云宏

（國能鄂爾多斯市神東檢測有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

煤質(zhì)化驗(yàn)作為煤炭資源開發(fā)和利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅關(guān)乎到煤炭的質(zhì)量，還直接影響到煤炭價格和煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。煤質(zhì)化驗(yàn)是對關(guān)乎煤炭質(zhì)量的各種屬性的化驗(yàn)分析，在整個采、制、化過程中任務(wù)繁重、流程復(fù)雜、技術(shù)性要求高，直接增加了煤炭化驗(yàn)的難度和化驗(yàn)精度的保證。由于煤質(zhì)化驗(yàn)工作的復(fù)雜性和特殊性，以及煤炭樣本的不均勻性，造成煤炭化驗(yàn)結(jié)果存在不同類型的誤差，影響到煤炭化驗(yàn)結(jié)果的精度，甚至?xí)绊懙交?yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一、煤質(zhì)化驗(yàn)概述

煤質(zhì)化驗(yàn)的主要任務(wù)是通過物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法來確定煤樣的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，以此來指導(dǎo)其使用環(huán)境以及品質(zhì)。作為衡量煤樣質(zhì)量與用途的技術(shù)，其在技術(shù)穩(wěn)定性以及數(shù)值的精準(zhǔn)度方面都具有較高的要求。一般來說，煤質(zhì)化驗(yàn)需要經(jīng)過煤炭采樣、制樣以及化驗(yàn)三個主要環(huán)節(jié)。其中采樣出現(xiàn)誤差的概率較高，可以達(dá)到整個誤差的80%以上，這也是消除化驗(yàn)誤差的重要目標(biāo)之一，而制樣過程涉及多種不同的方式，其中一些工序的難度較高或者控制穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)一些誤差，整體占比為15%左右，最后的化驗(yàn)部分主要通過對樣本的屬性進(jìn)行化驗(yàn)，包括灰分、揮發(fā)分、水分和發(fā)熱量等等，這些部分的誤差占比大概為5%左右。為了提升煤質(zhì)化驗(yàn)的規(guī)范化，需要結(jié)合國家相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。我國最早制定煤炭化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為上個世紀(jì)的60 年代，經(jīng)過多次技術(shù)修正與更改，目前標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與國際接軌。根據(jù)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行煤質(zhì)化驗(yàn)是實(shí)施檢測，確保檢測技術(shù)成果的必要條件。

二、煤質(zhì)化驗(yàn)過程

在開展煤質(zhì)化驗(yàn)的過程中，主要涉及的過程包括對煤樣采集、制備以及化驗(yàn)，在采樣的過程中，很容易產(chǎn)生誤差。根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查，因煤樣采集導(dǎo)致的誤差占總的誤差方差比例大約為80%，因此其煤樣采集的質(zhì)量會對煤質(zhì)化驗(yàn)的精確度產(chǎn)生直接的影響，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對煤樣采集環(huán)節(jié)的重視。制備煤樣環(huán)節(jié)主要是基于煤炭采樣，開展相應(yīng)的工序，如破碎、烘干以及篩分等，為后續(xù)的化驗(yàn)工作準(zhǔn)備樣本，其誤差率也占據(jù)一定的比例，占總誤差的16%。在化驗(yàn)樣本環(huán)節(jié)，主要是檢測煤炭含量中的含水量、磷、硫、碳等，對其質(zhì)量有效明確。根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示，煤質(zhì)化驗(yàn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差占總誤差方差的4%。為了對煤炭采、制、化的規(guī)范性提升，國家以往對煤炭采、制、化標(biāo)準(zhǔn)有效制定。為了對煤炭特性、煤炭開采方法有效適應(yīng)，對采樣偏倚度有效降低，結(jié)合具體的情況，更正、修改標(biāo)準(zhǔn)，并與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合。現(xiàn)階段，GB/T474-2008 以及GB/T475-2008 是我國現(xiàn)行的采樣標(biāo)準(zhǔn)，同時在此基礎(chǔ)上，與煤炭企業(yè)的實(shí)際消費(fèi)情況以及煤炭生產(chǎn)情況結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)范煤炭質(zhì)量化驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)細(xì)致規(guī)范，對煤質(zhì)化驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度有效提升。

三、煤質(zhì)化驗(yàn)中的誤差來源與控制

煤質(zhì)化驗(yàn)工作與常規(guī)試驗(yàn)測試類似，其往往需要對煤樣的采集、制備以及化驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，通過控制變量比較的方式來進(jìn)行參數(shù)對比。由于屬于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，那么如何消除誤差帶來的影響或者將其控制在最小范圍是實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的核心。

（一）誤差來源

煤質(zhì)化驗(yàn)經(jīng)歷采樣、制樣以及化驗(yàn)三個主要環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)都十分復(fù)雜，對于技術(shù)要求較高。煤炭產(chǎn)品本身也具有材質(zhì)分布不均勻的問題，所以煤炭化驗(yàn)過程中難免與真實(shí)性存在偏差。在實(shí)際誤差分析中，我們習(xí)慣于根據(jù)誤差的來源將其劃分為采樣誤差、制備誤差以及化驗(yàn)誤差三個方面，其中需要重點(diǎn)分析的是采樣以及制備兩個環(huán)節(jié)，其誤差的占比達(dá)到了95%以上。煤炭作為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的混合體，其本身就具有結(jié)構(gòu)分布不均勻的情況，在一個小的群體當(dāng)中，不同的個體屬性也存在較大的差異，所以在進(jìn)行煤炭采樣煤質(zhì)化驗(yàn)過程中，必須明確其樣本的代表性，選擇有代表性的樣本是確保煤質(zhì)化驗(yàn)的基本條件。其中，煤炭的采樣誤差出現(xiàn)的原因大都是由于采樣過程不規(guī)范或者代表性不足所導(dǎo)致的。比如說采樣過程中方法不合理、密度不合理以及分布的均勻性不足等等，這樣一來都會導(dǎo)致采樣結(jié)果存在較大的偏差。除此之外，采樣人員的誤差還包括沒有經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)或者沒有按照國家要求的技術(shù)方法來進(jìn)行采樣，都會導(dǎo)致最終采樣誤差的產(chǎn)生。值得注意的是直接采取的煤樣不能夠直接用于煤質(zhì)化驗(yàn)，必須經(jīng)過必要的處理后才能夠使用，比如說消除雜物、過篩等等，這個過程雖然簡單，但是也容易出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)膯栴}引發(fā)系統(tǒng)誤差，最終也會反映到誤差結(jié)果上。在采樣過程中避免誤差，需要做到科學(xué)采樣，同時煤樣制備過程中可能由于一些外界因素控制不均勻而出現(xiàn)誤差，這些誤差通過消除外部環(huán)境影響的方式就可以避免。

（二）誤差控制

作為一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，煤質(zhì)化驗(yàn)過程中必須要面對煤炭自身的分布不均勻的問題，同時操作人員的操作流程、規(guī)范化程度不同也會導(dǎo)致煤質(zhì)化驗(yàn)的結(jié)果出現(xiàn)較大的波動。為了提升煤質(zhì)誤差的控制水平，將其控制在相對合理的范圍內(nèi)，就必須要做好誤差的控制工作。一般來說，誤差控制同樣根據(jù)誤差的來源來進(jìn)行處理，分別包括采樣誤差控制、制樣誤差控制以及化驗(yàn)誤差控制，其中化驗(yàn)環(huán)節(jié)主要依靠設(shè)備精度與技術(shù)優(yōu)化的方式進(jìn)行改善，而采樣與制樣環(huán)節(jié)則需要對流程進(jìn)行規(guī)范化管理，提升工作人員的技術(shù)水平并端正工作態(tài)度，認(rèn)識到煤質(zhì)化驗(yàn)的重要性，從而有效實(shí)施誤差的分析與控制工作。

四、煤質(zhì)化驗(yàn)中減少誤差途徑和方法

開展煤質(zhì)化驗(yàn)工作，需要保證科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。受到煤炭自身的復(fù)雜性、特性的不均勻性影響，同時工作人員的素質(zhì)、能力的影響，都會使煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此就實(shí)際情況來看，為了對煤炭質(zhì)量有效保證，需要采取有效的方式，對煤質(zhì)化驗(yàn)過程中存在的誤差有效避免。在實(shí)際分析煤質(zhì)化驗(yàn)中減少誤差的途徑和方法時，需要在分析導(dǎo)致煤質(zhì)化驗(yàn)誤差原因的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同方面的原因，采取針對性的措施，對相應(yīng)的誤差有效避免。本節(jié)就此對煤質(zhì)化驗(yàn)中減少誤差途徑和方法進(jìn)行分析。

（一）對煤質(zhì)化驗(yàn)工作作風(fēng)的科學(xué)性有效培養(yǎng)

質(zhì)量檢驗(yàn)工作是煤炭化驗(yàn)工作中的重要部分，同時也屬于基礎(chǔ)工作。保證準(zhǔn)確的質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果，能夠體現(xiàn)質(zhì)檢部門的良好形象，同時也能夠?qū)ζ髽I(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升。對于質(zhì)檢過程中不合格產(chǎn)品，要堅決杜絕，相關(guān)工作人員要注意以認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)工作，同時相關(guān)工作人員需要具備良好的工作作風(fēng)、保持謹(jǐn)慎的工作態(tài)度。在此基礎(chǔ)上，還需要對相關(guān)的工作人員加強(qiáng)培訓(xùn)工作，對工作人員的素質(zhì)、能力水平有效提升，從而保證操作流程的規(guī)范性，避免出現(xiàn)誤差的情況，從而對煤炭質(zhì)量有效提升，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

（二）對煤質(zhì)化驗(yàn)儀器應(yīng)用的規(guī)范性提升

在進(jìn)行煤質(zhì)化驗(yàn)工作過程中，工具和儀器是必不可少的，選擇工具和儀器需要對不同類型工作的需求有效滿足，同時明確不同精度的儀器，還能夠影響煤質(zhì)化驗(yàn)的效果以及精準(zhǔn)度，比如在對煤樣進(jìn)行縮分時，應(yīng)用的設(shè)備需要注意其切割器開口尺寸滿足相關(guān)的要求，即其需要是被切割煤炭標(biāo)稱最大力度的三倍，同時需要保證容量。對每只化驗(yàn)儀器應(yīng)用的規(guī)范性提升，能夠?qū)颖緭p毀的情況有效減少，同時也能夠?qū)?yàn)不同環(huán)節(jié)客觀因素的影響有效降低，對煤質(zhì)化驗(yàn)的精確度有效提升。

（三）對煤質(zhì)采樣誤差有效控制

為了對煤質(zhì)采樣中的誤差有效避免，需要保證選擇的煤炭樣品具有代表性，在對其應(yīng)用的過程中，需要保證均勻布點(diǎn)的原則，對不同的煤層開展采樣工作。在對煤炭正式采樣之前，需要首先保證抽樣方法的合理性，同時還要注意以下事項(xiàng)：在對煤質(zhì)采樣時，需要首先加強(qiáng)對工作人員的專業(yè)培訓(xùn)工作，對煤層不同方面的情況進(jìn)行充分的了解，比如煤層中煤樣的儲存方法、特性等，從而進(jìn)一步對樣本的類型明確。需要保證煤層采樣的代表性。舉例而言，對于不同煤層而言，如果存在不均勻的煤層性質(zhì)，可以結(jié)合煤層中煤炭數(shù)量大小情況進(jìn)行相應(yīng)的處理，如果是均勻的煤層性質(zhì)，則可以選擇任意煤層進(jìn)行相應(yīng)的采樣活動。同時在對煤質(zhì)化驗(yàn)的采樣方案設(shè)計的過程中，相關(guān)的工作人員需要在采樣數(shù)量、分布情況基礎(chǔ)上，保證方案較高的可行性、簡潔易懂，從而保證采樣工作的順利開展。此外，在明確采樣方案基礎(chǔ)上，需要選擇合適的容器、工具，并對運(yùn)輸方式有效明確，保證真實(shí)的樣本。

（四）對煤質(zhì)化驗(yàn)方法選取的合理性提升

在對煤質(zhì)化驗(yàn)方法選取的過程中，需要明確制樣方法、化驗(yàn)方法的科學(xué)性、合理性，從而對化驗(yàn)流程有效簡化，同時也可以借助科學(xué)的方法有效指導(dǎo)化驗(yàn)流程，對誤差有效避免。在選取采樣方法的過程中，需要借助國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，靜止煤采樣以及流動煤采樣是主要的采樣方法，在選擇采樣方法的過程中，也同時需要考慮其他方面規(guī)定和要求，如采樣中子樣的數(shù)目、采樣點(diǎn)、子樣最小質(zhì)量等方面。對合理的采樣方法有效應(yīng)用，能夠?qū)φw煤炭的質(zhì)量有效描述。為了對煤炭中不均勻性問題有效解決，對于存在較大差異的煤礦，要注意均勻劃分煤堆，明確采樣單元以及總樣。同時，子樣個體包含在樣本單元中，為了對子樣的代表性有效保證，需要對子樣的最小質(zhì)量、數(shù)目有效保證。在對采樣報告編制的過程中，需要明確采樣不同方面的信息，如采樣類型、采樣方法以及采樣時間等。在選擇制樣方法的過程中，主要工作是在對采取的樣本進(jìn)行處理以及深加工工作，從而實(shí)現(xiàn)二次采樣，根據(jù)化驗(yàn)對象區(qū)分，可分為空氣干燥、破碎、混合等，需要遵循相應(yīng)的原則，即需要保證其特性不變，且不存在偏倚的情況。對于樣本而言，需要開展混合工作，同時對煤炭的粒度進(jìn)行破碎工作，對本顆粒數(shù)目有效增加，對化驗(yàn)對象來源增加，從而對化驗(yàn)結(jié)果精度有效提升。對于破碎后的樣本，需要進(jìn)行篩分工作，對縮分誤差有效減少。對于樣本制備的結(jié)果，需要借助制樣的精密度，進(jìn)行相應(yīng)的衡量工作。

（五）化驗(yàn)儀器的規(guī)范選擇

在整個煤質(zhì)化驗(yàn)工作中，需要采用各種儀器和工具來滿足不同類型工作的需求，選擇合適和符合精度要求的儀器，對煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果精度的保證起到至關(guān)重要的作用。例如在制樣縮分過程中，縮分設(shè)備的選擇應(yīng)滿足切割器的開口尺寸至少應(yīng)為被切割煤炭標(biāo)稱最大粒度的3 倍，并且有足夠大的容量，不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的偏倚等。選擇合適的化驗(yàn)儀器和設(shè)備，可以降低對樣本的損毀，減小在樣本采集、樣本制備和化驗(yàn)階段的客觀因素影響，在客觀方面提高煤質(zhì)化驗(yàn)精確度。

總之，煤質(zhì)化驗(yàn)屬于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的范疇，化驗(yàn)過程較為復(fù)雜，因此操作人員必須具備較高的化驗(yàn)?zāi)芰Γ跃康幕?yàn)工作技巧與嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度開展化驗(yàn)工作。在化驗(yàn)過程當(dāng)中應(yīng)選擇最為適合的煤質(zhì)化驗(yàn)方式，對誤差產(chǎn)生的原因加以分析，并確?；?yàn)流程的規(guī)范化與精細(xì)化，以此排除影響煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果偏差的各種因素，提升煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，進(jìn)而為煤炭生產(chǎn)與利用提供準(zhǔn)確的分析依據(jù)。