摘要：采制样是煤介分析中的重要内容，本文介绍了煤炭机械化采制样的现状，并就机械化采制样机的应用及发展进行了分析。
关键词：煤炭；机械化采样；现状；应用
现阶段，我国煤炭采样主要有人工采样和机械化采样两种方式，人工采样由于耗时耗力、精准度较低等因素，难以适应现代化工业生产的需要。与人工采样相比，机械化采样省时省力且精确度较高，被广泛应用于煤矿、电力、冶金、港口和发电站中，使煤炭采制样机的应用成为必然趋势。
一、我国煤炭机械化采制样的现状
现阶段，煤炭机械化采制样机主要应用于煤矿企业、大型港口和电厂。但在应用过程中，由于煤炭采制样机体型较大、操作复杂，没有实现全面自动化，难以满足企业生产的需求。煤炭机械化采制样的过程中容易出现偏差，偏差率最高达82%，出现这种情况的主要原因是煤炭成分较为复杂，颗粒形成的条件不同，使其密度和大小也不相同。同时，采样人员人为因素也会导致采样的煤炭质量有较大差别。煤炭采样是采集具有代表性的样品，通过进行热量、水分等化验，来检测煤炭的质量。由于煤炭形状、物理和化学特征、粒度、含灰量不同，在采样过程中，需要采集具有代表性的子样，在这一过程中，需要严格遵循国际标准化组织ISO标准和商品煤采样方法GB475，确保子样的数量和质量。采样及制样工作是煤炭质量分析的主要过程，只有采取以及制作能够具有代表性的检验样品，才能够最终得到准确有效的检验结果。相比手工采样，机械化采样方式更加精确及稳定，样品的代表性更强。因此，在煤炭国际、国内交易过程中，大多数都选择机械化采样样品作为有效依据，以此确定交易过程中价格确定的标准。当前，我国机械化煤炭采样主要有三个标准，包括国际标准化组织ISO13909、我国2004年的《煤炭机械化采样》GB/T19494标准、美国试验与材料协会的《煤的总样标准采集方法》ASTM2234－03标准。现阶段，煤炭机械化采制样机主要应用于煤矿企业、大型港口和电厂。但在应用过程中，由于煤炭采制样机体型较大、操作复杂，没有实现全面自动化，难以满足企业生产的需求。煤炭机械化采制样的过程中容易出现偏差，偏差率最高达82%，出现这种情况的主要原因是煤炭成分较为复杂，颗粒形成的条件不同，使其密度和大小也不相同。同时，采样人员人为因素也会导致采样的煤炭质量有较大差别。煤炭采样是采集具有代表性的样品，通过进行热量、水分等化验，来检测煤炭的质量。由于煤炭形状、物理和化学特征、粒度、含灰量不同，在采样过程中，需要采集具有代表性的子样，在这一过程中，需要严格遵循国际标准化组织ISO标准和商品煤采样方法GB475，确保子样的数量和质量。采样及制样工作是煤炭质量分析的主要过程，只有采取以及制作能够具有代表性的检验样品，才能够最终得到准确有效的检验结果。相比手工采样，机械化采样方式更加精确及稳定，样品的代表性更强。因此，在煤炭国际、国内交易过程中，大多数都选择机械化采样样品作为有效依据，以此确定交易过程中价格确定的标准。当前，我国 机械化煤炭采样主要有三个标准，包括国际标准化组织ISO13909、我国2004年的《煤炭机械化采样》GB/T19494标准、美国试验与材料协会的《煤的总样标准采集方法》ASTM2234－03标准。
二、机械化采制样机的应用实践
二级采样设备主要是应用在输送物料粒度≤80mm或流量≤2100t/h的输送系统中，初级采样机以特定的采样频率，将样品通过初级胶带给料机运送到破碎机中，确保破碎样品的粒度符合实际需要，并将所需要的样品放入二级胶带给料机中，通过二级采样机获得最终样品，然后将样品送到样品收集器中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三级采样设备主要是应用输送粒度＞80mm或流量＞2100t/h的输送系统中，初级采样机按照特定的采样频率进行定时定量的采样，通过初级胶带给料机将采集的样品送入一级破碎机中，通过将收集的样品破碎至25mm，用二级胶带给料机输送按照6∶1的比例获取样品，取得的样品放入三级给料机中，并进入二级破碎机中进行破碎后，落入四级给料机，应用三级给料机获取样品，将其破碎至样品所需要的粒度，获得约25kg的最终样品，最后将所获得样品放入密封的样品收集器中保存。
在煤炭采样时，需要结合煤炭质量分析设备，根据采样设备科学的选择煤质在线分析设备，准确地获取煤炭的含灰量，以提高煤炭采集工作的效率。对采集到的10份样品进行试验，该煤炭的灰分约30%，精密度约3%，根据《煤炭机械化采样》试验方法检验发现，试验结果估算值为0．52，符合规定的制样方差要求。提前准备2份煤炭样品，在测试前加入一定量的水分，全水分为13%和14%，经过试验发现，煤样全水分在14%的时候会发生堵塞现象，全水分在13%的时候则不会发生堵塞现象，试验结果表明，该系统的采制样机适应的最大采制水分适应性在13%以下。该系统煤炭机械化采制样机具有自动、手动和半自动三种方式，能够进行任何深度和任何位置的采样。该系统的采样机在采样头上应用了电控系统，能够实现定位功能，全面显示具体的数据参数，能够及时发现并排查故障。采样过程中，严格详细的检查了系统的匹配性，该系统采样过程中没有出现样品丢失和堵塞现象。在进行破碎机出料粒度检查的时候，提前准备试验的样品，将样品在二级系统中自动破碎后进行试验。试验结果，煤样粒度＞8mm的低于6%，表明该样品试验合格。
三、实施效果以及问题
MCY－Q6IX/2型采样设备的采样效果较好，可以有效提高采样的代表性，降低采样的人工消耗，同时还可以减少由于人为原因导致的准确性影响。但设备本身也存在一定的问题，需要进一步改进。首先制氧设备进料系统给料方式为自重力方式，在煤炭产品黏性较大、湿度较高时，容易出现堵料的情况。给料中可以选择皮带机方向切换方法，提高煤样的输送效率。通过煤炭产品计量之后，可以通过采样设备的信息传输发出指令，更加人性化。破碎机受力面需要增加刮板，以去除破碎机上黏附的煤炭产品。同时，采样头下方的钻头传动方式为齿条传动，连接配重块的钢丝绳容易断裂，需要检查滑轮与钢丝绳的配套问题。进料皮带的上方挡板需要适当提高，避免煤炭样品的堵塞。
四、机器人技术在机械化采制样系统中的应用
随着智能机器人技术的进步，标准六轴工业机器人被引入了煤炭采制样行业，实现了制样和化验的智能化，无人化。通过其与经过专业化设计的相关系统配套，可以实现自动破碎、缩分、水分样制备、水分测定、自动干燥、自动研磨分析样、自动称重包装等功能，并可以根据需求自由扩展。
现阶段，煤炭机械化采制样机得到广泛的应用。煤炭机械化采制样机具备多种优势，但是在实际采样过程中，仍需不断完善，以保证采样的准确性。随着机械化采制样的发展，采制化一体化的机械化采制样系统是未来的趋势，其中在线监测技术会向着无源、安全、快速、准确的方向发展。同时，机器人技术的大量应用会不断的提升采制样系统的自动化、智能化。在业务模式方面，今后煤质-采制样系统维护综合服务业务占比会增加。
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[4]曹继波，刘占宾，刘洪强.煤炭机械化采样应用中的问题及建议[J].煤质技术，2016（02）
论文作者:刘东旭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：煤炭论文; 样品论文; 样机论文; 过程中论文; 粒度论文; 标准论文; 代表性论文; 《基层建设》2019年第4期论文;