探究基于輸煤皮帶進(jìn)行煤炭采樣的現(xiàn)狀及改進(jìn)策略

喬墩

（盛虹煉化（連云港）有限公司，江蘇 連云港 222000）

目前，在我國的絕大多數(shù)煤礦、選煤廠以及活性炭公司中，對(duì)煤炭的運(yùn)輸采用皮帶輸送方式為主，這就決定了煤炭皮帶輸送采樣的應(yīng)用逐漸增加。隨著不同產(chǎn)業(yè)的用煤需求，煤炭采樣的國家標(biāo)準(zhǔn)還需要根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)、不同采樣方式進(jìn)一步細(xì)化和完善。因此，皮帶輸送采樣技術(shù)的研究對(duì)于我國煤炭產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

一、基于輸煤皮帶進(jìn)行煤炭采樣的現(xiàn)狀

煤炭作為我國的主體能源之一，其采樣制樣技術(shù)發(fā)展一直以來都深受重視。相比于國外，雖然我國煤炭輸送采樣設(shè)備的研究起步較晚，但經(jīng)過不斷的努力也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。新中國成立初期，我國煤炭生產(chǎn)基本依靠人力和畜力，在對(duì)煤炭的采樣中更是完全依靠于人工采樣。20 世紀(jì) 60 年代后，我國開始從國外引進(jìn)大批煤炭生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，一些國外較為簡(jiǎn)易的皮帶輸送采樣技術(shù)也被引進(jìn)到國內(nèi)。在見證了國外機(jī)械采樣設(shè)備的高精度、高效率采樣后，雖然國內(nèi)許多用煤企業(yè)都想引進(jìn)這些采樣設(shè)備，但由于國外機(jī)械化采樣設(shè)備造價(jià)不菲，引進(jìn)成本高，許多企業(yè)只能望而卻步。進(jìn)入七十年代，國內(nèi)已經(jīng)有了一套完整的采樣體系，相應(yīng)的采樣設(shè)備也能夠滿足一般的煤堆采樣，但煤炭皮帶輸送采樣機(jī)械的研發(fā)仍舊存在一些問題。進(jìn)入八十年代后，國內(nèi)生產(chǎn)煤炭機(jī)械化采樣設(shè)備的逐漸增多，皮帶輸送采樣技術(shù)的研究人員增多，出現(xiàn)了很多研發(fā)生產(chǎn)廠家。后來，有研究人員研發(fā)了一種皮帶中部煤樣自動(dòng)采集裝置。主要包括機(jī)架、電機(jī)、減速器、主軸以及采樣鏟，電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，主軸帶動(dòng)采樣鏟旋轉(zhuǎn)，采樣時(shí)，采樣鏟停在輸送皮帶的一側(cè)，采樣開始，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采樣鏟旋轉(zhuǎn)，沿煤流橫斷面刮掃一次，將輸送皮帶上的樣煤刮掃至皮帶一側(cè)的集樣槽中。再次采樣時(shí)，采樣鏟到達(dá)到輸送皮帶另一側(cè)，控制器可控制電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，采樣鏟沿相反方向再次采樣一次。該采樣裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采樣效果較好，但采樣鏟在運(yùn)動(dòng)過程中容易刮傷皮帶。

二、基于輸煤皮帶進(jìn)行煤炭采樣過程中存在的問題

（一）采樣作業(yè)未嚴(yán)格按照采樣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采樣

目前，我國現(xiàn)行的商品煤采樣相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有《商品煤樣人工采取方法》以及《煤炭機(jī)械化采樣》，《煤炭機(jī)械化采樣》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了采樣的一般原則，采樣方案以及采樣裝備的設(shè)計(jì)，通過皮帶輸送采樣技術(shù)的研究現(xiàn)狀看出，大多數(shù)皮帶輸送采樣設(shè)備沒有嚴(yán)格按照采樣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范采樣，未對(duì)采樣時(shí)間間隔以及采樣數(shù)量精確確定，從而導(dǎo)致后期制樣、以及化驗(yàn)階段存在誤差，導(dǎo)致采樣結(jié)果不精確。此外，隨著不同產(chǎn)業(yè)對(duì)煤炭采樣需求量增加，現(xiàn)行國家采樣標(biāo)準(zhǔn)未能及時(shí)更新，沒有根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)進(jìn)行細(xì)化，不能滿足不同產(chǎn)業(yè)的煤炭采樣需求。

（二）采樣設(shè)備結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，不夠優(yōu)化

皮帶端部采樣裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)γ禾窟M(jìn)行自動(dòng)采樣，但由于其采樣原理為依靠煤炭的拋物運(yùn)動(dòng)將煤炭收集至采樣斗，使得采樣斗承受的沖擊較大，相應(yīng)的機(jī)械負(fù)載也就較大，并且皮帶端部采樣裝置對(duì)于采取煤樣的量不宜進(jìn)行控制。皮帶中部采樣裝置依靠刮煤板刮取煤流作為煤樣，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，但現(xiàn)有的皮帶中部采樣裝置的設(shè)計(jì)中，往往將輸煤皮帶截面當(dāng)成圓弧處理，這就導(dǎo)致采樣裝置在進(jìn)行采樣時(shí)并很難實(shí)現(xiàn)全斷面采樣，采得的煤樣缺乏代表性。此外，皮帶中部采樣裝置采樣時(shí)由于需要接觸輸煤皮帶刮取煤樣，這就容易刮傷皮帶，并且刮煤板兩側(cè)的刮板也容易影響皮帶輸送機(jī)的正常工作，對(duì)于帶速較高的輸送機(jī)以及最大過煤高度較大的輸送機(jī)，皮帶中部采樣裝置顯然不太適合。

（三）采樣設(shè)備智能化、自動(dòng)化程度低

近些年來，隨著眾多需煤企業(yè)對(duì)于煤炭質(zhì)量要求的提高，煤炭質(zhì)檢越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的人工采樣由于其采樣精度不能得到保證，因此正逐步被機(jī)械化采樣所取代，但在一些特殊場(chǎng)合，由于不具備安裝機(jī)械采樣裝置的條件，人工采樣依靠其采樣靈活的方式仍發(fā)揮著很大的作用。一方面人工采樣受到采樣的方式方法、樣品粒度、人員素質(zhì)、工具規(guī)格以及環(huán)境位置等因素的影響，極易造成采得的煤樣代表性差，誤差大的情況；另一方面人工采樣對(duì)工人而言勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)也較高?，F(xiàn)有的機(jī)械化采樣裝置能夠?qū)用哼M(jìn)行采樣，在樣品收集，罐裝方面還需要人工進(jìn)行參與，自動(dòng)化，智能化程度不高。隨著自控化控制技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化，智能化逐漸應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等各個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)有的機(jī)械化采樣技術(shù)很難適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需要。

（四）采樣設(shè)備管理人員專業(yè)素質(zhì)低，管理不夠完善

皮帶輸送采樣方式由于采樣代表性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在用煤企業(yè)采樣作業(yè)中應(yīng)用越來越多，然而，在采樣設(shè)備的管理上存在疏忽，且管理人員的通常未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)采樣的標(biāo)準(zhǔn)和要求理解不深，不重視批次留樣量，采樣間隔不做調(diào)整，從而影響總采樣的準(zhǔn)確性。此外，管理人員通常只對(duì)采樣設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行觀察，不注重采樣設(shè)備的采樣性能以及采樣準(zhǔn)確性，不利于采樣技術(shù)的改進(jìn)以及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

三、基于輸煤皮帶進(jìn)行煤炭采樣的改進(jìn)策略

近些年來，通過國內(nèi)用煤企業(yè)以及科研單位的不懈努力，我國皮帶輸送采樣技術(shù)已經(jīng)由被動(dòng)仿制進(jìn)入自助創(chuàng)新研發(fā)的新階段，隨著眾多需煤企業(yè)對(duì)于煤炭質(zhì)量要求越來越高，需求越來越多，未來我國皮帶輸送采樣技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)放在以下幾個(gè)方面。

（一）完善采樣標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范采樣技術(shù)要求

近些年，隨著用煤企業(yè)對(duì)煤炭質(zhì)量要求更高，相關(guān)科技工作者主要開展采樣技術(shù)以及設(shè)備研究，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的采樣效果。科學(xué)的采樣標(biāo)準(zhǔn)是采樣質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，但目前的采樣標(biāo)準(zhǔn)、采樣技術(shù)要求已經(jīng)不能滿足不同產(chǎn)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)煤炭采樣技術(shù)不斷發(fā)展，必須進(jìn)一步完善更新國家采樣標(biāo)準(zhǔn)，以及根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)制定不同采樣技術(shù)要求，為各產(chǎn)業(yè)采樣設(shè)備的發(fā)展提供理論指導(dǎo)，對(duì)采樣設(shè)備技術(shù)參數(shù)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)對(duì)采樣管理人員進(jìn)行規(guī)范要求。

（二）結(jié)合機(jī)械電子、自動(dòng)化控制等技術(shù)

目前，皮帶輸送采樣技術(shù)還停留在半自動(dòng)化、自動(dòng)化作業(yè)層面，初步能夠完成定時(shí)采樣作業(yè)，如果結(jié)合智能化控制、機(jī)電液驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，以及借鑒成熟的機(jī)械視覺以及智能檢測(cè)技術(shù)，一方面可提高采樣機(jī)械的作業(yè)效率以及采樣精度，另一方面有效降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（三）提高皮帶輸送采樣機(jī)械適應(yīng)能力

皮帶輸送機(jī)的種類較多，各用煤企業(yè)因需求不同，選擇不同型號(hào)的皮帶輸送機(jī)，在安裝采樣設(shè)備時(shí)，通常需要根據(jù)用煤企業(yè)所選用皮帶輸送機(jī)型號(hào)進(jìn)行定制，皮帶采樣機(jī)械適應(yīng)能力不強(qiáng)，在后續(xù)研發(fā)生產(chǎn)中，因注重采樣機(jī)械適應(yīng)能力的提升，調(diào)整采樣機(jī)架以及采樣器的結(jié)構(gòu)尺寸，以滿足不同型號(hào)尺寸的皮帶輸送機(jī)需求。

四、結(jié)語

作為煤炭質(zhì)量檢測(cè)的第一環(huán)節(jié)，煤炭采樣技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中有著十分重要的作用。基于我國煤炭產(chǎn)業(yè)升級(jí)和采樣技術(shù)深度發(fā)展，從不同領(lǐng)域用煤企業(yè)實(shí)際需求出發(fā)，介紹了目前我國煤炭采樣方式主要有人工采樣和機(jī)械采樣方式，機(jī)械采樣根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合又分為汽車煤采樣、火車煤采樣、溜管輸煤采樣和皮帶輸煤采樣；本文綜述了目前我國煤炭采樣技術(shù)采用的采樣標(biāo)準(zhǔn)，介紹了皮帶輸煤采樣技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；歸納了皮帶輸煤采樣裝置按采樣位置不同分為皮帶端部采樣裝置和皮帶中部采樣裝置，分析了皮帶端部采樣裝置和皮帶中部采樣裝置的幾種類型，以及不同類型的結(jié)構(gòu)、工作原理以及存在的問題；通過對(duì)目前皮帶輸煤采樣技術(shù)現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了目前我國皮帶輸煤采樣技術(shù)存在的主要問題，最后從完善采樣標(biāo)準(zhǔn)、提高采樣設(shè)備自動(dòng)化程度以及提高皮帶輸煤采樣機(jī)械適應(yīng)能力方面預(yù)測(cè)了我國皮帶輸送采樣技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)。