煤樣的制備上課講義

1、煤樣的制備(zhbi)第一頁，共25頁。一、煤樣制備一、煤樣制備(zhbi)基本原理基本原理 就煤炭而言,采取的總樣的質(zhì)量通常由數(shù)公斤至數(shù)百公斤,而在實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)時只需由總樣制備得到的空氣干燥煤樣幾克(取決于煤質(zhì)的實(shí)驗(yàn)要求),因此有必要將總樣制備成化驗(yàn)所需的試樣。同時，還要保持總樣的平均煤質(zhì)特性。要達(dá)到這一要求，就要將所采取的具有(jyu)代表性的總樣，按照規(guī)定的制備方法破碎、摻合和縮分?？倶又苽鋺?yīng)遵循破碎與縮分相互交替進(jìn)行，并在縮分的每一段要嚴(yán)格監(jiān)控，使縮分出的保留樣品量達(dá)到與相適應(yīng)粒度要求的最小保留質(zhì)量，以保持原煤樣代表性。 在制備中采用破碎作業(yè)和縮分作業(yè)相互交替的做法，這是煤本身的屬性所決

2、定的，即煤是由眾多不同組分物質(zhì)組成的、且分布極不均勻的一種混合物。假設(shè)煤中只有有機(jī)質(zhì)和n塊矸石,當(dāng)煤樣縮分時,將其分成兩個完全相等的部分,則每部分中含有n/2塊矸石,兩部分沒有任何差異,即沒有引起縮分誤差.第二頁，共25頁。 然而實(shí)際并非如此，當(dāng)煤樣縮分為兩部分時，彼此在煤質(zhì)上會有所不同，這是因?yàn)榭s分后的此一部分煤樣（留樣）和另一部分煤樣（棄樣）之間所含矸石塊數(shù)量不同所致，且當(dāng)煤樣數(shù)量一定時，則塊度愈大，其煤質(zhì)上相差也愈大。例如有兩個含有不同數(shù)量矸石的同品種(pnzhng)煤樣，一個煤樣由大塊煤組成，其中有80塊有機(jī)質(zhì)，20塊矸石；另一個煤樣為細(xì)塊煤組成,其中有100塊矸石,400塊有機(jī)質(zhì)。假

3、如每個煤樣在縮分成兩部分時，其中一部分的矸石比另一部分的矸石多出兩塊，則其縮分誤差為：第一個煤樣（大塊煤）為（51-49）100/504%第二個煤樣細(xì)塊煤為（251-249) 100/250 0.8 %,由此可見,在同樣情況下,塊度細(xì)的煤比塊度大的縮分誤差小。所以不難看出破碎作業(yè)的重要性，它既可以減少煤樣的塊度，更可提高縮分的精密度。第三頁，共25頁。 制備工作中另一不可缺少的作業(yè)是縮分。用無系統(tǒng)偏差縮分器分出來的留樣質(zhì)量是否符合在該粒度下所要求的最小容許量是影響制樣質(zhì)量的有一個重要因素，它是制樣中最容易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，煤炭與其他散狀物料一樣，在一定塊度和礦物質(zhì)含量條件下，存在著一個可以保持原

4、煤樣平均(pngjn)煤質(zhì)特性的極限數(shù)量。這一極限數(shù)量就是通常所說的與粒度要求相適應(yīng)的留樣量。他與下列因素有關(guān)： （1）粒度大小。隨著煤樣粒度的減小，其最小保留煤樣量也減少。 （2）不均勻性。煤的不均勻性愈大，則要求縮分出的煤樣的最小保留量也愈多。 （3）被測組分要求的精密度。被測組分要求精密度高時，則保留煤量也要增多。第四頁，共25頁。綜合這些因素通?？捎孟铝?xili)經(jīng)驗(yàn)公式表示：mkda式中最小保留煤樣量； k 比例系數(shù)，與煤炭性質(zhì)和要求精密度有關(guān)，一般變動范圍為0.50.1 a指數(shù)，其值變化在1.52.7之間； d煤炭的最大粒度,mm。 第五頁，共25頁。二、制備煤樣的基本二、制備煤

5、樣的基本(jbn)原則原則 1、在縮制過程中盡可能減少煤粒、煤粉、水分的損失以及外界雜質(zhì)的混入。 2、對最大粒度超過25mm以上的煤粒，無論其數(shù)量多少都要先破碎到25mm以下時才允許縮分。 3、在縮分煤樣時，應(yīng)嚴(yán)格遵守粒度所要求的最小保留樣品量。 4、在縮分中應(yīng)采用經(jīng)確認(rèn)無系統(tǒng)偏差(pinch)的二分器或機(jī)械縮分器。第六頁，共25頁。三、煤樣的制備三、煤樣的制備(zhbi)工序工序 1、破碎：當(dāng)煤樣粒度超過進(jìn)行縮分作業(yè)(zuy)所要求的粒度尺寸時就需破碎，使之減小粒度，以滿足縮分粒度的要求。同時，增加不均勻物質(zhì)的分散程度，以減少縮分誤差。 2、過篩：為確保全部煤樣破碎到必要的粒度，須用規(guī)定的篩

6、子過篩，過篩后凡未通過篩子的煤樣都要重新破碎，直到全部煤樣通過所有篩子為止，以保證在各制樣階段，各不均勻物質(zhì)達(dá)到一定的分散程度。 3、摻和：用某種規(guī)定的方法摻和煤樣，使達(dá)到大小粒度分布均勻的目的，以減少下一步縮分誤差。摻和的方法可采用人工或機(jī)械樣品混合器。第七頁，共25頁。 4、縮分：由人工或機(jī)械方法將煤樣縮制成兩部分或多部分，以達(dá)到減少數(shù)量的目的。 5、干燥：在 制備煤樣過程(guchng)中，有時遇到煤樣太濕，無法進(jìn)一步破碎縮分時，才有必要進(jìn)行干燥，干燥溫度一般不超過50，但對高變質(zhì)程度的煤可適當(dāng)高些。另外，也可采用自然攤平干燥法。第八頁，共25頁。 上述各步驟構(gòu)成了一個完整制樣階段，其中

7、14各步驟可重復(fù)多次，直到煤的數(shù)量和粒度大小符合實(shí)驗(yàn)要求為止。然而(rn r)所有煤樣并非都要經(jīng)過這些步驟，視煤樣狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)要求而定。例如煤樣粒度已較細(xì)（符合縮分時要求的粒度），且數(shù)量較多時，則可不必破碎而直接摻和和縮分，又如煤樣量盡管不多，但其粒度較大，超過縮分要求的粒度，則要先進(jìn)行破碎再縮分，再如煤樣較濕無法進(jìn)行下一步制備作業(yè)，則需先進(jìn)行干燥等等?？傊?，煤樣所處狀態(tài)是多種多樣的，其要求也各不相同第九頁，共25頁。四、制樣設(shè)備四、制樣設(shè)備(shbi)一個完整的制樣室應(yīng)配備有破碎設(shè)備、篩分設(shè)備、縮分設(shè)備和烘干設(shè)備。 （一）、破碎設(shè)備 1、粗碎設(shè)備 （ 1）鄂式破碎機(jī)：一般(ybn)用來破碎較大

8、粒度的煤，鄂式破碎機(jī)的特點(diǎn)是破碎能力強(qiáng)，單位時間內(nèi)破碎量大。 （2）錘式破碎機(jī)：該機(jī)破碎比大，效率高，但煤樣水分過高時 ，篩板易堵塞，且不易清理，轉(zhuǎn)速高，易損失水分。破碎較干燥煤樣時粉塵大，噪音也大。 （3）立式環(huán)錘破碎機(jī)：是一種新型破碎機(jī)，破碎能力強(qiáng)，水分損失小，對水分適應(yīng)性能好。第十頁，共25頁。 2、中碎設(shè)備 對輥破碎機(jī)：破碎能力強(qiáng)，可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)出料粒度，煤樣不會發(fā)熱和過度粉碎(fn su)。 3、細(xì)碎設(shè)備 （1）密封式振動粉碎(fn su)機(jī)：粉碎(fn su)時間短，一個分析煤樣一般需一分鐘左右。但粉碎(fn su)后的煤樣溫度通?？蛇_(dá)到40，有時還會更高些。 （2）球磨棒磨機(jī)

9、：該機(jī)磨制煤樣時間較長，目前已不使用。 4、破碎縮分聯(lián)合制樣機(jī) 此機(jī)可替代手工操作并能連續(xù)完成篩分，破碎和縮分，煤樣出料粒度最小可達(dá)3mm，留樣量可按縮分比任意調(diào)節(jié)。第十一頁，共25頁。 （二）、篩分(shi fn)設(shè)備 篩分(shi fn)設(shè)備可用于煤樣室縮制煤樣，以及一些需要篩分(shi fn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。它包括沖孔篩、編綱篩、標(biāo)準(zhǔn)篩和振篩機(jī)等。 1、篩子 （1）大孔篩子：常用篩孔有150、120、50、25、13、6、3和1mm的圓孔篩以及25mm25mm、13mm13mm、6mm6mm、3mm3mm、1mm1mm的方孔篩等。 （2）標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩：如0.20mm0.20mm和 0.10mm0

10、.10mm的方孔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)篩等。 （3）振篩機(jī)：一種是GZS型振篩機(jī)，另一種是XSZ型振篩機(jī)。 第十二頁，共25頁。 （三）縮分裝置 1、二分縮分器 （1）二分器是二分縮分器的簡稱,它是一種非機(jī)械試樣縮分器,能將倒入其中的煤樣分成兩等份,一份保留,另一份棄掉.煤樣在縮分前不需要混合,只將煤樣連續(xù)均勻地倒入二分器斗中,以使每個格槽進(jìn)入煤樣量均勻,且煤樣能自由降落。倒入煤樣量要適當(dāng)，以不堵煤為宜。 （2）二分器根據(jù)格槽寬度分大、中、小等三種規(guī)格，槽的寬度為縮分煤樣最大的粒度的2.5倍，但最少不得(bu de)少于5mm。斜底傾斜角大于50。60。，兩邊格槽數(shù)目不得(bu de)小于8個，且總格槽數(shù)為

11、雙數(shù)。第十三頁，共25頁。 2、機(jī)械(jxi)縮分器 大多數(shù)機(jī)械(jxi)縮分器是旋轉(zhuǎn)式的，如雙圓錐樣品縮分器，旋轉(zhuǎn)樣品縮分器等。（四）烘干設(shè)備 略。 第十四頁，共25頁。五、煤樣的制備五、煤樣的制備(zhbi)方法方法 （一）準(zhǔn)備工作 煤樣是按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行采制的，即從被采煤中采取的數(shù)量較大的未經(jīng)加工的商品(shngpn)煤或其他煤樣的總樣。 受收到煤樣后，須按來樣標(biāo)簽逐項(xiàng)核對，并將煤品種、粒度、煤樣重量、來煤噸數(shù)、來煤單位、來樣日期等進(jìn)行登記，同時進(jìn)行編號。 根據(jù)煤樣粒度大小，制定縮制方案。 （二）縮制規(guī)則 （1）按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的煤樣制備系統(tǒng)進(jìn)行制樣，大于25的煤樣無論煤樣數(shù)量多少，

12、未經(jīng)破碎不允許縮分。第十五頁，共25頁。 （2）縮制煤樣時，須嚴(yán)格按照粒度與煤樣最少質(zhì)量的關(guān)系保留(boli)樣品，縮分后留樣質(zhì)量與粒度的關(guān)系如下圖。煤樣的縮分除水分大而無法使用縮分機(jī)械外，應(yīng)盡可能使用二分器或縮分機(jī)械，以減少縮分誤差。 煤樣最大粒度與留樣最小質(zhì)量的關(guān)系 最大粒度（）502513631縮分后允許最小留樣質(zhì)量（）10060157.53.750.1第十六頁，共25頁。 （3）每次破碎縮分前后,機(jī)器和用具都要清掃干凈,以免煤樣互相混雜,制樣人員要穿專用鞋,以免污染煤樣。 對不易清掃的破碎機(jī)和縮分機(jī)，可采用在每個煤樣處理前，將該煤樣加入機(jī)內(nèi)予以“沖洗”干凈，而后制備煤樣，制完樣后反復(fù)(

13、fnf)開停幾次，以排凈滯留機(jī)內(nèi)煤樣。 （4）縮分機(jī)必須經(jīng)過檢驗(yàn)方可使用，檢驗(yàn)縮分機(jī)的煤樣若要進(jìn)一步縮分時，必須使用二分器。 （三）煤樣的縮制程序 （1）煤樣粒度大于25時，無論煤量多少先破碎到全部通過25方孔篩，摻和均勻后用對錐四分法縮分出不少于60的煤樣。第十七頁，共25頁。 （2）將縮分出不少于60 的煤樣繼續(xù)破碎，使之全部通過13方孔篩，摻和均勻后，用相應(yīng)的二分器分出不少于15 的煤樣，同時(tngsh)還可以用九點(diǎn)法取出13 的全水分煤樣。 （3）將縮分出不少于15 的煤樣再繼續(xù)破碎，使之全部通過6方孔篩，摻和均勻后，再用相應(yīng)的二分器分出不少于7.5 的煤樣，同時(tngsh)還可以

14、用九點(diǎn)法取出6 的全水分煤樣。 （4）將縮分出不少于7.5 的煤樣繼續(xù)破碎，使之全部通過3方孔篩，摻和均勻后，用相應(yīng)的二分器分出不少于3.75 的煤樣，同時(tngsh)也可從棄樣中縮分出0.5 煤樣作為存查樣。第十八頁，共25頁。 煤樣制備的全過程如一直使用二分器縮分，可以不經(jīng)過1的步驟，即縮分到3.75時，全部能通過3圓孔篩，再用二分器縮分出不少于100 克或500克，分別用于制備分析試樣和存查煤樣。 （5）將縮分出的不少于3.75 的煤樣，再進(jìn)一步破碎，使之全部通過1方孔篩，摻和均勻后，用相應(yīng)的二分器縮分出不少于0.1 的煤樣，同時(tngsh)從棄樣中縮分出0.5 煤樣作為存查煤樣。

15、（6）將縮分出的不少于0.1 煤樣烘干后全部磨細(xì)到粒度小于0.2 作為分析試樣。（四）分析煤樣的制備（略）第十九頁，共25頁。第二十頁，共25頁。 九點(diǎn)法取全水分(shufn)示意圖第二十一頁，共25頁。（六）全水分(shufn)煤樣的制備 （1）測定全水分(shufn)煤樣既可由水分(shufn)專用煤樣制備，也可在制備過程中分取。 （2）對水分(shufn)不大的煤樣，破碎到小于6，用九點(diǎn)法取出不少于500克的煤樣，立即裝入密封瓶中。 （3）對水分(shufn)較大不能順利通過破碎機(jī)和縮分機(jī)（二分器）的煤樣，應(yīng)破碎到小于13，用九點(diǎn)法縮分出2，立即裝入密封瓶中封嚴(yán)。裝量不得超過煤樣瓶容積的

16、3/4，稱出重量，貼好標(biāo)簽，盡快測定全水分(shufn)。全水分(shufn)煤樣的制備要迅速。 第二十二頁，共25頁。（七）堆錐四分法 是把已破碎、過篩的煤樣用平板鐵鍬鏟起堆成圓錐體，再交互地從煤樣堆兩邊對角貼底逐鍬鏟起堆成另一個圓錐。每鍬鏟起的煤樣，不應(yīng)過多，并分兩三次撒落在新錐頂端，使之均勻地落在新堆地四周。如此反復(fù)堆摻三次，再由煤樣堆頂端，從中心向周圍均勻地將煤樣攤平（煤樣較多時）或壓平（煤樣較少時）成厚度適當(dāng)?shù)乇馄襟w。將十字(sh z)分樣板放在扁平體地正中，向下壓至底部，煤樣被分成四個相等地扇形體。將相對地兩個扇形體棄去，留下的兩個扇形體按規(guī)定的粒度和質(zhì)量限度，制備成一般分析煤樣或

17、適當(dāng)粒度的其他煤樣。（按GB2002規(guī)定，只有在煤樣太潮濕，無法通過二分器或縮分機(jī)時才可使用堆錐四分法。）第二十三頁，共25頁。六、存查六、存查(cnch)煤樣的保存時間煤樣的保存時間l入廠煤一次樣的全水分樣保存一周。l入廠煤一次樣分析(fnx)煤粉樣保存二個月。l入廠煤一次樣煤樣3mm封存煤樣保存三個月。l入廠煤自動樣的全水分樣保存一周。l入廠煤自動樣分析(fnx)煤粉樣保存二個月。l入廠煤自動樣煤樣3mm封存煤樣保存三個月。l煤場人工樣、煤礦自采樣的全水分樣保存一周。l煤場人工樣、煤礦自采樣分析(fnx)煤粉樣保存一個月。l煤場人工樣、煤礦自采樣煤樣3mm封存煤樣保存一個月。第二十四頁，共25頁。七、 制備煤樣精密度的檢驗(yàn)方法本方法的目的是檢驗(yàn)實(shí)測值和0.05A2之間的差值是否有顯著性。 （1 ） 首先將煤樣混勻后分為兩部分(或縮分出兩部分),然后,再分別把每一部分當(dāng)作一個煤樣單獨(dú)處理,以得到兩個分析煤樣。分別按GB 212化