Принципы проектирования углеобогатительных фабрик

Исследование условий совместного или раздельного обогащения осуществляется путем построения суммарных характеристик обогатимости отдельных компонентов, входящих в состав смеси.

Для оценки обогатимости приняты методы суммирования выходов фракций одинаковых удельных весов, путем суммирования выходов равнозольных элементарных слоев, а также по кривой Манера, связывающей суммарный выход фракций с их средневзвешенной зольностью.

Эти методы позволяют оценить обогатимость смеси углей, составленную в определенной пропорции.

Суммарные характеристики, полученные различными методами, достаточно близки одна к другой и для решения практических задач можно пользоваться любой из них.

 

2. Технологическая схема  и оборудование обогатительной  фабрики 

2.1 Технологическая схема обогащения  углей.

Выбор глубины и методов обогащения произведен на основе данных о гранулометрическом (таблица 2) и фракционном (таблица 3) составе угля. /7,9-10/.

Таблица 2 - Гранулометрический состав углей (с учетом дробления)

Классы, мм	Марка Ж		Марка ГЖ
	g, %	Аd, %	g, %	Аd, %
1	2	3	4	5
+13 3-13 0,1-3 0-0,1	62,0 62,0 36,2 1,8	34,7 34,7 9,3 19,0	25,4 36,8 32,2 5,6	32,4 19,0 11,3 16,1
Итого	100,0	25,2	100,0	19,8

 

Таблица 3 - Фракционный состав углей по машинным классам

Плотность, кг/м3	Марка Ж				Марка ГЖ
	кл. +3 мм		кл. 0,1-3 мм		кл. +3 мм		кл. 0,1-3 мм
	g, %	Аd, %	g, %	Аd, %	g, %	Аd, %	g, %	Аd, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
-1500 1500-1800 +1800	56,3 1,1 42,6	4,6 42,1 74,2	92,4 1,4 6,2	4,7 37,0 76,1	73,9 3,6 22,4	5,4 37,1 85,3	90,9 2,2 6,9	5,0 37,0 85,9
Итого	100,0	34,7	100,0	9,6	100,0	24,5	100,0	11,3

 

Анализ качества показывает, что уголь всех классов крупности имеет зольность выше требуемой, следовательно уголь всех классов необходимо обогащать. Сравнительно низкую (9-11%) зольность имеет кл. 0,1-3 мм, что характерно для всех углей Байдаевского района. Суммарная зольность кл. 0-3 мм составит 10-12%. Однако присадка всего объема кл. 0-3 мм к товарному концентрату позволит получить зольность его не ниже 9,5%, что в условиях современного рынка коксующихся углей с точки зрения обеспечения достаточного уровня конкурентоспособности неприемлемо.

Таким образом, в схеме предусмотрено выделение сухого отсева (кл. 0-3 мм) с присадкой части его к концентрату. Подтверждением целесообразности введения такой операции является опыт работы ЦОФ «Абашевская».

Исходя из данных о распределении угля по фракциям различной плотности, обогатимость углей обеих марок и указанных классов крупности легкая (показатель обогатимости менее 5).

Глубина обогащения на фабрике принята 0 мм.

В качестве метода для обогащения угля кл. +3 мм принята гидравлическая отсадка. Отсадка - довольно простой в регулировке и эксплуатации метод обогащения, не требующий применения вспомогательных материалов. Принятая к установке на ОФ импортная отсадочная машина имеет высокую эффективность разделения. Улучшение параметров разделения в импортных машинах связано с изменением режима пульсации от синусоидального к так называемому аддитивному. Аддитивным ходом пульсации значительно продлевается состояние динамического равновесия, а следовательно и продолжительность разрыхления в отсадочной постели (с 0,4 до 2 секунд), в результате улучшается «чистота» продуктов разделения. Следует также учесть, что с использованием метода отсадки работают ближайшие обогатительные фабрики, перерабатывающие аналогичное сырье: ЦОФ «Абашевская» и ЦОФ «Кузнецкая».

Уголь кл. 0,1-3 мм имеет легкую обогатимость, в связи с чем для обогащения его приняты спиральные сепараторы.

Спиральные сепараторы в России и за рубежом широко применяются для обогащения углей указанной крупности. Исходя из многолетнего опыта эксплуатации спиральные сепараторы признаны как наиболее экономичные и эффективные аппараты для обогащения мелкого угля и крупнозернистых шламов (кл. 0,1-3 мм), то есть для частиц, которые являются «трудными» для отсадки и флотации и поэтому теряются с отходами.

Для обогащения угля кл. 0-0,1 (0,2) мм применена флотация.

Следует отметить, что при выборе границ крупности машинных классов и методов обогащения учитывался опыт работы многих зарубежных и отечественных обогатительных фабрик. Из отечественных ОФ детально изучен опыт работы ЦОФ «Абашевская», ЦОФ «Кузбасская», успешно внедривших спиральные сепараторы.

Установленное на фабрике обезвоживающее оборудование позволяет максимально удалять влагу механическим способом, в связи с чем на фабрике не предусмотрена термическая сушка угля. Суммарная влажность концентрата при этом на уровне 8,5-9%.

Технологическая схема комплекса по обогащению предусматривает последовательное или совместное обогащение углей марок ГЖ и Ж и включает следующие операции:

- классификацию исходного угля на классы +200 мм, 75-200 
мм и 0-75 мм;

-отгрузку кл.+200 мм (порода  и посторонние предметы) в отвал;

• дробление угля кл.75-200 мм;
• складирование угля (раздельно по маркам);

- классификацию угля по ситу 3 мм;

- обогащение угля кл.3-75 мм в отсадочной машине с выделением концентрата и отходов;

- обезвоживание концентрата отсадки;

- обезвоживание отходов отсадки;

- классификацию мелкого угля по зерну 0,1 (0,2) мм;

- вторичную классификацию слива по зерну 0,04 мм;

- обогащение угля кл.0,1 (0,2) - 3 мм в спиральных сепараторах с выделением концентрата и отходов;

- обезвоживание концентрата спиралей;

- обезвоживание отходов спиралей;

- флотация илов с выделением концентрата и отходов;

- обезвоживание флотоконцентрата;

- сгущение отходов флотации; обезвоживание отходов флотации;

- складирование концентрата (раздельно по маркам); погрузку концентрата;

- погрузку отходов.

В узле углеподготовки угля перед обогащением предусмотрена установка отечественного грохота ГИСТ-72, оборудованного ситами 200 и 75 мм.

Основная цель установки грохота - механизация выделении из угля посторонних предметов. Согласно данным исследований максимальная крупность угля, поступающего из шахты, составляет 200 мм, а отдельные куски крупнее 200 мм Представлены «чистой» породой. Выбор размера нижнего сита 75 мм определен исходя из возможности поставки товарищи продукции ОФ на экспорт.

На фабрике предусмотрен замкнутый водно-шламовый цикл без использования наружных гидротехнических сооружений, отходы флотации после сгущения обезвоживаются на неточном фильтрпрессе и затем складируются совместно с крупной и мелкой породой на сухом отвале, либо, в зависимости от зольности, могут «присаживаться» к концентрату.

Мощность фабрики определена 3,0 млн. тонн в год по рядовому углю.

Режим работы принят: 300 рабочих дней в год, 6000 машинных часов в год, 2 смены в сутки по 12 часов каждая.

Часовая производительность по фабрике - нормальная, определенная исходя из заданной производственной мощности и принятого режима работы, и расчетная, определенная с учетом коэффициента неравномерности Кн=1,25 - принятая для выбора оборудования, приведены в таблице 4.

 

Таблица 4 - Нормальная и расчетная почасовая производительность

Наименование	Часовая производительность, т
	Нормальная	Расчетная
По «сухому» углю По «влажному» углю	465 500	581 625

 

При расчете часовой производительности по «сухому» углю влажность принималась на уровне фактической - 7%. Интенсивность отгрузки концентрата 1000 т/час.

 

2.2 Основное технологическое оборудование

Выбор оборудования произведен исходя из годового объема переработки 3000 тыс. т угля в год и расчетной часовой производительности 625 т (по влажному углю).

Узел углеподготовки оснащен отечественным оборудованием. Оборудование главного корпуса принято импортной поставки.

Применение импортного оборудования позволило гарантировать надежную работу всех узлов фабрики, получать стабильные параметры при работе обогатительных, обезвоживающих и других аппаратов, сниженные расходы электроэнергии, исключить термическую сушку продуктов обогащения.

В основном оборудование скомпоновано в одну секцию.

Обогащение углей марок ГЖ и Ж предусмотрено производить последовательно, в результате выпускается концентрат двух марок. В случае необходимости возможно производить смещение концентрата.

В сводном виде перечень устанавливаемого оборудования приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Основное технологическое оборудование

Наименование операции	Тип оборудования	Нагрузка на операцию, т/ч	Количество, шт.
Углеподготовка
Классификация угля, выборка посторонних предметов	Грохот ГИСТ-72, сита 200 мм, 75 мм	600	2
Дробление угля класса 75-200 мм	Дробилка ДКУ1-М	120	2
Главный корпус
Сухая классификация по 3 мм	Грохот типа «Ливелл»	581	2
Обогащение угля класса +3мм	Отсадочная машина типа Алминерал	459	1
Обезвоживание концентрата отсадки	Грохот	373	2
Обезвоживание концентрата класса 2,0-25 мм	Центрифуга типа HSG-1100	226	2
Обезвоживание отходов отсадки	Грохот ГИСЛ-62УК	154	1
Классификация шламов	Блок гидроциклонов	1500	2х7
Классификация слива	Блок гидроциклонов	960	42
Обогащение угля класса 0,1-3 мм	Блок спиральных сепараторов трехзаходных	140	3х6
Сброс илов	Сито дуговое	400	6
Обезвоживание концентрата спиральных сепараторов	Центрифуга типа Н-900	129	2
Обезвоживание отходов спиралей	Грохот высокочастотный ИРИЗ	13	1
Флотация илов	Флотомашина пневмомеханическая шестикамерная	52	1
Обезвоживание флотоконцентрата	Центрифуга типа «Декантер»	46	2
Сгущение отходов флотации	Сгуститель	1050	1
Обезвоживание отходов флотации	Фильтр-пресс ленточный типа Феникс	7	2

 

2.3 Основные технические  и компоновочные решения технологического комплекса

В состав техкомплекса ОФ входят следующие объекты основного производственного назначения:

• блок углеприемных ям и углеподготовки;
• склад рядового угля;
• главный корпус;
• склад концентрата;
• здание приводных станций конвейеров концентрата;
• погрузочный пункт;
• пункт укатки угля в вагонах;
• бункеры породы;
• инженерно-лабораторный корпус;
• тоннели и галереи конвейерного транспорта.

Проектом приняты следующие основные решения по производственным зданиям и сооружениям:

• компоновка основных цехов фабрики-углеподготовки и главного корпуса - выполнена применительно к комплектноблочному методу строительства: приняты здания ангарного типа без межэтажных перекрытий, под оборудование предусмотрены индивидуальные опорные металлоконструкции, не связанные, как правило, с конструкциями наружного каркаса, что резко сокращает распространение вибрации;
• склады рядового угля и концентрата конструктивно аналогичны и представляют собой здания стрельчатого типа пролетом 36 м с покрытиями из металлических панелей. Хранение угля предусматривается в напольных емкостях, без бункеров; верхняя часть складов - неотапливаемая, подвальная часть (тоннели) - отапливаемая;

- все  здания  фабрики  оборудованы  грузоподъемными средствами (мостовые и подвесные краны, тали), монтажными площадками и воротами для въезда автотранспорта;

- предусмотрена мокрая уборка производственных помещений и гидросмыв просыпей в конвейерных галереях, со сбором стоков в системы производственной канализации, с замыканием их в пределах технологической схемы;

- крепление средней  части ленточных конвейеров в галереях принято в подвесном исполнении, к балкам конструкций покрытия, что позволяет упростить операцию гидросмыва просыпей с конвейеров и предотвратить разрушение конструктива полов галерей.

Технические и компоновочные решения по отдельным объектам

 

 

 

Блок углеприемных ям и углеподготовки

Углеприемные ямы предназначены для разгрузки автосамосвалов г,п. 42 т (по углю - 30 т), доставляющих уголь с шахт-поставщиков. Для взвешивания автосамосвалов устанавливаются автомобильные весы.