АО «Сибирский Антрацит» ведет добычу антрацита открытым способом на двух разрезах Горловского угольного бассейна в Искитимском районе Новосибирской области - Колыванском и Горловском.
Рядовой уголь компании характеризуется изменчивыми показателями зольности, достигающей 35%, плотности (1,6-2,0 г/см3), влажности (от 10-11 до 15-17%) и гранулометрического состава (по классам +25 мм, 13-25 мм, 6-13 мм — от 5-7 до 11-15% каждого).
Для переработки рядового угля используется современное оборудование, которое позволяет производить продукцию разного класса, различных фракций с уровнем зольности 12%. Угольные пласты характеризуются обильной трещиноватостью, раздробленностью, часто пониженной прочностью, и, как следствие, выдерживание качества готовой продукции ограничено качеством добываемого минерального сырья.
В 2016 году «Сибирский Антрацит» приложил значительные усилия к повышению качества готовой продукции. Перед специалистами предприятия стояли три ключевые задачи:
— выделение низкозольного премиального угля с зольностью до 8%, который не требует обогащения в тяжелых средах, из общей высокозольной добычи разрезов;
— снижение влаги отгружаемого антрацита марки АСШ класса 0-13 мм до уровня менее 12%;
— общее снижение содержания угольной мелочи размерностью 0-1 мм в отгружаемом антраците класса 0-13 мм.
Чтобы предложить потребителю антрацит премиального качества, который обеспечит максимальное конкурентное преимущество нашей компании, необходимо постоянно работать над совершенствованием всех производственных процессов.
Мы комплексно подошли к решению поставленных задач. Были проанализированы все этапы производственной цепочки: определение качества угля в массиве — добыча — перевозка — обогащение — складирование — отгрузка. На каждом этапе были выявлены основные проблемы, влияющие на качество, и реализованы инженерно-технические и организационные способы их решения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА УГЛЯ В МАССИВЕ И ДОБЫЧА
Анализируя проблемы этого этапа, специалисты компании выявили необходимость максимально точного понимания качественных характеристик извлекаемой и планируемой к извлечению угольной массы в каждый отдельно взятый момент времени. Определение зольности по пластам, горизонтам и отдельным забоям позволяет разделять угольные потоки высокозольного и низкозольного угля прямо из забоя и распределять их по направлениям переработки: высокозольный уголь отправляется на обогатительные фабрики, а низкозольный уголь сортируется на мобильных сортировках.
Также были выявлены факторы, которые влияют на качество угля, а именно: валовое извлечение кондиционного угля без отделения чистых угольных пачек (ЧУП), недостаточное опережающее осушение подготавливаемых к выемке забоев, невозможность выделения из угольного забоя породных включений, ухудшающих общую зольность рядового угля.
Для решения вышеуказанных проблем специалисты «Сибирского Антрацита» предприняли следующие шаги:
1. Идентифицировали зольность и наличие чистых угольных пачек по пластам, горизонтам, отдельным забоям. Для этого была проведена работа по эксплуатационному бурению угольных пластов и опробованию угля с определением координат каждой скважины и занесением результатов в 3D-модель месторождения.
2. Обеспечили ежесменный надзор со стороны отдела технического контроля и геологического отдела за наличием засорений в угольных пластах с систематическим опробованием забоев.
3. Скорректировали план горных работ таким образом, чтобы обеспечить наиболее выгодные угольные потоки в данный момент времени. Разделение угольных потоков позволило отдельно обогащать высокозольный уголь на обогатительных фабриках и отдельно сортировать низкозольный уголь.
4. Провели организационно-технические мероприятия и обучение персонала по контролю и способам разделения низкозольного и высокозольного угля в забое при без- условном извлечении полезного ископаемого из недр; провели обучение инженерно-технических работников и рабочих экскаваторных бригад по добыче низкозольного угля, разработали программу мотивации.
5. Усовершенствовали программу по осушению разрезов, обеспечили опережающее осушение забоев. Была перестроена система дренажа, все водные потоки сведены в самой низкой точке с последующей откачкой воды за пределы карьерного поля. Обеспечили запас по производительности насосного оборудования в системе дренажа. В результате было исключено извлечение угля из обводненных забоев.
ПЕРЕВОЗКА
Основная проблема с качеством угля на этапе его перевозки из разрезов была связана с наличием разрозненных временных угольных складов внутри карьерного пространства. Отсутствие специально отведенных и обустроенных мест для временного хранения привело к тому, что контролировать уровень влаги и попутного засорения в добытом угле было крайне сложно.
В прошедшем году практика использования нескольких временных угольных складов была прекращена. Подготовленные, специально выделенные и оборудованные площади, используемые для временного хранения, а также дополнительного осушения добываемого угля, позволили снизить как влагу, так и засорение рядового угля.
ОБОГАЩЕНИЕ И СКЛАДИРОВАНИЕ
Основными проблемами сохранения качественных характеристик угля на данном этапе являются избыточное передвижение угля на складе, валовое складирование рядового угля без разделения по качеству, отсутствие систем дренажа и водоотведения на складах готовой продукции.
Специалисты компании предприняли следующие шаги для решения этой проблемы. На складах рядового угля были определены и выделены площади для высокозольного и низкозольного углей. В зимнее время обеспечен сбор и вывоз привносимой влаги в виде снега.
На территории складов готовой продукции были проведены дренажные работы. Основание складов стало выше уровня грунтовых или поверхностных вод. Сформированный уклон основания складов позволил избыточной влаге дренировать естественным образом.
ОТГРУЗКА
Основная проблема этого этапа была связана с невозможностью осуществления отгрузки антрацита различного качества разным потребителям. Летом прошлого года состоялся пробный пуск складской площадки станции «Шихтовочная» для премиального угля. При строительстве этого склада был выполнен весь комплекс мероприятий, позволяющий сохранить качественные характеристики продукции на требуемом уровне. Дорожная инфраструктура складской площадки позволяет поставлять антрацит на территорию склада как с обогатительной фабрики, так и с угольных разрезов.
Помимо всех описанных выше мероприятий важным фактом является мотивация персонала. По всей производственной цепочке реализуется программа адресного вознаграждения рабочих за достижение качественных показателей рядового угля и готовой продукции.
Мероприятия, проведенные в рамках проекта по улучшению качества продукции, положительно сказались на ее реализации. Увеличивается количество прямых контрактов с конечными потребителями, пробные поставки приводят к заключению долгосрочных договоров с крупными компаниями. Прошедшая зима показала, что наш антрацит не смерзается, облегчается его выгрузка в холодный период. Стало возможным выгружать продукцию через порты, оборудованные вагоноопрокидывателями, что расширяет возможности экспорта. Несмотря на успешные результаты прошлого года, мы не собираемся останавливаться на достигнутом. Впереди — новые задачи, к решению которых мы уже приступили. Мы по-прежнему будем концентрироваться на производительности труда, качестве продукции и укреплении позиций на рынке.
Введение
1. Требования потребителей к качеству угольной продукции по основным направлениям ее использования
1.1. Основные направления использования углей
1.2. Виды угольной продукции и показатели ее качества
1.3. Требования Государственных стандартов к угольной продукции Печорского бассейна
1.4. Организация технического контроля качества угля, добываемого подземным способом
1.5. Оценка затрат на обогащение угля, добываемого на шахтах
ОАО «Воркутауголь»
1.6. Основные потребители воркутинских углей
Выводы по главе
2. Исследование условий формирования зольности горной массы на шахтах ОАО «Воркутауголь»
2.1. Специфика горно-геологических условий отработки угольных пластов на шахтах ОАО «Воркутауголь»
2.2. Анализ состояния производственного потенциала шахт ОАО «Воркутауголь» и направления его совершенствования
2.3. Динамика зольности угля, добываемого шахтами ОАО «Воркутауголь»
2.4. Исследование горно-геологических условий формирования зольности добываемого угля
Выводы по главе
3. Исследование характера и степени влияния основных горно-технических и горно-геологических факторов на зольность горной массы
3.1. Влияние горно-геологических факторов на зольность горной
3.1.1. Природная зольность рабочих пластов Рудницкой под-свиты
3.1.2. Влияние зон с ложной кровлей
3.1.3. Влияние обрушений пород непосредственной и основной кровли
3.2. Влияние горнотехнических факторов на зольность горной массы
3.2.1. Влияние параметров системы разработки
3.2.2. Формирование зольности при совместной отработке пластов
3.2.3. Засорение углей в транспортной сети шахты
3.2.4. Влияние геологической нарушенности пластов
Выводы по главе
4. Анализ результативности мероприятий по снижению зольности горной массы на шахтах ОАО «Воркутауголь»
4.2. Оценка эффективности мероприятий по снижению зольности горной массы в подземных условиях
4.3. Моделирование процессов формирования зольности горной
5.1. Совершенствование систем разработки пластов
5.2. Предотвращение обрушений пород кровли в призабойном пространстве лав
5.3. Уменьшение засорения угля при технологических присечках породы в зонах геологических нарушений
5.4. Принципы конструирования систем порционно-селективного конвейерного транспорта шахт
Основные выводы
Литература
Рекомендованный список диссертаций
Совершенствование разработки антрацитовых пластов с целью повышения качества добываемого угля 1985 год, кандидат технических наук Посыльный, Александр Иванович
Разработка и реализация технологии и технических средств подземной механогидравлической добычи угля 2000 год, доктор технических наук Атрушкевич, Олег Аркадьевич
Прогноз параметров взаимодействующих геомеханических и газодинамических процессов при неравномерном движении очистных забоев угольных шахт 2006 год, кандидат технических наук Наумкин, Валерий Николаевич
Обоснование эффективных способов предотвращения обрушений пород кровли в лавах надрабатываемых слоев 2007 год, кандидат технических наук Никишин, Даниил Юрьевич
Обоснование параметров открыто-подземной технологии отработки запасов угольных пластов 2011 год, кандидат технических наук Сенкус, Валентин Витаутасович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение снижения зольности горной массы на шахтах ОАО "Воркутауголь"»
ВВЕДЕНИЕ
Поддержание экономически целесообразных соотношений между показателями качества добываемых углей и требованиями к ним потребителей является одной из ключевых технических задач современной механизированной угледобычи. К числу основных показателей качества, оказывающих существенное влияние на издержки производства и конкурентоспособность угольной продукции, относится зольность добытой горной массы. Увеличение зольности добываемого угля приводит к росту затрат на обогащение и транспортирование горной массы, повышению износа транспортного оборудования, вследствие чего снижается срок его службы.
Основным направлением в преодолении различий в зольности добытых и отгружаемых потребителю углей является совершенствование способов их обогащения с использованием механической породовыборки или обогатительных фабрик .
Проблема повышения качества добываемого угля и снижения издержек производства является весьма актуальной для шахт ОАО "Воркутауголь", ведущих горные работы в сложных горнотехнических условиях больших глубин, характеризующихся наличием зон с ложной м неустойчивой кровлями, значительных по размерам участков с труднообрушаемой основной кровлей, мелкоамплитудной дизъюнктивной и пликативной нарушенностью.
Практически все шахты Воркуты, в их числе и перспективные по разработке придонной части Воркутского месторождения, - "Воркутинская", "Заполярная", "Северная" и "Комсомольская", работают по временным технологическим схемам с совместным транспортированием угля и пород из уклонных полей второй и третьей ступеней. Зольность угля, добываемого перспективными шахтами, по данным статистического учета достигает 37-48%, что в 2.5-3.0 раза превышает среднепластовую зольность разрабатываемых пластов и в 1.7-2.3 раза зольность отгружаемой потребителю угольной продукции.
Угли всех перспективных шахт поставляются потребителям обогащенными с содержанием золы 9-35%. Зольность отгружаемых рядовых углей шахты "Комсомольская" составляет 21.6% при среднепластовой зольности, равной 17.6%.
Значительная зольность добываемого угля является одной из основных причин увеличения издержек производства и снижения конкурентоспособности шахт ОАО "Воркутауголь" на рынках угольной продукции.
Затраты на обогащение 1 т горной массы в условиях Воркуты достигают 30 тыс. руб в ценах 1997 г. Затраты на подземный транспорт из-за засорения угля возрастают на 40-48%. Доплаты к оптовым ценам на угольную продукцию шахт на внутреннем рынке составляют до 2.5 доллара США за каждый процент снижения зольности относительно нормативов.
Таким образом, для шахт Воркуты, независимо от наличия собственной обогатительной фабрики, актуальной является задача снижения зольности горной массы до выдачи ее на поверхность.
Цель работы. Обоснование технологических схем угольных шахт, обеспечивающих снижение зольности горной массы, выдаваемой из шахты. В соответствии с поставленной в работе целью основными задачами исследований являлись:
■ изучение основных природных факторов и условий, предопределяющих засорение добытых углей при разработке запасов придонной части мульды на шахтах Воркутского месторождения;
■ исследование влияния технологических схем и параметров выемочных участков на показатели качества угля;
■ анализ известных способов повышения качества угля в очистных забоях и технологической сети шахт и оценка целесообразности их применения в условиях шахт ОАО "Воркутауголь";
■ разработка рекомендаций и предложений по техническому совершенствованию типовых технологических модулей и звеньев подземного комплекса угольных шахт, обеспечивающих снижение и усреднение зольности горной массы, выдаваемого из шахты.
Основная идея работы. Параметры технологических схем угольных шахт необходимо определять с учетом закономерностей формирования зольности горной массы в очистном забое и различных звеньях подземной транспортной сети.
Методы исследований. При проведении исследований использован комплексный метод, включающий анализ и обобщение данных о влиянии горногеологических и горнотехнических факторов на показатели качества угля; шахтные исследования динамики грузопотоков на различных этапах их формирования; математическое моделирование горнотехнических ситуаций. Данные шахтных
исследований случайных процессов обрабатывались с использованием методов математической статистики и теории вероятности.
Защищаемые положения:
1. За счет совершенствования фактически сложившихся технологических схем зольность горной массы, выдаваемой на поверхность перспективными шахтами ОАО "Воркутауголь", может быть снижена на 25-30%, в том числе: за счет повышения эффективности управления кровлей в лавах на 10-12%; за счет модернизации подземных транспортных сетей шахт на 15-18%. Нижние границы снижения зольности горной массы определяются долевым участием пластов в добыче и пластовой зольностью, среднестатистические величины которой для пластов Мощный, Тройной и Четвертый составляет соответственно 13-14%, 12-18% и 10-22%.
2. Принципиальным требованием при разработке мероприятий по повышению качества добываемого угля следует считать отказ от присечки пород ложной кровли очистными комбайнами. Задачу поддержания ложной кровли необходимо решать на основе технических и организационных мероприятий, включающих оставление временных защитных пачек угля у кровли разрабатываемого пласта с последующим обрушением этих пачек на лавный конвейер после выполнения ими своих функций.
3. На действующих горизонтах шахт, характеризующихся невозможностью быстрого изменения ранее принятых пространственно-планировочных решений по подготовке и отработке пластов, существенное снижение зольности добываемого угля может быть достигнуто путем модернизации транспортных сетей шахт на основе временных и стационарных накопительных бункеров, обеспечивающих селективно-порционное разделение угля и пород, поступающих из лав, проходческих забоев и мест ведения ремонтно-восстановительных работ.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается большим объемом шахтных исследований, проведенных для широкого диапазона горно-геологических и горнотехнических условий; удовлетворительной сходимостью фактических и прогнозируемых показателей зольности горной массы в различных звеньях транспортной сети шахты; апробацией основных результатов исследований в производственных условиях.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлен характер и степень влияния горно-геологических и технических факторов на нижние границы снижения зольности в различных звеньях технологической схемы шахты.
2. Предложена физическая модель процесса формирования и последующего управляемого скалывания на лавный конвейер предохранительной угольной лачки, оставляемой для предотвращения обрушений "ложной" кровли в зоне выемки пласта.
Практическая значимость работы состоит в следующем:
■ сформулированы принципы компоновки сетей подземного транспорта на основе временных и стационарных бункеров, обеспечивающих снижение зольности горной массы;
■ предложен и обоснован эффективный вариант модернизации схемы подземного транспорта шахты "Северная" с целью адаптирования ее к селективно-порционному раздельному транспортированию угля и породы;
■ доказано преимущество технологических схем ведения очистных работ с удержанием или самообрушением ложной кровли ло сравнению с применяемой на шахтах ОАО "Воркутауголь" технологией совместной выемки комбайном угольного пласта и пород ложной кровли;
■ установлены средние численные значения приращений зольности горной массы в различных звеньях технологической схемы шахты дифференцированно по источникам поступления.
Реализация результатов работы. Разработанные при проведении исследований практические рекомендации использованы при модернизации технологических схем шахт ОАО "Воркутауголь", а также в качестве методической базы при моделировании подземных грузопотоков в условиях подготавливаемых горизонтов. Установленные зависимости широко используются в учебном процессе при подготовке специалистов горного профиля.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на технических советах в ОАО "Воркутауголь", на ежегодных конференциях молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" (1996 л 1997 гг); на научно-технической конференции "Проблемы Севера" (1998 г).
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 5 опубликованных работах, включая одно учебное пособие.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы, изложена на 182 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 51 рисунок.
Автор выражает глубокую благодарность за консультации и методическую помощь при определении задач исследований и анализе результатов научному руководителю проф., д.т.н. Зубову В.П., за помощь, оказанную при проведении шахтных исследований и обработке полученных результатов, доц., к.т.н. Антонову A.A., начальнику Управления по качеству и сбыту угля ОАО "Воркутауголь" Пенькову А.Г., начальникам служб ОТК шахт "Воркутинская", "Заполярная", "Комсомольская", "Северная".
1. ТРЕБОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ К КАЧЕСТВУ УГОЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ ПО ОСНОВНЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1.1. Основные направления использования каменных углей
Основными направлениями использования углей в настоящее время являются энергетика (до 75% добычи всех углей) и технологические процессы для получения новых материалов или придания углю других потребительских свойств. На технологические нужды расходуется около 25% всей мировой добычи угля.
Для коксования используют каменные угли средней стадии метаморфизма марок Ж, К, ОС, Г, КЖ, К2, ГЖ и СС. Угли для коксования должны быть малозольными, малосернистыми, механически прочными и термически стойкими.
Наилучшие показатели при коксовании дают смеси из обогащенных малозольных углей нескольких марок. Средний состав коксовой шихты по маркам угля: Г - 1020%, Ж - 47-40%, К - 23-20%.
Зольность кокса - один из важнейших показателей его потребительских свойств. Снижение зольности кокса на 1% уменьшает его расход в доменном процессе на 2 - 2.5% и 2-4% снижает расход флюсов. Для получения товарного кокса заданной зольности, например, 10-12%, суммарная зольность шихты должна быть в 1.25-1.3 раза ниже.
Основные требования к углям для коксования приведены в табл. 1.1.
Сжигание углей для энергетических целей производится в стационарных, транспортных и полустационарных топочных установках различного типа, мощности и устройства.
Основные требования к углям для пылевидного сжигания по бассейнам приведены в табл. 1.2.
Принятая в России и странах СНГ единая классификация углей по генетическим и технологическим параметрам (ГОСТ 22543-82) предусматривает разделение их на классы, категории, типы, подтипы и кодовые номера в промышленной классификации ископаемых углей (ГОСТ 25543-82) ископаемых углей разделяют на 17 технологических марок с буквенными обозначениями: Б - бурые угли, Д - длиннопламенные каменные угли, ДГ - длиннопламенные газовые, Г - газовые, ГЖО - газовые жирные ото-щенные, ГЖ - газовые жирные, Ж - жирные, КЖ - коксовые жирные, К - коксовые,
КО - коксовые отощенные, КСН - коксовые слабоспекающиеся низкометаморфизованные, КС - коксовые слабоспекающиеся, ОС - отощенные спекающиеся, СС - слабоспекающиеся, ТС - тощие спекающиеся, Т - тощие, А - антрацит.
Таблица 1.1.
Основные требования к углям для коксования, регламентированные государственными стандартами России и стран СНГ
Показатели Донбасс Кузбасс Печорск басс.
ГОСТ гост ГОСТ
537з85 8163Б78 7238з78
Похожие диссертационные работы по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 05.15.02 шифр ВАК
Обеспечение устойчивости промежуточных штреков, закрепленных анкерной крепью, на участке между сдвоенными лавами 1998 год, кандидат технических наук Магомет, Ростислав Дмитриевич
Геомеханическое обоснование и технология скоростного проведения подготовительных выработок для эффективного воспроизводства очистного фронта 2001 год, доктор технических наук Лермонтов, Юрий Сергеевич
Совершенствование схем подготовки и отработки участков шахтных полей с ограниченными размерами: На примере отработки донной части мульды Воркутского месторождения 2001 год, кандидат технических наук Согрин, Борис Борисович
Разработка и реализация интегрированных подземных технологических комплексов шахт производственного объединения 2001 год, доктор технических наук Лаврик, Владимир Георгиевич
Обоснование схем многоштрековой подготовки выемочных участков газоносных угольных пластов на больших глубинах 2009 год, доктор технических наук Казанин, Олег Иванович
Заключение диссертации по теме «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», Сердюков, Вадим Валерьевич
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. Основными потребителями, формирующими в перспективе устойчивый спрос на рынке воркутинских коксующихся углей, являются 7 из 13 российских предприятий, производящих кокс: Новолипецкий, Нижнетагильский, Орско-Халиловский, Череповецкий, Магнитогорский металлургические комбинаты, Московский и Калининградский коксохимические заводы.
Для обеспечения возможности значительного увеличения выпуска высококачественного концентрата для коксования с использованием ЦОФ «Печорская» зольность горной массы, подаваемой на ЦОФ, необходимо снизить до 2526% и менее. Решение данной задачи позволит отгружать весь концентрат из Воркуты с зольностью до 9% и увеличить удельный вес выпуска концентрата от товарной продукции с 35 до 63% и более.
2. К числу основных показателей качества углей, оказывающих наиболее существенное негативное влияние на уровень издержек производства, затраты на обогащение и цену угольной продукции перспективных шахт ОАО «Воркутауголь», относится зольность горной массы, выдаваемой на поверхность. Засорение угля в лавах и подземных транспортных сетях шахт достигает 25% и более.
При средневзвешенной пластовой зольности разрабатываемых пластов на шахтах ОАО «Воркутауголь» 16.5-17.9%, средневзвешенная зольность горной массы из очистных забоев составляет 29-33%. Суммарное поступление пород в общую транспортную сеть из мест проведения ремонтных работ и иных источников, оцениваемая в формах шахтной отчетности как «неучтенная порода», увеличивает зольность горной массы на 11-19%.
3. К числу основных горно-геологических факторов, определяющих засорение угля породой при отработке рабочих пластов на перспективных шахтах ОАО «Воркутауголь» относятся: ложная кровля мощностью 0.05-0.7 м; породные прослойки в пластах угля мощностью с 0.03 до 0.5 м; наличие в угольных пачках линзовидных включений крепкого углистого аргиллита мощностью до 0.01 м; наличие размывов пород кровли и флексур; дизъюнктивные нарушения.
Величины пластовой зольности для пластов Мощный, Тройной и Четвертый составляют соответственно: 13-14%, 12-18% и 10-22%.
4. К числу основных горнотехнических факторов, определяющих тенденцию повышения степени засорения угля породой в транспортных сетях шахт, относятся: постоянный рост длины выемочных столбов; увеличение сечений подготовительных выработок; возрастание объемов ремонтных работ в участковых подготовительных выработках, связанных с переходом на бесцеликовую технологию выемки пластов; проведение технологических вентиляционных сбоек по пластам Мощный и Тройной.
5. Принимая во внимание то обстоятельство, что зольность горной массы, выдаваемой из шахты, составляет 43-48%, теоретически за счет совершенствования технологических схем шахт зольность может быть снижена на 25-30%, в том числе: в очистных забоях на 10-12%; в транспортной сети шахты на 15-18%).
6. С точки зрения последующей породовыборки и обогащения горной массы большее отрицательное влияние ложная кровля оказывает при отбойке ее комбайном одновременно с углем, чем в тех случаях, когда присечка кровли не производится, а обрушение ее происходит самопроизвольно. Это объясняется тем, что при самопроизвольном обрушении ложной кровли образуются визуально различимые куски породы с размерами более 25 мм, общая масса которых превышает 80-85% обрушившихся пород. При присечке ложной кровли содержание в угле трудно отделяемой породной мелочи увеличивается в несколько раз.
7. К числу наиболее эффективных и перспективных мероприятий по снижению зольности горной массы в условиях фактически сложившихся технологических схем шахт ОАО «Воркутауголь» относится модернизация схем подземного транспорта с целью адаптации их к селективно-порционному раздельному транспортированию угля и пород, поступающих в различные звенья транспортной сети из лав, проходческих забоев, мест ведения ремонтно-восстановительных работ. Нижний уровень зольности горной массы при реализации этих мероприятий определяется пластовой зольностью, т.е. составляет 12-22%.
8. Реализация принципа порционно-селективного конвейерного транспорта на основе временных и стационарных накопительных породных и угольных бункеров, оборудуемых на выемочных участках, в узлах сопряжений участковых и основных подготовительных выработок, а также в конечных пунктах раздельного транспортирования, позволяет снизить зольность выдаваемой из шахты горной массы в 1.5-2.5 раза и более. Стационарные или передвижные (бункер-поезда) накопительные устройства рекомендуется оборудовать в транспортных сетях проходимых и восстанавливаемых выработок. Временные накопительные устройства (бункер-конвейеры) позволяют получать значительный эффект при включении их в транспортную сеть выемочного участка, например, для отделения породы, поступающей при переходе геологических нарушений, при обрушениях непосредственной кровли или присечках комбайном вмещающих пород на концевых участках лав.
9. Принципиальным положением при разработке мероприятий по снижению степени засорения угля в очистных забоях следует считать отказ от присечки пород ложной кровли очистными комбайнами, широко применяемой в настоящее время на шахтах ОАО «Воркутауголь». Проблему ложной кровли следует решать путем разработки технических и организационных мероприятий, включающих оставление временных защитных пачек угля у кровли пласта с последующим обрушением этих пачек на лавный конвейер после выполнения ими своих функций.
10. Для предотвращения обрушений пород ложной кровли в призабойное пространство лав рекомендуется за шнеком комбайна на участке лавы длиной 1.0-1.5 м оставлять защитную пачку угля мощностью 0.25-0.35 м, которую затем принудительно скалывать на расстоянии 1.0-1.2 м от оси верхнего шнека выдвижными щитками секций механизированной крепи на забойный конвейер после выполнения защитной пачкой своих функций. Основными функциями защитной пачки являются предотвращение обрушений пород ложной кровли с момента обнажения их очистными работами до передвижки секций крепи и исключение динамического воздействия резцов исполнительного органа комбайна на кровлю.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сердюков, Вадим Валерьевич, 1999 год
ЛИТЕРАТУРА
2. Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам. ГОСТ 25543-88.
3. Ефремов B.C. Стандартизация углей. Уголь, 1989, № 10, с. 44-47.
4. Саратикянц С. А., Мадуков Г.П., Лобкин В.М. Формирование качества угля в процессе добычи. Надежность и качество (Межиздательская серия).М., Недра, 1983, 183 с.
5. Филиппов В.М., Скляр П.Т., Кипнис Ш.Ш. Справочник мастера ОТК угольного предприятия. М., Недра, 1987, 296 с.
6. Кирюков В.В., Брижанев A.M., Очкур Н.П. Безотходное производство в угольной промышленности. Геологические основы планирования и контроля. Учебное пособие, ЛГИ, Л., 1989.
7. Беловолов В.В., Потаренко Г.М., Лежикова Л.А. О номенклатуре показателей качества углей (сланцев). Уголь, №1, 1990.
8. Ефремов B.C., Ефремова О.В. Стандартизация углей Печорского бассейна. Уголь, 1990, №9, с.42.
9. Лидин Г.Д., Воронина Л.Д., Каплунов Д.Р. и др. Горное дело: Терминологический словарь. М., Недра, 1990, 474 с.
10. Угольная промышленность СССР. Статистический справочник. М., Углетехиздат, 1957, с.355-458.
11. Инструкция о содержании, оформлении и порядке предоставления в ГКЗ СССР и ТКЗ материалов по подсчету запасов углей и горючих сланцев. Гос. комиссия по запасам полезных ископаемых при Сов. Мин. СССР. М., 1984.
12. Сальников В.К., Кривченко A.A., Кузнецов Н.В. Снижение зольности угля на шахтах Украины. Уголь Украины. 1990, №9.
13. Майдуков Г.Л., Лобкин В.М., Оленица А.Г. Вероятностная оценка зольности угля по величине обрушения пород кровли в забое. Уголь Украины, 1976, № 12, с. 3032.
14. Козовой Г.И. Научное обоснование путей повышения концентрации горных работ в условиях шахты «Распадская». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб, РИЦ СПГГИ(ТУ), 1996, 22 с.
15. Толкацер Д.Я., Малова В.И., Грущенко З.Ф. Показатель производства при добыче угля. Уголь, 1987, №7, с. 41-44.
16. Колоколов О.В., Андреюк С.Ф., Зеленин Н.Г. К оценке объема добываемого угля через угольный норматив. Уголь, 1991, №6, с.51-54.
17. Зайденварг В.Е., Гапанович Л.Н., Розумняк Н.Л. Направления развития технологии разработки пологих и наклонных пластов. Уголь, 1992, №2, с.9-14.
18. Методика расчета норм показателей качества углей и продуктов их переработки на предприятиях Минуглепрома СССР. ДонУГИ. Донецк, 1987, 81 с.
19. Каталог обобщенных показателей и характеристик взаимодействия мехкрепей с боковыми породами по классам условий. В НИМИ, Л., 1987, 100 с.
20. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. Институт горного дела им. A.A. Скочинского. М., 1994, Часть I и II.
21.Худин Ю.Л., Глазов Д.Д., Мамонтов C.B. Комплексно-механизированная выемка нарушенных угольных пластов. М., Недра, 1985, 198 с.
22. Свержевский В.JI. О вывалах пород кровли в лаве пологих пластов Донбасса. Уголь. 1987, №6, с.8-11.
23. Орешкин A.B. Совершенствование технологии ведения горных работ в целях повышения качества угля. Уголь, 1988, №10, с.22-24.
24. Петренко С.Я., Кривченко A.A., Рыбалко A.C. Пути снижения присечки пород в очистных забоях. Уголь Украины, 1992, №5, с.23-26.
25. Чуйко И.Н. К вопросу предохранения неустойчивых пород кровли от вывалообразования. Уголь, 1991, №5, с.24-25.
26. Бычков Ю.И., Шундулиди А.И., Коновалов Л.М. Методика и практический опыт выявления и установления причин неэффективного управления кровлей в очистных забоях шахт ассоциации «Ленинскуголь». Уголь, 1992, №9, с.26-3 7.
27. Михайлов В.М. Повышение сортности и качества угля при струговой выемке. Уголь, 1986, №10, с.25-27.
28. Клорикьян С.Х. Об улучшении состава антрацита и углей при комбинированной выемке. Уголь Украины, 1978, № 7, с.49-50.
29. Ремезов A.B., Коновалов Л.М., Артемьев Н.П. Опыт упрочнения неустойчивого угольного забоя. Уголь, 1990, №1, с.47-48.
30. Клавдиенко М.Н., Цыплаков Б.В., Шапошников В.И. Сохранение выработок для повторного использования специальной крепью усиления. Уголь, 1992, №9, с. 24
31. . Погудин Ю.М., Савченко Ю.Ф., Ефременко A.A. Влияние рамно-анкерной крепи на деформирование приконтурного массива подготовительных выработок. Уголь, 1993, №12.
32. По страницам зарубежной печати. Уголь, 1993, №7, с.53.
33. Шпис К. Новая концепция штреков, проводимых независимо от очистных работ. Глюкауф, 1994, №5/6, с.29-33.
34. Соболев В.В. Пути снижения затрат на поддержание выемочных штреков на шахтах объединения «Интауголь». Уголь, 1983, №12, с. 18-20.
35. Гетце Э. Опыт использования различных схем заполнения закрепного пространства в проходческих забоях. Глюкауф, 1982, №1, с. 17-19.
36. Каммер В. Проектирование выемочных штреков с использованием новой технологии заполнения закрепного пространства и возведением околоштрековых полос, Глюкауф, 1981, «17, с. 9-11.
37. Брайт Ф., Крас Ю., Шраер Д. Заполнение пустот за рамами штрековой крепи методом Буллфлекс. Глюкауф, 1980, №13, с. 12-17.
38. Влосихин В.И., Гаинцев И.Н., Сытницкий Д.Я. Интенсификация технологических процессов наГОФ «Капитальная». Уголь, 1988, №8, с.54-56.
39. Общесоюзные нормы технологического проектирования подземного транспорта горнодобывающих предприятий. ОНТП 1-86.
40. Малец А.Л. Оптимизация технологических схем и параметров антрацитовых шахт (Учебное пособие). НИИ, Новочеркасск, 1990, 86 с.
41. Нокс Г. Анализ систем сопряжений лава-штрек. Глюкауф, 1975, №12, с.4.
42. Андрощук Н.В. Совершенствование способов охраны повторно используемых подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб, СПГГИ(ТУ), 1997.
43. Ковалев О.В., Антонов A.A., Щипанов П.В. Провести комплекс исследований и разработать научно-обоснованные схемы подготовки и выемки рабочих пластов Интинского месторождения. Отчет по х/д 62/89 (48/89). Фонды СПГГИ, 1990.
44. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. ВНИМИ, Л., 1986, 222 с.
45. Петровский Б.П., Сиренко Ю.Г., Смычник В.А., Губанов В.А., Кириченко A.C. и др. Нормативные и методические документы по ведению горных работ по Старобинскому месторождению калийных солей. Руководство. Минск-Солигорск, 1995, 285 с.
46. Калинченко В.М., Рудниченко Л.А., Тупикин И.И. Прогноз и управление зольностью добываемого угля. Уголь, 1994, №6, с. 15-16.
47. Нормы технологического проектирования углеобогатительных фабрик. ВНТП 3-86. Минуглепром СССР. М., 1986, с.3-11.
48. Горная энциклопедия. Гл. ред. Козловский Е.А. М., Сов. энциклопедия, 1989, т. 1-4.
49. Михайлов Г.М. Основные направления разработки аппаратуры для контроля качества углей. Уголь, 1987, № 10, с.44-46.
50. Молявко А.Р., Онищенко A.M., Горлов Ю.И. Международный симпозиум «Анализ угля в потоке». Уголь, 1994, № 6, с. 40-42.
51. Зубов В.П. Особенности управления горным давлением в лавах на больших глубинах разработки. Издат. Лен. гос. ун-та, 1990, с. 224.
52. Зубов В.П. О совершенствовании способов охраны и поддержания подготовительных выработок. Уголь, 1994, № 2, с. 15-18.
53. Зубов В.П., Лазченко К.Н., Мельков А.Д., Иванов A.A. Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах. Авт. свид. № 1479646, Б.И. № 18, 1989.
54. Зубов В.П. Лазченко К.Н., Иванов A.A. Способ бесцеликовой разработки тонких и средней мощности пластов полезных ископаемых на больших глубинах. Авт. свид. № 1346791, Б.И. № 39, 1987.
55. Ардашев К.А., Зайденварг В.Е., Бучатский В.М. Обоснование и расчет анкерной крепи для поддержания выработок в условиях интенсивного горного давления. В сб. Научные труды ВНИМИ, № 170, 4.1, СПб, ВНИМИ, 1994, с. 33-43.
56. Баранов С.Г. Геомеханические основы управления кровлей в лавах с механизированными крепями на пологих пластах. Дисс. на соиск. уч. степ, д.т.н., СПб, ВНИМИ, 1997.
57. Лобес Ю.Р. Критериальная оценка пространственно-планировочных решений по развитию горных работ на шахтах ПО «Воркутауголь». III Международный симпозиум «Горное дело в Арктике», - Тезисы докладов. - С-Петербург, 1994. с. 29.
58. Лобес Ю.Р. Технологическое обеспечение конкурентоспособности шахт ПО «Воркутауголь». Дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н., СПб, СПГТИ(ТУ), 1995.
59. Козовой Г.И. Методы концентрации горных работ на угольных шахтах. -СПб, Изд. СПГГИ(ТУ), 1997. - 105 с.
60. Зубов В.П. Приоритетные направления совершенствования технологических схем угольных шахт в современных условиях. В сб. наука в Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете).Вып. 1, СПб, СПГГИ(ТУ), 1997. - с. 165-171.
61. Сердюков В.В. Регулируемые и нерегулируемые факторы, влияющие на зольность добываемого угля. Сб. Полезные ископаемые России и их освоение. СПб, 1997,-208 с.
62. Зубов В.П., Антонов A.A., Сердюков В.В. Технологическое обеспечение снижения зольности горной массы на перспективных шахтах ОАО «Воркутауголь».
63. Зубов В.П., Антонов A.A., Сердюков В.В., Пеньков А.Г. Формирование зольности горной массы на шахтах ОАО «Воркутауголь».
64. Сердюков В.В. Технологическое обеспечение условий для повышения качества угля. Сб. Полезные ископаемые России и их освоение», СПб, СПГТИ(ТУ), 1996.
65. Малышев Ю.Н., Литвиненко B.C. Анализ состояния техники и технологии добычи угля в России и за рубежом. «Международный симпозиум «Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ», СПб, 1995. - с. 73-77.
66. Лобес Ю.Р., Коршунов Г.И. Основные направления развития техники и технологии подземным способом. Международный симпозиум «Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ», СПб, 1995. - с. 217-222.
67. Казанин О.И., Ковалев О.В., Орешкин A.B. Планирование процессов развития фронта очистных работ с применением ЭВМ в условиях Печорского бассейна. Международный симпозиум по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства. СПб, 1993. - с. 122-127.
68. Веселов А.П. Техническая политика в период реструктуризации ОАО «Воркутауголь». III Международная конференция «Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология». СПб, 1997. - с. 36-44.
69. Громов Ю.В., Бычков Ю.Н., Кругликов В.П. Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля. М., Недра, 1985. - 239 с.
70. Бич Я.А., Золотых С.С., Шванкин М.В. Разработка мощных пологих пластов, подверженных горным ударам. М., Недра, 1994. - 170 с.
71. Жихарев С.Я. Состояние подготовительных выработок в объединении «Воркутауголь». Проблемы и пути решения. //Уголь. 1996. № 1. - с. 13-18.
72. Рыжов П.А. математическая статистика в горном деле. М., Высшая школа, 1973, с. 109-114.
73. Методические указания по статистической обработке и анализу результатов исследований проявлений горного давления. Л., ВНИМИ, 1976.
74. Гринько Н.К., Козловгунас Е.ф., Яновский А.Б. Основные принципы и параметры реструктуризации очистного фонда угольных шахт. Горный вестник. 1997, № 2, с. 60-66.
75. Правила безопасности в угольных шахтах. М., 1995.
76. Гатов Т. А. Экономическая оценка рудных месторождений в рыночных условиях. III Международная конференция «Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология». Clll i И)ТУ), 1997. - с. 147-151.
77. Малец А.Л., Лазченко К.Н., Назаров С.М. Оптимизация технологических схем и параметров угольных шахт при проектировании, г. Шахты, 1997. - 194 с.
78. Краснер Л.И., Казанин О.И. Анализ возможной реализации структуры «шахта-лава» по шахте «Центральная» ОАО «Воркутауголь». Труды IV Международной научно-практической конференции. Новокузнецк, 1997.
79. Малышев Ю.Н. О новых технологиях добычи и переработки угля. Горный вестник. 1997. №2. с. 18-22.
80. Миронов К.В. Справочник геолога угольщика. Изд. «Недра», 1982.
81. Habenicht Н., Urschi Е. Rib pillar extraction - an alternative to longwalling and shortwalling . Mining Engineering. - 1987. № 6. S/ 437-441 (Технология с погашением целиков - альтернатива выемке длинными и короткими лавами).
82. Eckart D., Gimm W., Thoma H. Plötzliche Ausbruche von Gestein und Gas im Bergbau. Leipzig: F.F. 1966.
83. Бье Ж. Системы разработки и выемочное оборудование в каменноугольной промышленности Франции. Глюкауф. - 1982. № 8, с. 17-24.
84. Untersuchungen zur Gebirgs Schlaggefahrlichkeit von Gesteinen des Kaliberbaue. -Leipzig, 1965. - 895 c.
85. Methods of and apparatur for Cleaning Coal: United States Patent. 4173540, Nov. 6, 1979 / C.D. Smith; DV Keller. - 36 S (Способы и аппараты для обогащения угля).
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.
Друзья, давайте поговорим о зольности, о том, что это такое и почему это важно. По большому счету у нас не принято об этом задумываться и как-то учитывать, отчасти потому что у нас про зольность вообще на пачках с мукой ничего не сказано, отчасти потому что у нас есть сорта - экстра, высший сорт, первый, второй, обойная, крупчатка - в случае с пшеничной, и обдирная, сеяная, обойная - в случае с ржаной. И нам привычна эта классификация. Тем не менее, большинству пекарей в Европе и штатах гораздо понятнее говорить о муке с точки зрения зольности, она дает более емкое понятие о свойствах муки, о ее помоле и поведении в тесте.
На фото: пшеничная в/с, Т80 (что-то вроде смеси 1 и 2 сорта) и цельнозерновая пшеничная мука
Зольность - это количество минеральных веществ в тесте, а, поскольку минеральные вещества большей частью содержатся в периферийных частях зерна, то есть, в отрубях, зародыше и пр, зольность говорит о том, насколько мука грубая: чем “цельнозерновее” мука, тем зольность этой муки выше.
Как узнают, какая у муки зольность? Есть специальное исследование, позволяющее определить количество минеральных веществ: образец муки весом 50 гр. сжигают при температуре 480 градусов по Цельсию, от муки остается небольшая горстка золы , которую взвешивают, высчитывают процент от изначального количества муки, и выражают это в цифрах, которые потом идут в основу маркировки европейской и американской муки.
Для примера, пишет: “В ржаной муке типа 610 содержится 0,61% золы (в США тип 610 относится обычно к светлой или сеяной ржаной муке), тогда как в муке типа 1740 зольность составляет 1,74% (в США это соответствует цельнозерновой ржаной муке)” .
На фото: ржаная цельнозерновая мука
Зола, которая осталась после сжигания образца муки - это преимущественно минеральные вещества. Если сжечь 50 гр. муки высшего сорта, горстка золы будет совсем небольшой, если сжечь такое же количество цельнозерновой муки - горстка золы будет побольше, просто потому в ней больше минеральных веществ,а именно они составляют золу.
Зольность является очень важным показателем для пекаря, потому что говорит сразу о нескольких вещах:
- О степени помола муки, то есть, о том, что у нас принято называть сортом (если обобщенно говорить).
- О том, как активно будет бродить тесто: чем больше в муке минеральных веществ, которые в том числе являются пищей для дрожжей и способствуют развитию молочнокислых бактерий, тем активнее в нем происходит брожение. Кроме того, чем больше в муке грубых частиц, богатых минеральными веществами, тем больше в ней и микроорганизмов, которые также влияют на брожение, делая тесто активнее. Грубая мука богата ферментами, которые расщепляют крахмал на простые сахара, что тоже делает тесто более активным, поскольку повышает содержание естественных сахаров в тесте.
- О том, что тесто из муки с высокими показателями зольности будет иметь более высокую кислотность (накопит больше кислоты).
Вместе с тем, зольность не дает нам представления о содержании белка в муке, а это для нас, пекарей, тоже довольно важный показатель, который, впрочем, иногда мало о чем говорит, потому что на деле оказываются важнее свойства клейковины, нежели цифры на пачке, которые всегда имеют одно значение - пресловутые 10,3%.
Согласно характеристикам свойств каждого сорта муки, все же, мы можем на что-то рассчитывать.
- Например, что в пшеничной муке высшего сорта с белком 10,3% содержание сырой клейковины - около 28%, а ее зольность - 0,55. Но те, кто долго и активно пекут и используют муку разных производителей, знают, что мука муке рознь, и одна будет по ощущениям более сильной и влагоемкой, а другая будет давать более интересную структуру мякишу, бродить быстрее или медленнее. Если исходить из показателей зольности и количества клейковины, наша “вышка” соответстует европейкой муке с типа 550 - это мука общего назначения.
- Для пшеничной муки первого сорта характерна зольность 0,75, она по цвету более кремовая, содержание сырой клейковины не менее 30%. Обратите внимание, сырой клейковины больше, но ведет себя эта мука не так гладко и удобно, как “вышка”, часто плывет и дает нестабильный результат, иногда к ей надо приспособиться, чтобы начало получаться что-то внятное!
- Второй сорт имеет зольность 1,25 содержание сырой клейковины 25%. Мука этого сорта редко встречается на прилавках и доступна в основном производствам. Часто ее советуют заменять смесью в разных пропорциях вышки и цельнозерновой пшеничной муки, но я не уверена, насколько это корректная и равноценная замена.
- Обойная мука имеет зольность около 2,0 и содержание клейковины (не белка, а клейковины!) 20%. Белка в обойной муке больше, чем в той же “вышке”, да не весь он участвует в образовании клейковины.
- На прилавках еще можно встретить муку сорта “Экстра”, она еще более тонкая, чем вышка, еще более светлая, ее зольность 0,45, а содержание клейковины - 28%.
Зольность крупы и муки из цельного зерна и Sekowa
На фото: ржаная крупа для восстановления закваски Sekowa и сама закваска
Отдельно хочу остановиться на зольности крупы и у муки из цельного зерна. Несмотря на то, что и то, и другое получено из одного и того же пшеничного зерна, зольность крупы будет выше, то есть, при сжигании она оставит больше золы, чем мука и это, в общем-то, понятно: условия для всех одинаковые, но крупа имеет более грубую фракцию и горит не так быстро, как мука. Почему я вообще об этом вспомнила? Потому что многие из тех, кто читают этот блог, пекут на , для восстановления которой нужна крупа из цельного зерна, именно крупа, а не мука! И если раньше я не понимала, зачем именно крупа, просто знала, что с мукой результат может быть не стабильным, то сейчас стало понятно! Более высокая зольность способствует более высокой кислотности теста, а кислотность крайне важна для стабильности закваски, по сути - это ее иммунитет. Sekowa стабильная, но тоже живая, и ей также нужно накопить кислот, чтобы не позволить развиться патогенной флоре, благополучно дойти до пика и остаться в этом состоянии (до скончания веков). Такие вот пироги:)
До скорого, друзья, пекте, экспериментируйте, удачного вам хлеба!
Добываемый в Украине уголь характеризуется высокой зольностью, поэтому не может напрямую использоваться ни в энергетической, ни в коксохимической отраслях. Свыше 90% добываемого угля перерабатывается на обогатительных фабриках. Однако многие угледобывающие предприятия находятся далеко от фабрик. Для обогащения угля непосредственно на шахтах располагаются поверхностно-технологические комплексы. О новых технологиях, призванных повысить эффективность работы поверхностных комплексов, рассказала заместитель директора "УкрНИИуглеобогащение" Людмила Морозова в ходе конференции "Перспективы развития угольной промышленности".
В 2010 г. в Украине было добыто 75.1 млн т рядового угля, зольность которого составила 39.9%. Из этого объема на углеобогатительных фабриках переработано 69.1 млн т, или 92%. Выпуск товарной продукции составил 41.676 млн т, в т.ч. для энергетики - 24.699 млн т (зольность - 19.9%), коксования - 16.976 млн т (9.0%). Без обогащения отгружено 6 млн т угля с зольностью 33.8%.
В нынешнем году зольность добываемого угля практически не снизилась, и по итогам 8 мес. составила в среднем 39.7% . За январь-август 2011 г. в Украине было добыто 55.06 млн т рядового угля, в т.ч. предприятиями Минэнергоугля - 25.53 млн т (зольность - 39.9%).
"Естественно, уголь с такой зольностью не может быть напрямую использован ни энергетикой, ни, тем более, коксохимической промышленностью. По требованиям энергетиков зольность угля не должна превышать 27%, коксохимиков - 8.4%. Поэтому в основном весь уголь подвергается переработке на обогатительных фабриках", - отметила Л.Морозова.
По словам Л.Морозовой, повышенная зольность угля негативно влияет на финансовое состояние угледобывающих предприятий: растут непроизводственные транспортные затраты на перевозки от шахты к фабрике, снижается выпуск товарной продукции обогащения, сокращаются объемы реализации угольной продукции.
Некоторые обогатительные фабрики расположены достаточно далеко от шахт. Из 87 шахт, добывающих энергетический уголь в Украине, только 35 находятся вблизи обогатительных фабрик и технологически с ними связаны. Из 23 шахт, добывающих уголь для коксования, только 4 шахты связаны конвейерным трактом с действующими ОФ. Поэтому непосредственно на шахтах размещаются поверхностно-технологические комплексы для обогащения угля.
По словам Л.Морозовой, на этих комплексах работает около 5.4 тыс человек, из них 2 тыс заняты породовыборкой и углевыборкой. Каждый породовыборщик за смену удаляет около 1.8 т породы, однако за счет этого зольность угля снижается всего лишь на 0.8%.
"Для улучшения качества угля необходимо повысить эффективность работы поверхностно-технологических комплексов", - подчеркнула Л.Морозова. С этой целью институтом "УкрНИИуглеобогащение" разработаны новые технологические схемы, которые могут применяться на разных шахтах - в зависимости от гранулометрического состава углей, распределения породных фракций по классам крупности, механической прочности и обогатимости углей.
Если угли содержат незначительное количество сростков уголь-порода, достаточно механизированной ручной выборки породы на ленточном конвейере с перекидным шибером, управляемым дистанционно с поста оператора. Более совершенной является созданная институтом "УкрНИИуглеобогащение" породовыборочная машина, которая находится на стадии опытного образца. При существенных отличиях механической прочности угля и породы рациональнее применять метод избирательного дробления с помощью устройства для удаления породных примесей и посторонних предметов (УПП-50).
Для углей легкой и средней обогатимости, имеющих влажность не выше 6-7%, можно использовать сухой метод обогащения с применением пневматических сепараторов. При этом зольность угля доводится до уровня товарной продукции. Для углей с большей влажностью необходимо применять технологию отсадки. Для углей трудной и очень трудной обогатимости предлагаются тяжелосредные сепараторы.
Институтом "УкрНИИуглеобогащение" определены шахты, где целесообразно применение тех или иных технологий снижения зольности угля, рассчитаны затраты на их внедрение и ожидаемый технологический и экономический эффект.
Так, установка механизированной выборки породы предлагается к использованию на шахтах "Булавинская", "Ольховатская", "Полтавская" (ГП "Орджоникидзеуголь"), "Фащевская" (ГП "Луганскуголь"), "Карбонит", "Горская" (ГП "Первомайскуголь"), "Крепинская" (ГП "Антрацит"), "Харьковская" (ГП "Свердловантрацит"), имеющих суммарный объем добычи 1465 тыс т. При внедрении технологии будет достигнуто снижение зольности добываемого угля на 3-5%, увеличение реализационной стоимости товарного угля на 27 млн грн, снижение эксплуатационных затрат на 2.2 млн грн, сокращение транспортных расходов на 1 млн грн. Ожидаемый экономический эффект - 29.4 млн грн.
Технология избирательного дробления на установке УПП-50 может применяться на шахтах "Октябрьский Рудник" (ГП "ДУЭК"), "Енакиевская" (ГП "Орджоникидзеуголь"), "Золотое", "Тошковская" (ГП "Первомайскуголь"), им. Капустина, "Привольнянская", "Новодружевская" (ОАО "Лисичанскуголь"), "Шахта "Надежда" (ГП "Львовуголь"), где имеются существенные отличия в механической прочности угля и породы. Использование УПП-50 позволит снизить зольность рядового угля на 3-5%, отказаться от ручной выборки породы, уменьшить эксплуатационные расходы на 3.4 млн грн, транспортные расходы - на 1.96 млн грн. Улучшение качества конечной продукции обеспечит увеличение ее реализационной стоимости суммарно на 14.2 млн грн. За вычетом капитальных затрат, расчетный экономический эффект в целом по группе указанных шахт составит 17.61 млн грн.
Пневматическая сепарация предлагается для шахт "Холодная Балка", "Бутовская" (ГП "Макеевуголь"), "Вергилевская", "им. XIX съезда КПСС" (ГП "Луганскуголь"), "Хрустальская" (ГП "Донбассантрацит"), "Енакиевская", "Булавинская", "Полтавская" (ГП "Орджоникидзеуголь"), "Алмазная" (ООО "ДТЭК Добропольеуголь") для углей класса крупности 6-13 мм, 6-50 мм. При зольности рядового угля 48.5% возможно ее снижение на 21% и получение концентрата с зольностью 27.5%. Затраты на внедрение установок оцениваются в 138 млн грн, ожидаемый суммарный экономический эффект - 136.6 млн грн.
Тяжелосредные сепараторы могут применяться на шахтах "Алмазная", "Новодонецкая" (ООО "ДТЭК Добропольеуголь"), "Заря" (ГП "Снежноеантрацит") с общим объемом добычи 1510 тыс т в год. Предполагается получить 1072 тыс т товарной продукции (выход 71%), зольность рядового угля снизится на 13.6%. Реализационная стоимость обогащенной угольной продукции увеличится на 81.1 млн грн. Транспортные расходы на перевозку угля от шахты до обогатительной фабрики снизятся на 18.9 млн грн в год.
Малооперационная установка УВЕВ-150М для обогащения угля в отсадочных машинах обеспечивает получение сортового топлива. Эта установка предлагается для использования на шахтах "Коммунарская" (ш/у "Донбасс"), им.Кирова (ГП "Макеевуголь"), "№1/3 Новогродовская" (ГП "Селидовуголь"), "Краснокутская" (ГП "Донбассантрацит"), "им. Мельникова" (ОАО "Лисичанскуголь"). Производительность обогатительной установки УВЕВ-150М - 150 т/ч. При зольности исходного угля 30-52%, зольность товарной продукции составит 25.0%, влажность товарной продукции - не более 9.0%, зольность отходов - 80.0%. Капитальные затраты на внедрение установки оцениваются в 29.9 млн грн. При суммарном годовом объеме добычи рядового угля 2046 тыс т ожидается повышение реализационной стоимости на 130.0 млн грн, снижение транспортных расходов на 37.4 млн грн. Срок окупаемости капитальных затрат составит 2.3 года.
Предлагаемые технологии снижения зольности угля на поверхности шахт
| Вариант технологии | Параметры и условия применения |
| 1. Механизированная выборка породы из угля класса крупности +100 мм или +50 мм на ленточном конвейере с перекидным шибером, управляемым дистанционно с поста оператора. | Производительность по классу крупности +50 мм - до 15 т/ч, по классу +100 мм - до 12-15 т/ч, по классу крупности +100 мм - до 12 т/ч. Скорость ленты конвейера - 0.4 м/сек. Отсутствие сростков уголь-порода. Достаточное рабочее освещение. Изготавливается по индивидуальному заказу. |
| 2. Механизированная выборка породы из угля класса крупности +100 мм с одновременным отсевом класса крупности 0-100 мм - с применением породовыборочной машины МПВ конструкции ГП "УкрНИИуглеобогащение". | Наличие надрешетных продуктов +100 мм в питании - до 15% выхода. Машина МПВ находится на стадии опытного образца. |
| 3. Избирательное дробление класса крупности +100 (+50) мм с одновременным отсевом класса крупности 0-100 (0-50) мм на устройстве УПП-50 в комплексе с просеивающим модулем МОМ или без него. | Достаточная контрастность механической прочности угля и породы. Производительность по рядовому углю - до 500 т/ч. УПП-50 может применяться как на поверхности шахт, так и в комплексе углеобогатительной фабрики. |
| 4. Избирательное дробление класса крупности +100 (+50) мм с одновременным отсевом мелкого класса крупности в барабанном грохоте-дробилке БГД (зарубежный аналог - дробилка "Брэдфорд"). | Контрастность механической прочности уголь-порода. Производительность по рядовому углю - до 400 т/ч. Применение на поверхностном комплексе шахт и на обогатительных фабриках - равноценное. |
| 5. Углеобогатительная установка (индивидуальная) с обогащением методом отсадки угля класса крупности 0.5-50 мм и флотацией шлама для коксования. | Производительность по исходному углю - не менее 600 тыс т в год (до 120 т/ч) с возможным повышением до 1000 тыс т (до 200 т/ч). Для угля легкой и средней обогащенности. |
| 6. Углеобогатительная установка (индивидуальная) с обогащением угля класса крупности 0.5-25 (50) мм с измельчением до 0-25 (50) мм в тяжелосредных гидроциклонах с магнетитовой суспензией и флотацией шлама для коксования. | Производительность по исходному углю - не менее 600 тыс т в год (до 120 т/час) с возможным повышением до 1000 тыс т (до 200 т/ч). Для угля трудной и очень трудной обогатимости. |