Основные положения методики проведения работ по отбору и подготовке проб для лабораторных исследований

Методика основана на обобщении положений, изложенных в [1], справочной геологической литературы. Основным требованием к методике является возможность получения максимально возможного объёма информации, необходимой для оценки потребительской ценности топлива при использовании его в малой энергетике, то есть на котельных малой и средней мощности и в бытовых печах.

Приёмы и последовательность проведения следующие:

1. Визуальное описание складированного топлива, выделение разнородных частей (массивов) для решения вопроса раздельного или совместного их опробования. Оценка однородности кускового состава и размеров наиболее крупных обломков для определения массы точечных проб. Особое внимание уделяется наличию обломков вмещающих пород, их литологическому составу, прочности. Одновременно производится оценка степени соблюдения [2, 3], других нормативных требований к погрузо-разгрузочным работам, хранению. Полученные сведения заносятся в соответствующий «Акт отбора проб».

2. Отбор точечных проб. Основное требование к отбору точечных проб заключается в соблюдении сети опробования, обеспечивающей равномерность оценки всего изучаемого массива. Каких-либо общепринятых, а, тем более, отражённых в соответствующих руководящих документах, типа ГОСТ, требований здесь нет, и не может быть, ввиду огромного разнообразия объектов изучения.

Чаще всего приходится производить отбор проб из вагонов. Методика работ описана в [1]. Но при этом нужно учесть, что при погрузке и транспортировке происходит сегрегация материала, часты случаи погрузки материала так называемым «бутербродом», когда сначала загружается уголь похуже, а сверху перекрывается более качественным. Потому мы настоятельно рекомендуем производить опробование только выгруженного топлива. Такой подход, хотя и в виде исключения, ГОСТом [1] допускается.

В настоящее время на угольных складах уголь ссыпается при помощи погрузчиков в конусы. И потому точки отбора лучше располагатьконцентрическими кругами. В случае хранения угля в удлинённых буртах, отбор проб рекомендуется производить по поперечным профилям.

Наиболее действенным методом контроля качества топлива, отпускаемого потребителям со складов поставщиков, является его оценка путём отбора проб угля, погружённого в транспортные средства (чаще – с кузовов автомобилей). Здесь наиболее применимым является метод конверта.

При разнообразии методических подходов при организации опробования незыблемыми правилами являются:

а) минимальное количество точечных проб. Количество точечных проб в зависимости от объёма опробуемого массива определяется согласно табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемое количество точечных проб в зависимости от объёма топлива.

Масса угля в массиве, т	Количество точечных проб, n _i
До 100
От 100 до 500
От 500 до 1000
Свыше 1000	n_i = n¹∙ √ M¹/C, где n_i – количество проб; n1, М1 – количество и масса партии, т; С = 1000 т.

При опробовании обогащённого топлива количество точечных проб сокращается вдвое.

б) минимальная масса точечных проб, отбираемых в объединённую пробу, определяется по формуле: m = 0, 06∙ D,

где m– масса, кг; D– размер максимальных кусков, мм.

Если по количеству точечных проб не возникает каких-либо вопросов, то при определении их минимальной массы они имеются. Дело в том, что в значительном, если не в большинстве, случаев для нужд малой энергетики поступают переизмельчённые или даже отсевы углей, «сдобренные» небольшим количеством крупнокускового угля. Или же уголь отгружается непосредственно с очистных (добычных) забоев без предварительного дробления до установленных ГОСТ 19242-73 [4] размеров. В первом случае при определении массы точечных проб можно ориентироваться на максимальный размер кусков, содержание которых составляет не менее 10% объёма исследуемого угля. В случае, если в точке отбора точечной пробы окажется кусок повышенных размеров, то он может быть расколот на куски приемлемого размера. Во втором случае, при поставке крупноглыбового угля, не отвечающего требованиям [4], полноценное опробование провести затруднительно. В данном случае точечные пробы можно отбирать из предварительно раздробленного материала в точках отбора.

3. Обработка проб. Для наиболее корректной оценки потребительской ценности угля, как говорилось ранее, одним из важнейших показателей является кусковой состав. Потому нами при производстве отбора проб материал точечных проб отбирается в пакеты, которые, в свою очередь, затариваются в полипропиленовые мешки. И весь материал транспортируется в цех пробоподготовки, где проба подвергается предварительному рассеву, определению содержания видимой породы по [4] и ГОСТ 1916-75 [5]. При этом общий вес пробы может превышать 500 кг и более. В большинстве случаев, особенно в осеннее-зимний период, поступивший материал подлежит предварительному оттаиванию и просушке. В данном случае производится точное взвешивание материала до и после процесса подготовки пробы к её обработке, что впоследствии используется для определения содержания влаги внешней.

В отдельных случаях, когда можно пренебречь достоверными сведениями о кусковом составе, производится первичная обработка исходной пробы непосредственно на месте её отбора. Для этого материал точечных проб ссыпается на предварительно подготовленную площадку, тщательно перемешивается и сокращается методом квартования (способ сокращения проб делением на
4 части (кварты) до нужной массы (рисунок)).

Рисунок. Схема сокращения материала при отборе проб.

С целью обеспечения представительности пробы и обеспечения минимально возможной её массы производится раскалывание крупных кусков до возможно минимального размера, как правило, не менее 50 мм. В таком случае при обработке (рассеве пробы) определяются суммарные содержания классов ПК (+50 мм).

После рассева и определения показателей свойств угля по [4, 5] весь материал пробы подлежит дроблению до 3 (2, 5) мм с последующим отбором лабораторной пробы. Для этого на крупных угледобывающих предприятиях, ТЭЦ, ГРЭС имеются мощные механизированные установки. Но эти комплексы очень дороги, да и провести обработку проб сильно влажного, промороженного угля на них весьма проблематично.

В фактически полевых (не промышленных) условиях в лабораториях малых предприятий используется проверенная временем методика поэтапного сокрушения проб, основанная на квадратичной зависимости минимального веса пробы от размера кусков исследуемого материала и степени неравномерности распределения в нём искомых элементов и свойств.

В [1] рекомендовано производить сокращение проб, в соответствии с нижеприведёнными уравнениями:

– для обогащённых углей: y = 0, 105 + 0, 034x + 0, 0153x²;

– для необогащённых углей: y = 0, 05 + 0, 5x + 0, 05x²,

гдех– размер максимальных кусков после дробления, мм; у– минимальная масса пробы после сокращения, кг.

Для этих целей можно использовать (что более удобно и не менее корректно) формулу Курлова: Q = k∙ D²,

где: Q– вес сокращённой пробы; D– минимальный размер обломков, мм; k – коэффициент неравномерности (табл. 3).

Таблица 3. коэффициент неравномерности размера кусков угля.

Характеристика материала	k
Уголь однородного петрографического состава, без примесей обломков вмещающих пород. Обогащённые угли	0, 01
Уголь сложного петрографического состава, или с примесью углистых пород до 3%	0, 015
Уголь сложного петрографического состава, с примесью вмещающих пород до 5%.	0, 02
Уголь сильно (свыше 5%) засорённый вмещающими породами.	0, 025
Смеси углей разных марок, промпродукт	0, 03

В каждом конкретном случае обработка пробы производится по индивидуальной программе, учитывающей основные особенности отобранного материала. В итоге в результате поэтапного дробления-сокращения материал исходной пробы доводится до максимального размера обломков 10 мм и, при необходимости, просушивается в сушильном шкафу или на открытом воздухе до постоянного веса с фиксацией его значений до и после процесса для оценки содержания влаги внешней. Затем проба додрабливается до 3 (2, 5) мм и сокращается методом квартования до 500-700 г. С этой пробы методом вычёрпывания отбирается навеска 70-80 г. Основная проба упаковывается в двойной полиэтиленовый пакет и направляется в лабораторию для отбора навесок для определения содержания влаги воздушно-сухого топлива и, если возникает необходимость, для других видов исследований. Навеска 70-80 г. (лабораторная проба) истирается до размера частиц 0, 2 мм (200 меш) (количество отверстий на 1 линейный дюйм (25, 4 мм) (от англ. mesh– петля, ячейка сети, отверстие сита). – Прим. ред. ) и также передаётся в лабораторию для производства необходимого комплекса исследований.

Такая сложная и трудоёмкая схема необходима для максимально корректной оценки топлива, поэтому желательно работу производить квалифицированным специалистам.

Но очень часто из-за экономии средств или по другим причинам отбор проб производится собственными силами углепользователя. По ним может быть осуществлена лишь предварительная оценка топлива, хотя, в большинстве случаев, вполне корректная и достаточная для его учёта при использовании или же предъявления претензий поставщику. Потому ниже приводится пример отбора пробы по упрощённому варианту.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒