4. 浮沉试验数据的整理与校验

浮沉试验报表拿到手时,往往是一堆按密度级排列的原始数据:各密度级的质量、占全样产率、灰分,有时还附带硫分、水分。这些数据不能直接拿去画可选性曲线,必须先经过整理与校验。原因很直接——可选性曲线对累计产率和累计灰分极其敏感,任何一个密度级的质量记录错误、灰分录入偏差,或者某一级数据缺失,都会让曲线在对应区段发生偏移,进而影响分选密度判断和理论分选指标的计算。整理与校验的目标,就是让报表成为一套"闭合、自洽、可追溯"的数据。

一、先看数据完整性:密度级是否连续、质量是否齐全

整理的第一步是检查密度级的划分是否完整、连续。一份规范的原煤浮沉试验报表,密度级通常从最轻的<1.30 g/cm³ 一直排到最重的>2.00 g/cm³(或按实际需要细分到 1.30、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80、2.00 等节点),中间不应出现跳级或空档。如果报表中缺少某一密度级,比如没有 1.50~1.60 g/cm³ 这一档,就必须查明是试验时该级质量为零(确实没有物料落入该密度区间),还是记录遗漏。前者可以在报表中注明"该级为零",后者则属于数据缺陷,需要补做或从原始记录中找回。

同时要检查每个密度级的质量是否齐全。浮沉试验的每一级都应记录该级的物料质量(kg),并由此换算出占全样产率。若某级质量为空、为负值,或明显偏离相邻级的数量级(例如相邻级都在 2~5 kg,某一级却记录为 0.02 kg),都应视为可疑数据,回到原始称量记录核对。完整性检查的本质,是确认"每一级都有数、每个数都有来源"。

二、一致性校验:产率合计、灰分加权与质量平衡

完整性过关后,进入一致性校验。最常用、也最有效的三项检查是产率合计、灰分加权和质量平衡。

产率合计校验。各密度级占全样产率之和应等于 100%(若报表以小数表示则为 1.000)。实际报表由于称量误差和换算舍入,合计值常在 99.5%~100.5% 之间,属于正常范围;若合计明显偏离,例如只有 96% 或达到 104%,说明某级质量记录有误或换算系数用错,必须逐级复核。这里要注意:产率是"该级质量 ÷ 全样总质量 × 100%",全样总质量应是各级质量之和(或试验入料质量),两者必须统一口径,不能一级用入料质量、另一级用各级之和。

灰分加权校验。用各级产率对各级灰分做加权平均,得到的全样综合灰分应与化验得到的原煤总灰分(或报表给出的综合灰分)基本吻合。若偏差超过约 0.5~1 个百分点,就要检查是某一级灰分录入错误,还是产率分配有误。加权灰分是判断"产率—灰分"这一对数据是否匹配的交叉验证手段,比单看产率合计更能发现隐蔽错误。

质量平衡校验。对每一密度级,质量、产率、灰分三者应满足换算关系;对全样,各级质量之和应等于试验入料质量(考虑少量损失,允许有小的偏差)。若某级质量之和与入料质量相差较大,说明试验过程中有物料损失或记录遗漏,需要在报表中说明并按规范处理。

校验时建议按"先合计、再加权、后平衡"的顺序进行:产率合计能快速发现大的录入错误,灰分加权能发现产率与灰分不匹配的问题,质量平衡则用于确认试验本身的可靠性。三步都通过,数据才具备进入下一步的条件。

三、校正与归一化:让数据闭合到统一基准

校验发现偏差后,不能简单地"改一个数让它对上",而要有依据地校正。常见的处理有两类。

产率归一化。当各级产率合计不等于 100%、但偏差在合理范围内(例如 99.6%),且各级数据本身无明显错误时,可按比例把各级产率归一化到 100%:即用各级原产率除以合计产率再乘以 100%。这样处理不改变各级之间的相对比例,只消除舍入和称量带来的微小不闭合,是报表整理中的常规操作。归一化后应重新做一次灰分加权校验,确认综合灰分仍在允许偏差内。

异常级的校正。若某一级数据明显异常(如灰分与相邻级严重倒挂、质量数量级不符),应先回到原始记录核实。确属记录笔误的,按原始数据更正;确属试验问题的,应在报表中标注并说明处理方式,不能随意用相邻级数据替代。校正的原则是"有据可查、改动留痕",任何对原始数据的调整都应在报表备注中记录原因和依据。

下面这张图把整理与校验的完整数据流和判断关系梳理出来,便于对照操作:

原煤浮沉试验报表 密度级 / 质量 / 产率 / 灰分 ① 完整性检查 密度级连续?质量齐全? ② 一致性校验 产率合计 / 灰分加权 / 质量平衡 偏差是否 在允许范围? ③ 归一化处理 产率按比例归到 100% 异常级校正 回原始记录核实 · 改动留痕 ④ 复核校验 重算合计与加权灰分 合格数据表 进入累计计算与曲线绘制 是(小偏差) 否(明显异常) 复核不通过则返回

四、整理后的报表应具备什么形态

经过完整性检查、一致性校验和归一化处理,报表应形成一张结构清晰、可直接用于累计计算的合格数据表。它至少应包含:密度级上下限、该级质量、占全样产率(归一化后)、该级灰分,并保证产率合计为 100%、加权灰分与原煤综合灰分吻合。对于有硫分或其他指标要求的试验,还应保留对应列并做同样的加权校验。

需要强调的是,整理与校验不是"把数据修好看",而是为后续累计产率、累计灰分计算和可选性曲线绘制建立可靠基础。累计计算是逐级累加的过程,前一级的误差会一路传递到曲线的高密度端,因此在这一步把数据校核清楚,远比在曲线上发现异常后再回头找原因要高效。实际工作中,建议把校验结果(产率合计、加权灰分、偏差值、处理方式)作为报表附注一并留存,既便于复核,也便于不同批次试验之间的对比。

不要为了"让合计等于 100%"而随意改动某一级的质量或灰分。归一化只调整产率的比例基准,不改变各级灰分;若灰分加权偏差过大,应优先怀疑灰分录入或产率分配错误,回到原始记录核查,而不是用调整灰分的方式强行凑数。

把这一节的操作落到一张可填写的校验记录上,可以这样组织:密度级、质量、原始产率、归一化产率、灰分、备注六列,表下附产率合计、加权灰分、与原煤灰分偏差三项校验结果,以及异常级处理说明。这样一张表既是整理成果,也是数据可追溯的依据,后续绘制曲线时直接引用即可。