煤炭煤质分析理论考试资料

1 第一章 实验室安全知识 第一节 用电安全与安全操作规程 一、 用电安全 人体 是一种导体，当人体与带电体或火线接触时，就有电流通过人体。人体通过电流的大小与电压、人体的情况有关。 人的皮肤的电阻很大，约在 100间。 220 、 电流人体就能感觉到；电流达到 体就会感觉发麻，很容易 把仪器摔坏或碰坏周围的仪器；电流达到 上会使肌肉剧烈收缩，手无法脱开电器；电流达到 上则呼吸困难，甚至停止呼吸；电流达到 上则使 心脏产生纤维 性颤动，甚至无法救治。为防止工作过程中触电，就在人体与地面之间增加高电阻的绝缘物，如干的木板、厚的绝缘橡胶板，尽量阻止电流通过人体到达地面而形成通电回路。 如实验室在放干燥箱、马弗炉的地面上垫上绝缘橡胶就是起这个作用。一般仪器的导线都是红、黑、白三股橡皮绝缘的电缆构成，通常是红线接火线，黑线接地线。发生触电 事故时，应首先设法把电路切断，立即拉开闸刀。（在电流未能切断时，他人勿接触被触电者）如果触电者已经昏迷不醒应立即进行人工呼吸抢救， 并立即送医院。因此，在首次进入实验室工作时，应先熟悉本室的电路分布情况及开关闸刀的位置，在 有事故发生时便于处理，不让事故扩大。 二、 安全操作规程 （ 1）、 在实验室中，任何药品都或多或少具有毒性，因此不可去尝其味，不要直接俯向容器去嗅其 味，应慢慢地摇动手掌将气体引向自己鼻孔。 （ 2）、 在稀释浓强酸（特别是浓硫酸） 时 ，必须一边搅拌冷却，一边把浓强酸以细流状注入水中，切勿将水倒入酸中，以免溅出伤人，甚至爆炸。 （ 3）、 任何化学药品一经放置于容器后，应立即贴上标签，标明名称、规格、浓度和日期，对标签有怀疑，应查问或检验清楚。 （ 4）、 不能在有易燃烧品的附近加热，应 移去易燃、易炸物品。 （ 5）、 对不同的被加热物有不同的加热方式，加热沸点在 30 60 的乙醚、二硫化碳、丙酮等必须注意只可以用温水浴加热， 而且只能从冷水加热开始，加热沸点在 60 80 间的苯、乙醇、氯仿等则可用 80 100的水浴加热；加热沸点在 80 以上的液体则可以使用液体油浴或在隔石棉网的火焰上加热。 （ 6）、 使用玻璃管或玻璃棒，一定要用火把棒断面烧圆， 以免割破手。 （ 7）、 用试管加热时，勿使管口朝向自己或别人，以免加热不均匀时，溶液从试管溅出伤人。 （ 8）、 切不可以对试剂瓶或量筒直接加热，也不可以在试剂瓶、量筒中配制溶液，以免容器发热使容器破裂 。 （ 9）、 用移液管吸取溶液时必须小心谨慎，吸取挥发性、强碱性、腐蚀性、刺激性或有毒的液体时，必须用吸尔球或水泵抽气吸取，不能用嘴吸取，以确保安全。经常注意管的尖端是 否插在液面之下，任何疏忽都可能把液体吸入口中。 （ 10）、 使用酒精灯注意要点。当灯内酒精不多时，往往会使玻璃爆炸，使剩余酒精淌出引起着火。给 酒精灯添加酒精时，一定要熄灭火后，用漏斗小心加入；点燃酒精灯，不能用已燃酒精灯来引燃，因为酒精灯倾斜， 使酒精溢出， 造成失火。 （ 11）、 使用酒精喷灯注意要点。坐式或挂式的酒精喷灯 灯座应放在石棉板或瓷砖上进行工作，挂式 酒 精灯在引火的酒精快烧完时 ， 才打开悬挂的酒精筒下端的活门，使酒精流入喷灯内。如引燃的酒精不足，喷灯温度不够高或其他原因需添加引燃酒精时，必须等喷灯 上的火焰 全熄灭后才能添加。坐式酒精喷灯熄灭、灯座温度下降后才能打开其酒精 壶上的盖子。 第二 节实验室的防火常识 一、 失火的原因 失火除 了主观上粗心大意或违反操作规程外，有时也是由于不了解某种化学物品或某种化学反应的性能和缺乏某些基本知识引起的。一般在实验过程中，要事先了解实验内容 ，严格遵守操作规程，提高警惕，细心操作。 火灾发生的条件有三个 : （ 1）、 可燃性的物质。如可燃性固体（木料、纸张等）、可燃性液体（乙醚、 酒精等） ，自燃性物质（白磷、烷基金属等）和可燃气体（煤气等）。 （ 2）、氧的供给。这个条件最易满足，对于 像 氧化剂这类药品，它们在隔绝空气下，也能自行供氧而燃烧。 （ 3） 达到燃烧的起始温度。达 到燃烧的起始温度，是可燃性物质导致燃烧的最关键条件，这是实验室操作者最易忽略的，同时也是预防和 消灭火灾发生的关键点。 二、灭火的常识 在了解火灾发生的三个条件后，我们在日常的实验工作中，如果一旦失火时，应保持镇静，同时采取以下措施，不然就会错过容易扑灭火的时机 而 酿成火灾。 （ 1） 首先要弄清楚 发生火灾的原因，对不同原因和不同对象的燃烧，采取不同的扑灭方法 。一般来讲 ，若是因用电起火，则先拉开电闸刀；若由灼烧起火，则先灭掉火源等；若能溶于水的物质或与水没有反应的物质起火可以用水来灭火； 若非水溶性有机溶剂在燃烧，只能用 来灭火。所以对失火的原因和现场情况作出判断是至关重要的，否则，不但扑不灭火，反而有加剧火势的可能。 （ 2） 防止火势扩散，马上关熄所有的加热设备，把附近一切可燃的（尤其是有机溶剂）或爆炸性物质移至远处。值得注意的是：在扑灭火焰时，切勿打翻附近装有有机溶剂的仪器或打破在燃烧的盛有可燃性物质的容器，这样往往会加剧火势。 （ 3） 迅速采取有效的灭火措施，扑灭火焰有三种可能性： 1、排除燃烧的物质； 2、冷却燃烧物质使之降到燃烧点以下，一般可用水，但不是所有场合都适用； 3、使燃烧物隔绝空气而灭媳，这是最常用的灭火方法。 三、 常用的消防器材的性能介绍 1. 黄砂 黄砂装于砂箱或砂袋内，当着火时，只要将其掷洒于着火物上就可将火熄灭， 适用于一切不能 用水扑灭的燃烧，特别是有机物质的燃烧。但对火势猛，燃烧面积达的情况，效果不佳。注意，湿的砂有时不但不能灭火，还会增加火势， 所以黄砂一定要经常保持干燥，放置在最方便取到的地方。 2. 水 水是常用的灭火剂，但在化学试验室中一般不宜用水灭火，除非确定燃烧物系水溶性 或用水没有其他危险时，方允许用水。 3. 压缩二氧化碳灭火器 灭火器钢瓶内装有压缩二氧化碳，钢瓶口有手把式开关，开关接高压橡皮管和喇叭形喷射筒。使用时应将手把式开关下面的一支销钉拔下来，按紧手把，将喇叭筒对准火场喷射出二氧化碳，使火场与空气隔绝，效果较快，且能用于电器、有机溶剂和贵重仪器着火等场所。 4. 泡沫灭火器 与二氧化碳灭火器相似，泡沫灭火器的灭火剂是由 加有固沫挤，翻转灭火器时产生 些泡沫就像毡子一样将燃烧体包住而使火熄灭。泡沫灭火效果比二氧化碳更强，除用电起火外，大部分场合都适宜。 注意，喷口处需定期检查，以防阻塞；瓶内的药液，要定期更换，否则会失效，平时勿摇动。 5. 四氯化碳灭火器 四氯化碳沸点低，喷到燃烧物表面后能迅速气化 ，而 成为阻燃气体，包裹住燃烧物而使之熄灭。常用的四氯化碳灭火器有压缩喷射式和玻璃瓶装式两种。这种灭火器的优点是可以熄灭因电流引起的火 ，不损坏用电仪器和精密仪器；缺点是蒸汽有毒，尤其是可能产生更毒的光气，所以在不通风的地方，最好不用它。 6. 干粉灭火器 干粉灭火器也是一种 通用型的灭火器。灭火器桶内粉末的主要成分 加入适量的润滑剂和防潮剂。在灭火器桶旁或桶内装有灌装高压 为喷射的动力。 干粉灭火器喷出的灭火粉末盖在燃烧物上 ，能够构成阻碍继续燃烧的隔离层，而且通过受热还会分解出不燃性气体，降低燃烧区域中的含氧量。同时，干粉还有中断燃烧连锁反应的作用 ，因此，灭火速度快。 干粉灭火器综合了泡沫、二氧化碳和四氯化碳灭火器的优点，它适用于扑救油类、可燃气体、仪器设备和遇水燃烧等物品的初始起火 。 干粉灭火器的粉末是无毒的， 一般情况下是不会溶化 、不分解的 ，没有腐蚀作用，可长期保存。 发生火灾时，先把干粉灭火器取下提到现场 ，在离火源 7 8m 左右时，把灭火器竖立在地上 ，然后一手握紧喷嘴胶管， 另一手 将提环用力向上拉起 。这时，干粉灭火器 内的二氧化碳的瓶盖即打开 ，二氧化碳就冲进干粉瓶中，产生较大的压力，此时立即靠近火源， 桶内的干粉就会伴随二氧化碳一起从喷嘴射出，一股带有粉末的强大气流扑向燃烧区 ，将火熄灭。 第二章煤质分析的一般规定 第一节 煤质分析实验方法 一 、 煤质分析试 验方法的分类 煤质分析试验方法 一般分为两大类 ：一类是煤的固定成分 和固有特性的分析试验方法 ，如煤中元素的测定 、煤中全硫和形态硫的测定 等 ； 另一类是煤的非固有成分 和特性的分析试验方法 ，也称煤的规范性试验方法 ，即在规定条件下， 使煤发生转化，然后测定生成物的量 和特性的试验方法，如煤中灰分 、挥发分的测定等。 煤的固有成分和特性的分析试验 ，无论用什么分析方法（化学分析法或仪器分析方法 ），不管在什么条件下， 测出的化验结果都必须是实际的结果 。例如煤中的全硫的测定 ，无论用艾氏卡重量法 ，还是库仑法，得出的结果都应是一致的 煤的规范性试验方法 ，其试 验结果是随着试验方法 、条件 、仪器设备而变的。例如煤的挥发分产率的测定 ，在 850 和900 下测定的结果是不一样的 ，而且因坩锅的质量、坩埚盖的严密不同所得到的结果也不一样 。因此，在这类分析试验中，必须严格执行 分析方法规定的操作条件和程序 ，才能得到准确的结果。 二、 煤质分析试验项目符号、测定值和报告值 煤质 分析 试验项目采用英文名词 第一个字母或缩 略字 ，以及元素符号或分子式作为它们的代表符号。煤质分析项目符号 、测定值和报告值（部分）见表 表 1质分析项目符号、 测定值和报告值 （部分） 项目名 称 符 号 单位 测定值 报告值 工业分析 水分 M 小数点后两位 小数点后两 位 灰分 A 小数点后两位 小数点或两位 挥发分 V 小数点后两位 小数点后两位 固定碳 小数点后两位 小数点后两位 元素分析 发热量 Q g 小数点后三位 小数点后两位 胶质层指数 X、 Y 结指数 G 小数点后一位 个位 第二节 煤样 与 测定 一、 煤样 为确定某些特性而按 规定方法采取的、 具有代表性的一部分煤叫煤样 。 制备煤样应注意以下几点 ： （ 1） 分析煤样一律按 煤样的制备方法 制备。在制备煤样时 ，若在室温下连续干燥 1 小时后， 煤样质量变化不超过 ，则为达到空气干燥状态。 （ 2） 煤样应装入严密的容器中，通常可用带有严密的玻璃塞 或塑料塞的广口玻璃瓶。煤样量占玻璃瓶总容积的 1/2. （ 3） 称取煤样时，应先将其充分混匀， 在进行称取。 （ 4） 接受煤样时， 应核对样品标签、通知单等，确认无误后，再检查样品的粒度 、数量是否符合规定， 符合规定方可收样。 二 、煤样测定 煤样测定除特别要求外，每项分析试验都应 对同一煤样进行二次测定。 为什么要进行二次测定 ？这是因为根据两次测定结果，可以发现在测试过程中是否有意外差错， 以保证结果的可靠性。二次测定值的差， 如不超过规定限度（重复性限 T） ,则取其算术平均值作为测定结果， 否 则 ，需进行第三次测定。如三次测定值的极差 则去三次测定值的算术平均值作为测定结果 ，否则需要进行第四次测定。 如四次测定值的极差小于或等于 则取四次测值的算术平均值作为测定结果，如极差大于 其中三个测定值的极差小于或等于 ，取该三个测值的平均值作为测定结果。如上述条件均未达到，则应舍弃全部测定结果，并检查仪器和操作，然后重新进行测定。 【例 1 测定煤中灰分，二次测定值超过允许差 ，三次测定的数据是 、 、， T 值为 如何报出结果？ 解：因为 以报出结果是 =(3=【例 1测定一煤样灰分， 二次测定值超过允许差，得到的数据是 第三次测定值为 三次极差大于 进行第四次测定 ，测值为 问如何报出结果 ？ 解：因为 T 为 0= 以四个数据不能平均报出 ，需要看其中三个测定值的极差是 否小于或等于 因为 0= 以 以 3=那么分析 结果应该是 是 国标没作规定， 我们认为以这二个结果的 算术平均值报出较为合理 ，即 A 2=以 出 凡需根据水分测定结果进行 校正和换算的分析试验，应同时测定煤样的水分 。如不能同时进行，两者测定也应在煤样水分不发生 显著变化的期限（最多不超过7d）内进行。 四、 数据修约 煤质分析采用 “四舍六入，五 单双”法进行数据修约。凡 末位有效数字后的第一位数字大于 5， 则在前一位上增加 1，小于 5 则舍去。 末位有效数字后边的第一位等于 5，而 5 后面的数字并非全部为零时， 则在 5前面一位增加 1， 5 后面的数字全部为零时，如 5 前面一位数为奇数，则增加 1；如 5 前面一位 偶数 ，则将 5舍去。 所舍去的数字为两位以上数字时 ，不应连续进行修约。 例入， 煤的灰分测定结果要保留两位小数， 那么以下数字的修约结果 为： 约为 约为 约为 约为 有人把数字修约规则 编成一句顺口溜 ，以便能熟记：六要上 ，四要舍，五后有数进为一，五后无数看单双，奇数在前进为一，偶数 在前全舍去 ，数字修约有规定，连续修约不应当。 五、 煤质分析试验方法的精密度 煤质分析试验方法的精密度 ，以重复性限 （ 同一化验室的允许误差）和再现性 临界差（不同化验室的允许差）来表示。 1. 重复性限 在同一试验室中由同一操作者 、用同一台仪器对同一分析试验煤样， 在短期内所做的 重复测定所得结果差值（ 95%概率下）的临界值叫做重复性限。 重复测定与平行测定是不相同的，例如测定挥发分 时，重复测定是将 同一煤样分两次进炉测定； 而平行测定是在一炉中同时测定。所以重复测定比平行测定的精密度要高的多 。 2、再现性临界差 在不同试验室中，对从煤样缩制 最后阶段的同一煤样中分取出来 、具有代表性的部分所做的重复测定 ，所得结果的平均值的差值（在 95%概率下）的临界值叫做再现性临界差。 第三节 煤质分析的 “基” 一、“基”的概念及符号 煤所处的状态称为基准，简称为 “基”。常用的基有 ： 1. 空气干燥基 空气干燥基是以与 空气湿度达到平衡状态的煤为基准 ，其表示符号是 煤质分析都是测定 各种指标的空气干燥基数值， 这是因为采用空气干燥煤样来测定而造成 的。 如将煤样在空气中连续干燥 1h，其 质量变化不大于 则认为煤样达到空气干燥状态。 煤样过干或太湿，都将对分析结果产生直接影响 。 2. 干燥基 干燥基是以假想无水状态的煤为基准 ，表示符号是d。 实际上不含水分的煤是不能稳定存在 的，当煤样在干燥箱中 干燥失去空气干燥基水分后，移出干燥箱 ，遇到空气，立即吸收空气中的水分 ，直到平衡为止，所以说无水状态的煤是不存在的。 由 于煤的干燥基分析结果不受煤样水分的影响，就使得不同 单位在不同环境下所测得的煤样各项指标就有了可比性。 所以国标中对不同化验室的允许误差都是以干燥基来表示的 。标准煤样的不确定度也是以干燥基来表示的 。 3干燥无灰基 干燥无灰基是以假想无水、无灰状态的煤为基准，表示符号是 水、无灰的煤实际上就是指常说的纯煤 。但任何煤都带有灰分 ，因此，无水、无灰状态的煤是不可能存在的。 干燥无灰基常用于挥发分 。干燥无灰基挥发分的高低反映了煤的变质程度 ，在我国煤炭分类中作为主要分类指标之一。 收到基是以用户收到状态的煤为基准，其表示符号是 二、 “基”的表示方法 “基”有多种表示方法， 为了区别以不同基表示的煤炭分析结果， 采用英文字母，标在有关符号的右下角，项目细划分符号后面 ，并用逗号分开。 例如：空气干燥基全硫 到基恒容低位发热量 v,、“基“的换算 在化验室中所测定的各项煤质指标 ，一律采用空气干燥煤样进行测定 ，其测定结果也是用空气干燥基来表示，如 Qb,。煤的全水分 果也常用收到基水分 表示。 进行基准之间 的换算，首先要清楚各种基准的 含义和不同点，才能熟练地进行换算， 而不必去死记硬背众多换算公式。我们知道干燥基的数剧比空气干燥基数据要大，因此当空气干燥基换算为干燥基时，一定要在空气干燥基数据上乘上大于 1 的数。我们把基准的含义从小到大排列为 ：收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基。 已知前面的基， 求后面的基，必定乘上大于 1 的数 ；反之则乘上小于 1 的数。 当然，也可用移项的方式熟知公式 。不同基的换算公式见表 1 2。 例如，已知干燥基灰分，要求空气干燥基灰分 ： 已知 (100 两边除以 100÷（ 100 可得到 d×（ 100 100 同理，可得到计算空气干燥基挥发分的公式 (100 100 表 1 2 不同基的换算公式 要求基 已 知基 空气干燥基 燥基 d 干燥无灰基 到基 气干燥基 100÷（ 100 100÷（ 100 （ 100 （ 100 干燥基 d×（ 100 100 100÷（ 100 100 100 干燥无灰基 100100 (100 100 (100 100 收到基 100（ 100 100÷（ 100 100÷ （ 100 【例 1 3】已知 求 解： 100÷ (100 100÷ (100【例 1 4】已知 求 解： 00 100= ÷100= 100第四节 煤质分析结果的表述 由于煤炭是固体物质， 被测组分在固体试样中的含量 ，通常以质量分数来表示。质量分数的定义为 “物质 ，其符号为 WB=m 试中 g； g。 由定义可知，质量分数的数值应小于 1。在煤质分析中通常使用质量 百分数来表示被测组分的含量，是质量分数的一种表示形式 ，其公式为 X=m× 100 式中 g； g； % 例如，某煤样含 就表示在 100g 煤样中含 第 三 章 化验室基础知识 第一节 实验室用水的制取 一、 制取实验室用水的水源主要有两种： 一是井水（地下水），地下水清洁而无悬浮物，但通常硬度较大，矿物质较多，因此应当选用硬度较小的地下水作为制水水源；二是自来水，自来水经过水厂的处理，硬度适中，清洁而无有机物，是最理想的水源。 二、水中的杂质 化验工作中，水是必可少的。洗涤玻璃仪器、冷却、配制溶液及分析操作都需要用到水。天然水、自来水中存在很多杂质，不能直接用于化验工作，必须将水纯化，有些化验中还要用到特别要求的水或超纯水。 三、实验室用水规格 实验室用水应符合国标 1992分析实验室用水规格和试验方法。 实验室用水分为 3 个级别（表 3 1）：一级水、二级水和三级水。一级水用于严格要求的分析试验，二级水用于无机微量分析等试验，三级水用于一般化学试验 。 表 3 1 分析实验室用水的规格 项 目 一级水 二级水 三级水 外观（目视观察） 无色透明液体 （ 25 ） 导率（ 25 ） /（ 氧化物质 以 O 计 （ 光度（ 2541程） 蒸发残渣（ 105± 2） C/（ 溶性硅（以 （ 在煤质试验中，一般用三级水，采用蒸馏法和离子交换发来制取。各级用水使用密闭的、专用的聚乙烯容器贮存。三级水也可用密闭的、专用的玻璃容器贮存。 四、实验室用水的检验 用国标方法对水进行检验比较复杂，一般不常用。对水进行检验，一般用以下化学方法；对用离子交换法制取得水，可用电导率仪监测水的电导率。 （ 1） 阳离子的检验。取水样 10试管中 ，加入2 3 滴 氨缓冲液（ 0）、 2 3 滴铬黑 T 指示剂，如水呈蓝色， 表明无金属离子。 （ 2） 氯离子的检验。取水样 10试管中，加入数滴硝酸溶液 （ 酸银溶于水中 ，加浓硝酸 4水稀至 100匀，在黑色背景下看溶液是否变白色混浊， 如无氯离子，溶液应无色。 （ 3） 的检验。取水样 10试管中，加入甲基红指示剂 2 滴不显红色；另取水样 10试管中，加入溴麝香草酚蓝指示剂 5 滴不显蓝色既符合要求。 亦可用精密 纸测试。 五、 蒸馏法制取蒸馏水 将原水用整流器蒸馏就得到蒸馏水，由于绝大部分无机盐类不挥发，因此蒸馏水叫纯净，适用于一般化验工作。 蒸馏器一般是用铜或 其他合金制成的，也有用玻璃、 石英玻璃、银、白金制成的。 用玻璃、石英玻璃、银、白金制成的蒸馏器可制得高纯度纯水。 要得到高纯度水，还可采取增加蒸馏次数的方法，例如用铜蒸馏法制得的蒸馏水， 再放在玻璃蒸馏器 中重新蒸馏 ，制得的蒸馏水叫二次蒸馏水 ，也叫全玻璃蒸馏水，纯度较高。 原水 去离子水 图：离子交换制取 去 离子水 六、 离子交换法制取“去离子水” 用离子交换法制取的水叫“去离子水”。将含有阴阳离子 杂质的水经过离子交换树脂，离子交换树脂上的 +分别与水中的阴离子和阳离子交换，阴阳离子交换到树脂上， +离子进入水中，由结合生成水，从而达到制取纯水的目的。 离子交换法制取“去离子水”的反应式是： H+ + 二节 有效数字及计算 一、 有效数字及其位数 有效数字是指有意义的数字，在分析工作中，就是能阳 阴 实际测量到的数字。例如 ，坩埚重为 六位有效数字； 滴定剂体积为 有四位有效数字。 由于分析天平能称准至 ± 见上述坩埚重应是（ g，因此这个数值只有最后一位数字不是很准确的，是可疑的。 如数字中有“ 0”时，应分析具体情况。例如， 面“ 0”起定位作用 ； 五位有效数字； 四位有效数字； 四位有效数字， 前面“ 0”起定位作用，后面三个 “0”都是有效数字。同样这些有效数字的最后一位数字是可疑数字 。 因此，在记录实验数据和计算结果时， 根据所使用仪器的准确度， 注意在所保留的有效数字中，只有最后一位数字是可疑数字 。如分析天平能准确到 以物体的质量如果是 平时加权平均中 500 00/2，这个 2 没有可疑数字，可视为无限 有效 。一般的倍数或分数，都是无限有效数字。 二、运算过程中的有效数字取舍规则 如有三个质量相加： 从上述数字看，三个测量数据的准确度不同，第一个和第三个准确到 ± 二个准确到 ± 第二个的绝对误差最大 。 计算（ 1） 计算（ 2） + 算 (1)中 面的 099 都是不可靠的， 4 是可疑数字 ，有 差，那么在其他数值中比 小的数加在一起就没有必要了。因此可从 为界，以下的数字按数字修约法原则取舍，所以计算（ 2） 所得到的结果 符合实际情况。 1. 乘除法 与加减法不同，乘除法中取有效数字的位数决定 于相对误差最大的那个数。如 三个数的相对误差 ± 100=± ± 100=± ± 100=± 第一个数是三位有效数字， 其相对误差最大，应以此数据为标准， 确定其他数字的修约数， 即用数字的修约法将各数都保留三位有效数字 ，即上述三个数字的乘积为 当各数的有校数字位数不同时 ，相对误差最大的数，一定是有效数字位数最少的数。 因此在乘除法中，所得结果的有效数字位数应以有效数字最少的数为标准。 有效数字取舍规则可总 结如下 ： （ 1） 记录分析结果时，只应保留一位可疑数字。 （ 2） 在运算中弃去多余数字时，一律以数字修约原则为标准。 （ 3） 几个数相加减时，保留有效数字位数决定于绝对误差最大的数位。 （ 4） 几个数相乘除时，以有效数字位数最少的为标准， 弃去多余的位数，然后进行乘除，在计算过程中，可以暂时多保留一位数，得到最后结果时再弃去多余的数字。 第 四 章 煤样采制的方法 第一节 煤 样 的 采 取 一、 采样的重要性 煤炭在开采、销售和使用过程中都有 必要知道煤炭的性质。 煤炭的性质需要通过煤样的采取 、制备和化验等步骤才能获得的 。从大量的煤中采取出的一小部分具有代表性的 煤样的过程称为采样。所谓代表性， 是指采取出来的煤样的质量可代表这一批量煤的平均质量 。采样有两个原因：一是如果要对全部产品进行鉴定 ，工作量过大，不易实施；二是有些分析试验具有破坏性 ，产品一经鉴定后就面目全非， 原有性能不复存在， 因而失去使用价值。 煤是一种性质极不均匀的混合物 ，而且一批煤的数量又比较大 ，要从中采取几十至几百千克煤样 ，质量上要尽可能接近全部煤量的平均质量是比较困难的。在采、制、 化三个环节中，采样的误差占总方差的 80%，制样和化验仅占 20%， 可见在检查煤炭质量中，采样是关键的一环 。不难设想，如果从一批煤中采得的煤样， 如不能代表这一批煤的平均质量 ，则不论随后的制样和化验如何准确 ，都将毫无意义，甚至得出错误的结论。 采样工作一个突出的特点是： 不正确的采样，事后很难觉察和检查，而往往又无法补救。 二、 系统采样和随机采样 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 ，其余子样按选定的间隔采样。例如 ：在火车顶部采取洗精煤样，按 5 点循环取一点的原则，在第一个车皮上从 1 5 可随机取一点，五块板上分别写上 1、 2、 3、 4、 5,然后摸板，如摸 板3，那么第一点就采 在 第一节车皮的第 3 点上，第二个车皮就采在第 4 点上，如此顺序，采完全部子样。 2. 随机采样 采取子样时，对采样部位和时间均不施加任何人为意志，能使任何部位的物料都有机会采出。例如 ：上面的例子，每一个车皮都要模板 ，如第一车皮摸 3，那么就采在第一节车皮的第三点上； 第二节车皮摸 1，那么就采在第二节车皮的第 1 点上 直至最后一个车皮采完全部子样。 通常我们在收到外来煤样时，再报出的分析结果报表上，常常写上“ 本室仅对来样负者 ”。这样写说明煤样从制备到化验 ，可以保证有足够的精密度，可以对来样负责 。在销售中，由于煤质发生的纠纷、问题大多出在采样上面，可见采样工作的重要性。为了避免和减少人工采样的误差 、保证采样的精密度 ，应尽量考虑采用机械采样。 三、采样要素 商品煤样、生产检查煤样等，其基本采样方法是一样的。 只要掌握了一种煤样的采样方法 ，其他煤样的采样方法就 能 很快掌握了。 这里只介绍商品煤样的采样方法。 1. 采样单元 一批煤中，采取一个总样代表的煤量 为一个采样单元，一批煤可以是一个采样单元，也可以是几个采样单元。 所有煤种，按品种，分用户，以 （ 1000± 100） t 为一采样单元，也可以以当天或一列车 实际发运量为一采样单元。如需进行煤炭 质量核对 ，应对同一采样单元进行采样 、制样和化验。在实际工作中，一批煤往往作为几个采样单元 。例如，某一洗煤厂送 1000t 洗精煤到 一 钢厂 ，钢厂为了配煤炼焦，不可能把 1000t 煤作为一个采样单元 ，如只需要此种煤 200t（根据炼焦炉的容量 和各种煤的配比情况），那么，钢厂就只能以这 200t 左右的煤为一个采样单元。就是说 1000t 煤在钢厂要分成 4 5 个采样单元， 然后以平均结果报出和供方进行核对。 前面讲的 1000t、一列火车 或一天的发运量作为一个采样单元，但在汽车运输中，往往不是这样的 。供销双方可商定以多少吨 或多少天的总量为一个采样单元，例如以 200t 作为一个采样单元，以 5 天的发运量作为一个采样单元等等，只要双方同意就行。 采样人员在采样前必须确认采样地点和采样单元 ，满足三个要素的要求，严格按国标要求正确地布点， 并保证足够的子样数和足够的子样质量。 2. 子样数 子样是采样器具操作一 次所采取的或截取一次煤流 全断面所采取的一份样。子样数目一般以 1000t 为参考煤量， 当煤量为 1000t 时，由表 12 1 给出。 表 12 1 1000t 煤量最少子样数目 子样数 采样地点 煤种 煤流 火车 汽车 船舶 煤堆 原煤、筛 选 煤 干基灰分 20% 60 60 60 60 60 干基灰分 20% 30 60 60 60 60 精煤 15 20 20 20 20 其他选煤（含中煤）和粒度大于100煤 20 20 20 20 20 煤量超过 1000t 时的子样数目，按下式计算 N=n 中 N 实际应采子样数目 ; n 表 12 1 规定的子样数目 ，个； m 实际被采煤样质量， t。 煤量少于 1000t 时，子样数目根据表 12 1规定数目按比例递减，但最少不能少于表 12 2 规定的数目。 表 12 2 少于 1000t 煤量最少子样数目 子样数 采样地点 煤种 煤流 火车 汽车 船舶 煤堆 原煤、筛选煤 干基灰分 20% 按表 12 1 规定数目的 1/3 18 18 按表12 1规定数目的 1/3 按表12 1规定数目的 1/3 干基灰分 20% 18 18 精煤 6 6 其他选煤（含中煤）和粒度大于 100煤 6 6 3. 子样质量 每个子样的最少质量要根据 商品煤标称最大粒度，按表 12 3 规定确定。 表 12 3 子 样 质 量 最大粒度/5 50 100 100 子样质量/ 2 4 5 商品煤的标称最大粒度就是与筛上物累计 质量百分率最接近、但不大于 5%的筛子相应的筛孔尺寸。 例按国标 煤炭筛分试验方法 筛分某原煤煤样后，得到下列结果（表 12 4）。 表 12 4 筛分某原煤煤样结果 筛分组成（筛孔尺寸 ）/00 50 25 13 产率/% 上述数据可以看出， 100 50个粒级筛上物产率最接近 5%并小于 5%。因此，上述原煤的标称最大粒度为 50表中可查的子样质量为 2 4. 采样的布点 采样的布点必须依据“均匀布点， 使每一部分煤样都有机会被采出”的原则分布子样点。 不同的采样地点有不同的布点方法。一般采样地点有煤流 ，火车、汽车、船舶和煤堆等， 这里仅讲在煤流和火车顶部采 样。 1） 煤流中采样 移动煤流中采样 按相同的时间或相同的质量间隔进行布点。如对一个采样单元按相同的 时间间隔采取子样时： 每个子样的时间间隔按下式计算 T 60Q/中 T 子样时间间隔， Q 采样单元， t； G 煤流量， t/h； n 子样数目。 如果对一个采样单元按相同的质量间隔采取子样时，每个子样的质量间隔按下式计算 m 60Q/n 式中 m 子样质量间隔， t； Q 采样单元 ， t； n 子样数目。 第一个子样的采取是随机采取的。 2)火车顶部采样 （ 1）原煤和筛选煤。 不论车皮容量大小，每车沿对角线 3 点采取 3 个子样。 1、 3 子样距车角 1m，第二个子样位于对角线中央。 当以不足 6 节车皮为一采样单元时， 多出的子样可分布在交叉的对角线上，也可分布在棋盘 格 上 。 （ 2）精煤、其他洗煤 和粒度大小 100块煤。 每节车皮沿对角线按 5 点循环方式取一个子样， 第一点和第五点距车角 1m，其余 3 个子样均匀分布在 1、5两个子样之间， 当以不足 6节车皮为一采样单元时，多出的子样可均匀分布 在个车皮的对角线上。 第 二节煤样的制备 煤样的制备是把较大量、较大粒度的煤样， 按照规定的方法和 步骤 ， 经过破碎、过筛、 混合、缩 分和干燥等环节处理成供分析化验用的煤样 或较少量中间粒度级煤样的全过程。 采集的煤样，一般至少有几十千克， 必须将采取的煤样 经过一定的程序，既要缩减和破碎到符合 各种化验项目的要求 ，又必须保持煤样的代表性 。否则，即使采集的煤样具有代表性，化验做得很准确，最后得到的分析结果也是不可靠的， 毫无意义的 。 可见煤样的制备是煤质分析的重要环节。 一、 破碎 采集来的煤样大 于 25度要事先破碎后才能缩分 ，一般把煤样破碎到小于 13于 6于 3后破碎到小于 小于 13小于 6测定全水分所需粒度的煤样 ，小于 为分析煤样。 在破碎前，必须把破碎机打扫 干净 ，再用少量待破碎的煤样 把破碎机清洗一遍，然后进行全部煤样的破碎 。在破碎过程中要防止煤样污染和水分的损失 。 二、过筛 筛分的目的是为了将超限颗粒分离出来， 继续破碎到规定粒度， 以保证在各制样阶段，各不均匀物质达到一定的分散程度 ，减少缩分误差。 过筛的筛孔直径根据破碎的粒度， 取这粒级的筛子，使煤样全部通过筛子 。如果煤样太湿，必须干燥后再通过筛子。 三、混合和缩分 混合的目的是把不均匀的煤样均匀化， 为缩分做好准备，以减少缩分误差。 混合工序只是人工堆锥四分法和全水分煤样缩分时用 ，但用人工混合的方法往往不易混匀而 产生缩分误差。用二分器缩分无需混合 。 缩分是在粒度不变的情况下质量的减少， 以减少后续工作负荷和最后满足检验所需的煤样质量 。制样误差主要来自这一操作步骤。 因此每一阶段缩分的留样量必须符合标准 中规定的粒度与留样的相应关系， 否则难以保证缩分精密度。 缩分有堆锥四分法、二分器法、 机械缩分法和九点法。缩分最好采用二分器法和机械缩分 ，只有不得已才用堆锥四分法来缩分煤样。 缩分时所缩取的煤样质量 决定于煤样的粒度 ，不宜多也不宜少。取多了增加 工作量 ，取少了增大误差。取样量规定见表 12 5。 表 12 5 煤样制备粒度和质量规定 粒度 / 25 13 6 3 质量 / 40 15 700g 四、干燥 干燥的目的 只是保证煤样在制样过程中能顺利通过 各破碎机，缩分机，二分器，不糊筛底。 制取煤样时，如水分太大影响破碎操作， 应在取全水分煤样后进行干燥， 可进行自然干燥， 也可用低于 50的干燥箱进行干燥。 煤样粒度达到分析要求的粒度时，一定要达到空气干燥状态。 五、 煤样制备的重要意义是什么？ 为进行煤质 分析而采集的煤样数量，除了地质勘探的钻心煤样外，一般都比较多。比 如，煤层煤样，约有100右；商品煤样，若从火车顶部采集，一般为几十公斤至几百公斤；生产煤样，少则 3 5t，多则10t 以上。而煤质化验所需要的试样，根据测试项目的不同，一般只需几克到几百克就够了。 由于煤炭是一种化学组成和粒度组成都很不均匀的混合物，要从如此大量的煤样中取出少量能在化学性质和物理特性上代表初始煤样的试验用样品，就必须按照一定的操作程序对煤样进行加工。例如，在制样过程中，破碎到一定粒度之后，就要进行缩分，即留下一部分和弃掉一部分。这种缩分，如果严格按照规定方法仔细操作，保留和弃去的这两部分的品质就很接近，反之，就可能有较大的差异，保留下来的试验用煤样就不能代表原来煤样的特性。这样，下步进行的分析化验再准确，其结果也毫无意义。由此看来，对于已采集到的煤样来说，制样是关系到分析试验结果是否准 确和具有实际意义的最重要的环节。 *六、 煤样制备包括哪些工序？各工序的目的是什么？ 煤样制备是按照规定把较大量的煤样加工成少量的具有代表性试 样的过程。它包括破碎、筛分、混合、缩分和干燥等工序。 破碎的目的：是为了增加煤样的数目，以减少后续缩分产生的误差 ，提高制样精密度。 筛分的目的：是为了将超限颗粒分离出来，继续破碎到规定粒度，以保证在各制样阶段，各不均匀物质达到一定的分散程度，以减少缩分误差。 混合的目的：是将煤样均匀化。 缩分的目的：是在粒度不变的情况下质量的减少，以减少后续工作负荷和最后满足检验所需 的煤样质量。制样误差主要来自这一操作步骤。因此每一阶段缩分的留样量必须符合标准中规定的粒度与留样的相应关系，否则难以保证缩分精密度。 干燥的目的：只是保证煤样在制样过程中能顺利通过各破碎机、缩分机、二分器，不糊筛底。 七、 样的制备方法规定的制样用筛中为什么 3孔的筛既有方孔 的又有圆孔的？ 按照一般的制样程序，煤样破碎到粒度小于 3的下一道工序是从缩分出不少于 煤样，以便进一 步进行制备。在煤样量如此多的情况下，用方孔筛和圆孔筛过筛造成的 粒度上差异对试样的代表性和制样精密度没什么影响，只不过用方孔筛时筛分效率要高些，因此，两种筛孔的筛都可以用。但是，要从小于 3一般分析煤样（不经过 1阶段）或缩分出 查煤样，就必须使这不少于 煤样全部通过 3孔筛。因为，目前大量试验证明此时的制样精密度符合要求。若从通过 3孔筛的煤样中直接缩分出 100g 来制备一般分析煤样，则从理论上讲，由于方孔筛的筛孔对角线的长度为圆孔 筛孔径的2倍，煤样粒度大些，因此精密度会偏低些。 从目前所得的试验结果来看，也有些趋势，但由于数据不够充分，尚不能做出完全肯定或否定的结论。 八、一个煤样若分几部分处理，为什么各部分必须以同一比例留样？