GBT 19494.2-2023 煤炭機(jī)械化采樣 第2部分：煤樣的制備

煤炭機(jī)械化采樣第2部分：煤樣的制備Part1:Generalintroduction;ISO13909-4:Mechanicalsampling—Part4:Coal—Preparationoftestsample,國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會前言 I Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 4煤樣制備精密度 25試樣的構(gòu)成 36縮分 4 9空氣干燥 10各種煤樣的制備 12制樣設(shè)備的設(shè)計(jì)要求 Ia)增加了在因條件的限制使制樣和化驗(yàn)方差不易減小的情況下，應(yīng)通過將批煤劃分為更多的采b)增加了試樣的構(gòu)成示意圖(見5.1);e)增加了離線縮分機(jī)械或破碎——縮分聯(lián)合機(jī)械應(yīng)定期進(jìn)行精密度檢驗(yàn)和偏倚試驗(yàn)的規(guī)定(見f)增加了25mm粒度的縮分后試樣最小質(zhì)量的規(guī)定(見表1);g)增加了破碎機(jī)的破碎部分的金屬表面不應(yīng)有接觸的規(guī)定(見第7章);h)刪除了對離線破碎——縮分聯(lián)合機(jī)械進(jìn)行精密度檢驗(yàn)和偏倚試驗(yàn)的規(guī)定(見2004年版的第7章);i)增加了對全自動制樣系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定(見12.5)。Ⅱ?yàn)榱艘?guī)范煤炭機(jī)械化采樣工作，我國在2004年首次發(fā)布了G用不與機(jī)械化采樣系統(tǒng)結(jié)成一體的設(shè)備，以人工或機(jī)械化方法對機(jī)械采樣系統(tǒng)采取的煤樣進(jìn)行2空氣干燥air-drying煤樣在空氣中連續(xù)干燥1h后，煤樣的質(zhì)量變化不超過0.1%時(shí)的狀態(tài)。 (1)煤樣制備精密度為一批煤在95%的置信概率下的制樣和化驗(yàn)總精密度，用制樣和化驗(yàn)方差表示時(shí)以灰分或水分表示的制樣和化驗(yàn)方差Vpr的目標(biāo)值為0.05Pt2,制樣和化驗(yàn)總誤差及各階段產(chǎn)生的誤差(以方差表示),可用GB/T19494.3規(guī)3試樣的構(gòu)成見圖1?？梢杂梢远ū瓤s分法制備到一定階段的縮分后子樣合并而成(見第6章)。4如果初級子樣質(zhì)量接近均勻(即子樣質(zhì)量變異系數(shù)小于20%,且子樣質(zhì)量與煤流流量無相關(guān)性，見段后合并(見第6章)。品質(zhì)參數(shù)值的加權(quán)平均值。各試樣在合并前的縮分應(yīng)采用定比縮分法(見第6章)?？s分是制樣最關(guān)鍵的程序，目的在于減少煤樣量。煤樣縮分可以用機(jī)械方法在線進(jìn)行或離線進(jìn)應(yīng)定期或在下列情況下，按GB/T19494.3規(guī)定方法對離線制樣的縮分機(jī)械或破碎—縮分聯(lián)合機(jī)圖2給出了9種機(jī)械縮分器示例。52—-旋轉(zhuǎn)錐；5——棄樣。b)旋轉(zhuǎn)錐型圖2機(jī)械縮分器示例6注：一鏈?zhǔn)綑C(jī)械上帶有若干接料斗，接料斗以等距離分布并以預(yù)先設(shè)置的時(shí)間周期單向運(yùn)動。接料斗截割下落煤圖2機(jī)械縮分器示例(續(xù))7圖2機(jī)械縮分器示例(續(xù))8g)旋轉(zhuǎn)斜管-漏斗型圖2機(jī)械縮分器示例(續(xù))9圖2機(jī)械縮分器示例(續(xù))6.2.2切割器和切割樣質(zhì)量切割器開口至少應(yīng)為被切割煤標(biāo)稱最大粒度的3倍。單個(gè)子樣縮分時(shí)，各切割樣的質(zhì)量應(yīng)均勻。供入切割器的煤流應(yīng)均勻，切割器開口尺寸和速度應(yīng)恒定。由縮分器引起的粒度離析應(yīng)減小到最低程度。為最大限度地減小偏倚，縮分時(shí)，第1次切割應(yīng)在第1切割間隔內(nèi)隨機(jī)進(jìn)行。對第二和第三縮分器，后一切割器的切割周期不應(yīng)和前一切割器周期重合。對定質(zhì)量縮分，切割間隔應(yīng)隨被縮分煤質(zhì)量而成比例地變化，使縮分后的試樣質(zhì)量基本一致。對定比縮分，切割間隔應(yīng)保持一致，使縮分后試樣質(zhì)量與被縮分煤質(zhì)量成正比。一個(gè)子樣的切割次數(shù)：a)對定質(zhì)量縮分，初級子樣的最少切割次數(shù)為4次，且同一采樣單元的各初級子樣的切割次數(shù)應(yīng)b)對定比縮分，一平均質(zhì)量初級子樣的最少切割次數(shù)為4次；c)縮分后的初級子樣進(jìn)一步縮分時(shí)，每一切割樣至少應(yīng)再切割1次。單個(gè)子樣的縮分和再縮分程序如圖3所示。初級子樣初級子樣n縮分后子樣2圖3子樣和試樣縮分程序示例破碎(需要時(shí))破碎(需要時(shí))破碎(需要時(shí))縮分后子樣n圖3子樣和試樣縮分程序示例(續(xù))縮分后子樣的最小質(zhì)量滿足以下要求：每一縮分階段的全部縮分后子樣合并的總樣的質(zhì)量，應(yīng)大于表1規(guī)定的相應(yīng)采樣目的和標(biāo)稱最大粒度下的質(zhì)量，并滿足公式(2)的要求；如子樣質(zhì)量太少，不能滿足這兩個(gè)要求，則應(yīng)將其進(jìn)一步破碎后再縮分。m=d2×10-3…d——試樣的標(biāo)稱最大粒度，單位為毫米(mm)。全部子樣或縮分后子樣合成煤樣縮分的最少切割次數(shù)為60次?？s分后試樣的最小質(zhì)量(見表1)取決于被縮分煤樣的標(biāo)稱最大粒度、對有關(guān)參數(shù)要求的精密度及一般分析試驗(yàn)和864321687432185321962注1:表中規(guī)定值一般適用于離線制樣的縮分，對標(biāo)稱最大粒度為16mm及以下煤進(jìn)行在線縮分時(shí)，表中規(guī)定質(zhì)注2:表1第2欄規(guī)定的一般分析試驗(yàn)和共用煤樣縮分后最小質(zhì)量，可使由于顆粒特性導(dǎo)0.01,相當(dāng)于0.2%精密度。注3:表1第3欄規(guī)定的全水分煤樣縮分后最小質(zhì)量約為一般分析煤樣的20%,但不能少于0.65kg。注4:表1第4和第5欄規(guī)定的粒度分析煤樣縮分后最小質(zhì)量分別相應(yīng)于1%和2%的縮分精根據(jù)篩上物，即粒度大于標(biāo)稱最大粒度的煤的測定精密度計(jì)算出來的，對其他粒度值。在所有情況下，總縮分精密度都取決于每一試樣縮分階段的縮分方差的總和。 (3)m,o——表1規(guī)定的給定標(biāo)稱最大粒度下的P?！?規(guī)定的給定縮分階段的精密度；二分器是一種簡單而有效的縮分器(結(jié)構(gòu)如圖4)。它由兩組相對交叉排列的格槽及接收器組成。兩側(cè)格槽數(shù)相等，每側(cè)至少8個(gè)。格槽開口尺寸至少為煤樣標(biāo)稱最大粒度的3倍。格槽對水平面的傾圖4二分器棋盤法縮分操作如圖5所示。將煤樣充分混合后，鋪成一厚度不大于煤樣標(biāo)稱最大粒度3倍且均勻的長方塊(見圖5a)]。如煤樣量大，鋪成的長方塊大于2m×2.5m,則應(yīng)鋪2個(gè)或2個(gè)以上質(zhì)量相等的長方塊，并將各長方塊分成20個(gè)以上的小塊(見圖5b)],再從各小塊中分別取樣。取樣應(yīng)使用平底取樣勺和插板(見圖5c)]。取樣勺的開口尺寸至少為煤樣標(biāo)稱最大粒度的3倍，邊高應(yīng)大于煤樣堆厚度。取樣時(shí)，先將插板垂直插入煤樣層至底部，再插入取樣勺至煤樣層底部。將取樣勺向插板方向水平移動至二者合攏，提起取樣勺和插板，取出煤樣(子樣)(見圖5d)]。為保證縮分精密度和防止水分損失，混合和取樣操作應(yīng)迅速，取樣時(shí)樣品不應(yīng)撒落，從各小方塊中取出的子樣量盡可能相等。圖5棋盤縮分法條帶截取縮分法操作如圖6所示。將煤樣充分混合后，順著一個(gè)方向隨機(jī)鋪放成一長帶，帶長至少為寬度的10倍。鋪帶時(shí)，在帶的兩端堵上擋板，使粒度離析只在帶的兩側(cè)產(chǎn)生。然后用一寬度至少為煤樣標(biāo)稱最大粒度3倍，邊高大于煤樣帶厚度的取樣框，沿樣帶長度，每隔一定距離截取一段煤樣為一個(gè)子樣。將所有子樣合并為縮分后煤樣。每一煤樣一般截取20個(gè)子樣。圖6條帶截取法堆錐四分法是一種比較方便的方法，但有粒度離析和水分損失，操作不當(dāng)會產(chǎn)生偏倚。為保證縮分精密度，堆錐時(shí)，應(yīng)將煤樣一小份一小份地從樣堆頂部撒下，緣形成有規(guī)律的粒度分布并倒堆至少3次；攤餅時(shí)，應(yīng)從上到下逐漸拍平或攤平；分樣時(shí)，應(yīng)從圓餅中心劃兩條垂直交叉線，然后沿線將煤樣分開，最好使用十字分樣板。為減少水分損失，操作應(yīng)迅速。堆錐四分法的操作過程如圖7所示。圖7堆錐四分法本方法專用于從全水分煤樣或共用煤樣中采取全水分試樣。如圖8所示，用堆錐法將煤樣摻和一次后攤開成厚度不大于標(biāo)稱最大粒度3倍的圓餅狀，然后用與棋盤法縮分法(見6.3.2)類似的取樣勺從圖8所示的9點(diǎn)中取9個(gè)子樣，合成一全水分試樣。金屬表面間不應(yīng)有接觸，不宜使用圓盤磨和轉(zhuǎn)速大于950r/min的錘式破碎機(jī)和高速球磨機(jī)(大于一種可行的混合方法，是使試樣多次(3次及以上)通過二分器(見6.3.1)或多容器縮分器[見空氣干燥是將煤樣鋪成均勻的薄層，在環(huán)境溫度下使之與大煤樣標(biāo)稱最大粒度的1.5倍或表面負(fù)荷為1g/cm2(哪個(gè)厚度大選用哪個(gè))。表2給出了在環(huán)境溫度小于40℃下，煤樣與大氣濕度達(dá)到平衡所需的時(shí)間。在一般情況下該時(shí)間環(huán)境溫度/℃d)空氣干燥作為全水分測定的一稱量全水分試驗(yàn)煤樣圖9全水分試驗(yàn)煤樣兩階段制備程序圖9所示程序僅為示例，實(shí)際制樣中可根據(jù)具體情況予以調(diào)整。當(dāng)煤樣水分較低而且使用沒有實(shí)質(zhì)性偏倚的破碎縮分機(jī)械時(shí)，可一次破碎到6mm,然后縮分出不少于1.25kg;當(dāng)試樣量和粒度過大時(shí)，也可在破碎到13mm前，增加一個(gè)制樣階段。但各階段的粒度和縮分后試樣質(zhì)量應(yīng)符合6.2.5.2制樣設(shè)備和程序應(yīng)根據(jù)GB/T19494.3規(guī)定進(jìn)行精密度測定和偏倚試驗(yàn)，偏倚試驗(yàn)可采取下述方法之一進(jìn)行。a)與未被破碎的煤樣的水分測定值進(jìn)行對比。但該法只適用于粒度在13mm以下的煤樣。b)與人工多階段制樣—測定(即空氣干燥測定外在水分，再破碎到適當(dāng)粒度測定內(nèi)在水分)的全水分測定值進(jìn)行對比。但應(yīng)使用密封式、空氣流動小的破碎機(jī)和二分器制樣。空氣干燥的目的主要是測定外在水分和在隨后的制樣過程中盡可能減少水分損失。空氣干燥一般應(yīng)在試樣破碎和縮分之前進(jìn)行，在下列情況下可不預(yù)先進(jìn)行空氣干燥：a)煤樣水分較低，制樣過程中不產(chǎn)生水分實(shí)質(zhì)性偏倚；b)試樣量過大，難以全部進(jìn)行空氣干燥時(shí)，可先破碎—縮分到一定階段，再進(jìn)行空氣干燥，但破碎—縮分過程應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)無實(shí)質(zhì)性偏倚；c)試樣粒度過大，難以進(jìn)行空氣干燥，可先破碎到一定粒度再干燥，但破碎過程中不應(yīng)產(chǎn)生全水空氣干燥進(jìn)行到連續(xù)干燥1h后，煤樣的質(zhì)量變化不超過0.1%為止，煤樣的質(zhì)量損失作為其外在圖10一般分析試驗(yàn)煤樣制備程序示例一般分析試驗(yàn)煤樣制備通常分2個(gè)～3個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段由干燥(需要時(shí))、破碎、混合(需要時(shí))和縮分構(gòu)成。必要時(shí)可根據(jù)具體情況增加或減少縮分階段。每個(gè)階段的煤樣粒度和縮分后煤樣質(zhì)量應(yīng)符合6.2.5.2要求?？諝飧稍锏哪康模皇菫榱耸姑簶禹樌ㄟ^破碎和縮分設(shè)備，二是為了避免分析試驗(yàn)過程中煤樣水分發(fā)生變化?？諝飧稍锟稍谌我恢茦与A段進(jìn)行。最后制樣階段前的干燥不要求達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。如煤樣能順利通過破碎和縮分設(shè)備也可不進(jìn)行干燥。但最后制樣階段的空氣干燥應(yīng)達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。一般情況下，各子樣應(yīng)先按第6章和第7章要求破碎到3mm以下再合并成總樣。在可能情況圖12給出了粒度分析試驗(yàn)煤樣制備程序示例。圖12粒度分析和其他試驗(yàn)煤樣制備程序如果原始煤樣的質(zhì)量大于表1規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)稱最大粒度下的質(zhì)量，則可按第6章規(guī)定縮分到不少于表1規(guī)定量?？s分時(shí)煤粒不應(yīng)破碎。如煤樣的標(biāo)稱最大粒度大于切割器開口尺寸的1/3,則應(yīng)篩分出粒度大于切割器開口1/3的這部分單獨(dú)進(jìn)行粒度分析，然后將篩下物縮分到質(zhì)量不少于表1規(guī)定量再進(jìn)行粒度分析。取篩上和篩下物粒度分析的加權(quán)值為最后結(jié)果。10.6其他試驗(yàn)煤樣其他試驗(yàn)用煤樣按10.3和10.4規(guī)定進(jìn)行制備，但其粒度和質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)試驗(yàn)方法的要求，制樣程序如圖12所示。存查煤樣在原始煤樣制備的同時(shí)，用相同的程序于一定的制樣階段分取。存查煤樣盡可能少縮分，縮分到最大可儲存量即可；也不應(yīng)過多破碎，破碎到從表1查到的與最大儲存質(zhì)量相應(yīng)的標(biāo)稱最大粒度即可。存查煤樣的保存時(shí)間可根據(jù)需要確定。商品煤存查煤樣，從報(bào)出結(jié)果之日起，一般應(yīng)保留2個(gè)12制樣設(shè)備的設(shè)計(jì)要求12.1縮分器縮分設(shè)備滿足以下要求：a)有足夠的容量，應(yīng)能完全保留或完全通過整個(gè)試樣而不損失或溢出；b)不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性偏倚，例如不會選擇性地收集(或棄去)顆粒煤或失去水分。在某些情況下應(yīng)為12.2落流縮分機(jī)切割器b)切割器的前緣和后緣應(yīng)在同一平面或同一圓柱面上，該平面或圓柱面最好垂直于煤流的平均c)切割器應(yīng)以均勻的速度通過煤流，任一點(diǎn)的速度變化不應(yīng)超過預(yù)置速度的5%(見12.2.2);f)切割器的開口寬度至少為煤的標(biāo)稱最大粒度的3倍，如切割器為錐形，如某些搖臂式切割隨著切割器切割速度的增加，煤顆粒進(jìn)入切割器的傾斜角增大，從而使切割器的有效開口寬度當(dāng)切割器開口尺寸等于煤的標(biāo)稱最大粒度的3倍時(shí)，切割器的速度不應(yīng)超過0.6m/s;當(dāng)切割器開a)切割器應(yīng)沿與皮帶中心線垂直的平面切取煤流；c)切割器應(yīng)以均勻的速度(各點(diǎn)速度差不大于10%)通過煤流；d)切割器開口尺寸應(yīng)為煤的標(biāo)稱最大粒度的3倍以上；e)切割器應(yīng)有足夠的容量，能容納最大煤流量下切取的整個(gè)子樣；f)切割器邊緣的弧度應(yīng)與皮帶曲率匹配，邊板和后板與皮帶表面應(yīng)保持一最小距離，不直接與皮帶接觸，在后板配有清掃刷子或彈性刮板。橫過皮帶切割器的速度沒有嚴(yán)格規(guī)定，一般情況下，切割器對皮帶的速口尺寸也越大，阻擋煤流的時(shí)間也越短，也越有利于縮分。但速度不應(yīng)太快，否則會使煤塊產(chǎn)生不可接采(制)樣機(jī)械系統(tǒng)宜與相關(guān)工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入運(yùn)行，以保證機(jī)械化采樣系統(tǒng)有最佳的運(yùn)行條件。如果是在已建成的工廠中加采樣系統(tǒng)，則在工程設(shè)計(jì)中不應(yīng)有任何造成采樣系統(tǒng)誤差的情況。采樣和制樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)煤的種類，欲測定的參數(shù)，預(yù)期的子樣數(shù)目、質(zhì)量和采樣頻率按第6章規(guī)定進(jìn)行。制樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和加工應(yīng)滿足以下要求：a)制樣無實(shí)質(zhì)性偏倚且精密度符合要求(見GB/T19494.3);b)能在規(guī)定條件下保持工作能力；c)操作安全，并且安全性符合現(xiàn)場安全規(guī)程要求；d)足夠牢靠，能承受預(yù)期到的最壞工作條件；e)整個(gè)系統(tǒng)，包括縮分器、斜槽、供料器、破碎機(jī)和其他設(shè)備都能自我清洗且無阻塞，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)很少f)能避免試樣污染，例如被以前制樣時(shí)留在機(jī)內(nèi)的試樣污染；g)當(dāng)制備粒度分析試樣時(shí)，粒度減小到最小程度；h)水分和化