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堆锥四分法的优缺点及在实际中的应用

技术检查工作是选煤厂生产中的一个重要的环节。在煤样的采制过程中，采制对实验结果的影响非常大，为提高试样的代表性，除严格按国标兑规作业外，尤其须加强操作者的责任心。在煤样的缩制过程中，堆锥四分法一直是被广泛采用的煤样缩分方法，同时也是缩分误差较大的一种煤样缩分方法。
一、技术检查工作的重要性：
选煤厂技术检查工作是选煤厂生产过程中一个重要的环节，被喻为洗煤生产的“眼睛”。通过技术检查，可以了解生产现状，设备性能的好坏，指导生产操作和控制生产指标。另外，根据对生产技术检查资料的分析，可以发现生产中的问题，从而改进生产操纵，也给工艺和设备效果的评定提供基础资料。所以技术检查工作质量的好坏，是评价选煤厂能否实现全面质量管理的基本条件。同时，在商品煤外运时，商品煤的质量也是通过技术检查手段获得的，并以质量检查的结果作为供销双方的结算依据。所以，质量检查工作能否及时进行，其结果能否准确、可靠，会直接影响到选煤厂的经济效益。
二、 缩制过程在煤样制备过程中的地位：
在技术检查工作中，是通过对煤样的采取、制备和化验三个步骤
来得到结果的。虽然三者对试样的代表性都有影响，但采样和制样过程对试样的代表性影响最大 ，且不易控制。因此在实际工作中除了需要技术检查人员能熟练掌握正确的采制方法外，还应具备高度的工作责任心。在煤样的采取和制备过程中，采样和制样是同等重要的，它们都是煤质分析的基础工作，是保证分析精度的第一道关口。当在保证所采煤样具有充分代表性的前提下，因所采的煤样量较大（一般在几公斤以上，粒度也较大），分析用煤样量又很小（一般为60-100克，粒度为小于0.2毫米，这就需要进行破碎和缩分。从大量的煤中取出代表性很强的一小部分煤样（破碎和缩分煤样的全部过程叫煤样的缩制）。在缩制系统中，必须求得煤样和它所要代表的大量的煤在性质和成分上的一致性，否则化验结果就没有任何意义。缩制是采样和化验之间的一道重要工序，由于缩制上的不严格和不正确，使煤样失去代表性，将导致整个实验失去真面目，甚至使经济上蒙受巨大的损失。
三、各种煤样缩制方法简介：
在整个缩制过程中，煤样的掺合和缩分占有举足轻重的地位。掺合是指按规定把煤样混合均匀，目的在于把不均匀的煤样中粒度和灰分不同的颗粒在煤堆中均匀分布，使缩分出的少量煤样具有充分的代表性，以减小缩分误差；缩分是指按规定减少煤样数量的过程，目的是从一堆掺合好的煤样中取出能代表总样性质的少量煤样，以减少煤样的质量，在保证煤样具有代表性的前提下逐步减少煤样的质量（或数量），以最终获得足够量的化验试样。常用的方法有人工堆锥四分法、二分器缩分法、九点缩分法、棋盘式缩分法、机械缩分法等。
二分器缩分法和机械缩分法的优点是缩分精密度高，并且由于二分器和缩分机械本身具有掺合和缩分的作用，所以使用时无需先将煤样混合就可直接通过二分器和缩分机械来达到目的。但当煤样水分过大时，则会导致二分器和缩分机械阻塞而影响煤样的缩制，所以应先对大水分的煤样进行适当的烘干，使煤样的制备时间延长。另外由于很多单位的重视度和资金投入不够，使很多采制样岗位并没有配备二分器和缩分机械。九点缩分法一般用于全水分煤样的缩取。人工堆锥四分法由于操作简单而被广泛采用，其缺点也很明显。棋盘式缩分法一般采用的不太多。
四、 人工堆锥四分法的优缺点及操作要领：
人工堆锥四分法由于其操作简单，易于掌握，对煤样的适应性大，对工具的要求低而被广泛采用。但由于堆锥四分法存有明显的不足，一是有粒度离析现象，操作不当会产生较大误差；二是在实际操作过程中人为因素较大，只有严格按标准操作才能符合制样要求。堆锥四分法操作步骤如下：
（1） 堆锥时从锥顶洒落煤样，每次不能铲起太多的煤样，并分2-3次洒落，同时工具的方向要有变化，以使沿堆四周粒度离析的情况大体一致，锥堆摊平时用力要均匀，压平时向各方向外摊的用力要均衡一致。
（2） 在煤饼上画十字，十字的中心应位于煤饼的中心，十字画好后，留下对角扇形部分煤样，弃去另外相对的两扇形煤样。
（3） 煤样量大堆锥不便时，可分几部分处理，但每部分要按照同一比例留样。
应注意的是，不可以自己的主观意识取出应舍弃部分的煤样，也不可舍去应取出部分的煤样，以免造成人为的主观误差。
五、 人工堆锥四分法的误差分析及解决办法：
本人从事原煤仲裁工作5年多，从事商品煤外销采样15年多，在实际工作中发现，有以下几个方面对缩分误差影响较大：
（1）煤样量较大，煤样标称粒度也较大时，用堆锥四分法不易混合均匀，同时对缩分误差影响也较大；
（2）在堆锥时，煤样不是分2-3次抖落，而是从工具中直接滑落，导致粒度偏析不均匀，而对缩分产生较大影响；
（3）堆锥时锥堆的中心不断变动，不能从同一锥体中心洒落，而使粒度偏析加大，对缩分产生较大影响；
（4）堆锥时工具的方向没有变化，始终朝向一个方向，会对缩分产生较大的影响；
（5）铲起煤样时，一次铲起量过大，使煤样沿工具四周掉落，导致粒度离析不均匀；铲起煤样时不能按对角方向铲起。堆锥时两锥堆相离太近，而使新锥堆与旧锥堆产生相连，会对缩分产生较大影响；
（6）画十字时，十字的中心和煤饼的中心相离太远，所画的十字两线不垂直。摊平成圆饼时厚度不均匀，致使两相对角量相差太大，也会影响缩分误差。
在这其中除不懂产生误差的原因而盲目操作和责任心不强外，人为因素占主要作用。为减小缩分误差，我认为可以采取以下方法来解决：
（1） 若无特别要求，应尽量一次将煤样破碎到6毫米以下（对于原煤、块煤、洗末煤等大粒度煤）或3毫米以下（对于洗精煤），可显著减小缩分误差；
（2） 堆锥操作时，应使铲起的煤样分几次抖落，杜绝图省事而使煤样沿工具滑落，可使煤样粒度离析更加均匀些；
（3） 堆锥时，应使圆锥中心不变动，不可随意变动锥体的中心；
（4） 堆锥时应按对角方向铲起煤样，抖落煤样时工具应经常变换方向；
（5） 堆锥时，应使新堆和原来的堆保持一定距离，不要使两堆连在一起，避免人为误差；
（6） 画十字时，尽量使十字的中心与圆饼的中心重合，十字两线要垂直，煤饼的厚度要尽量均匀些和薄些。
经过多次验证，采用以上方法可显著减小缩分误差，把对角的误差控制在允许的范围内，保持煤样缩制的精密度，使最终取出的一小部分煤样具有充分的代表性。
六、 结论
人工堆锥四分法虽有先天的不足，但因其操作简单，易于掌握，对工具的要求低，设备投资小，精度可满足一般性的要求，因而被各单位广泛采用。只要在操作时能增强责任心，并在上面所论述的各方面加强注意，就可避免人为误差的产生，而使缩制出的煤样具有很高的代表性。
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