǎn)輸點的下落煤流中采取。不適用于煤流量在400t/h以上的系統(tǒng)中。一般采用系統(tǒng)采樣法，子樣分布：第一個子樣在第一個時間/質(zhì)量間隔內(nèi)隨機采取，其余子樣按相等的時間/質(zhì)量間隔采取。子樣間隔：時間基采樣t ，質(zhì)量基采樣m 4460 MG nMn4.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具停

19、皮帶采樣方法：從靜止的皮帶上取出一全橫截段作為一子樣，保證所有的顆粒都能采到的，從而不存在偏倚的方法，一般用作核對其他方法的參比方法。一般情況下，停皮帶采樣操作是不實際的，該方法只在偏倚試驗時作為參比方法使用。454.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具靜止煤采樣方法靜止煤采樣包括火車采樣、汽車采樣和煤堆采樣。靜止煤采樣應(yīng)首選在裝/堆煤或卸煤過程中進(jìn)行，如不具備在裝煤或卸煤過程中采樣的條件也可對靜止煤直接采樣。直接從靜止煤中采樣時，應(yīng)采取全深度試樣或不同深度試樣；在能夠保證煤的品質(zhì)均勻且無不同品質(zhì)的煤分層裝載時，也可以從運載工具頂部采取。464.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具火車

20、采樣、汽車采樣：一般采用頂部采樣方式，應(yīng)在裝車后立即采樣，在經(jīng)長途運輸以后采樣時，應(yīng)挖坑至0.40.5m后采樣，剝除表面風(fēng)干氧化層，取樣前應(yīng)將滾落在坑底的煤塊和矸石清除干凈。采用系統(tǒng)采樣法或隨機采樣方法。471 14 47 710101313258111436912154.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具煤堆采樣煤堆的采樣應(yīng)該在堆堆或卸堆的過程中，或在遷移煤堆的過程中，在堆/卸過程中的各新工作面上采取子樣。不要直接在靜止的、高度超過2m的大煤堆上采樣。子樣點的布置:在堆/卸煤的新工作面情況下，采樣時應(yīng)先除去0.2m的表面層。新工作面上采樣時，將新工作面劃分為若干面積相等的小塊，用系統(tǒng)采

21、樣法或隨機采樣法決定每個子樣的位置。484.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具人工采樣工具必須滿足以下要求：A.采樣器開口尺寸應(yīng)滿足下式要求，且不小于30mm：W3d，式中W為采樣器開口端橫截面最小寬度，mm；d為被采樣煤的標(biāo)稱最大粒度。B.采樣器的容量應(yīng)至少能容納一個子樣的煤量，試樣不溢出、不泄露。C.子樣采取時，不會將大塊煤或矸石推開不采。D.粘附在采樣器上的濕煤應(yīng)盡量少且易除去。E.所有采樣器應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行偏倚試驗，證明無實質(zhì)性偏倚后方可使用。494.4.采樣方法和采樣工具采樣方法和采樣工具5.1裝船分層人工采樣5.2火車頂部人工采樣5.3煤堆表面人工采樣5.4汽車集港人工采樣5.5

22、機械化采樣505.5.不同采樣方式的采樣流程不同采樣方式的采樣流程裝船/車人工分層采樣流程圖1.劃分采樣單元2.根據(jù)每個單元重量計算出應(yīng)采取的子樣數(shù)。3.把應(yīng)采取的子樣數(shù)按系統(tǒng)采樣法，相同的間隔均勻布在新工作面上。4.人工操作一次性采取要求質(zhì)量的試樣。515.15.1裝船裝船/ /車分層人工采樣車分層人工采樣1.根據(jù)批煤重量計算出應(yīng)采子樣數(shù)。2.根據(jù)車廂數(shù)目，計算出每個車廂應(yīng)采取的子樣數(shù)目。3.把每個車廂應(yīng)采取的子樣按系統(tǒng)采樣法或隨機采樣法分布在每個車廂頂部。4.人工操作采樣工具一次性采取要求質(zhì)量的子樣。531 14 47 710101313258111436912155.25.2火車頂部人工采樣火車頂部人工采樣如一個車廂采取2個以上的子樣，可以將車廂分成15或18個小塊并編號，同時將2個或2個以上的小塊分為一組. A B C D E F147101316258111417369121518 人工垛表面采樣根據(jù)垛的重量計算出子樣數(shù)，把子樣數(shù)分多層按一定的比例布在各層的表面上。在煤質(zhì)不