煤質(zhì)化驗中的誤差及控制辦法

彭 麗

（山西省煤礦節(jié)能監(jiān)測中心，山西 太原 030045）

引言

煤炭質(zhì)量的檢測就是對煤中的碳、硫、磷、發(fā)熱量、膠質(zhì)層指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)、全水分、分析基水分以及揮發(fā)分等成分的檢測。在檢測過程中，誤差是無法避免的，但是，應該將產(chǎn)生誤差的原因和產(chǎn)生誤差的解決方法找出來。誤差的產(chǎn)生有多方面的原因，將誤差產(chǎn)生的過程和影響因素分析出來，并提出合理的處理方法，盡可能的將誤差降到最低。

1 誤差的表示方法和分類

1.1 表示方法

誤差的表示方法主要有絕對誤差和相對誤差兩種，絕對誤差就是測量值和真實值之間的差值，將測量值偏離真實值的大小反應出來，絕對誤差是有正負之分的。相對誤差指的是絕對誤差和測量值或者多次測量值的平均值的比值，一般用百分數(shù)表示，又叫做百分差［1］。

1.2 分類

1）系統(tǒng)誤差。規(guī)律誤差是系統(tǒng)誤差的另一個名字，是用同一量具對同一被測物進行多次測量之后，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一定規(guī)律的分布，這樣的錯誤是由非校準測量設備引起的，也叫做固有的錯誤，對于這樣的誤差，可以通過修正測量方案和改進測量設備等方法進行處理。除此之外，對照試驗、空白試驗和校正測量設備也是改進的主要手段，系統(tǒng)誤差相對于別的誤差來說，具有單一性，是可以預測和控制的。

2）隨機誤差。在相同的條件下對同一個樣本進行多次的測量，這樣的測量得到的數(shù)值不完全相同，存在一定的誤差，這樣的誤差叫做隨機誤差。產(chǎn)生隨機誤差的因素非常的多，包括測量時的溫度、濕度、氣壓、氣流、電場等因素；除此之外，測量時的測量工具、測量時的工作狀態(tài)、機械設備的摩擦、彈性的變化和傳導中的控制系統(tǒng)等都會引起隨機誤差。隨機誤差和絕對誤差不大相同，它的大小和正負情況都是不可以預測的，但是在隨機誤差出現(xiàn)次數(shù)多的情況下，就會呈現(xiàn)一定的正態(tài)分布，正態(tài)分布具有四個特點：第一，單峰性。靠近真實值的實際的測量值出現(xiàn)的次數(shù)最多，絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率比較大。第二，有界性。當誤差的絕對值大于某一個規(guī)定的數(shù)值的時候，就可以認為它出現(xiàn)的幾率非常的小，也就是近似的認為隨機誤差是有界限的。第三，對稱性。也就是真實值的左側(cè)和右側(cè)是對稱的，左邊的數(shù)值出現(xiàn)的幾率和右邊的數(shù)值出現(xiàn)的幾率是一樣的。第四，補償性。正負誤差是可以相互消除的，代數(shù)和是零。

3）偏離嚴重的誤差。也就是粗大誤差，指的是在相同的條件下，實際的測量值嚴重的偏離真實值，這樣形成的誤差，叫做粗大誤差。在數(shù)據(jù)處理的時候，這樣的誤差數(shù)據(jù)必須去除，當然，在煤質(zhì)的檢驗當中，這樣的誤差要盡可能的去除，以提高檢驗的準確程度。

2 產(chǎn)生誤差的原因

2.1 由人為原因造成

誤讀、視差造成的誤差是主要的人為原因。在測量的過程中，人是主要的控制方，但是僅僅通過肉眼去觀察，達不到測量工具的精度，這就會產(chǎn)生誤差。這樣的誤差和測量儀器分不開，主要是在容量計、流量計等儀表類的量具中產(chǎn)生。產(chǎn)生這種誤差的具體原因為，在讀取數(shù)據(jù)的時候，眼睛和讀數(shù)的平面不重合，當讀取的尺寸不和刻度面重合的時候，就產(chǎn)生了誤差。除此之外，人們在操作各種儀器的時候，因為種種原因，在實驗的過程中增添了各種不確定的因素。如果不能按照規(guī)定對實驗儀器操作規(guī)范進行操作的話，將會使得誤差變得更大。因此，操作人員更應該端正自己的工作態(tài)度，盡量避免人為因素造成誤差。

2.2 由采樣造成

煤質(zhì)采樣是煤質(zhì)化驗過程中的最重要的環(huán)節(jié)之一，與化驗的標準進行對比之后，煤質(zhì)的樣品達到規(guī)格，才能進行化驗。由此可知，煤質(zhì)采樣的意義非常重大，它是煤質(zhì)化驗的基礎，也是整個煤質(zhì)化驗過程中可能出現(xiàn)大問題的地方，主要是因為剛開始的誤差對整個化驗的影響非常大，在試驗的過程中，誤差產(chǎn)生的效果是不斷地積累的，起始的誤差在整個試驗的過程中都會有影響。因此，在選取煤質(zhì)樣品的時候，要選取可以代表整個煤質(zhì)特性的煤樣進行化驗，這樣才能將煤炭的質(zhì)量真實地反映出來。在采樣的時候，還要特別注意采樣的對象和方法，不能只針對一個煤堆進行采樣，否則，采樣的質(zhì)量不能夠代表整個煤層的質(zhì)量。

2.3 由制樣造成

在煤質(zhì)化驗之前，必須對煤質(zhì)進行制樣，它決定著煤質(zhì)的分析的好壞。灰塵的粉末性的物質(zhì)常常被混進煤樣中去，導致制樣不具有代表性，因為樣品中的粉末性的東西的增加，使得樣品的質(zhì)量下降，從而導致碳的質(zhì)量下降。碳本質(zhì)上是一種多孔疏松結(jié)構的物質(zhì)，吸水性特別的強，因此在制樣的過程中，要特別注意周圍的環(huán)境不能太潮濕。在制樣之前，一般都是將煤樣進行脫水，有自然脫水和人工脫水兩種方式。利用烘箱和電爐雖然可以提高脫水的效率，但是也會造成負面的影響，因為在高溫下，煤樣會和空氣中的二氧化碳發(fā)生反應，改變煤樣的性質(zhì)，使得煤樣報廢。

2.4 由環(huán)境儀器造成

環(huán)境中的磁場、溫度、氣壓以及光照等因素都會對煤質(zhì)檢驗造成影響，溫度升高時，人體接觸測量工具的時候，測量工具就會發(fā)生微小的形變。當磁場突變的時候，也會對測量產(chǎn)生影響。測量工具產(chǎn)生的問題，將會使得測量的精度下降，出現(xiàn)不能正確的歸零等問題。測量工具在使用一段時間之后，將會產(chǎn)生非常多的誤差，必須使用更精密的儀器來檢驗和校正［2］。

3 控制誤差的方法

3.1 優(yōu)秀的實驗人才

當前煤炭行業(yè)對于煤質(zhì)方面人才的要求越來越高，只有熟練掌握煤質(zhì)的基礎理論知識，將基礎技能和基礎知識運用在實際的操作中去，才能緊跟煤質(zhì)化驗的發(fā)展前沿。煤質(zhì)人才不僅要有極強的自學能力和創(chuàng)新能力，也要有極高的實踐能力，面對問題的時候能夠及時的解決［3］。

3.2 良好的管理控制系統(tǒng)

第一，要選擇科學的試驗方法，才能有效提高試驗的精度；第二，要經(jīng)常檢查儀器的工作狀態(tài)，保證儀器的各個參數(shù)設置都滿足實驗的要求，對于儀器的參數(shù)，要及時進行記錄，并且將數(shù)據(jù)記錄在儀器的單獨的檔案里面，以充分保證儀器數(shù)據(jù)的準確度；第三，應該嚴格按照相關的標準進行采樣和化驗，時刻了解樣品的情況，并且制樣的時候，將煤質(zhì)樣品進行充分研磨，保證樣品的干燥性；第四，建立完善的管理考核制度、抽查制度，不定期的對煤樣進行抽查，以保證煤樣的品質(zhì)。

4 結(jié)語

誤差在實驗過程中是不可避免的，理想的真實值不存在，都會存在或多或少的問題，因此在煤質(zhì)化驗的時候，要進行多次的測量。在測量的過程中要盡量避免各種可以避免的誤差，例如：人為誤差、隨機誤差和系統(tǒng)誤差等。在對煤樣的測量上，要格外的謹慎，只有這樣，才能得到較為準確的數(shù)據(jù)。

［1］ 蘇艷紅.煤質(zhì)化驗中誤差的控制分析［J］.河南科技，2014（11）：39.

［2］ 張繼榮.煤質(zhì)化驗中誤差分析及控制措施［J］.科技創(chuàng)新與應用，2014（3）：101.

［3］ 張美麗.論煤質(zhì)化驗的誤差原因及控制措施［J］.科技風，2014（14）：86.