|
|
Реферат по теме магистерской работы
Институт горного дела и геологии
Кафедра: «Обогащение полезных ископаемых»
Cпециальность: «Обогащение полезных ископаемых»
|
Тема магистерской работы:
«Исследование влияния характеристик шихты рядового угля на показатели обогащения»
Pуководитель: д.т.н., профессор кафедры ОПИ Назимко Елена Ивановна
Автореферат составила: Илюхина Е.И.
|
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Одним из крупнейших современных и высокопроизводительных предприятий по добыче угля является шахта "Красноармейская - Западная № 1", которая имеет восемь действующих лав. К особенностям формирования технологии добычи относится наличие геологических нарушений массива и угольного пласта, что приводит к высокому содержанию сростков (промпродуктовых фракций) в рядовом угле, поступающем на обогащение. Резкие колебания качества рядового угля (содержания промпродуктовых фракций) отрицательно влияют на технологические параметры процесса обогащения, повышая взаимозасорение продуктов обогащения и потери концентрата с отходами. Для угля, поступающего из отдельных лав, надо разрабатывать технологию обогащения с учетом содержания промпродуктовых фракций в связи с колебанием такого параметра, как категория обогатимости, которая рассчитывается по ГОСТу. В зависимости от этого показателя предусматриваются различные варианты построения технологической схемы обогатительной фабрики. Для повышения эффективности обогащения и извлечения горючей массы из рядового угля необходимо учитывать оптимальную степень раскрытия промпродуктовых фракций, что усложняет технологическую схему предприятия. Необходимая степень раскрытия устанавливается в соответствии со свойствами угля. Таким образом, рассмотрение вопроса дополнительного раскрытия промпродуктовых фракций и его влияния на технологическую схему обогащения является актуальной научно-практической задачей.
|
|
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью работы является исследование влияния характеристик шихты рядового угля на показатели обогащения и определение на этой основе рациональной степени раскрытия промпродуктовых фракций.
Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:
-сбор данных относительно свойств рядового угля по лавам ш. «Красноармейская - Западная №1»;
-исследование колебаний ситового и фракционного состава рядового угля по лавам;
-прогнозирование ожидаемых показателей обогащения в зависимости от содержания промпродуктовых фракций;
-разработка рациональной технологии обогащения в зависимости от установленной степени раскрытия сростков.
Идея работы: комплексный подход к разработке технологии обогащения рядового угля на основе установленной рациональной степени раскрытия сростков.
Объект исследования: содержание промпродуктовых фракций в рядовом угле шахты «Красноармейская - Западная №1».
Предмет исследования: закономерности влияния рациональной степени раскрытия сростков на технологические показатели обогащения.
|
|
Вверх
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ МАГИСТЕРСКОЙ РАБОТЫ
Общие сведения о шахте
Шахта «Красноармейская-Западная №1» введена в эксплуатацию в декабре 1990 года производственной мощностью 1.5 млн. тонн в год. Поле шахты расположено в Красноармейском западном угленосном районе Донбасса. Размеры шахтного поля по простиранию 16 км, по падению 6 км, площадь составляет 87м2. Шахта разрабатывает один пласт d4 с мощностью пласта 0.6-2.10 м. Поле шахты условно разбито на девять блоков с размерами по проcтиранию 1.5-4.0 км, по падению 1.25-1.8 км.
Характеристика угольного пласта и боковых пород
На сегодняшний день очистные работы ведутся в следующих лавах:
-8 южная «бис» лава блока № 2;
-5 южная лава блока № 4;
-5 северная лава бремсберга блока № 5;
-7 южная лава блока № 6;
-3 северная лава центральной панели блока № 8;
-5 южная лава центральной панели блока № 8;
-6 южная лава центральной панели блока № 8;
-4 южная лава блока № 10.
Угольный пласт на площади выемочных участков имеет простое и сложное строение. Пласт имеет значительные колебания по мощности в зонах геологических нарушений от 0.2 до 2.6м.
Для всех выемочных участков характерны сходные горно-геологические условия. Эти условия оцениваются как сложные. Прохождение горных выработок сопровождается значительным количеством дизъюнктивных и пликативных тектонических нарушений, размывов пласта, выполненных песчаниками и алевролитами.
В зоне тектонических нарушений породы трещиноваты и неустойчивы. При ведении очистных работ на таких участках происходит в лаве обрушение пород на значительную высоту. Амплитуды тектонических нарушений колеблются от 0.2 до 3.00 м. составляя в основном 0.5 - 1.2 м. Ведение очистных работ при переходе зон тектонических нарушений сопровождается значительной присечкой боковых пород.
Преобладающая часть выемочных участков нарушена размывами, выполненными песчаниками и алевролитами.
Остаточная мощность угля в зонах размывов составляет от 0.2 до 1.2 м, при этом зоны этих нарушений распространены, как правило, на значительных площадях лав. Контуры их распространения невозможно точно определить горными работами. Из опыта работы установлено, что зоны распространения размывов имеют извилистый характер.
Залегание угольного пласта характеризуется волнистой гипсометрией. Этот фактор и наличие пликативных нарушений также значительно осложняет ведение очистных работ.
Ведение очистных работ в зонах тектонических нарушений, размывов пласта, волнистой гипсометрии осуществляется с применением буровзрывных работ. Переход этих зон, а также частая смена литологии кровли и ведение работ в зонах неустойчивой кровли приводит к значительному засорению угля.
Вмещающие породы пласта характеризуются малой устойчивостью, породы почвы склонностью к пучению.
Непосредственная кровля представлена двумя литологическими разностями: на большей площади - алевролитом и реже песчаником.
Алевролит по устойчивости характеризуется как малоустойчивый (Б3) мощность от 0.10 до 12.75 м.
Песчаник имеет среднюю устойчивость (Б4), а в зонах геологических нарушений из-за отсутствия сцепления по наслоению - неустойчивый (Б2), мощность 8.0-13.55 м.
Непосредственная почва пласта - алевролит «кучерявчик», комковатый, склонный к пучению, среднеустойчивый (П2), средней крепости (Т=2-3), мощность 0.10-1.60 м. Из-за слабой крепости и склонности к пучению боковых пород, ведение очистных работ приводит к засорению пласта со стороны почвы [9].
Проведение подготовительных выработок осуществляется по угольному пласту Д4 с подрывкой пород кровли и почвы. Горно-геологические условия при проведении выработок характеризуются теми же осложняющими факторами, что и при ведении очистных работ.
Контроль качества топлива
Контроль качества добываемого угля в очистных и подготовительных забоях осуществляется замерно-расчетным методом. Результаты проверки оформляются актами. В случае обнаружения нарушений мастером ОТК производится расчет количества угля, не соответствующего нормативам в соответствии с положением о браковке с последующим снятием брака с оплаты по данному забою.
Контроль качества отгружаемого угля производится механизирован-ным способом с помощью пробоотборников ПММ-16 и проборазделочных машин МПЛ-150 ( ПЛ- 300) по двум технологическим цепочкам [10].
Рис. 1. Анимированная схема выпуска продуктов обогащения
Анимация реализована с помощью EASY GIF-animator:
Объем 173 КБ, размер-698x303, количество кадров -3
Обогатимость как одна из характеристик шихты рядового угля
Категория обогатимости углей является обязательной характеристикой месторождений полезных ископаемых при оценке запасов, разработке технологических схем, проектировании обогатительных фабрик, выборе флотационных реагентов и т. д. Предельно возможная точность разделения, не зависящая от эффективности работы обогатительного оборудования, называется обогатимостью. Обогатимость зависит от степени срощенности угольного вещества с минеральными примесями, распределения минеральных примесей в угле, их крупности, химического состава и других факторов.
Исследование на обогатимость проводят в промышленных, полупромышленных и лабораторных условиях. Категория обогатимости определяется по ГОСТу как отношение выхода промежуточных фракций к беспородной массе:
Промежуточные фракции для каменных углей имеют плотность в пределах от 1500 до1800 кг/м3. Если зольность фракции каменного угля плотностью менее 1500 кг/м3 превышает 10%, к промежуточным относятся фракции с плотностью в пределах от 1400 до 1800 кг/м3 [3].
Согласно значению Т категория обогатимости бывает:
при Т до 5 % - легкая,
свыше 5 до10 – средняя,
свыше 10 до15 – трудная,
свыше 15 – очень трудная.
Чем труднее обогатимость угля, тем менее четко происходит процесс его разделения.
Теоретическая зольность промпродукта должна находится в пределах от 30,0 % до 45,0 %.
При определении обогатимости проводят ситовые и фракционные анализы углей [1].
Ситовый анализ – это разделение материала на классы крупности путем последовательного рассева на ситах или грохотах (до крупности 3 (1) мм) и механических встряхивателях (при меньшей крупности) с последующим взвешиванием отдельных классов.
Для ситового анализа используют пробы, отобранные по ДСТУ 4096-2002, масса точечных проб должна быть не менее:
Материал с влажностью, препятствующей разделению частиц, перед рассевом сушат на воздухе или в сушильном шкафу до видимого отделения частиц друг от друга. Для каменных углей температура не более 105оС. Подсушенную пробу перед рассевом охлаждают.
Для проведения испытаний применяют сетки основного ряда или дополнительного (при рассеве по узкой шкале) (табл. 2). На ситах устанавливают проволочные сетки с квадратными отверстиями или применяют листовые сита с квадратными или круглыми отверстиями.
Пробу перед рассевом взвешивают полностью или частями. Рассев начинают на сите с наибольшим размером отверстий. Материал на сито подают частями, не перегружая, так чтобы к концу рассева надрешетный продукт покрывал не более 3/4 поверхности сита.
Рассев ведут до видимого прекращения просева материала. Если контрольный рассев в течение 1 мин не изменит выхода надрешетного продукта более чем на 0,5%, рассев заканчивают.
Полученные при рассеве классы крупности раздельно взвешивают. При необходимости от каждого класса выделяют пробы для определения показателей качества и проведения фракционного анализа.
Фракционный анализ — расслаивание пробы угля в тяжелой жидкости на фракции различной плотности, определение выходов полученных фракций и определение их зольности.
Задачей фракционного анализа является количественная и качественная оценка распределения минеральных зерен и сростков по фракциям различной плотности. Такое распределение характеризует возможность разделения исходного материала на обогащенный и обедненный продукты, качество и выход которых определяется количеством сростков с различным соотношением в них разделяемых материалов.
При различном соотношении выходов продуктов обогащения получают продукты различного качества, описываемые кривыми обогатимости.
Разделение материала по фракциям различной плотности производят в тяжелых жидкостях. В качестве тяжелых жидкостей используют растворы различных органических и неорганических соединений.
Для расслоения угля наибольшее распространение получили растворы хлористого цинка с плотностями от 1300 до 1800 кг/м3. Растворы нужной плотности получают смешиванием тяжелой жидкости и разбавителя.
Объем разбавителя определяют по формуле:
Плотность приготовленного раствора проверяют при помощи пикнометра или денсиметра.
Масса пробы для фракционного анализа зависит от крупности исследуемого материала [6].
Пробы, предназначенные для фракционного анализа, обесшламливают, высушивают и взвешивают. Обесшламленный материал расслаивают в жидкостях различной плотности. Например, для углей используют раствор хлористого цинка плотностью 1300, 1400, 1500, 1600 и 1800 кг/м3. Расслаивание материала производят в один прием, если масса пробы мала, или в несколько приемов. Расслоение угля производится путем погружения пробы рядового угля в бачке с сетчатым дном последовательно в сосуды с жидкостью различной плотности — от наименьшей к наибольшей.
В результате фракционного анализа определяют выход фракций различной плотности, в которых зольность ( для угля ) определяют с помощью химического анализа.
Результаты фракционного анализа оформляют в виде таблиц и кривых обогатимости [4].
По результатам ситово-фракционных анализов рядовых углей шахты «Красноармейская-Западная №1», произведенным в период с 29.12.04 г. по 14.01.08 г. были построены диаграммы колебаний выхода и зольности промпродукта классов 13-100 мм и 1-13мм. Зависимость исследуемых значений имеет полиномиальный характер.
В результате данного статистического исследования установлено:
1. Так как по классу 13-100 мм рядовых углей шахты «Красноармейская-Западная №1» за исследуемый период выход промпродукта ниже, чем по классу 1-13мм, а зольность класса 13-100 мм выше, чем класса 1-13мм, то обогатимость класса 13-100 мм более легкая, чем класса 1-13 мм.
2. Зольность рядового угля и выход промпродукта за исследуемый период имеют прямо пропорциональную зависимость.
Полученные результаты являются основой для проектирования обогатительной фабрики. Автору предстоит исследовать различные варианты и разработать рациональную технологию обогащения с учетом резких колебаний качества рядового угля, поступающего на фабрику. Для достижения данной задачи планируется сравнить исследуемые варианты технологических схем, где исходными данными для расчета служат ситово – фракционные анализы со среднестатистическими выходами промпродукта.
При разработке рациональной схемы обогатительной фабрики будут предложены такие технические и технологические решения, которые позволят:
-комплексно использовать полезные ископаемые;
-достигнуть максимального качества углей при их обогащении;
-достигнуть максимальных объемов производства, производительности труда;
-улучшить безопасность при выполнении горнотранспортных работ, условия труда, экологическую обстановку на предприятии и т.д.
Важное замечание |
При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты. |
|
|
Вверх
ЛИТЕРАТУРА
1.Білецький В.С., Смирнов В.О. Переробка і якість корисних копалин (курс лекцій). Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. - 324.
2.Білецький В.С., Смирнов В.О. Технологія збагачення корисних копалин. Донецьк: Східний видавничий дім, 2004. - 272.
3.ГОСТ 10100 - 84 «Угли каменные и антрацит. Метод определения обогатимости».
4.ГОСТ 4790 – 80 «Угли бурые, каменные, антрацит и сланцы горючие. Метод фракционного анализа».
5.Зозуля И.И., Назимко Е.И., Самойлик Г.В., Смирнов В.А. Проектирование углеобогатительных фабрик. – К.: УМК ВО, 1992. - 284 с.
6.Козин В.З. Опробование и контроль технологических процессов обогащения. М: Недра, 1985, 294 с.
7.Справочник по обогащению углей. Под редакцией Благова И.С. М: Недра, 1984, 614 с.
8.http://www.vesna.org.ua/
Материалы из библиотеки, где находятся пособия по обогащению полезных ископаемых и проектированию обогатительных фабрик, а также физических и химических процессах производства.
9.http://www.dsnews.ua/companies-markets/art30688.html
Материалы из общенационального еженедельника «Деловая столица» о строительстве крупнейшей в Европе обогатительной фабрики при шахте «Красноармейская - Западная №1».
10.http://www.kz1.donetsk.ua/
Сайт шахты «Красноармейская - Западная №1».
11.http://ru.wikipedia.org/wiki/Уголь
Свободная многоязычная энциклопедия Википедия, в которой каждый может изменить или дополнить любую статью или создать новую.
|
|
Вверх
|
