模块三 第一讲 煤样的采取

1、模块三模块三 煤样的采取与制备煤样的采取与制备 第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取 煤样是为确定某些特性而从煤中采取的具有代表性的一部分煤。不同的目的和要求，需 要采取不同种类的煤样。对埋藏在地下煤层中的煤炭，在煤田地质勘探工作中，就要采取煤样进行试验，例如在钻探时就要采取煤芯煤样，以初步了解煤的性质；采煤时，要在采煤工作面或掘进工作面采取煤层煤样，以便比较全面地掌握该煤层的各种性质；第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取一一 采样的基础知识采样的基础知识从大量煤中采取具有代表性的一部分煤的过程叫做采样采样定义定义获得一个组成和特性都能代表被采样批煤的试验煤样，

2、或者说其试验结果能代表被采样批煤的组成和特性的试验煤样。目的目的基于煤质的不均匀性而制定的，其基本原则是被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一颗粒都有相等的几率被采入试样中。方法方法第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取 采（制）样的基本过程是首先按照规定的程序从分布于整个被采样批煤的许多不同部位各采取一份试样（即初级子样），然后将各初级子样合并成为一个总样，再按规定的制样程序（包括筛分、破碎、缩分和空气干燥）制成要求数目和类型的试验总样。 在采样过程中，经常会用到下列基本概念： （1）子样。指采样器具操作一次或截取一次煤流全横截断面所采取的一份样。 （2）分样。是由均匀分布于整个采样单元的

3、若干初级子样组成的煤样。 （3）总样。从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。 （4）批。需要进行整体性质测定的一个独立煤量。 （5）采样单元。指从一批煤中采取一个总样的煤样，一批煤可以是一个或多个采样单元。 （6）时间基采样。从煤流中采取子样，每个子样的位置用一时间间隔来确定，子样质量与采样时的煤流量成正比 （7）质量基采样。从煤流或静止煤中采取子样，每个子样的位置用一质量间隔来确定，子样质量固定。 第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取 （8）系统采样。按相同的时间、空间或质量间隔采取子样，但第一个子样在第一间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取。 （9）随机采样。采取子样时，对采样的部

4、位或时间均不施加任何人为的意志，使任何部位的煤都有机会采出。在质量基采样和时间基采样划分的质量或时间间隔内随机采取一个子样谓之分层随机采样。 （10）采样精密度。在规定条件下所得独立试验结果间的符合程度称之为精密度。在煤炭分析中所说的采样精密度是采样、制样和化验总精密度的简称，常用对一批煤进行单次采样、制样和化验所得品质参数与同批或同一煤源、相同特性的若干批煤进行大量次数采样、制样和化验所得品质参数的平均值的差值表示。第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取 一、煤芯煤样的采取方法一、煤芯煤样的采取方法 在煤田地质勘探过程中，从钻孔煤芯中采取的煤样称为煤芯煤样。 1.煤芯的整理煤芯的整理 煤芯自钻孔

5、取出后，其上下次序容易颠倒，要及时按上下顺序依次放入岩芯箱内，断口互相衔接，使煤芯不受污染。如煤芯比较完整，应及时分层，并按取样煤层及顺序填写煤芯煤样说明书，记录各煤层及其每一分层的厚度和煤芯长度，描述宏观煤岩类型及煤芯状况。但煤芯煤样在钻探过程中多已破碎，很难准确地分辨出煤层与夹石层的界限，因而煤样中的夹石及各种矿物质包裹体应全部清除。如取得的煤芯是很整齐的煤柱，可将厚度在10mm以上的夹石清除出去。混入煤芯中的其他杂质如泥浆、钢砂、机油等在煤芯取出后应仔细剔除，一般可用钢刀沿煤芯的垂直煤层层理方向自上而下削去表面的沾污层（如其间有的部位没有杂质，也应一并削去）。只有煤芯破碎非常严重、与杂质

6、混杂在一起时，才能用清水漂洗除去其混入的杂质。第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取 2.煤芯的分层煤芯的分层 煤芯煤样一般应按独立煤层采取全层样，但往往不完全以煤层为单位，也不是以提取一次作为一个煤样。在煤层厚度小于2m或经证实煤层上下部煤质变化不大时，可按一个煤层或提取一次作为一个煤样；对于2m以上的较厚煤层，通常是以1m左右作为一个人工煤层采取，也可根据该煤层上下部煤质变化情况做适当的增减；如煤层很厚且煤层上下部煤质变化不大时，可将分层厚度加大，但最大分层厚度一般不得大于3m。如该煤层上下部煤质有显著不同，在保证送检质量的条件下，也应尽量减小分层的厚度。进行人工分层时，如果煤样质量较少以及煤

7、样破碎不能详细分层，可根据煤的物理性质及夹石嵌布情况，尽可能与相邻各钻孔的分层位置保持同一层位。第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取3.煤芯的采取原则煤芯的采取原则 采取煤芯时，大于0.01m至等于煤层最低可采厚度的夹矸层应单独采样；大于煤层最低可采厚度的夹矸层，属于非炭质岩的一般不采样，属炭质岩或松软岩的需单独采样；厚度小于或等于0.01m的夹矸层，应与相连煤分层合并采样，不得剔除；煤层中有多层的薄层夹矸，可单独采样，也可按相同岩性合并采样。把岩芯从钻孔取出到采样结束，一般不得超过48h。 4.煤芯煤样的分装与送检煤芯煤样的分装与送检 煤芯自钻孔中取出后，应立即整理、取样并分为两个相等的部分，

8、分装在两个铁筒中，密封包装。一筒送检，一筒由勘探单位妥善保存。为使两部分煤样的质量尽量一致，在分样时应根据煤芯的情况进行处理。如煤芯是一个整齐的煤柱，最好用劈岩机沿煤柱的纵轴方向劈开，分为两个相等的部分；第一第一讲讲 煤样的采取煤样的采取如现场没有劈岩机，可用一条长的厚木板刻成半圆的长槽，在槽底固定一条有刃的铁片，沿煤芯纵轴方向刻一条与铁片刃部相吻合的小沟，然后将煤芯放于木槽中，使煤芯上下的小沟与铁片刃部吻合，并在煤芯上盖一块板，用锤打击木板，则煤芯可以沿其纵轴分成两部分；当取出的煤芯不整齐、碎块较多或全为碎块时，应将煤样用水适当漂洗，除去泥浆、钢砂等杂质，然后 将煤样破碎到6mm以下，用四分

9、法或二分器缩分成两个相等的分。煤芯煤样 的质量至少应为1.5kg，如煤芯煤样尚需进行特殊项目的试验，则应根据试验要求决定送样的质量。 煤岩样品主要用于确定煤的岩相组成和煤化程度，评价煤的性质和用途，在区域内进行煤层对比、研究煤的成因和变质等。GB/T19222规定了烟煤和无烟煤煤岩样品的采取方法，适用于在煤田地质勘查、生产矿井中煤岩样品及商品煤煤岩样的采取。 三、煤岩样品的采取方法三、煤岩样品的采取方法 第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 1.煤岩样品的类型煤岩样品的类型 根据不同条件，煤岩样品可分别在煤田地质探查或勘探地区的探槽、浅井、坑道和生产矿井中采取，主要有煤层全层煤岩样、煤层分层煤岩

10、样、块状煤岩样、煤层柱状样和商品煤煤岩样等主要类型。 （1）煤层全层煤岩样 （2）煤层分层煤岩样 （3）块状煤岩样 （4）煤层柱状样 （5）商品煤煤岩样第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 2.采样器具的准备采样器具的准备 按照国标要求，采样器具包括电锯、镐、铁铲、凿子、地质锤、罗盘、长宽不小于2m2m的防水布、板尺或钢卷尺、粉笔、记号笔、封箱带等以及记录本、标签、样品袋、包装纸等。 3.采样前的准备工作采样前的准备工作 采样点的选择采样点的记录煤层剖面的描述 4.采样方法采样方法煤层煤岩样采取的顺序煤层全层煤岩样和煤层分层煤岩样的采取方法煤层柱状样的采取方法第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取块

11、状煤岩样的采取方法样品的编号和包装 四、煤层样品的采取方法四、煤层样品的采取方法 按规定在矿井采掘工作面、探巷或坑道中，从一个煤层中采取的煤样叫做煤层煤样。利用煤层煤样可以进行煤炭的物理性质、化学性质和岩相性质的分析以及煤炭加工利用的研究，根据分析和研究的结果，决定其开采方法、采区计划安排、利用方法和应用前景。GB/T482-2008规定了煤层煤样的采取方法，适用于褐煤、烟煤和无烟煤。 1.煤层煤样的构成煤层煤样的构成 煤层煤样包括分层煤样和可采煤样。 第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 按规定从煤和夹石层的每一自然分层中分别采取的煤样称为分层煤样，用来鉴定各煤分层和夹石层的性质以及核对可采煤

12、样的代表性。分层煤分层煤样样 按采煤规定的厚度应采取的全部煤样称为可采煤样，用以确定应开采的全部煤分层及夹石层的平均性质。可采煤可采煤样样第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 2.采样的基本要求采样的基本要求 （1）煤层煤样应在矿井掘进巷道中和回采工作面上采取。 （2）煤层煤样应在地质构造正常的地点采取，但如地质构造对煤层破坏范围很大而又应采样时，也应进行采样。 （3）分层煤样和可采煤样应同时采取。 （4）在采样前，应剥去煤层表面氧化层。 （5）煤层煤样由煤质管理部门负责采取，具体采样地点应以GB/T482规定为准，如遇特殊情况可以和地质部门共同确定。 （6）采样工作应严格遵守煤矿安全规程，确保

13、人身安全。 3.采样间隔的确定采样间隔的确定 对主要巷道的掘进工作面，每前进100500m至少采取一个煤层煤样；对回采工作面每季度至少采取一次煤层煤样，采取数目按回采工作面长度确定：小于100m的采一个，100200m的采两个，200m以上的采三个。如煤层结构复杂、煤质变化很大时，应适当增采煤层煤样。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 4.采样器具的准备采样器具的准备 带有扁头和尖的手镐或适用的采样机械，锤子，铲子，风镜，不短于2m的钢卷尺和不短于1.5m的直尺或皮尺（最小分度值为毫米），致密、牢固、防水且面积在2.5m2以上的铺布，致密、牢固、防水的装煤样口袋，记录本和所需文具，工具包，规定

14、格式的标签。 标签按照图2-1所示形式印制，填妥后装入标签塑料袋内。图图2-1 煤层煤样采样标签格式煤层煤样采样标签格式第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 5.采样的具体步骤采样的具体步骤样品制备分层煤样的加权平均灰分可采煤样代表性核对6.样品制备与可采煤样核对样品制备与可采煤样核对准备工作分层煤样的采取可采煤样的采取第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 7.煤层煤样的化验煤层煤样的化验 分层煤样应进行水分、灰分和真相对密度的测定；可采煤样代表性经核对合格后进行工业分析和全水分、全硫、发热量、真相对密度等项目的测定。每个煤层每年至少选两个代表性的煤层煤样根据需要按照GB/T474规定制原煤和浮煤

15、试样，并做有关项目分析。厚度的测量及灰分、真相对密度的测定结果取小数点后两位报告。 8.结果报告结果报告 煤层煤样报告表参照GB/T482附录B编制，如表2-1所示。 五、商品煤样采取方法五、商品煤样采取方法 代表商品煤平均性质的煤样称之为商品煤样，可以在输送机的煤流中以及火车等运输工具以及煤堆上采取。在煤流中采取商品煤样代表性最强，在煤堆上采取商品煤样的代表性最差。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 （一）采样方案（一）采样方案 1.采样方案选择 在一般情况下，原则上按照GB475商品煤样采取方法规定的基本采样方案进行采样，但当采样精密度以灰分以外的煤质特性参数表示、或所要求的精密度小于表2

16、-2所列值、或经有关方同意另行设计采样方案时，可另行设计专用采样方案。 2.基本采样方案 1）采样精密度 采样精密度通常用灰分Ad来表示，也可用煤的其他化验结果如发热量等作为精密度的指标。一般来说，煤炭本身越均匀、子样数目越多、子样质量越大、子样点分布越均匀、采样工具尺寸越大，采样的精密度就越高。原煤、筛选煤、精煤和其他洗煤（包括中煤）的采样、制样和化验总精密度（灰分，Ad）如表2-2所示第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取表表2-2 商品煤样采样精密度商品煤样采样精密度 2）采样单元 商品煤分品种以1000吨为一基本采样单元。当批煤量不足1000吨或大于1000吨时，可根据实际情况，以一列火车

17、装载的煤、一船装载的煤、一车或一船舱装载的煤、一段时间内发送或接收的煤为一采样单元。如需进行单批煤质量核对，应对同一采样单元进行采样、制样和化验。 3）采样单元子样数 （1）基本采样单元子样数。原煤、筛选煤、精煤及其他洗煤（包括中煤）的基本采样单元子样数列于表2-3，其数目视煤的灰分、品种和采样地点的不同而有所差别。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 （2）采样单元煤量少于1000t时的子样数。采样单元煤量少于1000t时的子样数可按表2-3规定的子样数依比例递减，但最少不应少于表2-4的规定数。 表表2-4 采样单元煤量少于采样单元煤量少于1000t时的最少子样数时的最少子样数 第一讲第一讲

18、 煤样的采取煤样的采取 （3）采样单元煤量大于1000吨时的子样数。采样单元煤量大于1000吨时，其子样数按式（2-3）进行计算。 （2-3） （4）批煤采样单元数的确定。一批煤可以作为一个采样单元，也可按式（2-4）划分 M个采样单元：1000MnN 1000Mm （2-4） 显然，将一批煤分为若干个采样单元时，采样精密度优于一个采样单元的精密度。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 4）试样质量 （1）总样的最小质量。表2-5列出了一般煤样（共用试样）、全水分煤样和粒度分析煤样的总样或缩分后总样的最小质量。表表2-5 2-5 总样的最小质量总样的最小质量标称最大粒度/mm一般煤样和共用煤样/

19、kg全水分煤样/kg粒度分析总样/kg精密度b1%精密度2%1502600500675017001001025190221557080565105107027550170a3528070254083691315351.2563.751.250.650.2530.70.650.250.251.00.10-注： a.标称最大粒度50mm的精煤，一般分析和共用试样总量最小质量可为60kg。b.精密度为测定筛上物产率的精密度，即粒度大于标称最大粒度的煤的产率的精密度。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 （2）子样质量。子样的最小质量按式（2-5）计算，但最少为0.5kg。 ma=0.06d （2-5）

20、 事实上，子样质量达到一定的限度后，再增加质量也不能显著提高采样精密度。但当按每个采样单元子样数和最小子样质量采取的总样质量达不到表2-5规定的最小质量时，应将子样质量增加到按式（2-6）计算的子样平均质量。 （2-6） nmmg第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 3.人工采样工具 采取子样的常用工具有采样斗、采样铲、探管、手工螺旋钻、人工切割斗、停带采样框等。采样器具的开口宽度应满足式（2-7）要求且不小于30mm。 W3d （2-7） （二）采样方法初级子样采取方法 1.移动煤流采样方法 移动煤流采样可在煤流落流或皮带上的煤流中进行，但通常并不推荐在皮带上的煤流中采样，停皮带采样法也只在偏倚试验时作为参比方法使用， 这里以落流采样法为例对移动煤流采样的方法予以说明，但落流采样法不适用于煤流量在400th-1以上的系统。第一讲第一讲 煤样的采取煤样的采取 1）系统采样 煤样在传送皮带转输点的下落煤流中采取，采样装置应尽可能地以小于0.6ms-1的恒定速度横向切过煤流，沿煤流长度或厚度方向一次通过煤流截取一个子样。初级子样应均匀分布于整个采样单元中，第1个子样在第1个时间/质量间隔内随机采取，其余子样按相等的时间/质量间隔采取。如果预先计算的子样数