煤炭采样机的类型及分析
【摘要】着重对目前市场上煤炭主流采样机进行分析，讨论了各自的利弊，以便给使用单位在采购时提供参考
【关键词】移动煤流采样；静止煤采样
煤炭是大宗散装不均一性商品。

煤炭商品以质计价，如何准确掌握煤炭产品质量，就需要对煤炭产品进行采样、制样与化验。

在煤炭分析过程中的采样、制样与化验三个环节，煤炭的采样是最重要的一环。

如果以方差表示误差，一般认为，采样带来的误差，占煤质分析误差的80%左右。

过去煤炭的采样方式主要为人工采样，近年来人工采样，在很多单位已经被淘汰，大部分都采用了机采样机。

相比于人工采样，采样机主要优点是：
（1）省去了人力，提高了工作效率；
（2）最大程度上避免了人工采样的人为弄虚作假；
（3）采样量大，代表性更强。

从结构上，煤炭采样机分为采样和制样两大部分。

在煤样的采制样过程中，采样的影响要比制样的影响大得多。

如果以方差表示误差，其中，采样占到80%，制样占16%，化验占4%。

煤炭采样机分类，按采样方式，分为移动煤流采样机和静止煤采样机。

1 移动煤流采样
移动煤流采样是在输煤皮带上进行的机械化采样。

移动煤流采样以时间基或质量基系统采样方式或分层随机采样方式进行。

从操作方便和经济性角度，时间基采样较好。

采样时，应保证截取一完整煤流横截段作为一子样，子样不能充满采样器或从采样器中溢出。

试样应尽可能从流速和负荷都较均匀的煤流中采取，尽量避免煤流的负荷和品质变化周期与采样器的运行周期重合，以免导致采样偏倚。

如果避免不了，则应采用分层随机采样方式。

移动煤流采样机采样部分，最常见的类型有皮带中部采样机和皮带端部采样机。

1.1 皮带中部采样机
常见的皮带中部采样机如下图a所示。

该设备采样时，采样头按照固定的时间间隔旋转一周，将煤样刮扫至图中右下侧接样斗，完成采样。

与皮带端部采样机相比，皮带中部采样机不容易采取全断面，可能会造成偏倚。

解决办法，采样机的安装尽量靠近上一级输煤皮带的落煤处，最大限度降低输煤皮带颠簸作用所造成的离析作用而导致的煤质的上下分层。

为此，可采取降低采样头，将输煤皮带下的滚轴升高，或在采样头的刮扫装置上加胶皮。

采取这两个对策，以尽量取全段面的样品。

1.2皮带端部采样机
常见的皮带端部采样机如下图b所示。

该设备采样时，接样斗按照固定的时间间隔旋转一周。

当接样斗旋转至落煤处，即完成一个样品的采取。

皮带端部采样机，安装在输煤皮带的煤流下落处。

在采样头旋转横过下落煤流，采取初级子样。

这种方式一般能采取全断面煤流，采样偏倚较小，是一种较先进的采样方式。

但在采样过程中，要保证采样头的开口应是被采批煤最大标称粒度的3倍以上，防止因为开口偏小造成偏倚。

2 静止煤采样机
主要在火车或汽车等运煤工具上进行的采样。

该种类型的采样机主要分为桥式采样机和悬臂式采样机。

静止煤采样只用质量基采样方式。

采样时，采样器应插人煤内由顶到底采取一全深度煤柱子样，或插人煤内一定深度取出一分层子样全深度和深部分层采样。

静止煤采样机采样头类型，主要有全深度螺旋钻、点式螺旋钻与螺旋钻带缩分。

标准上要求，尽量取全深度样品。

因此，本文主要讨论全深度采样的两种类型，即采样头不带缩分和带缩分两种。

2.1 不带缩分的螺旋钻采样头
常见不带缩分的螺旋钻采样头如图c所示。

该设备采样时，螺旋钻旋转下降，煤样进入螺旋钻。

当螺旋钻下降到底部时，即完成一个样品的采取。

不带缩分采样设备，初级子样量大，制样系统的压力大，缩分比例小，有可能引起偏倚。

对于该类采样，要求制样系统的出力足够大，能保证在一个采样周期内完成煤样的制样程序。

煤样制备过程中，出料粒度太小，易造成破碎机堵塞，不易维护。

所以，一般破碎到出料粒度为小于25mm或13mm即可。

2.2带缩分的螺旋钻采样头
常见带缩分的螺旋钻采样头如图d所示。

该设备采样时，螺旋钻旋转下降，采样的同时进行缩分。

缩分的留样进入采样螺旋管的右侧样斗里，另一部分通过左侧的开口弃掉，完成一个样品的采取。

带缩分的采样装置，由于是对原煤样进行缩分，原煤样颗粒较大，因此很有可能出现偏倚。

对这一类设备，要求采样螺旋管上的开口，一定要达到煤样标称粒度的3倍以上，否则颗粒较大的煤样不能进到留样斗里，极有可能造成偏倚。

3 移动煤流与静止煤采样对比
（1）移动煤流最大程度避免了采样与煤质变化周期重合的几率。

比如：有一列火车入厂煤。

在火车煤翻到煤沟里，用皮带将煤沟的煤输送到煤场。

在煤炭迁移过程中，在输煤皮带上进行机械采样。

煤的质量变化周期可能是以一个车厢为单位，5 min翻一车煤，如果皮带上采样机的采样间隔也为5 min 的话，采样与煤质变化周期很有可能相重合。

对此，只需将采样间隔缩短或加长即可避免采样与煤质变化周期相重合的问题。

（2）采样的目的是为获得一个其试验结果能代表整批被采样煤特性的试验煤样。

为此，采样的基本要求是，被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。

移动煤流采样相比于静止煤采样，更能满足采样的基本要求。

静止煤采样时考虑到安全因素，车厢里的拉筋周围，不可能采集到车厢边上，也不能钻到车厢底部。

这就与采样的基本要求相违背。

（3）静止煤采样，大多在采样头部有一级缩分。

这一级缩分，由于是对原煤样所进行的缩分，因此极有可能造成偏倚。

4 总结及建议
（1）建议在条件具备情况下，尽量在移动煤流上进行采样。

（2）对于入厂煤采样机，由于采样最终结果涉及到煤炭交易双方的结算，对采样机，必须委托第三方进行性能鉴定，且性能试验符合国标要求。

参考文献：
[1]GB/T 19494-2004.煤炭机械化采样.
现为煤炭机械化采样鉴定中心主任。