1 引言
煤炭属于不可再生资源,社会各行业对其不断增长的需求也促使人们对其质量问题的进一步考量.然而,关于煤炭质量高低的定位,总因为鉴定标准的差异而存在争议.这样,第三方实验分析机构的介入则以其准确、精密的权威性,赢得了广大煤炭买卖双方的肯定.此时,实验室统计技术的引入,为煤炭质量的鉴定提供了较为统一的指标,从而促进了煤炭行业的健康发展.
2 煤炭质量理论
2. 1 煤炭质量分析界定
煤炭质量分析,指通过对煤炭的水分、灰分及硫分含量进行分离析取,对块煤限下律、挥发及结焦等情况进行特性分析,并与煤炭质量指标进行比对,形成技术性鉴定结果.
2. 2 煤炭灰分
煤炭灰分,主要是指煤炭经过燃烧完全后形成的粉渣残余,这同时也是非常重要的质量指标.在煤炭燃烧时,如果出现矿物质未燃烧充分的现象,则会产生煤炭灰分.通常认为,灰分越高,煤炭热效越低; 同时,煤炭灰分越多,煤炭燃烧燃烧所产生的灰渣量则越大,飞灰排放量越大.因此,煤炭灰分的含量越少,煤炭质量相对越优质.
2. 3 煤炭质量指标
煤炭质量的高低,一般取决于灰分及含矸率的多寡.
实验室数据表明,煤炭含矸石量增加 10%,煤炭飞灰量就会多出 7% 左右.且现实中因为辨别技术条件问题,矸石拣出率不可能达到 100%,故而矸石的存在是难以避免的,这直接导致了煤炭质量的下降.
3 煤炭统计技术相关问题
3. 1 灰分计量原理
从煤炭中获取灰分,已经逐步形成了固定的渠道及方法,即"采集煤炭样本-煤炭制样-化验获取"三个阶段.
如何保证从煤炭中获取准确的灰分数据呢? 在不断地试验中,人们发现采集煤炭样本的环节设置对灰分数据的准确性影响甚大,可接近 80%.这也体现了煤炭质量分析的准确是与方法选择密切相关的,而样本的分析也直接反映了煤炭整体的质量.从这点来说,准确的灰分数据是煤炭质量的重要指标.
3. 2 煤炭统计技术问题调查
一般分析煤炭技术的主要方法是抽样调查.
不过这种调查方式由于不能排除特殊情况,所以不能算做全面的调查.它主要通过估测代表性样本,利用概率计算得出质量数据.其主要调查类别为"概率计算"及"非概率抽查".前者研究的依据主要是数理统计及概率论原理,通过随机对样本进行抽取,来用概率意义进行数据分析.
由于调查的不全面性,煤炭概率调查误差难以避免.从误差的性质来看,主要是有工作误差及代表性误差两类.
我们常常借助对煤炭总体抽查而设定数量一定的样本,即便将这些数据平均起来,差异也必然存在.
其中样本与总体间的差异是样本调查差异的主要表现.同时在具体的操作过程中,像温度、湿度计其他不可控因素也就造成了随机性的误差.减少这种误差的最好方法就是多次测定分析,并测定平均数据.
3. 3 煤炭质量验收技术选定
对于煤炭质量的验收,人们经过长期地质量分析形成了较为常用的技术种类,具体如表1 所示.
4 煤炭质量管理中统计技术应用
4. 1 随机抽样分析的应用
4. 1. 1 调查条件设定
随机抽样分析主要用于固定煤炭质量的分析验收.例如对预定煤矿 3 个煤区毛煤进行质量分析时,首先限定所抽样煤来自同一煤层,且来自同一个工作面.其抽样程序是: 对抽样煤区依序进行编号→对各煤区进行随机抽样→测定样本单位含矸率→检测灰分指标→测算系统误差.
4. 1. 2 调查技术分析
随机抽样分析,主要是对设定煤区随机抽查,且筛样、采样进而检测灰分及含矸率.这样的分析方法必然存在较大误差.即便如此,在所设定煤区的煤炭质量较为均匀时,这样的分析方法较为常用,也最为简便.
4. 2 分层抽样分析的实例应用
煤炭质量管理中,分层抽样的应用较为普遍.
为分析其应用情况,特选取"大同煤矿1 号"矿区进行走访调研,进而了解分层抽样分析应用情况.
从该矿区矿井特征看,由于其所处北方,故而煤层间存在较大差异,顶板与地板耐受率都较低.煤炭质量因块段、采区及工作面的不同而存在非常大的差别.如今该矿区所产原煤显示其煤质在不断降低,其管理者大多将此归咎于采制化原因.矿区责任人也曾与煤质分析管理者到现场调研,随机抽样的方法并没有带来实质性结果.在实际中,煤炭供需行为中掺假问题是较为普遍的,那么如何对供煤方进行质量监督与验收呢?
针对以上情况,为切实了解煤层质量,组织相关技术人员进行分层抽样,技术实施验收过程见图1.
( 1) 煤层差异性分析.煤矿各煤区,在不同的煤层及工作面生产煤炭存在较大差异; 生产煤炭如果源自复采工作面,且矸石的含量较大,大小不一,那么该煤层煤质存在较大差异.( 2) 设定抽样对象.根据上述特征,对各煤区载煤炭车辆对应不同矿区进行标号,或者对应不同采面; 同时对各煤区拉煤车数辆进行归整限定.( 3) 预设抽样比例.( 4)煤车抽样流程.( 5) 如图 2 所示,首先对这些煤车对应标号并在所属煤区进行定量抽签.即抽查 A队,则随机抽取车辆数为 5; 抽查 B 队,则随机抽取车辆数为 4……按此规律续下.被抽取车辆的煤样抽取均为各区煤炭质量代表.( 6) 煤车取样处理.对所抽中的煤车进行均匀取样,要确保各车不同部位的煤质抽查.这样的抽查更能显示煤车质量的真实性与客观性.( 7) 分层抽样分析.基于对该种抽样方法的认可,煤炭卖方与买家均参与直接的煤质调查.同时,分层抽样这种办法可以对煤炭质量进行直观的呈现,避免了各类掺假行为的产生,真实性较高,深得各方信赖.
不过为了取得真实的煤炭质量分析数据,有时还有必要对存在疑问的煤炭分析区域进行重点的定向调查,以验证分层调查的有效性,这种调查方法就是典型调查.
5 小结
对于煤炭质量的管理分析,在不同的情况下,所采用的统计技术是不一样的.随机抽样更为简单快捷些,节省了检测成本,不过也增加了不确定风险.
而分层抽样则相对来说较为科学而合理,它着重强调整体差异与个体差异的同一性,适用于整体存在较大差异的情况.因此,不同的煤炭内部环境与运输环境因素,决定了其选择统计技术适用性的强弱.
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