ISO 13909-2:2001
(Main)Hard coal and coke - Mechanical sampling - Part 2: Coal - Sampling from moving streams
Hard coal and coke - Mechanical sampling - Part 2: Coal - Sampling from moving streams
Houille et coke — Échantillonnage mécanique — Partie 2: Charbon — Échantillonnage en continu
L'ISO 13909-2:2001 spécifie les modes opératoires et les exigences pour la conception d'échantillonneurs et l'élaboration de plans d'échantillonnage pour l'échantillonnage mécanique en continu du charbon et décrit les méthodes d'échantillonnage utilisées.
Črni premog in koks - Mehansko vzorčenje - 2. del: Premog - Vzorčenje iz gibajočih tokov
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 13909-2:2001 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Hard coal and coke - Mechanical sampling - Part 2: Coal - Sampling from moving streams". This standard covers: L'ISO 13909-2:2001 spécifie les modes opératoires et les exigences pour la conception d'échantillonneurs et l'élaboration de plans d'échantillonnage pour l'échantillonnage mécanique en continu du charbon et décrit les méthodes d'échantillonnage utilisées.
L'ISO 13909-2:2001 spécifie les modes opératoires et les exigences pour la conception d'échantillonneurs et l'élaboration de plans d'échantillonnage pour l'échantillonnage mécanique en continu du charbon et décrit les méthodes d'échantillonnage utilisées.
ISO 13909-2:2001 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 73.040 - Coals. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 13909-2:2001 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 13909-2:2016, ISO 9411-2:1993, ISO 9411-1:1994. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13909-2
First edition
2001-12-15
Hard coal and coke — Mechanical
sampling —
Part 2:
Coal — Sampling from moving streams
Houille et coke — Échantillonnage mécanique —
Partie 2: Charbon — Échantillonnage en continu
Reference number
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Printed in Switzerland
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ii ISO 2001 – All rights reserved
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Establishing a sampling scheme . 1
5 Methods of sampling . 10
6 Design of mechanical samplers . 13
7 Handling and storage of samples . 20
8 Sample preparation . 21
9 Bias . 21
10 Verification . 22
Annexes
A Examples of calculations of the number of sub-lots and number of increments per sub-lot (sampling from moving
streams) . 23
B Evaluation of sampling equipment for mass-basis sampling . 26
C Guidance on the operation of mechanical samplers. 30
Bibliography. 31
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ISO 2001 – All rights reserved iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 13909 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 13909-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 27, Solid mineral fuels,
Subcommittee SC 4, Sampling.
ISO 13909 cancels and replaces ISO 9411-1:1994, Solid mineral fuels — Mechanical sampling from moving
streams — Part 1: Coal and ISO 9411-2:1993, Solid mineral fuels — Mechanical sampling from moving streams —
Part 2: Coke, of which it constitutes a technical revision. It also supersedes the methods of mechanical sampling of
coal and coke given in ISO 1988:1975, Hard coal — Sampling and ISO 2309:1980, Coke — Sampling.
ISO 13909 consists of the following parts, under the general title Hard coal and coke — Mechanical sampling:
— Part 1: General introduction
— Part 2: Coal — Sampling from moving streams
— Part 3: Coal — Sampling from stationary lots
— Part 4: Coal — Preparation of test samples
— Part 5: Coke — Sampling from moving streams
— Part 6: Coke — Preparation of test samples
— Part 7: Methods for determining the precision of sampling, sample preparation and testing
— Part 8: Methods of testing for bias
Annex B forms a normative part of this part of ISO 13909. Annexes A and C of this part of ISO 13909 are for
information only.
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iv ISO 2001 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13909-2:2001(E)
Hard coal and coke — Mechanical sampling —
Part 2:
Coal — Sampling from moving streams
1 Scope
This part of ISO 13909 specifies procedures and requirements for the design and establishment of mechanical
samplers for the sampling of coal from moving streams and describes the methods of sampling used.
It does not cover mechanical sampling from stationary lots which is dealt with in ISO 13909-3.
Examples of calculations of the number of sub-lots and number of increments per sub-lot are given in annex A.
Requirements for the evaluation of sampling equipment are given in annex B and information on the operation of
mechanical samplers is given in annex C.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 13909. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 13909 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 13909-1:2001, Hard coal and coke — Mechanical sampling — Part 1: General introduction.
ISO 13909-4:2001, Hard coal and coke — Mechanical sampling — Part 4: Coal — Preparation of test samples.
ISO 13909-7:2001, Hard coal and coke — Mechanical sampling — Part 7: Methods for determining the precision of
sampling, sample preparation and testing.
ISO 13909-8:2001, Hard coal and coke — Mechanical sampling — Part 8: Methods of testing for bias.
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 13909, the terms and definitions given in ISO 13909-1 apply.
4 Establishing a sampling scheme
4.1 General
The general procedure for establishing a sampling scheme is as follows.
a) Define the quality parameters to be determined and the types of samples required.
b) Define the lot.
c) Define or assume the precision required (see 4.4.1).
d) Decide whether continuous or intermittent sampling is to be used (see 4.2).
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ISO 2001 – All rights reserved 1
e) Determine the method of combining the increments into samples and the method of sample preparation (see
ISO 13909-4).
f) Determine or assume the variability of the coal (see 4.4.2 and, if relevant, 4.4.3) and the variance of preparation
and testing (see 4.4.4). Methods for determining variability and the variance of preparation and testing are given
in ISO 13909-7.
g) Establish the number of sub-lots and the number of increments per sub-lot required to attain the desired
precision (see 4.4.5).
h) Decide whether to use time-basis or mass-basis sampling (see clause 5) and define the sampling intervals in
minutes for time-basis sampling or in tonnes for mass-basis sampling.
i) Ascertain the nominal top size of coal for the purpose of determining the minimum mass of sample (see 4.5).
NOTE The nominal top size may initially be ascertained by consulting the consignment details, or by visual estimation, and
may be verified, if necessary, by preliminary test work.
j) Determine the minimum average increment mass (see 4.6).
4.2 Continuous and intermittent sampling
4.2.1 Continuous sampling
In continuous sampling, every sub-lot is sampled and the same sampling interval (time or mass) applies to all
sub-lots. There are as many sample results for the lot as there are sub-lots. The mean result for the lot should be of
the required precision but if it is desired to check that the required precision has been attained, it is possible to do this
by using the procedures of replicate sampling described in ISO 13909-7.
4.2.2 Intermittent sampling
If coal of the same type is sampled regularly, it may be satisfactory to collect increments from some of the sub-lots
but not from others. This is called intermittent sampling. The same minimum number of increments shall be taken
from every sub-lot that is sampled (see 4.4.5.3). The sub-lots to be sampled shall be chosen at random, unless it can
be demonstrated that no bias, for example as a result of time-dependent variance, is introduced by choosing sub-lots
systematically. Such demonstration shall be repeated from time to time and at random intervals.
There are as many sample results per lot as there are sub-lots sampled, but because some sub-lots are not sampled,
it is not possible to say whether the average of these results will have the required precision for the lot unless
information about the variation between sub-lots is available. This can be obtained by following the procedure
described in ISO 13909-7. If the variation between sub-lots is too large, it may be necessary to introduce continuous
sampling to achieve the desired precision.
Use of intermittent sampling shall be agreed between contracting parties and shall be recorded in the sampling
report.
4.3 Design of the sampling scheme
4.3.1 Material to be sampled
The first stage in the design of the scheme is to identify the coal to be sampled. Samples may be required for
technical evaluation, process control, quality control and for commercial reasons by both the producer and the
customer. It is essential to ascertain exactly at what stage in the coal-handling process the sample is required and,
as far as practicable, to design the scheme accordingly. In some instances, however, it may prove impracticable to
obtain samples at the preferred points and, in such cases, a more practicable alternative is required.
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2 ISO 2001 – All rights reserved
4.3.2 Division of lots
A lot may be sampled as a whole or as a series of sub-lots, e.g. coal despatched or delivered over a period of time,
a ship load, a train load, a wagon load, or coal produced in a certain period, e.g. a shift.
It may be necessary to divide a lot into a number of sub-lots in order to improve the precision of the results.
For lots sampled over long periods, it may be expedient to divide the lot into a series of sub-lots, obtaining a sample
for each.
4.3.3 Basis of sampling
Sampling may be carried out on either a time-basis or a mass-basis. In time-basis sampling, the sampling interval is
defined in minutes and seconds and the increment mass is proportional to the flow rate at the time of taking the
increment. In mass-basis sampling, the sampling interval is defined in tonnes and the mass of increments
constituting the sample is uniform.
4.3.4 Precision of results
After the precision has been decided, the number of sub-lots and the minimum number of increments per sub-lot
collected shall be determined as described in 4.4.5, and the average mass of the primary increments shall be
determined as described in 4.6.
For single lots, the quality variation shall be assumed as the worst case (see 4.4.2 and 4.4.3). The precision of
sampling achieved may be measured using the procedure of replicate sampling (see ISO 13909-7).
At the start of regular sampling of unknown coals, the worst-case quality variation shall be assumed, in accordance
with 4.4.2, 4.4.3 and 4.4.4. When sampling is in operation, a check may be carried out to confirm that the desired
precision has been achieved, using the procedures described in ISO 13909-7.
If any subsequent change in precision is required, the number of sub-lots and of increments shall be changed as
determined in 4.4.5 and the precision attained shall be rechecked. The precision shall also be checked if there is any
reason to suppose that the variability of the coal being sampled has increased. The number of increments
determined in 4.4.5 applies to the precision of the result when the sampling errors are large relative to the testing
errors, e.g. moisture. However, in some tests, the testing errors are themselves large. In this case, it may be
necessary to form two or more test portions from the sample and use the mean of the determinations to give a better
precision.
4.3.5 Bias of results
It is of particular importance in sampling to ensure, as far as possible, that the parameter to be measured is not
altered by the sampling and sample preparation process or by subsequent storage prior to testing. This may require,
in some circumstances, a limit on the minimum mass of primary increment (see 4.6).
When collecting samples for moisture determination from lots over an extended period, it may be necessary to limit
the standing time of samples by dividing the lot into a number of sub-lots (see 4.4.5).
When a coal-sampling scheme is implemented, it shall be checked for bias in accordance with the methods given in
ISO 13909-8.
4.4 Precision of sampling
4.4.1 Precision and total variance
In all methods of sampling, sample preparation and analysis, errors are incurred and the experimental results
obtained from such methods for any given parameter will deviate from the true value of that parameter. While the
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ISO 2001 – All rights reserved 3
absolute deviation of a single result from the “true” value cannot be determined, it is possible to make an estimate of
the precision of the experimental results. This is the closeness with which the results of a series of measurements
made on the same coal agree among themselves, and the deviation of the mean of the results from an accepted
reference value, i.e. the bias of the results (see ISO 13909-8).
It is possible to design a sampling scheme by which, in principle, an arbitrary level of precision can be achieved.
NOTE The required overall precision for a lot is normally agreed between the parties concerned. In the absence of such
agreement, a value of one tenth of the ash content may be assumed.
The theory of the estimation of precision is discussed in ISO 13909-7. The following equation is derived:
s
� �
V
u
I
+ 1− V +V
m PT
n m
P = 2 (1)
L
u
where
P is the estimated overall precision of sampling, sample preparation and testing for the lot at a 95 % confidence
L
level, expressed as percentage absolute;
V is the primary increment variance;
I
n is the number of increments per sub-lot;
u is the number of sub-lots actually sampled;
m is the number of sub-lots in the lot;
V is the sub-lot variance;
m
V
is the preparation and testing variance.
PT
u =m
For continuous sampling, where , equation (1) is simplified as follows
s
V
I
+V
PT
n
P = 2
(2)
L
m
If the quality of a coal of a type not previously sampled is required, then in order to devise a sampling scheme,
assumptions have to be made about the variability (see 4.4.2 and 4.4.3). The precision actually achieved for a
particular lot by the scheme devised can be measured by the procedures given in ISO 13909-7.
4.4.2 Primary increment variance
The primary increment variance,V , depends upon the type and nominal top size of coal, the degree of pretreatment
I
and mixing, the absolute value of the parameter to be determined and the mass of increment taken.
The number of increments required for the general-analysis sample and the moisture sample shall be calculated
separately using the relevant values of increment variance and the desired precision. If a common sample is
required, the number of increments required for that sample shall be the greater of the numbers calculated for the
general-analysis sample and the moisture sample respectively.
NOTE For many coals, the increment variance for ash is higher than that for moisture and hence, for the same precision, the
number of increments required for the general-analysis sample will be adequate for the moisture sample and for the common
sample.
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4 ISO 2001 – All rights reserved
The value of the primary increment variance,V , required for the calculation of the precision using equation (1) can
I
be obtained by either
a) direct determination on the coal to be sampled using one of the methods described in ISO 13909-7, or
b) assuming a value determined for a similar coal from a similar coal handling and sampling system.
If neither of these values is available, a value ofV = 20 for ash content can be assumed initially and checked, after
I
the sampling has been carried out, using one of the methods described in ISO 13909-7.
4.4.3 Sub-lot variance
V
The sub-lot variance, , is influenced by the same factors as the primary increment variance but to a lesser degree.
m
If the sub-lot variance is known from previous experience, this may be used. If conditions permit, the sub-lot variance
may be determined by the methods described in ISO 13909-7. In all other circumstances, a sub-lot variance of 5
shall be assumed initially.
4.4.4 Preparation and testing variance
The value of the preparation and testing variance,V , required for the calculation of the precision using equation (1)
PT
can be obtained by either
a) direct determination on the coal to be sampled using one of the methods described in ISO 13909-7, or
b) assuming a value determined for a similar coal from a similar sample preparation scheme.
If neither of these values is available, a value of 0,2 for ash content can be assumed initially and checked, after the
preparation and testing has been carried out, using one of the methods described in ISO 13909-7.
4.4.5 Number of sub-lots and number of increments per sub-lot
4.4.5.1 General
The number of increments taken from a lot in order to achieve a particular precision is a function of the variability of
the quality of the coal in the lot, irrespective of the mass of the lot. The lot may be sampled as a whole, resulting in
one sample, or divided into a number of sub-lots resulting in a sample from each. Such division may be necessary in
order to achieve the required precision, and the necessary number of sub-lots shall be calculated using the
procedure given in 4.4.5.2 or 4.4.5.3, as appropriate.
Another important reason for dividing the lot is to maintain the integrity of the sample, i.e. to avoid bias after taking
the increment, particularly in order to minimize loss of moisture due to standing. The need to do this is dependent on
factors such as the time taken to collect samples, ambient temperature and humidity conditions, the ease of keeping
the sample in sealed containers during collection and the particle size of the coal. It is recommended that, if moisture
loss is suspected, a bias test be carried out to compare the quality of a reference sample immediately after extraction
with the sample after standing for the normal time. If bias is found, the sample standing time should be reduced by
collecting samples more frequently, i.e. increasing the number of sub-lots.
There may be other practical reasons for dividing the lot:
a) for convenience when sampling over a long period;
b) to keep sample masses manageable.
Establish the number of sub-lots and number of increments required per sub-lot in accordance with 4.4.5.2 or
4.4.5.3, as appropriate.
NOTE The formulae given in 4.4.5.2 and 4.4.5.3 will generally give an overestimate of the required number of increments. This
is because they are based on the assumption that the quality of coal has no serial correlation; however, serial correlation is always
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ISO 2001 – All rights reserved 5
present to some degree. In addition, because a certain amount of preparation and testing is required when measuring the
increment variance or the sub-lot variance, the preparation and testing errors are included more than once.
The designer of a sampling scheme should cater for the worst case anticipated and will then tend to use higher
values forV andV than may actually occur when the system is in operation. On implementing a new sampling
I m
scheme, a check on the actual precision being achieved should be carried out using the methods described in
ISO 13909-7. This may be necessary to achieve the required precision, in which case the number of sub-lots is
calculated using the procedures given in 4.4.5.2 and 4.4.5.3.
4.4.5.2 Continuous sampling
Determine the minimum number of sub-lots required for practical reasons (see 4.4.5.1).
n
Estimate the number of increments, , in each sub-lot for a desired precision from the following equation [obtained
by transposing equation (2)]:
4V
I
n = (3)
mP − 4V
PT
L
A value of infinity or a negative number indicates that the errors of preparation and testing are such that the required
precision cannot be achieved with this number of sub-lots. In such cases, or ifn is impracticably large, increase the
number of sub-lots by one of the following means.
a) Choose a number corresponding to a convenient mass, recalculaten from equation (3) and repeat this process
untiln is a practicable number.
b) Decide on the maximum practicable number of increments per sub-lot,n , and calculatem from the following
equation:
4V + 4n V
I 1 PT
m = (4)
n P
L
Adjustmnupwards, if necessary, to a convenient number and recalculate .
Taken as 10 if the final calculated value is less than 10.
Examples of calculations for continuous sampling from moving streams are given in annex A.
4.4.5.3 Intermittent sampling
Initially decide on the number of sub-lots,mu, and the minimum number, , required to be sampled for practical
reasons (see 4.4.5.1).
Estimate the number of increments for a desired precision in a lot from the following equation [obtained by
transposing equation (1)]:
4V
I
� �
n = (5)
2 u
uP − 4 1− V − 4V
m PT
L
m
A value of infinity or a negative number indicates that the errors of preparation and testing are such that the required
precision cannot be achieved with this number of sub-lots. In such cases or ifn is impracticably large, increase the
number of sub-lots to be sampled by one of the following means.
a) Choose a larger value forun, the number of sub-lots actually sampled, recalculate and repeat this process until
the value ofn is a practicable number.
b) Decide on the maximum practicable number of increments per sub-lot,n , and calculateu from the following
equation:
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6 ISO 2001 – All rights reserved
�
�
V
I
4m +V +V
m PT
n
u = (6)
mP + 4V
m
L
Adjustmnupwards, if necessary, to a convenient number and recalculate from equation (5).
Taken as 10 if the final calculated value is less than 10.
Examples of calculations for intermittent sampling from moving streams are given in annex A.
4.5 Minimum mass of sample
For most parameters, particularly size analysis and those that are particle-size related, the precision of the result is
limited by the ability of the sample to represent all the particle sizes in the mass of coal being sampled.
The minimum mass of a sample is dependent on the nominal top size of the coal, the precision required for the
parameter concerned and the relationship of that parameter to particle size. Some such relationship applies at all
stages of preparation. The attainment of this mass will not, in itself, guarantee the required precision, because
precision is also dependent on the number of increments in the sample and their variability (see 4.4.5).
Values for the minimum mass of samples for general analysis to reduce the variance due to the particulate nature of
the coal to 0,01, corresponding to a precision of 0,2 % with regard to ash, are given in column 2 of Table 1 (see
CSIRO report [2]). Column 3 of Table 1 gives the corresponding minimum masses of divided samples for total
moisture analysis, which are approximately 20 % of the minimum masses for general analysis, subject to an absolute
minimum of 0,65 kg.
The minimum mass of sample,m , for other desired levels of precision for determination of ash may be calculated
S
from the following equation:
� �
0,2
m =m (7)
S S,0
P
R
where
m is the minimum mass of sample specified in Table 1 for a given nominal top size;
S,0
P is the required precision, with regard to ash, due to the particulate nature of the coal.
R
When a coal is regularly sampled under the same circumstances, the precision obtained for all the required quality
parameters shall be checked in accordance with ISO 13909-7 and the masses may be adjusted accordingly.
However, the masses shall not be reduced below the minimum requirements laid down in the relevant analysis
standards.
When preparing coal to produce samples for multiple use, account shall also be taken of the individual masses and
size distribution of the test samples required for each test.
4.6 Mass of primary increment
The mass,m , in kilograms, of an increment taken by a mechanical cutter with cutting edges normal to the stream
I
at the discharge of a moving stream can be calculated from equation (8):
−3
Cb� 10
m = (8)
I
3,6v
C
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ISO 2001 – All rights reserved 7
where
C is the flow rate, in tonnes per hour;
b is the cutter aperture width, in millimetres;
NOTE The cutter aperture value used for calculating the mass of an increment is the distance between the leading
edges of the cutter lips first striking the stream of the material.
v is the cutter speed, in metres per second (see 6.8.2).
C
For a cross-belt sampler, the mass,m , in kilograms, of increment can be calculated from equation (9):
I
−3
Cb� 10
m = (9)
I
3,6v
B
where
C is the flow rate, in tonnes per hour;
b is the cutter aperture width, in millimetres;
v is the belt speed, in metres per second.
B
The minimum average mass of primary increment to be collected,m , is calculated from equation (10):
I
m
S
m = (10)
I
n
where
m is the minimum mass of sample (see Table 1);
S
n is the minimum number of increments taken from the sub-lot (see 4.4.5).
In most mechanical systems, the mass of primary increment collected [see equations (8) and (9)] will greatly exceed
that necessary to make up a sample of the required mass. In some systems, the primary increments are therefore
divided, either as taken or after reduction, in order to avoid the mass of the sample becoming excessive.
Providing the design of the cutter complies with the requirements of 6.8 or 6.9, the extraction of an increment from
the coal stream will be unbiased whatever the flow rate at the time. Even if flow rates are variable, increments taken
at low flow rates, and hence of mass less than the average, will not be subject to extraction bias. Therefore, this part
of ISO 13909 does not specify an absolute minimum increment mass.
Under some conditions, e.g. high ambient temperature, increments which are smaller than those corresponding to
the design capacity of the system may suffer from disproportionate changes in quality, e.g. loss in moisture, and
precautions need to be taken to prevent this. If such losses cannot be prevented and are found to cause relevant
bias, then such means as buffer hoppers or a variable-speed cutter (mass-basis sampling) shall be used.
Alternatively, increments can themselves be retained temporarily in a buffer hopper until there is sufficient mass to
ensure free passage, free from relevant bias, through an on-line preparation system. On no account shall a primary
sampler, in a time-basis system or a mass-basis system, be switched off at low flow rates to avoid low mass
increments.
When measuring primary increment variance (see ISO 13909-7:2001, clause 6) at preliminary stages in the design
of the sampling scheme, use increment masses that are close to those expected to be taken by the system. After
implementation of the sampling scheme, the precision of the result can be estimated and adjusted (see
ISO 13909-7), by increasing or decreasing the number of increments in the sample, keeping the same increment
mass.
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8 ISO 2001 – All rights reserved
Table 1 — Minimum mass of sample for general analysis and determination of total moisture content
Nominal top size General-analysis samples Samples for determination
of coal and common samples of total moisture content
mm kg kg
300 15 000 3 000
200 5 400 1 100
150 2 600 500
125 1 700 350
90 750 125
75 470 95
63 300 60
50 170 35
45 125 25
38 85 17
31,5 55 10
22,4 32 7
16,0 20 4
11,2 13 2,50
10 10 2
8,0 6 1,50
5,6 3 1,20
4,0 1,50 1,00
2,8 0,65 0,65
2,0 0,25 —
1,0 0,10 —
NOTE 1 The masses for the general analysis and common samples have been determined to
reduce the variance due to the particulate nature of coal to 0,01, corresponding to a precision of
0,2 %
ash.
NOTE 2 Extraction of the total-moisture sample from the common sample is
described in ISO 13909-4.
4.7 Size analysis
Within the scope of this part of ISO 13909, the coals to be sampled will exhibit large differences in size, size range
and size distribution. In addition, the parameters to be determined (percentage retained on a particular sieve, mean
size, etc.) may differ from case to case. Furthermore, when sample division is applied, division errors shall be taken
into account, whereas they are non-existent if sizing is performed without any preceding division.
Take these factors into account when applying the techniques for calculating numbers of increments for a particular
precision (see 4.4.1 to 4.4.5). In the absence of any information on increment variance etc., initially take 25
increments per sample.
The precision for the particular parameter required shall then be checked and the number of increments adjusted
according to the procedure described in ISO 13909-7.
Minimization of degradation of samples used for determination of size distribution is vital to reduce bias in the
measured size distribution. To prevent particle degradation, it is essential to keep free-fall drops to a minimum. Trial
tests should be made in accordance with the method given in ISO 13909-8 to determine the degree of degradation.
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ISO 2001 – All rights reserved 9
The minimum masses of sample for size analysis are given in Table 2. The masses have been calculated on the
basis of the precision of the determination of oversize, i.e. the coal above the nominal top size. Precision for other
size fractions will normally be better than this.
Table 2 — Minimum mass of sample for size analysis
Nominal top size Minimum mass Minimum mass for
of coal for a precision of 1% a precision of 2%
mm kg kg
300 54 000 13 500
200 16 000 4 000
150 6 750 1 700
125 4 000 1 000
90 1 500 400
75 950 250
63 500 125
50 280 70
45 200 50
38 130 30
31,5 65 15
22,4 25 6
16,0 8 2
11,2 3 0,70
10,0 2 0,50
8,0 1 0,25
5,6 0,50 0,25
4,0 0,25 0,25
2,8 0,25 0,25
5 Methods of sampling
5.1 General
Sampling shall be carried out by systematic sampling either on a time-basis or on a mass-basis, or by stratified
random sampling. The procedures of sample preparation vary in accordance with the type of sampling employed
(see ISO 13909-4).
It is essential that each increment taken from a stream represents the full width and depth of the stream.
The consistency of loading of the belt should be controlled, as far as possible, so that sampling is as efficient as
possible. The flow should be made reasonably uniform over the whole cross-section of the stream at all times by
means of controlled loading or suitable devices such as feed hoppers, ploughs, etc.
Whichever method of primary increment collection is used, it is essential that the increment does not completely fill
or overflow the sampling device. With mechanized sampling devices, the primary increment mass may be
considerably larger than that necessary to produce the calculated minimum sample mass. Hence, a system of
primary increment division may be necessary to divide the increment to a manageable mass.
All processes and operations upstream of the sampling location shall be examined for characteristics which could
produce periodic variations in belt loading or quality and which may coincide with the operation of the primary
samplers. Such periodicity may arise from the cycle of operations or feeder systems in use. If it is not possible to
eliminate coincidence between the plant operation cycle and the sampling cycle, stratified random sampling within
fixed mass or time intervals shall be adopted.
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10 ISO 2001 – All rights reserved
5.2 Time-basis sampling
5.2.1 Method of taking primary increments
In order that the increment mass is proportional to the coal flow rate in mechanical sampling, the speed of the cutter
shall be constant throughout the sampling of the entire sub-lot (see 6.8.1).
Primary increments shall be taken at pre-set equal time intervals throughout the lot or sub-lot. If the calculated
number of increments has been taken before the handling has been completed, additional increments shall be taken
at the same interval until the handling operation is completed.
5.2.2 Sampling interval
The time interval,t, in minutes, between taking primary increments by time-basis sampling is determined by the
following equation:
60m
SL
t6 (11)
Gn
where
m is the mass of the sub-lot, in tonnes;
SL
G is the maximum flow rate on the conveyor belt, in tonnes per hour;
n is the number of primary increments in the sample (see clause 4).
In order to minimize the possibility of any bias being introduced, a random start within the first sampling interval is
recommended.
5.2.3 Mass of increment
The mass of the primary increment corresponding to the average flow rate (total mass/operating time) of the coal
stream shall be not less than the minimum average increment mass calculated from equation (10).
The mass of the increment shall be proportional to the flow rate of the coal stream at the time it is taken.
5.3 Mass-basis sampling
5.3.1 Method of taking primary increments
For mechanical sampling, either a fixed- or a variable-speed cutter may be used.
The required number of increments shall be taken by sampling at a pre-set mass interval. This interval shall not be
changed during the sampling of the sub-lot.
If the calculated number of increments has been taken before the handling has been completed, additional
increments shall be taken at the same interval until the handling operation is completed.
5.3.2 Sampling interval
The increments shall be spread uniformly on a tonnage basis throughout the mass of the lot or sub-lot.
The mass interval, m, in tonnes, between taking increments by mass-basis sampling is determined from
equation (12):
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m
SL
m = (12)
n
where
m
is the mass of the sub-lot, in tonnes;
SL
n is the number of primary increments in the sample.
The mass interval between increments shall be equal to or smaller than that calculated from the number of
increments specified in 4.4.5, in order to ensure that the number of increments will be at least the minimum number
specified.
In order to minimize the possibility of introduction of bias, a random start within the first sampling interval is
recommended.
5.3.3 Mass of increment
The masses of the individual increments constituting the sample shall be almost constant, i.e. the coefficient of
variation shall be less than 20 %, and there shall be no correlation between the flow rate at the time of taking the
increment and the mass of the increment constituting the sample. The method for determining whether or not these
criteria have been met is specified in annex B. These criteria may be achieved by either of the following procedures.
a) Take primary increments of almost constant mass using a cutter with variable speed, whose cutter speed is
constant while cutting the stream but can be regulated, increment by increment, in proportion to the flow rate of
the coal at the point of sampling.
b) Take primary increments using a fixed-speed cutter with subsequent division of the individual increments, if
necessary, to almost constant mass at a practical stage prior to the constitution of the sample.
NOTE Procedure a) is preferred for falling-stream samplers; only procedure b) can be used for cross-belt samplers.
5.4 Stratified random sampling
5.4.1 General
Cyclical variations in coal quality may occur during sampling. Every effort shall be made to eliminate coincidence of
the cycle with the taking of increments in systematic sampling, be it time- or mass-basis. If this cannot be done, a
bias will invariably be introduced that may be of unacceptable proportions. In such circumstances, stratified random
sampling may be adopted in which, for each time or mass interval, the actual taking of the increment is displaced by
a random amount of time or mass respectively, subject to the limitation that it shall be taken before that interval has
expired.
During stratified random sampling, it is possible that two increments will be collected very close together even though
they are collected in different mass or time intervals. It is therefore necessary that the discharge bin of the primary
sampler be of sufficient size to accept a minimum of two primary increments at the maximum flow rate.
5.4.2 Time-basis stratified random sampling
The sampling interval shall be determined as in 5.2.2 and the increment mass as in 5.2.3. Prior to the start of each
sampling interval, a random number between zero and the sampling interval, in seconds or minutes, shall be
generated. The increments shall then be taken after the time indicated by the random number. The mass of the
increment shall be proportional to the flow rate of the coal (see 5.2.3).
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12 ISO 2001 – All rights reserved
5.4.3 Mass-basis stratified random sampling
The sampling interval shall be determined as in 5.3.2 and the increment mass as in 5.3.3. Prior to the start of each
sampling interval, a random number between zero and the mass of the sampling interval (tonnes) shall be generated.
The increment shall be taken after the passage of the mass of coal indicated by the random number. The mass of the
increment shall be independent of the flow rate of the coal (see 5.3.3).
5.5 Reference sampling
Reference samples for bias testing of a sampling system shall be taken by the stopped-belt method given in
ISO 13909-8 to enable checking for bias.
6 Design of mechanical samplers
6.1 Safety
From the initial stages of design and construction of a system, it is essential that due consideration be given to the
safety of the operators. All safety codes applicable at the site where the equipment is to be installed shall be
respected.
6.2 Information
It is essential that relevant information concerning the sampling scheme(s) (clause 4), the method of sampling
(clause 5) and sample preparation (see ISO 13909-4), as well as information about the design and operation of the
coal handling plant are available to the designer.
6.3 Basic requirements
It is important that the coal-handling plant be designed and engineered to provide adequate space and satisfactory
operating and sampling conditions for the sampling system (see informative annex C). The importance of
considering the requirements of the sampling systems from the first stage of main plant design cannot be over
stressed. It is necessary to ensure that any subsequent changes do not affect the overall performance and reliability
of the sampling system. Designers shall take heed of the checks that need to be carried out during operation.
Facilities for taking replicate samples and stopped-belt sampling shall be included at the design stage.
The system shall be readily accessible throughout to facilitate inspection, thorough cleaning, repairs or checking
experiments, e.g. tests for bias.
NOTE For a mass-basis sampling system, it is useful for provision to be made for conversion from mass-basis to time-basis
sampling in the event that the mass-monitoring device breaks down.
6.4 Location of sampling equipment
The location of the sampling equipment shall be chosen according to the following criteria.
a) The sampling system shall be located at a position which allows access to the whole lot, at the stage in the
process where the measurement of quality and quantity is required.
b) If variable flow rates result in increment masses which are unacceptable for the projected system (see 5.2.2),
consideration shall be given to providing suitable holding facilities upstream of the sampling system in order to
obtain a more uniform flow, e.g. surge hoppers with adjustable gates.
6.5 Provision for checking precision
Samplers shall be capable of allowing the checking of precision by one of the procedures given in ISO 13909-7.
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6.6 Provision for testing for bias
To allow for bias tests to be carried out in accordance with ISO 13909-8, provision shall be made for stopped-belt
sampling.
6.7 General requirements for designing mechanical samplers
The principal requirements when designing and constructing a mechanical sampler are as follows.
a) It shall be capable of collecting increments that are free from relevant bias.
b) It shall maintain this capability under all such conditions of sampling that are stipulated in the relevant
specifications and without necessitating that sampling be interrupted for cleaning or maintenance.
In order to meet these requirements, the sampler shall be designed so that
a) the sampling device is sufficiently robust to withstand the most adverse operating conditions expected,
b) the sampling device has sufficient capacity to retain completely, or to pass entirely, the increment without loss or
spillage,
c) the sampling device is self-clearing and non-clogging and operates in a manner that will minimize the need for
maintenance,
d) any contamination of the sample is avoided, e.g. material entering cutters which are in the pa
...
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Houille et coke -- Échantillonnage mécanique -- Partie 2: Charbon -- Échantillonnage en continuHard coal and coke -- Mechanical sampling -- Part 2: Coal -- Sampling from moving streams73.040PremogiCoalsICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 13909-2:2001SIST ISO 13909-2:2002en01-junij-2002SIST ISO 13909-2:2002SLOVENSKI
STANDARD
INTERNATIONALSTANDARDISO13909-2Firstedition2001-12-15ReferencenumberISO13909-2:2001(E)©ISO2001Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part2:Coal—SamplingfrommovingstreamsHouilleetcoke—Échantillonnagemécanique—Partie2:Charbon—ÉchantillonnageencontinuSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)ii©ISO2001–AllrightsreservedPDFdisclaimerThisPDFfilemaycontainembeddedtypefaces.InaccordancewithAdobe'slicensingpolicy,thisfilemaybeprintedorviewedbutshallnotbeeditedunlessthetypefaceswhichareembeddedarelicensedtoandinstalledonthecomputerperformingtheediting.Indownloadingthisfile,partiesacceptthereintheresponsibilityofnotinfringingAdobe'slicensingpolicy.TheISOCentralSecretariatacceptsnoliabilityinthisarea.AdobeisatrademarkofAdobeSystemsIncorporated.DetailsofthesoftwareproductsusedtocreatethisPDFfilecanbefoundintheGeneralInforelativetothefile;thePDF-creationparameterswereoptimizedforprinting.EverycarehasbeentakentoensurethatthefileissuitableforusebyISOmemberbodies.Intheunlikelyeventthataproblemrelatingtoitisfound,pleaseinformtheCentralSecretariatattheaddressgivenbelow.©ISO2001Allrightsreserved.Unlessotherwisespecified,nopartofthispublicationmaybereproducedorutilizedinanyformorbyanymeans,elec-tronicormechanical,includingphotocopyingandmicrofilm,withoutpermissioninwritingfromeitherISOattheaddressbeloworISO'smem-berbodyinthecountryoftherequester.ISOcopyrightofficeCasepostale56•CH-1211Geneva20Tel.+41227490111Fax+41227490947E-mailcopyright@iso.chWebwww.iso.chPrintedinSwitzerlandSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–AllrightsreservediiiContentsPage1Scope.12Normativereferences.13Termsanddefinitions.14Establishingasamplingscheme.15Methodsofsampling.106Designofmechanicalsamplers.137Handlingandstorageofsamples.208Samplepreparation.219Bias.2110Verification.22AnnexesAExamplesofcalculationsofthenumberofsub-lotsandnumberofincrementspersub-lot(samplingfrommovingstreams).23BEvaluationofsamplingequipmentformass-basissampling.26CGuidanceontheoperationofmechanicalsamplers.30Bibliography.31SIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)iv©ISO2001–AllrightsreservedForewordISO(theInternationalOrganizationforStandardization)isaworldwidefederationofnationalstandardsbodies(ISOmemberbodies).TheworkofpreparingInternationalStandardsisnormallycarriedoutthroughISOtechnicalcommittees.Eachmemberbodyinterestedinasubjectforwhichatechnicalcommitteehasbeenestablishedhastherighttoberepresentedonthatcommittee.Internationalorganizations,governmentalandnon-governmental,inliaisonwithISO,alsotakepartinthework.ISOcollaboratescloselywiththeInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)onallmattersofelectrotechnicalstandardization.InternationalStandardsaredraftedinaccordancewiththerulesgivenintheISO/IECDirectives,Part3.DraftInternationalStandardsadoptedbythetechnicalcommitteesarecirculatedtothememberbodiesforvoting.PublicationasanInternationalStandardrequiresapprovalbyatleast75%ofthememberbodiescastingavote.AttentionisdrawntothepossibilitythatsomeoftheelementsofthispartofISO13909maybethesubjectofpatentrights.ISOshallnotbeheldresponsibleforidentifyinganyorallsuchpatentrights.InternationalStandardISO13909-2waspreparedbyTechnicalCommitteeISO/TC27,Solidmineralfuels,SubcommitteeSC4,Sampling.ISO13909cancelsandreplacesISO9411-1:1994,Solidmineralfuels—Mechanicalsamplingfrommovingstreams—Part1:CoalandISO9411-2:1993,Solidmineralfuels—Mechanicalsamplingfrommovingstreams—Part2:Coke,ofwhichitconstitutesatechnicalrevision.ItalsosupersedesthemethodsofmechanicalsamplingofcoalandcokegiveninISO1988:1975,Hardcoal—SamplingandISO2309:1980,Coke—Sampling.ISO13909consistsofthefollowingparts,underthegeneraltitleHardcoalandcoke—Mechanicalsampling:—Part1:Generalintroduction—Part2:Coal—Samplingfrommovingstreams—Part3:Coal—Samplingfromstationarylots—Part4:Coal—Preparationoftestsamples—Part5:Coke—Samplingfrommovingstreams—Part6:Coke—Preparationoftestsamples—Part7:Methodsfordeterminingtheprecisionofsampling,samplepreparationandtesting—Part8:MethodsoftestingforbiasAnnexBformsanormativepartofthispartofISO13909.AnnexesAandCofthispartofISO13909areforinformationonly.SIST ISO 13909-2:2002
INTERNATIONALSTANDARDISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved1Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part2:Coal—Samplingfrommovingstreams1ScopeThispartofISO13909specifiesproceduresandrequirementsforthedesignandestablishmentofmechanicalsamplersforthesamplingofcoalfrommovingstreamsanddescribesthemethodsofsamplingused.ItdoesnotcovermechanicalsamplingfromstationarylotswhichisdealtwithinISO13909-3.Examplesofcalculationsofthenumberofsub-lotsandnumberofincrementspersub-lotaregiveninannexA.RequirementsfortheevaluationofsamplingequipmentaregiveninannexBandinformationontheoperationofmechanicalsamplersisgiveninannexC.2NormativereferencesThefollowingnormativedocumentscontainprovisionswhich,throughreferenceinthistext,constituteprovisionsofthispartofISO13909.Fordatedreferences,subsequentamendmentsto,orrevisionsof,anyofthesepublicationsdonotapply.However,partiestoagreementsbasedonthispartofISO13909areencouragedtoinvestigatethepossibilityofapplyingthemostrecenteditionsofthenormativedocumentsindicatedbelow.Forundatedreferences,thelatesteditionofthenormativedocumentreferredtoapplies.MembersofISOandIECmaintainregistersofcurrentlyvalidInternationalStandards.ISO13909-1:2001,Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part1:Generalintroduction.ISO13909-4:2001,Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part4:Coal—Preparationoftestsamples.ISO13909-7:2001,Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part7:Methodsfordeterminingtheprecisionofsampling,samplepreparationandtesting.ISO13909-8:2001,Hardcoalandcoke—Mechanicalsampling—Part8:Methodsoftestingforbias.3TermsanddefinitionsForthepurposesofthispartofISO13909,thetermsanddefinitionsgiveninISO13909-1apply.4Establishingasamplingscheme4.1GeneralThegeneralprocedureforestablishingasamplingschemeisasfollows.a)Definethequalityparameterstobedeterminedandthetypesofsamplesrequired.b)Definethelot.c)Defineorassumetheprecisionrequired(see4.4.1).d)Decidewhethercontinuousorintermittentsamplingistobeused(see4.2).SIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)2©ISO2001–Allrightsreservede)Determinethemethodofcombiningtheincrementsintosamplesandthemethodofsamplepreparation(seeISO13909-4).f)Determineorassumethevariabilityofthecoal(see4.4.2and,ifrelevant,4.4.3)andthevarianceofpreparationandtesting(see4.4.4).MethodsfordeterminingvariabilityandthevarianceofpreparationandtestingaregiveninISO13909-7.g)Establishthenumberofsub-lotsandthenumberofincrementspersub-lotrequiredtoattainthedesiredprecision(see4.4.5).h)Decidewhethertousetime-basisormass-basissampling(seeclause5)anddefinethesamplingintervalsinminutesfortime-basissamplingorintonnesformass-basissampling.i)Ascertainthenominaltopsizeofcoalforthepurposeofdeterminingtheminimummassofsample(see4.5).NOTEThenominaltopsizemayinitiallybeascertainedbyconsultingtheconsignmentdetails,orbyvisualestimation,andmaybeverified,ifnecessary,bypreliminarytestwork.j)Determinetheminimumaverageincrementmass(see4.6).4.2Continuousandintermittentsampling4.2.1ContinuoussamplingIncontinuoussampling,everysub-lotissampledandthesamesamplinginterval(timeormass)appliestoallsub-lots.Thereareasmanysampleresultsforthelotastherearesub-lots.Themeanresultforthelotshouldbeoftherequiredprecisionbutifitisdesiredtocheckthattherequiredprecisionhasbeenattained,itispossibletodothisbyusingtheproceduresofreplicatesamplingdescribedinISO13909-7.4.2.2IntermittentsamplingIfcoalofthesametypeissampledregularly,itmaybesatisfactorytocollectincrementsfromsomeofthesub-lotsbutnotfromothers.Thisiscalledintermittentsampling.Thesameminimumnumberofincrementsshallbetakenfromeverysub-lotthatissampled(see4.4.5.3).Thesub-lotstobesampledshallbechosenatrandom,unlessitcanbedemonstratedthatnobias,forexampleasaresultoftime-dependentvariance,isintroducedbychoosingsub-lotssystematically.Suchdemonstrationshallberepeatedfromtimetotimeandatrandomintervals.Thereareasmanysampleresultsperlotastherearesub-lotssampled,butbecausesomesub-lotsarenotsampled,itisnotpossibletosaywhethertheaverageoftheseresultswillhavetherequiredprecisionforthelotunlessinformationaboutthevariationbetweensub-lotsisavailable.ThiscanbeobtainedbyfollowingtheproceduredescribedinISO13909-7.Ifthevariationbetweensub-lotsistoolarge,itmaybenecessarytointroducecontinuoussamplingtoachievethedesiredprecision.Useofintermittentsamplingshallbeagreedbetweencontractingpartiesandshallberecordedinthesamplingreport.4.3Designofthesamplingscheme4.3.1MaterialtobesampledThefirststageinthedesignoftheschemeistoidentifythecoaltobesampled.Samplesmayberequiredfortechnicalevaluation,processcontrol,qualitycontrolandforcommercialreasonsbyboththeproducerandthecustomer.Itisessentialtoascertainexactlyatwhatstageinthecoal-handlingprocessthesampleisrequiredand,asfaraspracticable,todesigntheschemeaccordingly.Insomeinstances,however,itmayproveimpracticabletoobtainsamplesatthepreferredpointsand,insuchcases,amorepracticablealternativeisrequired.SIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved34.3.2DivisionoflotsAlotmaybesampledasawholeorasaseriesofsub-lots,e.g.coaldespatchedordeliveredoveraperiodoftime,ashipload,atrainload,awagonload,orcoalproducedinacertainperiod,e.g.ashift.Itmaybenecessarytodividealotintoanumberofsub-lotsinordertoimprovetheprecisionoftheresults.Forlotssampledoverlongperiods,itmaybeexpedienttodividethelotintoaseriesofsub-lots,obtainingasampleforeach.4.3.3BasisofsamplingSamplingmaybecarriedoutoneitheratime-basisoramass-basis.Intime-basissampling,thesamplingintervalisdefinedinminutesandsecondsandtheincrementmassisproportionaltotheflowrateatthetimeoftakingtheincrement.Inmass-basissampling,thesamplingintervalisdefinedintonnesandthemassofincrementsconstitutingthesampleisuniform.4.3.4PrecisionofresultsAftertheprecisionhasbeendecided,thenumberofsub-lotsandtheminimumnumberofincrementspersub-lotcollectedshallbedeterminedasdescribedin4.4.5,andtheaveragemassoftheprimaryincrementsshallbedeterminedasdescribedin4.6.Forsinglelots,thequalityvariationshallbeassumedastheworstcase(see4.4.2and4.4.3).Theprecisionofsamplingachievedmaybemeasuredusingtheprocedureofreplicatesampling(seeISO13909-7).Atthestartofregularsamplingofunknowncoals,theworst-casequalityvariationshallbeassumed,inaccordancewith4.4.2,4.4.3and4.4.4.Whensamplingisinoperation,acheckmaybecarriedouttoconfirmthatthedesiredprecisionhasbeenachieved,usingtheproceduresdescribedinISO13909-7.Ifanysubsequentchangeinprecisionisrequired,thenumberofsub-lotsandofincrementsshallbechangedasdeterminedin4.4.5andtheprecisionattainedshallberechecked.Theprecisionshallalsobecheckedifthereisanyreasontosupposethatthevariabilityofthecoalbeingsampledhasincreased.Thenumberofincrementsdeterminedin4.4.5appliestotheprecisionoftheresultwhenthesamplingerrorsarelargerelativetothetestingerrors,e.g.moisture.However,insometests,thetestingerrorsarethemselveslarge.Inthiscase,itmaybenecessarytoformtwoormoretestportionsfromthesampleandusethemeanofthedeterminationstogiveabetterprecision.4.3.5BiasofresultsItisofparticularimportanceinsamplingtoensure,asfaraspossible,thattheparametertobemeasuredisnotalteredbythesamplingandsamplepreparationprocessorbysubsequentstoragepriortotesting.Thismayrequire,insomecircumstances,alimitontheminimummassofprimaryincrement(see4.6).Whencollectingsamplesformoisturedeterminationfromlotsoveranextendedperiod,itmaybenecessarytolimitthestandingtimeofsamplesbydividingthelotintoanumberofsub-lots(see4.4.5).Whenacoal-samplingschemeisimplemented,itshallbecheckedforbiasinaccordancewiththemethodsgiveninISO13909-8.4.4Precisionofsampling4.4.1PrecisionandtotalvarianceInallmethodsofsampling,samplepreparationandanalysis,errorsareincurredandtheexperimentalresultsobtainedfromsuchmethodsforanygivenparameterwilldeviatefromthetruevalueofthatparameter.WhiletheSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)4©ISO2001–Allrightsreservedabsolutedeviationofasingleresultfromthe“true”valuecannotbedetermined,itispossibletomakeanestimateoftheprecisionoftheexperimentalresults.Thisistheclosenesswithwhichtheresultsofaseriesofmeasurementsmadeonthesamecoalagreeamongthemselves,andthedeviationofthemeanoftheresultsfromanacceptedreferencevalue,i.e.thebiasoftheresults(seeISO13909-8).Itispossibletodesignasamplingschemebywhich,inprinciple,anarbitrarylevelofprecisioncanbeachieved.NOTETherequiredoverallprecisionforalotisnormallyagreedbetweenthepartiesconcerned.Intheabsenceofsuchagreement,avalueofonetenthoftheashcontentmaybeassumed.ThetheoryoftheestimationofprecisionisdiscussedinISO13909-7.Thefollowingequationisderived:(1)whereistheestimatedoverallprecisionofsampling,samplepreparationandtestingforthelotataconfidencelevel,expressedaspercentageabsolute;istheprimaryincrementvariance;isthenumberofincrementspersub-lot;isthenumberofsub-lotsactuallysampled;isthenumberofsub-lotsinthelot;isthesub-lotvariance;isthepreparationandtestingvariance.Forcontinuoussampling,where,equation(1)issimplifiedasfollows(2)Ifthequalityofacoalofatypenotpreviouslysampledisrequired,theninordertodeviseasamplingscheme,assumptionshavetobemadeaboutthevariability(see4.4.2and4.4.3).TheprecisionactuallyachievedforaparticularlotbytheschemedevisedcanbemeasuredbytheproceduresgiveninISO13909-7.4.4.2PrimaryincrementvarianceTheprimaryincrementvariance,,dependsuponthetypeandnominaltopsizeofcoal,thedegreeofpretreatmentandmixing,theabsolutevalueoftheparametertobedeterminedandthemassofincrementtaken.Thenumberofincrementsrequiredforthegeneral-analysissampleandthemoisturesampleshallbecalculatedseparatelyusingtherelevantvaluesofincrementvarianceandthedesiredprecision.Ifacommonsampleisrequired,thenumberofincrementsrequiredforthatsampleshallbethegreaterofthenumberscalculatedforthegeneral-analysissampleandthemoisturesamplerespectively.NOTEFormanycoals,theincrementvarianceforashishigherthanthatformoistureandhence,forthesameprecision,thenumberofincrementsrequiredforthegeneral-analysissamplewillbeadequateforthemoisturesampleandforthecommonsample.PL=2sVIn+1umVm+VPTuPL95%VInumVmVPTu=mPL=2sVIn+VPTmVISIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved5Thevalueoftheprimaryincrementvariance,,requiredforthecalculationoftheprecisionusingequation(1)canbeobtainedbyeithera)directdeterminationonthecoaltobesampledusingoneofthemethodsdescribedinISO13909-7,orb)assumingavaluedeterminedforasimilarcoalfromasimilarcoalhandlingandsamplingsystem.Ifneitherofthesevaluesisavailable,avalueofforashcontentcanbeassumedinitiallyandchecked,afterthesamplinghasbeencarriedout,usingoneofthemethodsdescribedinISO13909-7.4.4.3Sub-lotvarianceThesub-lotvariance,,isinfluencedbythesamefactorsastheprimaryincrementvariancebuttoalesserdegree.Ifthesub-lotvarianceisknownfrompreviousexperience,thismaybeused.Ifconditionspermit,thesub-lotvariancemaybedeterminedbythemethodsdescribedinISO13909-7.Inallothercircumstances,asub-lotvarianceof5shallbeassumedinitially.4.4.4PreparationandtestingvarianceThevalueofthepreparationandtestingvariance,,requiredforthecalculationoftheprecisionusingequation(1)canbeobtainedbyeithera)directdeterminationonthecoaltobesampledusingoneofthemethodsdescribedinISO13909-7,orb)assumingavaluedeterminedforasimilarcoalfromasimilarsamplepreparationscheme.Ifneitherofthesevaluesisavailable,avalueof0,2forashcontentcanbeassumedinitiallyandchecked,afterthepreparationandtestinghasbeencarriedout,usingoneofthemethodsdescribedinISO13909-7.4.4.5Numberofsub-lotsandnumberofincrementspersub-lot4.4.5.1GeneralThenumberofincrementstakenfromalotinordertoachieveaparticularprecisionisafunctionofthevariabilityofthequalityofthecoalinthelot,irrespectiveofthemassofthelot.Thelotmaybesampledasawhole,resultinginonesample,ordividedintoanumberofsub-lotsresultinginasamplefromeach.Suchdivisionmaybenecessaryinordertoachievetherequiredprecision,andthenecessarynumberofsub-lotsshallbecalculatedusingtheproceduregivenin4.4.5.2or4.4.5.3,asappropriate.Anotherimportantreasonfordividingthelotistomaintaintheintegrityofthesample,i.e.toavoidbiasaftertakingtheincrement,particularlyinordertominimizelossofmoistureduetostanding.Theneedtodothisisdependentonfactorssuchasthetimetakentocollectsamples,ambienttemperatureandhumidityconditions,theeaseofkeepingthesampleinsealedcontainersduringcollectionandtheparticlesizeofthecoal.Itisrecommendedthat,ifmoisturelossissuspected,abiastestbecarriedouttocomparethequalityofareferencesampleimmediatelyafterextractionwiththesampleafterstandingforthenormaltime.Ifbiasisfound,thesamplestandingtimeshouldbereducedbycollectingsamplesmorefrequently,i.e.increasingthenumberofsub-lots.Theremaybeotherpracticalreasonsfordividingthelot:a)forconveniencewhensamplingoveralongperiod;b)tokeepsamplemassesmanageable.Establishthenumberofsub-lotsandnumberofincrementsrequiredpersub-lotinaccordancewith4.4.5.2or4.4.5.3,asappropriate.NOTETheformulaegivenin4.4.5.2and4.4.5.3willgenerallygiveanoverestimateoftherequirednumberofincrements.Thisisbecausetheyarebasedontheassumptionthatthequalityofcoalhasnoserialcorrelation;however,serialcorrelationisalwaysVIVI=20VmVPTSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)6©ISO2001–Allrightsreservedpresenttosomedegree.Inaddition,becauseacertainamountofpreparationandtestingisrequiredwhenmeasuringtheincrementvarianceorthesub-lotvariance,thepreparationandtestingerrorsareincludedmorethanonce.Thedesignerofasamplingschemeshouldcaterfortheworstcaseanticipatedandwillthentendtousehighervaluesforandthanmayactuallyoccurwhenthesystemisinoperation.Onimplementinganewsamplingscheme,acheckontheactualprecisionbeingachievedshouldbecarriedoutusingthemethodsdescribedinISO13909-7.Thismaybenecessarytoachievetherequiredprecision,inwhichcasethenumberofsub-lotsiscalculatedusingtheproceduresgivenin4.4.5.2and4.4.5.3.4.4.5.2ContinuoussamplingDeterminetheminimumnumberofsub-lotsrequiredforpracticalreasons(see4.4.5.1).Estimatethenumberofincrements,,ineachsub-lotforadesiredprecisionfromthefollowingequation[obtainedbytransposingequation(2)]:(3)Avalueofinfinityoranegativenumberindicatesthattheerrorsofpreparationandtestingaresuchthattherequiredprecisioncannotbeachievedwiththisnumberofsub-lots.Insuchcases,orifisimpracticablylarge,increasethenumberofsub-lotsbyoneofthefollowingmeans.a)Chooseanumbercorrespondingtoaconvenientmass,recalculatefromequation(3)andrepeatthisprocessuntilisapracticablenumber.b)Decideonthemaximumpracticablenumberofincrementspersub-lot,,andcalculatefromthefollowingequation:(4)Adjustupwards,ifnecessary,toaconvenientnumberandrecalculate.Takeas10ifthefinalcalculatedvalueislessthan10.ExamplesofcalculationsforcontinuoussamplingfrommovingstreamsaregiveninannexA.4.4.5.3IntermittentsamplingInitiallydecideonthenumberofsub-lots,,andtheminimumnumber,,requiredtobesampledforpracticalreasons(see4.4.5.1).Estimatethenumberofincrementsforadesiredprecisioninalotfromthefollowingequation[obtainedbytransposingequation(1)]:(5)Avalueofinfinityoranegativenumberindicatesthattheerrorsofpreparationandtestingaresuchthattherequiredprecisioncannotbeachievedwiththisnumberofsub-lots.Insuchcasesorifisimpracticablylarge,increasethenumberofsub-lotstobesampledbyoneofthefollowingmeans.a)Choosealargervaluefor,thenumberofsub-lotsactuallysampled,recalculateandrepeatthisprocessuntilthevalueofisapracticablenumber.b)Decideonthemaximumpracticablenumberofincrementspersub-lot,,andcalculatefromthefollowingequation:VIVmnn=4VImP2L4VPTnnnn1mm=4VI+4n1VPTn1P2Lmnnmun=4VIuP2L41umVm4VPTnunnn1uSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved7(6)Adjustupwards,ifnecessary,toaconvenientnumberandrecalculatefromequation(5).Takeas10ifthefinalcalculatedvalueislessthan10.ExamplesofcalculationsforintermittentsamplingfrommovingstreamsaregiveninannexA.4.5MinimummassofsampleFormostparameters,particularlysizeanalysisandthosethatareparticle-sizerelated,theprecisionoftheresultislimitedbytheabilityofthesampletorepresentalltheparticlesizesinthemassofcoalbeingsampled.Theminimummassofasampleisdependentonthenominaltopsizeofthecoal,theprecisionrequiredfortheparameterconcernedandtherelationshipofthatparametertoparticlesize.Somesuchrelationshipappliesatallstagesofpreparation.Theattainmentofthismasswillnot,initself,guaranteetherequiredprecision,becauseprecisionisalsodependentonthenumberofincrementsinthesampleandtheirvariability(see4.4.5).Valuesfortheminimummassofsamplesforgeneralanalysistoreducethevarianceduetotheparticulatenatureofthecoalto0,01,correspondingtoaprecisionofwithregardtoash,aregivenincolumn2ofTable1(seeCSIROreport[2]).Column3ofTable1givesthecorrespondingminimummassesofdividedsamplesfortotalmoistureanalysis,whichareapproximatelyoftheminimummassesforgeneralanalysis,subjecttoanabsoluteminimumof.Theminimummassofsample,,forotherdesiredlevelsofprecisionfordeterminationofashmaybecalculatedfromthefollowingequation:(7)whereistheminimummassofsamplespecifiedinTable1foragivennominaltopsize;istherequiredprecision,withregardtoash,duetotheparticulatenatureofthecoal.Whenacoalisregularlysampledunderthesamecircumstances,theprecisionobtainedforalltherequiredqualityparametersshallbecheckedinaccordancewithISO13909-7andthemassesmaybeadjustedaccordingly.However,themassesshallnotbereducedbelowtheminimumrequirementslaiddownintherelevantanalysisstandards.Whenpreparingcoaltoproducesamplesformultipleuse,accountshallalsobetakenoftheindividualmassesandsizedistributionofthetestsamplesrequiredforeachtest.4.6MassofprimaryincrementThemass,,inkilograms,ofanincrementtakenbyamechanicalcutterwithcuttingedgesnormaltothestreamatthedischargeofamovingstreamcanbecalculatedfromequation(8):(8)u=4mVIn1+Vm+VPTmP2L+4Vmmnn0,2%20%0,65kgmSmS=mS,00,2PR2mS,0PRmImI=Cb1033,6vCSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)8©ISO2001–Allrightsreservedwhereistheflowrate,intonnesperhour;isthecutteraperturewidth,inmillimetres;NOTEThecutteraperturevalueusedforcalculatingthemassofanincrementisthedistancebetweentheleadingedgesofthecutterlipsfirststrikingthestreamofthematerial.isthecutterspeed,inmetrespersecond(see6.8.2).Foracross-beltsampler,themass,,inkilograms,ofincrementcanbecalculatedfromequation(9):(9)whereistheflowrate,intonnesperhour;isthecutteraperturewidth,inmillimetres;isthebeltspeed,inmetrespersecond.Theminimumaveragemassofprimaryincrementtobecollected,,iscalculatedfromequation(10):(10)whereistheminimummassofsample(seeTable1);istheminimumnumberofincrementstakenfromthesub-lot(see4.4.5).Inmostmechanicalsystems,themassofprimaryincrementcollected[seeequations(8)and(9)]willgreatlyexceedthatnecessarytomakeupasampleoftherequiredmass.Insomesystems,theprimaryincrementsarethereforedivided,eitherastakenorafterreduction,inordertoavoidthemassofthesamplebecomingexcessive.Providingthedesignofthecuttercomplieswiththerequirementsof6.8or6.9,theextractionofanincrementfromthecoalstreamwillbeunbiasedwhatevertheflowrateatthetime.Evenifflowratesarevariable,incrementstakenatlowflowrates,andhenceofmasslessthantheaverage,willnotbesubjecttoextractionbias.Therefore,thispartofISO13909doesnotspecifyanabsoluteminimumincrementmass.Undersomeconditions,e.g.highambienttemperature,incrementswhicharesmallerthanthosecorrespondingtothedesigncapacityofthesystemmaysufferfromdisproportionatechangesinquality,e.g.lossinmoisture,andprecautionsneedtobetakentopreventthis.Ifsuchlossescannotbepreventedandarefoundtocauserelevantbias,thensuchmeansasbufferhoppersoravariable-speedcutter(mass-basissampling)shallbeused.Alternatively,incrementscanthemselvesberetainedtemporarilyinabufferhopperuntilthereissufficientmasstoensurefreepassage,freefromrelevantbias,throughanon-linepreparationsystem.Onnoaccountshallaprimarysampler,inatime-basissystemoramass-basissystem,beswitchedoffatlowflowratestoavoidlowmassincrements.Whenmeasuringprimaryincrementvariance(seeISO13909-7:2001,clause6)atpreliminarystagesinthedesignofthesamplingscheme,useincrementmassesthatareclosetothoseexpectedtobetakenbythesystem.Afterimplementationofthesamplingscheme,theprecisionoftheresultcanbeestimatedandadjusted(seeISO13909-7),byincreasingordecreasingthenumberofincrementsinthesample,keepingthesameincrementmass.CbvCmImI=Cb1033,6vBCbvBm0Im0I=mSnmSnSIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved94.7SizeanalysisWithinthescopeofthispartofISO13909,thecoalstobesampledwillexhibitlargedifferencesinsize,sizerangeandsizedistribution.Inaddition,theparameterstobedetermined(percentageretainedonaparticularsieve,meansize,etc.)maydifferfromcasetocase.Furthermore,whensampledivisionisapplied,divisionerrorsshallbetakenintoaccount,whereastheyarenon-existentifsizingisperformedwithoutanyprecedingdivision.Takethesefactorsintoaccountwhenapplyingthetechniquesforcalculatingnumbersofincrementsforaparticularprecision(see4.4.1to4.4.5).Intheabsenceofanyinformationonincrementvarianceetc.,initiallytake25incrementspersample.TheprecisionfortheparticularparameterrequiredshallthenbecheckedandthenumberofincrementsadjustedaccordingtotheproceduredescribedinISO13909-7.Minimizationofdegradationofsamplesusedfordeterminationofsizedistributionisvitaltoreducebiasinthemeasuredsizedistribution.Topreventparticledegradation,itisessentialtokeepfree-falldropstoaminimum.TrialtestsshouldbemadeinaccordancewiththemethodgiveninISO13909-8todeterminethedegreeofdegradation.Table1—MinimummassofsampleforgeneralanalysisanddeterminationoftotalmoisturecontentNominaltopsizeofcoalGeneral-analysissamplesandcommonsamplesSamplesfordeterminationoftotalmoisturecontentmmkgkg300150003000200540011001502600500125170035090750125754709563300605017035451252538851731,5551022,432716,020411,2132,50101028,061,505,631,204,01,501,002,80,650,652,00,25—1,00,10—NOTE1Themassesforthegeneralanalysisandcommonsampleshavebeendeterminedtoreducethevarianceduetotheparticulatenatureofcoalto0,01,correspondingtoaprecisionofash.NOTE2Extractionofthetotal-moisturesamplefromthecommonsampleisdescribedinISO13909-4.0,2%SIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)10©ISO2001–AllrightsreservedTheminimummassesofsampleforsizeanalysisaregiveninTable2.Themasseshavebeencalculatedonthebasisoftheprecisionofthedeterminationofoversize,i.e.thecoalabovethenominaltopsize.Precisionforothersizefractionswillnormallybebetterthanthis.5Methodsofsampling5.1GeneralSamplingshallbecarriedoutbysystematicsamplingeitheronatime-basisoronamass-basis,orbystratifiedrandomsampling.Theproceduresofsamplepreparationvaryinaccordancewiththetypeofsamplingemployed(seeISO13909-4).Itisessentialthateachincrementtakenfromastreamrepresentsthefullwidthanddepthofthestream.Theconsistencyofloadingofthebeltshouldbecontrolled,asfaraspossible,sothatsamplingisasefficientaspossible.Theflowshouldbemadereasonablyuniformoverthewholecross-sectionofthestreamatalltimesbymeansofcontrolledloadingorsuitabledevicessuchasfeedhoppers,ploughs,etc.Whichevermethodofprimaryincrementcollectionisused,itisessentialthattheincrementdoesnotcompletelyfilloroverflowthesamplingdevice.Withmechanizedsamplingdevices,theprimaryincrementmassmaybeconsiderablylargerthanthatnecessarytoproducethecalculatedminimumsamplemass.Hence,asystemofprimaryincrementdivisionmaybenecessarytodividetheincrementtoamanageablemass.Allprocessesandoperationsupstreamofthesamplinglocationshallbeexaminedforcharacteristicswhichcouldproduceperiodicvariationsinbeltloadingorqualityandwhichmaycoincidewiththeoperationoftheprimarysamplers.Suchperiodicitymayarisefromthecycleofoperationsorfeedersystemsinuse.Ifitisnotpossibletoeliminatecoincidencebetweentheplantoperationcycleandthesamplingcycle,stratifiedrandomsamplingwithinfixedmassortimeintervalsshallbeadopted.Table2—MinimummassofsampleforsizeanalysisNominaltopsizeofcoalMinimummassforaprecisionofMinimummassforaprecisionofmmkgkg30054000135002001600040001506750170012540001000901500400759502506350012550280704520050381303031,5651522,425616,08211,230,7010,020,508,010,255,60,500,254,00,250,252,80,250,251%2%SIST ISO 13909-2:2002
ISO13909-2:2001(E)©ISO2001–Allrightsreserved115.2Time-basissampling5.2.1MethodoftakingprimaryincrementsInorderthattheincrementmassisproportionaltothecoalflowrateinmechanicalsampling,thespeedofthecuttershallbeconstantthroughoutthesamplingoftheentiresub-lot(see6.8.1).Primaryincrementsshallbetakenatpre-setequaltimeintervalsthroughoutthelotorsub-lot.Ifthecalculatednumberofincrementshasbeentakenbeforethehandlinghasbeencompleted,additionalincrementsshallbetakenatthesameintervaluntilthehandlingoperationiscompleted.5.2.2SamplingintervalThetimeinterval,,inminutes,betweentakingprimaryincrementsbytime-basissamplingisdeterminedbythefollowingequation:(11)whereisthemassofthesub-lot,intonnes;isthemaximumflowrateontheconveyorbelt,intonnesperhour;isthenumberofprimaryincrementsinthesample(seeclause4).Inordertominimizethepossibilityofanybiasbeingintroduced,arandomstartwithinthefirstsamplingintervalisrecommended.5.2.3MassofincrementThemassoftheprimaryincrementcorrespondingtotheaverage
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13909-2
Première édition
2001-12-15
Houille et coke — Échantillonnage
mécanique —
Partie 2:
Charbon — Échantillonnage en continu
Hard coal and coke — Mechanical sampling —
Part 2: Coal — Sampling from moving streams
Numéro de référence
©
ISO 2001
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Version française parue en 2005
Publié en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Mise en oeuvre d'un programme d'échantillonnage. 2
5 Méthodes d'échantillonnage. 11
6 Conception des échantillonneurs mécaniques . 14
7 Manipulation et stockage des échantillons . 23
8 Préparation des échantillons. 24
9 Biais. 24
10 Vérification . 26
Annexe A (informative) Exemples de calculs du nombre de sous-lots et du nombre de
prélèvements élémentaires par sous-lot (échantillonnage en continu) . 27
Annexe B (normative) Évaluation du matériel d'échantillonnage pour un échantillonnage
reposant sur la masse. 30
Annexe C (informative) Directives relatives au fonctionnement des échantillonneurs mécaniques. 34
Bibliographie . 35
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13909-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 27, Combustibles minéraux solides,
sous-comité SC 4, Échantillonnage.
L'ISO 13909 annule et remplace l'ISO 9411-1:1994, Combustibles minéraux solides — Échantillonnage
mécanique sur minéraux en mouvement — Partie 1: Charbon et l'ISO 9411-2:1993, Combustibles minéraux
solides — Échantillonnage mécanique sur minéraux en mouvement — Partie 2: Coke, dont elle constitue une
révision technique. Elle remplace également les méthodes d'échantillonnage mécanique du charbon et du
coke données dans l'ISO 1988:1975, Charbons et lignites durs — Échantillonnage et l'ISO 2309:1980,
Coke — Échantillonnage.
L'ISO 13909 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Houille et coke —
Échantillonnage mécanique:
Partie 1: Introduction générale
Partie 2: Charbon — Échantillonnage en continu
Partie 3: Charbon — Échantillonnage sur lots statiques
Partie 4: Charbon — Préparation des échantillons pour essai
Partie 5: Coke — Échantillonnage en continu
Partie 6: Coke — Préparation des échantillons pour essai
Partie 7: Méthodes pour la détermination de la fidélité de l'échantillonnage, de la préparation de
l'échantillon et de l'essai
Partie 8: Méthodes de détection du biais
L'Annexe B constitue un élément normatif de la présente partie de l'ISO 13909. Les Annexes A et C de la
présente partie de l'ISO 13909 sont données uniquement à titre d'information.
iv © ISO 2001 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 13909-2:2001(F)
Houille et coke — Échantillonnage mécanique —
Partie 2:
Charbon — Échantillonnage en continu
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13909 spécifie les modes opératoires et les exigences pour la conception
d'échantillonneurs et l'élaboration de plans d'échantillonnage pour l'échantillonnage mécanique en continu du
charbon et décrit les méthodes d'échantillonnage utilisées.
Elle ne concerne pas l'échantillonnage mécanique sur lots statiques, traité dans l'ISO 13909-3.
L'Annexe A donne des exemples de calcul du nombre de sous-lots et du nombre de prélèvements
élémentaires par sous-lot. L'Annexe B contient des exigences pour l'évaluation de l'équipement
d'échantillonnage et l'Annexe C contient des informations sur le fonctionnement des échantillonneurs
mécaniques.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 13909. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 13909 sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non
datées, la dernière édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 13909-1:2001, Houille et coke — Échantillonnage mécanique — Partie 1: Introduction générale
ISO 13909-4:2001, Houille et coke — Échantillonnage mécanique — Partie 4: Charbon — Préparation des
échantillons pour essai
ISO 13909-7:2001, Houille et coke — Échantillonnage mécanique — Partie 7: Méthodes pour la détermination
de la fidélité de l'échantillonnage, de la préparation de l'échantillon et de l'essai
ISO 13909-8:2001, Houille et coke — Échantillonnage mécanique — Partie 8: Méthodes de détection du biais
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 13909, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13909-1
s'appliquent.
4 Mise en oeuvre d'un programme d'échantillonnage
4.1 Généralités
Le mode opératoire général relatif à la mise en oeuvre d'un programme d'échantillonnage est le suivant.
a) Définir les paramètres de qualité qui doivent être déterminés et les types d'échantillons requis.
b) Définir le lot.
c) Définir ou supposer la fidélité requise (voir 4.4.1).
d) Décider si l'échantillonnage doit être continu ou intermittent (voir 4.2).
e) Déterminer le mode de combinaison des prélèvements élémentaires pour constituer les échantillons et la
méthode de préparation des échantillons (voir l'ISO 13909-4).
f) Déterminer ou supposer la variabilité du charbon (voir 4.4.2 et, s'il y a lieu, 4.4.3) et la variance de la
préparation et des essais (voir 4.4.4). Les méthodes de détermination de la variabilité et de la variance de
la préparation et des essais sont données dans l'ISO 13909-7.
g) Déterminer le nombre de sous-lots et le nombre de prélèvements élémentaires par sous-lots nécessaires
pour obtenir la fidélité souhaitée (voir 4.4.5).
h) Décider si l'échantillonnage doit être en fonction du temps ou de la masse (voir l'Article 5) et définir les
intervalles d'échantillonnage en minutes pour l'échantillonnage en fonction du temps, ou en tonnes pour
l'échantillonnage en fonction de la masse.
i) Estimer avec précision la dimension maximale nominale du charbon afin de déterminer la masse
minimale de l'échantillon (voir 4.5).
NOTE La dimension maximale nominale peut être estimée initialement en consultant les détails de l'envoi ou
par une simple estimation visuelle. Elle peut être vérifiée au besoin par des essais préliminaires.
j) Déterminer la masse moyenne minimale du prélèvement élémentaire (voir 4.6).
4.2 Échantillonnage continu et intermittent
4.2.1 Échantillonnage continu
Pour l'échantillonnage continu, chaque sous lot est échantillonné et le même intervalle d'échantillonnage
(temps ou masse) est appliqué à tous les sous-lots. Il y a autant de résultats d'échantillonnage pour le lot qu'il
y a de sous-lots. Il convient que le résultat moyen ait la fidélité requise mais, s'il faut vérifier que cette fidélité a
bien été atteinte, il est possible de le faire à l'aide des modes opératoires d'échantillonnage subdivisé décrits
dans l'ISO 13909-7.
4.2.2 Échantillonnage intermittent
Si un échantillonnage est effectué régulièrement sur du charbon de même type, il peut s'avérer satisfaisant de
recueillir des prélèvements élémentaires de certains des sous-lots mais pas des autres. C'est ce que l'on
appelle l'échantillonnage intermittent. Le même nombre minimum de prélèvements doit être pris sur chaque
sous-lot échantillonné (voir 4.4.5.3). Les sous-lots à échantillonner doivent être choisis au hasard, à moins
qu'il ne soit démontré qu'aucun biais, résultant par exemple de la variance en fonction du temps, n'est
introduit en choisissant les sous-lots de façon systématique. Cette démonstration doit être répétée de temps
en temps à intervalles aléatoires.
Il y a autant de résultats par lot qu'il y a de sous-lots échantillonnés. Toutefois, étant donné que certains
sous-lots ne sont pas échantillonnés, il est impossible de dire si la moyenne de ces résultats a la fidélité
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requise pour le lot, à moins qu'il n'existe des données relatives à la variation entre les sous-lots. De telles
données peuvent être obtenues en suivant la procédure décrite dans l'ISO 13909-7. Si la variation entre les
sous-lots est trop importante, il peut s'avérer nécessaire d'introduire un échantillonnage continu afin de
parvenir à la fidélité voulue.
Le recours à l'échantillonnage intermittent doit faire l'objet d'un accord entre les parties contractantes et être
consigné dans le rapport d'échantillonnage.
4.3 Conception du plan d'échantillonnage
4.3.1 Matériau à échantillonner
La première étape de la conception du plan d'échantillonnage est d'identifier le charbon à échantillonner. Des
échantillons peuvent être requis, tant par le producteur que par le client, pour une évaluation technique, une
maîtrise des procédés, une maîtrise de la qualité ainsi que pour des raisons commerciales. Il est primordial de
connaître avec exactitude le stade du processus de manutention du charbon au niveau duquel l'échantillon
est requis et, dans la mesure du possible, de concevoir le plan en conséquence. Cependant, dans certains
cas, il peut s'avérer peu pratique de recueillir des échantillons aux niveaux souhaités, il sera alors nécessaire
de trouver une autre solution plus pratique.
4.3.2 Division des lots
Un lot peut être échantillonné dans sa totalité ou sous forme d'une série de sous-lots, par exemple: charbon
acheminé ou livré au cours d'une période déterminée, le chargement d'un bateau, d'un train, d'un wagon, ou
le charbon produit au cours d'une certaine période, par exemple une période de travail en équipe.
Il peut s'avérer nécessaire de diviser un lot en plusieurs sous-lots afin d'améliorer la fidélité des résultats.
En ce qui concerne les lots échantillonnés sur des périodes prolongées, il peut être avantageux de diviser le
lot en une série de sous-lots en obtenant un échantillon pour chacun d'entre eux.
4.3.3 Base de l'échantillonnage
L'échantillonnage peut être effectué soit en fonction du temps ou en fonction de la masse. Dans
l'échantillonnage basé sur le temps, l'intervalle d'échantillonnage est défini en minutes et en secondes et la
masse du prélèvement est proportionnelle au débit au moment où le prélèvement est effectué. Dans
l'échantillonnage basé sur la masse, l'intervalle d'échantillonnage est défini en tonnes et la masse des
prélèvements constituant l'échantillon est uniforme.
4.3.4 Fidélité des résultats
Une fois la fidélité décidée, le nombre de sous-lots et le nombre minimal de prélèvements par sous-lot doivent
être déterminés comme décrit en 4.4.5 et la masse moyenne des prélèvements primaires doit être définie
comme décrit en 4.6.
Pour les lots uniques, la variation de la qualité doit être prise comme le pire cas (voir 4.4.2 et 4.4.3). La fidélité
obtenue pour l'échantillonnage peut être mesurée à l'aide de la procédure d'échantillonnage subdivisé (voir
l'ISO 13909-7).
Au début d'un échantillonnage régulier de charbons inconnus, le pire cas de variation de la qualité doit être
considéré, conformément aux 4.4.2, 4.4.3 et 4.4.4. Lorsque l'échantillonnage est en cours, un contrôle peut
être effectué pour confirmer que la fidélité souhaitée a bien été atteinte, à l'aide des procédures décrites dans
l'ISO 13909-7.
Si une modification ultérieure de la fidélité s'impose, le nombre de sous-lots et de prélèvements peut être
modifié comme déterminé en 4.4.5. et la fidélité obtenue doit être contrôlée à nouveau. La fidélité doit aussi
être vérifiée s'il y a lieu de supposer que la variabilité du charbon échantillonné a augmenté. Le nombre de
prélèvements déterminé en 4.4.5 s'applique à la fidélité du résultat lorsque les erreurs d'échantillonnage sont
importantes par rapport aux erreurs des essais (par exemple l'humidité). Toutefois, dans le cas de certains
essais, l'erreur intrinsèque est elle-même considérable. Dans ce cas, il peut s'avérer nécessaire de former
deux prises d'essai ou davantage à partir de l'échantillon et d'utiliser la moyenne des calculs pour obtenir une
meilleure fidélité.
4.3.5 Biais des résultats
Dans le cadre de l'échantillonnage il est particulièrement important, autant que possible, de veiller à ce que le
paramètre à mesurer ne soit pas altéré ni par l'échantillonnage et le processus de préparation des
échantillons, ni par le stockage ultérieur avant l'essai. Dans certaines circonstances, cela peut imposer une
limite sur la masse minimale du prélèvement primaire (voir 4.6).
Lors de la collecte d'échantillons pour le calcul de l'humidité sur des lots pendant une période prolongée, il
peut s'avérer nécessaire de limiter le temps de repos des échantillons en divisant le lot en un certain nombre
de sous-lots (voir 4.4.5).
Lors de la mise en oeuvre d'un plan d'échantillonnage du charbon, le plan doit être contrôlé pour détecter tout
biais, conformément aux méthodes indiquées dans l'ISO 13909-8.
4.4 Fidélité de l'échantillonnage
4.4.1 Fidélité et variance totale
Dans toutes les méthodes d'échantillonnage, de préparation des échantillons et d'analyse, des erreurs se
produisent et, pour tout paramètre donné, les résultats expérimentaux obtenus s'écarteront de la valeur vraie
du paramètre en question. Bien que l'écart absolu d'un résultat unique par rapport à la valeur «vraie» ne
puisse être déterminé, il est possible d'estimer la fidélité des résultats expérimentaux. Il s'agit de l'étroitesse
avec laquelle s'accordent les résultats d'une série de mesures effectuées sur le même charbon et de l'écart
de la moyenne des résultats par rapport à une valeur de référence acceptée, c'est-à-dire le biais des résultats
(voir l'ISO 13909-8).
Il est possible de concevoir un programme d'échantillonnage dans lequel, en principe, un niveau arbitraire de
fidélité peut être obtenu.
NOTE La fidélité globale requise pour un lot fait normalement l'objet d'un accord entre les parties concernées.
À défaut d'un tel accord, une valeur équivalant à un dixième de la teneur en cendres peut être prise en compte.
La théorie de l'estimation de la fidélité est examinée dans l'ISO 13909-7. L'équation suivante en découle:
V u
I
+−(1 )VV+
mPT
nm
P = 2 (1)
L
u
où
P est la fidélité globale estimée de l'échantillonnage, de la préparation de l'échantillon et des
L
essais pour le lot avec un niveau de confiance de 95 %, exprimée sous forme de pourcentage
absolu;
V est la variance primaire du prélèvement;
I
n est le nombre de prélèvements par sous-lot;
u est le nombre de sous-lots réellement échantillonnés;
m est le nombre de sous-lots dans le lot;
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V est la variance du sous-lot;
m
V est la variance de la préparation et des essais.
PT
Pour l'échantillonnage continu, dans lequel u = m, l'Équation (1) est simplifiée comme suit:
V
I
+ V
PT
n
P = 2 (2)
L
m
Si la qualité d'un type de charbon n'ayant pas encore été échantillonné est requise, des hypothèses doivent
alors être faites sur la variabilité pour formuler un projet d'échantillonnage (voir 4.4.2 et 4.4.3). La fidélité
réellement atteinte pour un lot particulier à l'aide du projet formulé peut être mesurée sur base des modes
opératoires indiqués dans l'ISO 13909-7.
4.4.2 Variance primaire du prélèvement
La variance primaire du prélèvement, V , dépend du type de charbon et de sa dimension maximale nominale,
I
du degré de pré-traitement et de mélange, de la valeur absolue du paramètre à déterminer et de la masse du
prélèvement recueilli.
Le nombre de prélèvements dans l'échantillon pour l'analyse générale et l'échantillon pour humidité doit être
calculé individuellement à l'aide des valeurs adéquates de la variance du prélèvement et de la fidélité
souhaitée. Si un échantillon commun est nécessaire, le nombre de prélèvements pour cet échantillon, doit
être supérieur aux nombres obtenus respectivement en ce qui concerne l'échantillon pour analyse générale et
l'échantillon pour humidité.
NOTE Pour de nombreux charbons, la variance du prélèvement pour les cendres est plus élevée que celle pour
l'humidité. Par conséquent, pour la même fidélité, le nombre de prélèvements requis pour l'échantillon d'analyse générale
conviendra à l'échantillon pour humidité et à l'échantillon commun.
La valeur de la variance du prélèvement primaire, V, nécessaire pour le calcul de la fidélité à l'aide de
I
l'Équation (1) peut être obtenue de deux manières, soit
a) par la détermination directe sur le charbon à échantillonner à l'aide d'une des méthodes décrites dans
l'ISO 13909-7, soit
b) par l'estimation d'une valeur déterminée pour du charbon similaire à partir d'un système d'échantillonnage
et de manutention du charbon similaire.
Si aucune de ces valeurs n'est disponible, une valeur V = 20 pour la teneur en cendres peut, dans un premier
I
temps, être prise pour hypothèse et ensuite vérifiée, une fois l'échantillonnage effectué, sur la base de l'une
des méthodes décrites dans l'ISO 13909-7.
4.4.3 Variance du sous-lot
La variance du sous-lot, V , est influencée par les mêmes facteurs que la variance du prélèvement primaire
m
mais dans une moindre mesure.
Si la variance du sous-lot est connue grâce à une expérience préalable, elle peut être utilisée. Si les
conditions le permettent, la variance du sous-lot peut être déterminée à l'aide des méthodes décrites dans
l'ISO 13909-7. Dans toutes les autres circonstances, une variance du sous-lot de 5 sera supposée dans un
premier temps.
4.4.4 Variance de la préparation et des essais
La valeur de la variance de la préparation et des essais, V , requise pour le calcul de la fidélité à l'aide de
PT
l'Équation (1) peut être obtenue de deux manières, soit
a) par la détermination directe sur le charbon à échantillonner à l'aide d'une des méthodes décrites dans
ISO 13909-7, soit
b) par l'estimation d'une valeur déterminée pour du charbon similaire à partir d'un projet de préparation des
échantillons similaire.
Si aucune de ces valeurs n'est disponible, une valeur de 0,2 pour la teneur en cendres peut, dans un premier
temps, être prise pour hypothèse et ensuite vérifiée, une fois l'échantillonnage effectué, sur la base de l'une
des méthodes décrites dans l'ISO 13909-7.
4.4.5 Nombre de sous-lots et nombre de prélèvements par sous-lot
4.4.5.1 Généralités
Le nombre de prélèvements pris sur un lot afin d'obtenir une fidélité particulière est fonction de la variabilité de
la qualité du charbon dans le lot, quelle que soit la masse du lot. Le lot peut être échantillonné dans sa totalité,
ce qui donne un échantillon, ou divisé en un certain nombre de sous-lots, ce qui donne pour résultat un
échantillon de chaque sous-lot. Une telle division peut s'avérer nécessaire pour atteindre la fidélité requise. Le
nombre nécessaire de sous-lots doit être calculé à l'aide de la procédure détaillée en 4.4.5.2 ou en 4.4.5.3,
selon convenance.
Une autre raison importante de la division du lot, est de conserver l'intégrité de l'échantillon, c'est-à-dire
d'éviter tout biais après avoir effectué le prélèvement, surtout pour minimiser la perte d'humidité due à
l'immobilité. La nécessité de procéder ainsi dépend de facteurs tels que le temps de prélèvement des
échantillons, de la température ambiante et des conditions d'humidité, de la facilité de conservation de
l'échantillon dans des récipients scellés au cours de la collecte et de la granulométrie du charbon. En cas de
perte d'humidité, il est recommandé de procéder à un essai de détection du biais afin de comparer la qualité
d'un échantillon de référence immédiatement après extraction avec l'échantillon conservé pendant la durée
normale requise. Si un biais est observé, il convient de réduire la durée de conservation de l'échantillon en
prélevant plus fréquemment des échantillons, c'est-à-dire en augmentant le nombre de sous-lots.
Il peut y avoir d'autres raisons pratiques de diviser le lot:
a) pour des raisons de commodité lors d'un échantillonnage sur de longues périodes;
b) pour garder des masses d'échantillon maniables.
Déterminer le nombre de sous-lots et le nombre de prélèvements requis par sous-lot conformément à 4.4.5.2
ou à 4.4.5.3, comme approprié.
NOTE Les formules données en 4.4.5.2 et en 4.4.5.3 produiront généralement une surestimation du nombre requis
de prélèvements. Cela peut être dû au fait qu'elles reposent sur la supposition selon laquelle la qualité du charbon n'a pas
de corrélation propre. Toutefois, cette corrélation propre est toujours présente à un certain degré. En outre, étant donné
qu'il est nécessaire d'effectuer un certain volume de préparation et d'essais lors de la mesure de la variance du
prélèvement ou du sous-lot, les erreurs de préparation et d'essais sont reprises plus d'une fois.
Il convient que le concepteur du plan d'échantillonnage prévoie le cas le moins favorable possible et qu'il
prenne ensuite pour V et V des valeurs plus élevées que celles susceptibles d'être relevées pendant le
I m
déroulement du plan. Lors de la mise en œuvre d'un nouveau projet d'échantillonnage, il convient de vérifier
la fidélité réelle atteinte à l'aide des méthodes décrites dans l'ISO 13909-7. Cela peut s'avérer nécessaire
pour obtenir la fidélité souhaitée, auquel cas le nombre de sous-lots est calculé à l'aide des procédures
stipulées aux points 4.4.5.2 et 4.4.5.3.
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4.4.5.2 Échantillonnage continu
Déterminer le nombre minimal de sous-lots requis pour des raisons pratiques (voir 4.4.5.1)
Évaluer le nombre de prélèvements, n, dans chaque sous-lot pour une fidélité souhaitée à partir de l'équation
suivante [obtenue en transposant l'Équation (2)]:
4V
I
n = (3)
mP − 4V
LPT
Une valeur de l'infini ou un nombre négatif indique que les erreurs de préparation et d'essai sont telles que la
fidélité souhaitée ne peut être atteinte avec ce nombre de sous-lots. Dans ce cas, ou si n est démesurément
grand, augmenter le nombre de sous-lots en utilisant l'une des méthodes suivantes.
a) Choisir un nombre correspondant à une masse convenable, recalculer n à partir de l'Équation (3) et
répéter cette procédure jusqu'à ce que la valeur de n soit un nombre matériellement possible.
b) Choisir le nombre maximum raisonnablement possible de prélèvements par sous-lot, n , et calculer m à
partir de l'équation suivante:
44Vn+ V
I1PT
m = (4)
nP
1 L
Au besoin, ajuster m à la hausse pour obtenir un nombre raisonnable et recalculer n.
Prendre n équivalent à 10 si la valeur calculée finale est inférieure à 10.
Des exemples de calcul pour l'échantillonnage continu sur écoulement en continu sont donnés dans
l'Annexe A.
4.4.5.3 Échantillonnage intermittent
Décider d'abord le nombre de sous-lots, m, et le nombre minimum, u, requis devant être échantillonné pour
des raisons pratiques (voir 4.4.5.1).
Évaluer le nombre de prélèvements pour une fidélité souhaitée dans un lot à partir de l'équation suivante
[obtenue par transposition de l'Équation (1)]:
4V
I
n = (5)
u
uP−−4(1 )V − 4V
LmPT
m
Une valeur infinie ou un nombre négatif indique que les erreurs de préparation et d'essai sont telles que la
fidélité souhaitée ne peut être atteinte avec ce nombre de sous-lots. Dans ce cas, ou si n est démesurément
grand, augmenter le nombre de sous-lots en utilisant l'une des méthodes suivantes.
a) Choisir une valeur plus importante pour u, le nombre de sous-lots réellement échantillonnés, recalculer n
et répéter l'opération jusqu'à ce que la valeur de n soit un nombre raisonnable.
b) Choisir le nombre maximum raisonnablement possible de prélèvements par sous-lot, n , et calculer u à
l'aide de l'équation suivante:
V
I
4(mV++V )
mPT
n
u = (6)
mP + 4V
Lm
Au besoin, ajuster m à la hausse pour obtenir un nombre raisonnable et recalculer n à partir de l'Équation (5).
Prendre n équivalent à 10 si la valeur calculée finale est inférieure à 10.
Des exemples de calcul pour l'échantillonnage intermittent sur écoulement en continu sont donnés dans
l'Annexe A.
4.5 Masse minimale de l'échantillon
Pour la plupart des paramètres, en particulier la granulométrie et les paramètres en rapport avec la
granulométrie, la fidélité du résultat est limitée par la capacité de l'échantillon à représenter la gamme
granulométrique présente dans la masse de charbon échantillonnée.
La masse minimale d'un échantillon dépend de la dimension maximale nominale du charbon, de la fidélité
requise pour le paramètre concerné et de la relation entre ce paramètre et la granulométrie. Une telle relation
s'applique à toutes les étapes de la préparation. L'obtention de cette masse ne garantira pas, à elle seule, la
fidélité requise, étant donné que la fidélité dépend également du nombre de prélèvements dans l'échantillon
et de leur variabilité (voir 4.4.5).
Les valeurs pour la masse minimale des échantillons pour l'analyse générale visant à réduire la variance due
à la nature des particules du charbon à 0,01, ce qui correspond à une fidélité de 0,2 % pour les cendres, sont
[2]
stipulées dans la colonne 2 du Tableau 1 (voir le rapport du CSIRO ). La colonne 3 du Tableau 1 indique les
masses minimales correspondantes des échantillons divisés pour une analyse de l'humidité totale, celles-ci
correspondant généralement à environ 20 % des masses minimales pour l'analyse générale, sous réserve
d'un minimum absolu de 0,65 kg.
La masse minimale de l'échantillon, m , pour d'autres niveaux de fidélité souhaités pour la détermination des
S
cendres, peut être calculée à l'aide de l'équation suivante:
0,2
mm= (7)
SS,0
P
R
où
m est la masse minimale de l'échantillon spécifiée dans le Tableau 1 pour une dimension maximale
S,0
nominale donnée;
P est la fidélité requise, en ce qui concerne les cendres, en raison de la nature des particules du
R
charbon.
Lorsque le charbon est régulièrement échantillonné dans les mêmes circonstances, la fidélité obtenue pour
tous les paramètres de qualité requis doit être vérifiée selon l'ISO 13909-7 et les masses peuvent être
ajustées en conséquence. Cependant, les masses ne doivent pas être réduites à un niveau inférieur aux
exigences minimales figurant dans les normes d'analyse adéquates.
Lors de la préparation du charbon pour produire des échantillons destinés à de multiples usages, il faut tenir
compte des masses individuelles et de la composition granulométrique des échantillons d'essai requis pour
chaque essai.
4.6 Masse du prélèvement élémentaire primaire
La masse, m, exprimée en kilogrammes, d'un prélèvement effectué au point de décharge, à l'aide d'un
l
dispositif de prélèvement mécanique dont les bords de coupe sont perpendiculaires à l‘écoulement, peut être
calculée à l'aide de l'Équation (8):
−3
Cb ×10
m = (8)
I
3,6v
C
où
C est le débit, exprimé en tonnes par heure;
b est l'ouverture de coupe, exprimée en millimètres;
8 © ISO 2001 – Tous droits réservés
NOTE La valeur de l'ouverture de coupe, utilisée pour calculer la masse du prélèvement, est la distance entre les
bords des lèvres du dispositif de prélèvement rencontrant en premier l'écoulement du matériau.
v est la vitesse du dispositif de prélèvement, exprimée en mètres par seconde (voir 6.8.2).
C
Pour un échantillonneur à bandes croisées, la masse, m , exprimée en kilogrammes du prélèvement, peut être
I
calculée à l'aide de l'Équation (9):
−3
Cb ×10
m = (9)
I
3,6v
B
où
C est le débit, exprimé en tonnes par heure;
b est la largeur du dispositif de prélèvement, exprimée en millimètres;
v est la vitesse de la courroie, exprimée en mètres par seconde.
B
La masse minimale moyenne d'un prélèvement primaire devant être recueilli, m' , est calculée à l'aide de
I
l'Équation (10):
m
S
′
m = (10)
l
n
où
m est la masse minimale de l'échantillon (voir Tableau 1);
S
n est le nombre minimal de prélèvements pris sur le sous-lot (voir 4.4.5).
Avec la plupart des systèmes mécaniques, la masse du prélèvement primaire recueilli [voir les Équations (8)
et (9)] dépassera fortement celle nécessaire à la préparation d'un échantillon ayant la masse requise. Dans
certains systèmes, les prélèvements primaires sont donc divisés, soit tels quels, soit après réduction, afin
d'éviter que la masse de l'échantillon ne devienne excessive.
Si la conception du dispositif de prélèvement est conforme aux exigences indiquées en 6.8 ou 6.9, l'extraction
d'un prélèvement d'un écoulement de charbon en mouvement sera exempte de biais, quel que soit le débit au
moment du prélèvement. Même si le débit varie, les prélèvements réalisés à faible débit, et qui ont donc une
masse inférieure à la moyenne, seront exempts de biais d'extraction. En conséquence, la présente partie de
l'ISO 13909 ne spécifie pas de masse de prélèvement minimale absolue.
Dans certaines conditions, telles qu'une température ambiante élevée, les prélèvements de volume plus faible
que ceux correspondant à la capacité nominale du système peuvent subir d'importantes variations de qualité,
par exemple une perte d'humidité. Des précautions sont à prendre pour éviter ce phénomène. Si ces
phénomènes de perte d'humidité ne peuvent être évités et sont à l'origine d'un biais important, un dispositif de
type à trémies intermédiaires ou un dispositif de prélèvement à vitesse variable (échantillonnage basé sur la
masse) doit être utilisé. Il est également possible de retenir provisoirement les prélèvements élémentaires
eux-mêmes dans une trémie intermédiaire jusqu'à obtention d'une masse suffisante pour assurer un passage,
sans biais important, dans un système de préparation en ligne. En aucun cas, dans un système basé sur le
temps ou sur la masse, un échantillonneur primaire ne doit être déconnecté lorsque le débit est faible pour
éviter d'extraire des prélèvements élémentaires de faible masse.
En mesurant la variance des prélèvements primaires (voir l'ISO 13909-7:2001, Article 6) lors des étapes
préliminaires de la conception du plan d'échantillonnage, utiliser des masses de prélèvement proches de
celles que collectera normalement le système. Lorsque le plan d'échantillonnage est mis en service, la fidélité
du résultat peut être estimée et ajustée (voir l'ISO 13909-7), en augmentant ou en réduisant le nombre de
prélèvements constituant l'échantillon, tout en conservant la même masse de prélèvement.
Tableau 1 — Masse minimale de l'échantillon pour analyse générale et détermination
de la teneur totale en humidité
Dimension maximale nominale Échantillons pour analyse générale Échantillons pour la détermination
du charbon et échantillons communs du degré d'humidité total
mm kg kg
300 15 000 3 000
200 5 400 1 100
150 2 600 500
125 1 700 350
90 750 125
75 470 95
63 300 60
50 170 35
45 125 25
38 85 17
31,5 55 10
22,4 32 7
16,0 20 4
11,2 13 2,50
10 10 2
8,0 6 1,50
5,6 3 1,20
4,0 1,50 1,00
2,8 0,65 0,65
2,0 0,25 —
1,0 0,10 —
NOTE 1 Les masses pour l'analyse générale et les échantillons communs ont été déterminées pour réduire la variance due à la
nature particulière du charbon à 0,01, ce qui correspond à une fidélité de 0,2 % en cendres.
NOTE 2 L'extraction de l'échantillon pour l'humidité totale de l'échantillon commun est décrite dans l'ISO 13909-4.
4.7 Analyse granulométrique
Dans le cadre de la présente partie de l'ISO 13909, le charbon à échantillonner présentera d'importantes
différences au niveau des dimensions, de l'étendue granulométrique et de la distribution granulométrique. En
outre, les paramètres à déterminer (pourcentage retenu sur un tamis particulier, dimensions moyennes, etc.)
peuvent varier de cas en cas. Par ailleurs, des erreurs de division doivent être prises en compte si l'on
procède à un sous-échantillonnage. Ce type d'erreur n'intervient pas, en revanche, si le dimensionnement est
opéré sans division préalable.
Prendre ces facteurs en compte pour appliquer les techniques de calcul des nombres de prélèvements pour
une fidélité donnée (voir 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4 et 4.4.5). En l'absence de toute information sur la variance
des prélèvements etc., prendre initialement 25 prélèvements par échantillon.
La fidélité requise pour le paramètre donné doit ensuite être vérifiée et le nombre de prélèvements doit être
ajusté en fonction de la procédure décrite dans l'ISO 13909-7.
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Il est crucial de limiter au minimum la dégradation des échantillons utilisés pour déterminer la distribution
granulométrique afin de réduire le biais dans la distribution granulométrique mesurée. Afin d'empêcher une
dégradation des particules, il est essentiel de limiter les pertes par chutes libres à un minimum. Il convient de
réaliser des essais préliminaires conformément à la méthode décrite dans l'ISO 13909-8 afin de calculer le
degré de dégradation.
Les masses minimales d'un échantillon pour une analyse granulométrique sont indiquées dans le Tableau 2.
Elles ont été calculées à partir de la fidélité de la détermination du refus de tamisage, c'est-à-dire le charbon
excédant la dimension maximale nominale. La fidélité pour d'autres fractions granulométriques que celles-ci
sera normalement meilleure.
Tableau 2 — Masse minimale de l'échantillon pour l'analyse des dimensions
Dimension maximale nominale Masse minimale pour une Masse minimale pour une
du charbon fidélité de 1 % fidélité de 2 %
mm kg kg
300 54 000 13 500
200 16 000 4 000
150 6 750 1 700
125 4 000 1 000
90 1 500 400
75 950 250
63 500 125
50 280 70
45 200 50
38 130 30
31,5 65 15
22,4 25 6
16,0 8 2
11,2 3 0,70
10,0 2 0,50
8,0 1 0,25
5,6 0,50 0,25
4,0 0,25 0,25
2,8 0,25 0,25
5 Méthodes d'échantillonnage
5.1 Généralités
L'échantillonnage doit être de type systématique basé sur le temps ou sur la masse ou de type stratifié
aléatoirement. Les procédures de préparation varient selon le type d'échantillonnage employé (voir
l'ISO 13909-4).
Il est essentiel que chaque prélèvement effectué sur un courant représente toute la largeur et toute la
profondeur de ce courant.
Dans la mesure du possible, il convient de contrôler l'homogénéité du chargement de la bande transporteuse
afin que l'échantillonnage soit le plus efficace possible. Il convient que le débit soit raisonnablement
uniformisé sur toute la section transversale de l'écoulement et à tout instant; pour ce faire, il est possible de
contrôler le chargement ou de faire appel à des dispositifs appropriés tels que les trémies d'alimentation,
racleurs, etc.
Quelle que soit la méthode de collecte de prélèvements primaires utilisée, il est essentiel que le volume du
prélèvement soit inférieur à la capacité du récipient d'échantillons. Avec les dispositifs d'échantillonnage
mécaniques, la masse du prélèvement peut être largement supérieure à celle nécessaire pour obtenir la
masse minimale d'échantillon calculée. Un système de division du prélèvement primaire peut donc être
nécessaire pour diviser le prélèvement de manière à atteindre une masse exploitable.
Tous les processus et les opérations intervenant en amont du point d'échantillonnage doivent être examinés
afin de déceler les caractéristiques susceptibles d'engendrer des variations périodiques du chargement de la
bande transporteuse ou de la qualité et pouvant coïncider avec le fonctionnement des échantillonneurs
primaires. Une telle périodicité peut provenir du cycle d'opérations ou des systèmes d'alimentation utilisés. S'il
n'est pas possible de supprimer la coïncidence entre le cycle d'opérations de l'installation et le cycle
d'échantillonnage, un échantillonnage stratifié au hasard à des intervalles de masse ou de temps fixes doit
être adopté.
5.2 Échantillonnage basé sur le temps
5.2.1 Méthode de collecte des prélèvements primaires
Afin que la masse du prélèvement soit proportionnelle au débit de charbon lors de l'échantillonnage
mécanique, la vitesse du dispositif de prélèvement doit être constante tout au long de l'échantillonnage du
sous-lot (voir 6.8.1).
Les prélèvements primaires doivent être collectés sur l'ensemble du lot ou du sous-lot à des intervalles de
temps équivalents déterminés au préalable. Si le nombre de prélèvements calculés a été pris avant
l'achèvement de la manipulation, des prélèvements supplémentaires seront collectés au même intervalle de
temps jusqu'à ce que cette manipulation soit terminée.
5.2.2 Intervalle d'échantillonnage
L'intervalle de temps, ∆t, exprimé en minutes, entre la collecte des prélèvements primaires en utilisant
l'échantillonnage basé sur le temps est déterminé à l'aide de l'équation suivante:
60m
SL
∆tu (11)
Gn
où
m est la masse du sous-lot, exprimée en tonnes;
SL
G est le débit maximal sur la bande transporteuse, exprimé en tonnes par heure;
n est le nombre de prélèvements primaires dans l'échantillon (voir l'Article 4).
Afin de réduire le risque de tout biais, il est recommandé de procéder à un démarrage aléatoire lors du
premier intervalle d'échantillonnage.
5.2.3 Masse du prélèvement
La masse du prélèvement primaire correspondant au débit moyen (masse totale/temps de fonctionnement) de
l'écoulement de charbon ne doit pas être inférieure à la masse moyenne calculée pour le prélèvement à l'aide
de l'Équation (10).
La masse du prélèvement doit être proportionnelle au débit de l'écoulement de charbon au moment où elle
est prélevée.
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5.3 Échantillonnage basé sur la masse
5.3.1 Méthode de collecte des prélèvements primaires
Pour l'échantillonnage mécanique, un dispositif de prélèvement à vitesse constante ou variable peut être
utilisé.
Le nombre de prélèvements requis doit être collecté à l'aide d'un échantillonnage respectant un intervalle de
masse prédéfini. Cet intervalle ne doit pas être modifié au cours de l'échantillonnage du sous-lot.
Si le nombre de prélèvements calculés a été déterminé avant que la manipulation ne soit terminée, des
prélèvements supplémentaires doivent être effectués au même intervalle jusqu'à ce que l'opération soit
terminée.
5.3.2 Intervalle d'échantillonnage
Les prélèvements seront répartis de manière uniforme sur base du tonnage sur toute la masse du lot ou du
sous-lot.
L'intervalle de masse, ∆m, exprimée en tonnes, entre la collecte des prélèvements à l'aide de
l'échantillonnage basé sur la masse est déterminé à l'aide de l'Équation (12):
m
SL
∆=m (12)
n
où
m est la masse du sous-lot, exprimée en tonnes;
SL
n est le nombre de prélèvements primaires dans l'échantillon.
L'intervalle de masse entre les prélèvements doit être égal ou inférieur à celui calculé à partir du nombre
...
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