批煤热值提取的八个统计规律文档格式.docx
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（2）本文件中引用的国标中的名词概念
1.参数─批煤的“热值”、“全硫”、“水分”、“挥发分”、“灰分”等称为这个批煤的“特性参数”、简称为煤的“参数”。
2.极差一组观察中，最高值和最低值的差值。
3.批煤参数的真值─实践证明，任何批煤的任何一个参数的真值用现代科学的各种手段均得不到，我们只能用其参比值来代替。
4.参比值（真值）—是某参数的真值的代表值。
在所有的采样、制样和化验方法中，误差总是存在的，同时用这样的方法得到的任一指定参数的试验结果也将偏离该参数的真值。
由于不能确且了解“真值”，常常用相对准确的方法所得测定值作为衡量标准，该值即为可接受的参比值。
参比值是一个批煤的平均参数的值，它代表着这个批煤的这一个参数的值（即真值）。
5.误差一观察值和可接受的参比值间的差值。
6.误差分为两类：
系统误差（也叫“偏倚”）和随机误差。
7.偏倚（系统误差）─它是系统误差。
它导致一系列结果的平均值总是高于或低于用一参比方法得到的值。
（注：
它是采样方式不正确或采样设备或化验仪器有问题时产生的一种误差，这种误差是永远高于真值或永远低于真值的一种误差。
）
8.随机误差─统计上独立于先前误差的误差。
这意味着一系列随机误差中任何两个都有不相关，而且个体误差都有不可能预知。
一观测系列中随着观测次数的增加，其随机误差的平均值趋于0。
这说明了：
1.批煤采制化中出现的任何一个值与第二次得出的值都是互不关联的、独立的。
2.这些值都有不可能预知。
这两个结论推出的办法：
因为真值是不变的、固定的；
又因为“一系列随机误差中任两个都有不相关，而且个体误差都有不可能预知。
”所以可得出了上述1、2两结论）
9.重复性限─一个数值。
在重复条件下，即在同一试验室中、由同一操作者、用同一仪器、对同一试样、于短期内所作的重复测定，所得结果间的差值（在95%概率下）的临界值。
10.再现性临界差─一个数值。
在再现条件下，即在不同试验室中、对从试样缩制最后阶段的同一试样中分取出来的、具有代表性的部分所做的重复测定，所得结果的平均值间的差值（在特定概概率下）的临界值。
第二部分：
商品煤的批煤“热值”提取中的八个统计规率
─批煤参数提取的统计规律探讨
统计实践中我们发现一个批煤中就某一个参数而言，其值可有无穷多个（这里以“热值”为例）。
本节主要谈“采样工序”，可以假定制样与化验方法相同：
均为国标规定的方法。
（一）批煤热值提取的第一统计规律─对于一个批煤用任一种方式进行一次采样，其热值值集的统计规律
用任一种采样方式对一个批煤进行一次采样，可得出一个总样。
对这个总样进行制样、使其成为标称最大粒度为（6、3）毫米的煤样，然后对该煤样进行无穷多次的热值化验，发现：
①这无穷多次化验会得出无穷多个互不相同的化验值。
②这无穷多个数值是相互独立的，它们之间无任何因果关联。
即它们之间无任何可解释的关系存在。
（换言之，无关联就是回答不出原因来！
！
③这无穷多个数值中的大多数（如95%）的数值在数轴上落在了一个区间不大的“值集”中，这个区间在大多数（如95%）情况下的极差（集内距）约为（0-75）大卡/公斤左右。
如值集“5000，（5000-5075）”，这个值集可简化表示为“5000，5075”。
④这无穷多个数值中的少数（如5%）的数值飞出了这个值集外，落在了数轴区间外的其它地方，呈十分无规律状态。
如2500、6000等。
归纳：
批煤热值提取第一统统计规律（实验统计）：
对批煤用任一采样方式进行一次采样，总可得出一个总样；
经制样、化验（均依国标）后可得出的参数的统计规律是：
总样中有无数个（或多个）互相独立的参数。
其中的热值参数中的大多数（如95%）值形成一个集内距约（0-75）大卡/公斤的值集+约5%数量的飞值。
（二）批煤热值提取的第二统计规律─对于一个批煤用同一种方式进行多次采样，其各个热值值集的集间距分布于0-300之间。
如果对同一个批煤、使用同一种方式进行第二次采样，各自合总样，可得出两个总样。
对这两个总样分别进行制样、使其成为标称最大粒度为（13、6、3）毫米的煤样，然后对这两个煤样进行无穷多次的热值化验，发现：
①集内距：
每个总样仍然会形成一个集内距为（0-75）大卡/公斤的值集+约5%数量的飞值；
每一个值都是独立的。
②集间距：
1.它们的集间距不为0，且这些不同的集间距值都有是独立的。
2.大约有95%的集间距值在数轴上又形成了一个范围固定的“值集”，这个值集的集内距为“（0-300）”或说它们的集间距在“0-300之间”。
比如，“5000，5075”与“4800，4875”。
3.大约有5%的集间距值飞出了这个“值集”，落在了数由的其它地方，呈十分无规律状态。
批煤热值提取第二统计规律（实验统计）：
对同一批煤用相同的采样方式分别进行二次采样，分别得出各自的各一个总样。
经制样、化验（均依国标）后可得出的参数统计规律是：
1.每个总样中有无数个（或多个）互相独立的参数；
2.两个热值的值集的集间距约为“0-300”；
或说其集间距的值又形成了一个集内距为“（0-300）”的值集。
（三）批煤热值提取的第三统计规律─对一个批煤使用不同方式采样可得出集间距差距很大的不同的值集
如果对同一个批煤、使用不同的方式进行采样，分另合样而出两个总样。
①各个总样的集内距：
1.它们的集间距不为0，而是在“0-批煤最高热值”之间。
例如“0-6500”间。
2.这些不同的集间距值互相独立，它们之间无任何因果关联。
批煤热值提取第三统计规律（实验统计）：
对同一批煤用不同的采样方式分别进行二次采样，分别得出各自的各一个总样。
2.两个热值的值集的集间距约为“0-批煤最高热值”；
或说其集间距的值又形成了一个集内距为“（0-Q高）”的值集。
（四）批煤热值提取的第四统计规律─一个批煤可以有无穷个热值的值集
对同一批煤，用无穷多个各种方式进行无穷次的采样，得出无穷多个总样，把每个总样都经制样、化验（均依国标）后可得出的参数统计规律是：
批煤热值提取第四统计规律（推理）：
对同一批煤，用无穷多个采样方式进行无穷多次的采样，得出无穷多个总样，把每个总样都经制样、化验（均依国标）后可得出的参数统计规律是：
①每个总样中有无数个（或多个）互相独立的参数；
②这无穷多个总样形成的无穷多个热值集的统计规律是：
1．所有总样中的热值均在数轴上分布于“0-Q高”间。
2.其中最小的集间距为“1”；
最大的为（Q高-75）。
3.这些集间距为1的值集在数轴上分布于“0-Q高”间。
例如：
“0，75”、“1，76”、“2，77”、…..、“75,150”、…、“2000，2075”、...\“（Q高-75）,Q高”。
（五）批煤热值提取的第五统计规律─采样方式决定了批煤值集的位置
①实验统计表示：
在批煤的煤样提取的采、制、化三道工序中，采样工序对批煤的参数影响（即其随机误差）最大。
在产生的参数变动（随机误差）中，采样引起的随机误差的概率为80%、制样为16%、化验为4%。
采样方式不同会引起批煤热值的不同，即产生不同的集间距，甚至区别很大，如：
“4200，4275”志“5000，5075”….这实际指出值集的位置不同，或说采样方式对值集的位置影响最大，或说起决定性的影响。
。
②归纳：
批煤热值提取第五统计规律（实验统计）：
批煤采样产生的参数（如热值参数）所形成的值集在参数轴上的位置由采样方式决定。
（六）批煤热值提取的第六统计规律─批煤结算值的提取办法
一、批煤的含参比值值集的提取办法
（1）批煤中的“全参比值值集”
①我们认为，在批煤中，就某一个参数而言，总有一个值可以代表该批煤的这个参数的平均特性参值，这个值称为“真值”。
它处于参数数轴的“0-批煤最高参数值”间。
比如批煤的热值的参比值在“0-Q高”间。
②“真值”无法找到，我们可以找到能代表“真值”的“参比值”。
实验发现：
批煤的参比值无法是一个值，而是一个“值集中的多个值”（即一次采样中出现在值集中的那些个值）。
它是一个“值集”，即这个值集中的每一个值都可视为是这个批煤的“真值”的代表者。
或说，在这一个小区间内（即0-75大卡范围内）的每个值均可视为是一个参比值。
这个区间内有多少值？
数学上讲有无数个，以大卡说有76个。
这样的一个值集称为批煤的“全参比值值集”。
（2）批煤中的“含参比值值集群集”
①试设想：
如果使用“合适的采样方式”，采样一次，可以准确地采出一个“全参比值值集”，该值集在数轴上的位置由批煤的平均特性决定；
其集内距仍为“（0-75）”，或其中有76个值均可作为参比值使用。
②实际中，无法一次准确地采出一个全参比值值集，而是“仍使用同样合适的采样方式”，一次可采出含有这些个参比值中一个或多个的参比值的值集。
我们把含有一个或多个参比值的值集称为“含参比值值集”。
③分析指出，能够涉及含有这76个参比值中的值的值集共有151个（或151个依次差别很小的总样），即76+（76-1）=151个，这些值集分布于“全参比值值集”的两侧的数轴上并与全参比值值集紧密交叉分布。
这种分布又形成了一个新的值集，这个集的集内距为“（0-225）”（即75+75+75=225）。
国标GB/T18666-2002《商品煤质量抽查和验收方法》中指出这个集内距为“（0-268）”（即1.12MJ/kg）。
为方便，我们取其整数300，以“（0-300）”作为这个新集的集内距。
这个新的值集称为“含参比值值集群集”
（3）“合适的采样方式”─国标采样方式
从上面分析可知：
只要使用“合适的采样方式”进行一次采样，就可从批煤内取出“一个含参比值的值集”或取出“一个能代表批煤平均特性参数的煤样”。
这种“能从批煤中取出一个可代表批煤特性参数（即含有参比值值集）的煤样的采样方式就称为国标采样方式”。
二、国标采样（制样）方式的基本构思
（1）批煤采样随机事件的一个类比实验
制定批煤采样原则的依据是什么？
煤炭是一种极不均匀的散状物料，不仅颗粒大小不均匀，而且不同颗粒有不同的煤质特性，甚致同样大小的颗粒也不尽相同，这就是说煤炭的采样须以概率论为核心的数理统计方法为理论依据，制定采样基本原则，才能采到有代表性的煤样。
为便于说明，举例如下：
今有红球40个和白球10个（分别代表40个单位发热物质和10个单位非发热物质）同放入一个布袋内，混均后随机摸出5个球，记下红、白球数，而后将此5个球投回布袋内，又混均后随机摸出5个球，记下红、白球数。
如此操作，直到操作100次止。
统计每次摸出的5个球中出现红、白球数目，并计算出出现白球的概率，其结果如下表所示。
表：
5个球中出现白球的概率
白球个数
1
2
3
4
5
出现概（%）
31.66
43.13
20.98
4.42
0.40
0.01
由表中可以看出，摸出一个白球的最高概率是43.13%,即摸出的5个球中出现一个白球和4个红球的机会最多。
它恰好等于布袋内白球（非发热物质）和红球（发热物质）混合后的平均“组成”。
从这一例子中，得到了混合物料采样要遵循的一些基本原则。
①采样必须是随机的，不要施加任何人为意志（本例中随机地一次摸出5个球）。
②采样次数即采样的子样数要足够多（本例中摸出球的次数为100次）
③每次采取的子样质量要基本接近（本例中每次摸出5个球）。
④每次采出的煤样质量与被采煤整个质量之比是很小的（本例中每次摸出5个球后又重新返回袋内）。
⑤被采物料的平均质量组成出现于相应概率最高的那个组成成分（本例中出现最高概率时相应的“组成”是白球和红球的平均“组成”为1个白球和4个红球）。
⑥采样器具要符合被采物料的要求（本例中用手一次能摸出5个球）。
燃料采样时，只要遵循上面采样的基本原则，就可采取到有代表性的煤样。
（2）批煤的国标采样方式的基本构思
按照解决随机事件的概率统计理论及大量实验，提出国标采样的如下构思方案：
首先从分布于整批煤的许多点（这些点可以代表批煤的各种特性）收集相当数量的一份煤，即各个初级子样，然后将各初级子样直接合并或缩分后合并成一个总样，最后将此总样经过一系列制样程序制成所要求数目和类型的试验煤样，把试验煤样用于化验而得出参比值。
国标定性上对采样方式作了如下具体的规定（定量的规定见具体国标的条文）：
①对采样工具作了严格的规定：
不能推开应采的颗粒并一次采出子样；
其容量要足够容纳一个子样的量；
其开口宽度不小于3倍的批煤的标称最大粒度直径的值；
光滑不粘煤粒等。
②子样的位置分布原则：
是煤体中的每一个点上都有机会被采到子样，即批煤中的每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。
③子样的采取是随机的。
④对子样的数量作了最少子样数的具体规定：
1.子样数量与批煤的多少有关。
2.与标称最大粒度有关。
3.与煤的品种有关。
4.子样数量越大，则随机误差越小。
⑤对子样的质量作了最小质量的规定；
并强调各子样量要力图均等。
⑥对总样合并方式也作了具体的规定。
⑦对总样制备方式也作了具体的规定。
这种能够采出批煤的参比值的采样方式称为“批煤的有效采样方式”，又称为“批煤的国标采样方式”。
以上采样方式的基本构思就是采样国标制定的基本构思。
（3）国标采样方式在批煤采样中的作用
从上述分析可知：
①使用了国标采样方式，就可从批煤中采出一个“含有参比值的值集”。
②对国标采样方式使用得越准确，则采出的值集中含有参比值的数量就越多。
三、国标化验方式的基本构思
（1）化验国标的目的
采样（和制样）国标的目的是为了从批煤中取出一个“含有参比值的值集”。
而化验国标的目的就是从这个“含有参比值的值集”中取出一个能作为结算使用的参比值。
如在“5000，5030”值集中确定了5015的值。
则，这一批煤的结算热值就是“5015大卡/公斤“。
（2）结算值的取出办法─化验国标产生的构思办法
实验统计指出，作如下构思可取出一个结算值（即有效参比值）并保证其在全国的再现性统一。
①明确规定了分析煤样的粒度：
“破碎到粒度小于0.2mm并达到空气干燥状态，用于大多数物理和化学特性测定的煤样。
”
②确定了各参数的具体化验方法和化验仪器的特性指标。
（见有关国标）
③确定了化验参数时“测定次数的有关规定”。
见GB/T483-2007《煤炭分析试验方法一般规定》。
规定要求“每项分析试验对同一煤样进行二次测定（一般为重复测定）。
….”;
从而保证了化验值必须落入有效值值集的范围内而不是飞值。
④制定了煤质化验的“标准煤样”。
以保证化验方法及化验仪器在各地的再现性的统一性。
四、批煤有效结算值的提取办法
（1）引进两个名词：
1.结算值值集─在双方约定的条件下，从“含有参比值的值集群集”中取出的一个“含有参比值的值集”（即一个总样），称为“结算值值集”。
注意：
这是双方认定的其中的每一个值均可作为结算值使用的一个有效值值集，称为“结算值值集”，这个值集是“强制性的、唯一性的”（即国标是强制性的）。
2.结算值─在双方约定的条件下，从“结算值值集”中取出的一个参数值（指值集内的“参比值”和也“可作参比值用的非参比值”），称为“结算值”。
这是双方认定的一个值，称为“结算值”，这个值是“强制性的、唯一性的”（即国标是强制性的）。
（2）结算性国标的采制化方式
上述分析知，在每一个“含参比值值集”中又有70多个值均可当结算值使用。
在一个“含参比值值集群集”中可有151个不同的“含参比值值集”，这个群集中约有近300个值（含参比值和接近参比值的值集群内的其它值）均可被认为能作“参比值”用。
这怎么办？
即如何从这么多值中确定其中一个值作为唯一的一个结算值呢？
解决的思路是：
双方必须先确认一个值集；
然后从这个值集中再确认一个值作为结算用值。
这就是说要确认“结算用的一次性的采样、制样和化验”，这种作结算用的“采、制、化”称为“结算性国标采制化方式”。
实际的商品煤交易中往往用合同规定方式或默认方式解决。
“结算性国标采制化方式”由下列因素组成：
1.指定地点（如收煤方的电厂内）。
2.指定工作人员（如电厂内的采制化人员）。
3.指定采制化的方式（默认为国标方式）。
4.指定采、制、化的次数（默认为一次）。
（3）批煤热值提取第六规律（推理）：
批煤结算值的提取办法是：
①商品煤的批煤结算前，双方必须用合同约定“结算性国标采、制、化方式”，这个方式一般默认是：
在指定地点（如收煤方的电厂内）由指定人（如电厂内的采制化员）对某一批煤用双方认可的采制化方式（即国标方式）进行一次性的（默认）采制化所得值。
②只有使用批煤的“结算性国标采、制、化方式”，才可作到：
1.从批煤中采出一个热值的结算值值集：
其集内距为“（0-75）”；
这个结算值值集处于一个集内距为“（0-300）”的“含参比值值集群集”之中；
这个群集在数轴上的位置由代表批煤特征参数的平均值决定。
2.从批煤的结算值值集中取出一个批煤的结算值。
（七）批煤热值提取的第七统计规律─判断采制化国标的执行是否准确的办法
（1）采制化国标的随机性特点使人很不习惯
煤的采制化本身就是一个随机事件发生的过程，因此，国标本身就是其随机性的统计规律的体现（如热值的规律），因此，国标使用过程就是一个随机事件的发生过程，人们不习惯，因为：
①对一个批煤按国标进行的一次采样而得的一个总样，经制样后形成的“一般分析试样”也不是一个参数值，而是一个从“参比值值集群集”中随机性地采出的一个“含参比值值集”（或“结算值值集”）（多数，如95%置信度）和少数（如5%）的飞值。
其结算值值集的集内距为“（0-75）”，或说“该值集内约有70多个值均可作为结算值使用”。
即是说“同样可作为批煤热值的结算值，它们的误差的极差为75大卡/公斤之多”。
或说：
这70多个值都有资格作为结算值使用。
②按国标对一个批煤进行多次采样得出不同的151个总样，它们的集间距最大为“0-300”。
或说“同样可作为这个批煤热值的结算值，它们的误差的极差为300大卡/公斤之多”。
或说：
这300个以内的不同的值都有资格作为结算值使用。
③实践证明，采制化国标的执行中，人的因素不可忽视（见“重复性限”等解释和实践统计）。
人的感情因素又可能导致更大误差，从而使争论的因素增多。
总之，煤十分复杂，随机性太大或变异性太大，国标对其参数的提取过程遒循一个随机事件的概率统计规律。
这使人很不习惯，其不确定性仍可引起一定的争论。
（2）判断商品煤的采制化中执行国标是否准确的办法：
实践和统计发现：
批煤热值提取的第七统计规律：
①判断“一个批煤的采制化是否符合国标”的办法可从下列两法中任选其一：
1.方法一：
观察/复查法
对采、制进行现场观察和对化验进行复查。
具体是：
现场检查采样和制样是否按国标规定的步骤进行；
对化验结果进行一次非结算性的复查，看是否在规定的重复性限或再现性临界差之内。
如热值应在（0-75）大卡/公斤内。
2．方法二：
国标共采法
用国标方式进行共采，看差值是否在国标许可范围内。
如热值应在（0-300）大卡/公斤内。
②判断“某段时间内的采制化是否符合国标”的办法是：
观察其热值差（热值差=入厂煤平均热值-入炉煤平均热值）的累计值的趋向是否随着次数的增多越来越趋向于零。
即“
→0”。
（八）批煤热值提取的第八统计规律─判断一个批煤结算的采制化是不是正确的办法
综上述可归纳：
批煤热值提取的第八统计规律：
判断“一个批煤的结算性采制化是不是正确”的依据是：
1.采制化必须是“一次结算性国标采制化方式”。
2.观察/复查
采、制的现场操作步骤符合国标的操作步骤；
化验值经非结算性复查后其差值在国标许可范围内。
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