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灰分檢測儀的工作原理

　　在線(xiàn)灰分檢測儀是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化檢測儀器。其工作原理為：射源發(fā)出的γ射 線(xiàn)照射到被測物體上，在物體內經(jīng)過(guò)多次反射和散射后射出。射線(xiàn)能量的衰減程度隨被測 物體組成成分原子序數的變化而變化。煤可以看作由可燃物和非可燃物(礦物質(zhì))兩部分 組成。其中，可燃物主要是碳、氫、氮、硫等，平均原子序數約為6，非可燃物成分主要是 硅、鋁、鈣、鎂、鐵等，平均原子序數約為13。當煤的灰分含量變化時(shí)必然引起其平均原子 序數的變化。因此，通過(guò)測量穿過(guò)煤層的γ射線(xiàn)強度就可以確定煤中灰分的多少。

A=B0+B1×［（IAM/IOAM）/（ICS/I0CS） ］

　A——通過(guò)在線(xiàn)測灰儀測得的灰分值；

　B0——進(jìn)行灰分靜態(tài)標定時(shí)，測得該函數直線(xiàn)在Y軸上的截距；

　B1——進(jìn)行灰分靜態(tài)標定時(shí)，測得該直線(xiàn)的斜率。

IAM、I0AM分別為帶式輸送機上有煤和無(wú)煤時(shí)放射性镅元素透過(guò)的強度；


　ICS、I0CS分別為帶式輸送機上有煤和無(wú)煤時(shí)放射性銫元素透過(guò)的強度。

　2東灘煤礦煤質(zhì)檢測工作的現狀

　要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，必須有合格的技術(shù)檢查工作。因為只有借助一些檢測手段對生產(chǎn)過(guò)程加 以指導和控制，才能有效預防不合格品的發(fā)生。眾所周知，選煤生產(chǎn)是一個(gè)連續的、大規模 的 作業(yè)過(guò)程，假如沒(méi)有技術(shù)檢查所提供的參數與數據來(lái)及時(shí)有效地進(jìn)行控制和指導，那么整個(gè) 生 產(chǎn)過(guò)程就會(huì )處于盲目混亂狀態(tài)，就不可能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。以前對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗主 要是通過(guò)人工測灰的方法來(lái)完成的。從煤樣采取、制備到化驗得出分析結果，一般快灰煤樣 至少也需50min（如果用緩慢法測定則需2h多），這還是以煤樣子樣數目少、采樣時(shí) 間短（不大于5min）來(lái)計算的，假如采樣時(shí)間較長(cháng)，如火車(chē)煤樣，還需要更長(cháng)時(shí)間。檢 驗結果的嚴重滯后，遠遠不適應現代化大生產(chǎn)的需要。東灘煤礦投產(chǎn)以來(lái)一直采用人工測灰 的方法來(lái)指導選煤生產(chǎn)和配煤裝車(chē)，由于檢查結果的滯后使技術(shù)檢查工作發(fā)揮不了“瞄準 鏡”、“過(guò)濾器”的實(shí)時(shí)檢驗指導作用，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不能進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，因而產(chǎn) 品質(zhì)量不能充分得以保證；特別是在配煤生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量更難控制（配煤產(chǎn)品的最佳效 益區間合格率一直徘徊在50%左右）。

　3　在線(xiàn)灰分儀檢測的優(yōu)點(diǎn)

　（1）在線(xiàn)灰分儀能夠對被測產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，能快速及時(shí)得出檢測結果 ，可以及時(shí) 指導生產(chǎn)。調整灰分儀參數“TM”為5，“TIME”為12，可以使灰分儀每隔1min就顯示一個(gè) 瞬時(shí)值。

　（2）可以進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量統計，保證產(chǎn)品整體質(zhì)量的合格。在線(xiàn)灰分儀每隔0.5h或1h 顯示一個(gè) 當前平均值，當一個(gè)生產(chǎn)班結束后立即給出整個(gè)班的產(chǎn)品質(zhì)量情況。因此當質(zhì)量偶爾出現波 動(dòng)（瞬時(shí)值偏大或偏小），而累計平均質(zhì)量符合質(zhì)量控制目標值時(shí)，不必馬上對實(shí)際生 產(chǎn)進(jìn)行大幅調整，從而大大減少了對生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)謂調整。在線(xiàn)灰分儀用于指導配煤生產(chǎn)時(shí) ，當 一節車(chē)皮裝完，“Reset”復位可給出該節車(chē)煤的平均灰分，當整列火車(chē)裝完進(jìn)行“COALSCA N Reset”復位即可給出該整列車(chē)煤的平均質(zhì)量情況。

　（3）檢測結果準確無(wú)誤，大大消除了人工檢查誤差，可以有效指導選煤和配煤生產(chǎn)，確保 產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)合格。為保證灰分儀測值的準確性，靜態(tài)標定試驗采用了大量標準煤樣，幾 乎每個(gè)050%灰分范圍內都有2～3個(gè)標準煤樣，因而標定方程的參數“B0”、“B1”準 確 性高；日常使用中定期對COALSCAN灰分儀進(jìn)行皮帶空運轉1～2h校準，以消除皮帶磨損 、儀器 老化等引起的分析誤差（由于ZZ-89A型灰分儀自身帶有標準塊，無(wú)煤時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)行校準， 所以ZZ-89A型灰分儀不需要人工校準），外界因素影響小。另外質(zhì)檢人員能及時(shí)對銷(xiāo)售 產(chǎn)品的質(zhì)量結果和在線(xiàn)灰分儀測量結果進(jìn)行統計對比，不用定期校正灰分儀測值的準確性 ，必要時(shí)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)標定調整誤差。

　（4）在線(xiàn)灰分儀現場(chǎng)應用效果好。為了能夠及時(shí)有效地指導現場(chǎng)生產(chǎn)，東灘煤礦先后引進(jìn) 了4臺澳大利亞MCI公司生產(chǎn)的COALSC AN2500型、1臺COALSCAN2100型和1臺清華大學(xué)研制的ZZ-89A型在線(xiàn)測灰儀，分別安裝在 產(chǎn)品入倉和裝車(chē)皮帶上進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測。

　由于在線(xiàn)灰分儀靈敏度高、測值準確，避免了工人采樣的不均勻性及結果嚴重滯后的狀況， 所以使用后能及時(shí)有效地指導和控制跳汰操作和配煤生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到迅速提高，配煤 產(chǎn)品的最佳效益區間合格率也一躍上升為80%左右。

　應用在線(xiàn)灰分儀后，對保證煤質(zhì)、促進(jìn)礦井經(jīng)濟效益很有意義。

　4使用在線(xiàn)灰分儀的經(jīng)濟效益

　（1）東灘煤礦利用灰分儀控制選煤生產(chǎn)，杜絕了產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)盈和不合格品的發(fā)生，充分保 證了產(chǎn)品質(zhì)量（見(jiàn)表1）。
　　
   表1商品煤質(zhì)量與灰分儀測值對照檢查表　%（略）

　　產(chǎn)品質(zhì)量的提高，一方面大大增強了“東灘煤”的信譽(yù)，提高了品牌效益，為擴大市場(chǎng) 創(chuàng )造了 有利條件；另一方面也有利促進(jìn)了礦井經(jīng)濟效益的增長(cháng)，2000年5～10月礦井共生產(chǎn)原煤339 3593t，出口精煤1455713t，創(chuàng )利過(guò)億元。

　（2）在線(xiàn)灰分儀應用于自動(dòng)配煤生產(chǎn)，可以準確控制配煤操作，合格生產(chǎn)出了多種不同質(zhì) 量規 格的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，滿(mǎn)足了市場(chǎng)上不同用戶(hù)的需求，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭能力，為礦井的可持 續發(fā)展做出了貢獻。