Geum.ru

Donetsk compartment of shevchenko scientific society

Вид материалаДокументы

Содержание


Резерви вугілля для коксува
Таблиця 1. Характеристика роботи вуглезбагачувальних фабрик у 2003 році [4].
Одиниця виміру
В тому числі
Зольність за ЗФ Мінпаливенерго
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


За потужністю поклади розподіляють залежно від можливості використання різноманітних технологічних засобів для видобування корисних копалин і кількості одночасного відроблювання уступів – для пологих родовищ або виймальних західок – для нахилених і крутих. При цьому виділяють поклади:

– надто малої потужності, коли дійсна потужність m (по перпендикуляру від кровлі до підошви) менша за 4 м, а розробка ведеться спеціальною технікою одним уступом;

– малої потужності (m = 4...20 м); розробка пологих родовищ ведеться одним уступом, а нахилених і крутих – однією західкою;

– середньої потужності (m = 21...60 м); розробка ведеться двома уступами, а нахилених і крутих – двома західками;

– потужні (m = 61...90 м); розробка ведеться трьома уступами, а похилих і крутих – трьома західками;

– надзвичайно потужні (m> 91 м).

Наведена класифікація покладів за потужністю дає можливість поряд з міцністю порід попередньо оцінювати спосіб складування порід розкриву у виробленому просторі кар’єру або переміщення їх у зовнішні відвали, проводити вибір типу виймального обладнання та розміщення транспортних комунікацій для перевезення гірських порід. При цьому потужність порід розкриву приймається аналогічною значенням потужності покладів корисних копалин.

Для планомірної розробки порід і раціонального використання обладнання кар’єрне поле у геологічному перерізі розділяють на окремі виїмкові шари, у більшості випадків – горизонтальні. Тому їх і називають горизонтальними. Виймання шарів проводять послідовно з верху до низу, незалежно від напрямку напластування порід. Можлива кількість шарів залежить від глибини і розмірів кар’єру у плані. Потужність шарів по глибині кар’єру може бути різною. При формуванні декількох шарів формуються уступи. Кількість їх у перерізі кар’єрного поля залежить від потужності покладу, кута його падіння, труднощів розробки порід, типу застосованого гірничотранспортного обладнання.

Іноді при пологих і похилих покладах розробку ведуть пологими (до 8-10º) і похилими (11-30º) шарами різної потужності, що залежить від потужності пластів та перекриваючих порід. Окремі пласти розроблюють за напластуванням порід послідовно один за одним. В окремих випадках розробку крутоспадаючих покладів і однорідних кам’яних масивів можна проводити крутопохилими (31-56º) шарами. Це дозволяє забезпечити більш круті укоси робочих бортів кар’єру і знизити завдяки цьому поточні обсяги розкривних робіт. Однак при такій технології суттєво ускладнюються розкриття робочих горизонтів і транспортування гірських порід, потрібна чітка залежність виконання видобувних і розкривних робіт.

Для керування режимом гірничих робіт глибокі та надто глибокі кар’єрні поля поділяються на етапи, під якими розуміються об’єми гірської маси, що знаходяться поміж суміжними межами тимчасово неробочих бортів. Етапи формуються у межах кар’єрного поля як у плані, так і за глибиною. Технологічно управління об’ємами виймання порід розкриву при поетапній розробці здійснюється шляхом збільшення кутів укосу робочих і тимчасово неробочих бортів кар’єру. Підтримання виробничої потужності кар’єра припускає ціленаправлений розвиток зони поглиблення в одному із торців кар’єрного поля з мінімальною потужністю перекриваючих порід, а також зони посування з прискореним переміщенням фронту гірничих робіт у верхній частині робочої зони уздовж простягання пластів корисних копалин.

На підставі вивчення праць Є.Ф. Шешка, М.В. Мельникова, В.В. Ржевського, О.І. Арсентьєва, К.А. Кумачова, В.Я. Маймінда, М.Г. Новожилова і В.С. Хохрякова та використовуючи накопичений досвід проектування і відробки родовищ, особливо похилих та крутих, запропоновано уніфікувати відомі класифікації способів розкриття і систем розробки родовищ за ознакою розвитку і механізації гірничотранспортних робіт як єдиної гірничотранспортної системи (табл. 2) [11,12].

Запропонована класифікація будується на основі системного аналізу, що розглядає кар’єр як складну сукупність ведення виймальних робіт і транспортування гірських порід на поверхню. Динаміку їх переміщення у просторі кар’єрного поля можна подати у вигляді гірничотранспортної системи, під якою розуміється установлений порядок виконання підготовчих, розкривних і видобувних робіт до кінцевої глибини з поетапним уведенням різних видів транспорту, що сумісно забезпечують безпечне економічне та найбільш повне виймання корисних копалин. При цьому в усіх класах системи присутнє певне виймальне обладнання, а ефективність відкритої розробки суттєво залежить від наявності чи відсутності кар’єрного транспорту для переміщення порід розкриву поряд із повсюдним використанням його на добувних роботах, при зниженні яких до існуючих схем трас розкривних виробок додатково вводяться нові. Відповідно до вищенаведених значень кутів залягання покладів отримали аналогічну назву і кути нахилу виїмкових шарів, а також виробок розкриття, що призначені для певних видів транспорту. Основне цільове призначення класифікації – не тільки наочне ознайомлення з можливим варіантом розвитку відкритих гірничих робіт але й вибір з множини комбінацій найбільш економічних, які відповідають гірничо-геологічним і гірничотехнічним умовам.


Різноманітність гірничогеологічних умов, в яких будуються й експлуатуються кар’єри, широкий вибір гірничотранспортного обладнання та галузі його використання дають змогу вважати обґрунтованим розподіл гірничотранспортних систем на три основні групи з виділенням характерних підгруп і рівнів класифікації. Вивчення питань розробки покладів показує, що формування робочої зони на повну глибину кар’єру з переміщенням її уздовж пласта корисної копалини і утворенням виробленого простору по кінцевому положенню кар’єрного поля відповідає групі суцільних систем при розробці в основному пологих родовищ. У той же час є позитивний досвід відробки похилих і крутих покладів з переміщенням порід розкриву у вироблений простір безтранспортним способом або із застосуванням конвеєрів, автосамоскидів та залізничних потягів.

Група заглиблювальних систем характерна тільки для похилих, крутопохилих і крутих родовищ, при розробці яких робоча зона розвивається углиб кар’єрного поля, вироблений простір несформований. Змішана група систем використовується, в основному, при розробці розосереджених покладів складної будови або виділенням кар’єру першої черги з частковим утворенням виробленого простору. У даних групах кар’єрний транспорт використовують повсюдно для переміщення як корисних копалин, так і порід розкриву. У таких умовах глибина кар’єру є визначальною для класифікації гірничотранспортних систем за ознакою виду транспорту. При цьому у залежності від щільності гірських порід, глибини розробки і площі кар’єру використовують різноманітні види транспорту як самостійно, так і у комбінаціях між собою. Так, використання автомобільного і залізничного транспорту може бути з прямою формою траси по окремих або групових траншеях тільки на верхніх горизонтах, стрічкових конвеєрів або скіпових підйомників, розміщених у похилих траншеях або шахтних стволах – з глибоких горизонтів. Складна форма траси характерна для автомобільного і залізничного транспорту під час руху по загальних траншеях на глибину до 200... 350 м, а також стрічковим конвеєром у зигзагоподібних траншеях. У міру поглиблення фронту гірничих робіт траса розкривних виробок у верхній частині кар’єру залишається без зміни або ж реконструюється, систематично доповнюється відповідним розвитком у глибинній частині.

Представлена у такий спосіб класифікація гірничотранспортних систем кар’єру дає можливість упорядкувати у єдиному сполученні основних елементів гірничих, транспортних і підготовчих робіт, створити методику економіко-математичного моделювання багатоваріантної системи розробки кар’єру. Внаслідок цього суттєво спрощується не тільки обізнаність про розвиток кар’єру, його вивчення в навчальному процесі але й вибір оптимального напрямку переміщення відкритих розробок при проектуванні й експлуатації протягом усього терміну їх існування. Наведені поняття і термінологія апробовані при проектуванні, запроваджені на вітчизняних залізорудних і флюсових кар’єрах, затверджені Мінпромполітики України [15].


ЛІТЕРАТУРА:

  1. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Ч.1.: Учебник для Вузов / Новожилов М.Г., Кучерявый Ф.И., Хохряков В.С. и др. – М.: Недра, 1971. – 512 с.
  2. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Ч.2. Учебник для Вузов / Новожилов М.Г., Хохряков В.С., Пчелкин Г.Д. и др.: – М.: Недра, 1971. – 552 с.
  3. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.1.: Учебник для Вузов. – М.: Недра. 1985. – 500 с.
  4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.2. Учебник для Вузов. – М.: Недра, 1985. – 549 с.
  5. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология механизации и организации открытых горных работ: Учебник для Вузов. – М.: МГИ, 1992. – 464 с.
  6. А.С. СССР № 805771. Способ рекультивации карьера внутренними отвальным уступом. Е 21С41/00 / Дриженко А.Ю., Просандеев Н.И., Мартыненко В.П. и др. Заявл. 13.04.79. №2750653/22-03 Опубл. 30.04.81, бюл.№16.
  7. А.С. СССР № 1303715. Способ открытой разработки крутопадающих месторождений. Е 21С41/00 / Дриженко А.Ю., Богданов В.М. Заявл. 24.04.85 Опубл. 15.04.87, бюл. №14.
  8. Дриженко А.Ю. Восстановление земель при горных разработках. – М.: Недра. 1985. – 240 с.
  9. Богданов В.М. Разработка методики обоснования параметров поэтапного развития глубоких карьеров крутыми слоями: Дис... канд. техн. наук: 05.15.03 – Днепропетровск, 1989. – 110с.
  10. Вскрытие глубоких горизонтов карьеров / Дриженко А.Ю., Мартыненко В.П., Симоненко В.И. и др. – М.: Недра, 1994. – 289 с.
  11. Дриженко А.Ю. Об унификации способа вскрытия и систем открытой разработки месторождений полезных ископаемых // Горный инф.-аналит. бюл. – М.: МГТУ. -1998.- №5.- С. 81-86.
  12. Мартыненко В.П. Научное обоснование и разработка экологически ориентированных технологий горных работ на железорудных горно-обогатительных комбинатах: Дис... д-ра техн. наук: 05.15.03 – Днепропетровск, 1999. – 344 с.
  13. Бизов В.Ф., Дриженко А.Ю. Відкриті гірничі роботи : Підручник для ВНЗ. Кр. Ріг : – Мінерал, 2004. – 341 с.
  14. Симоненко В. И. Технологические основы разработки нерудных месторождений с внутрикарьерным складированием отходов горного производства: Дис... д-ра техн. наук: 05.15.03 – Днепропетровск, 2004. – 467 с.
  15. Положення про проектування внутрішнього відвалоутворення та складування відходів виробництва в залізорудних і флюсових кар’єрах / Керівник А.Г. Шапар. – Мінпромполітики України. Кр. Ріг.: Мінерал. 2004. – 50 с.


ББК 35.512.3

Віктор САРАНЧУК,

доктор технічних наук, Інститут

фізико-органічної і вуглехімії НАН України

Ігор АРОВІН,

ТОВ «Дослідне виробництво»


РЕЗЕРВИ ВУГІЛЛЯ ДЛЯ КОКСУВАННЯ


Збагачення вугілля – сукупність процесів механічної і хімічної обробки його для видалення мінеральних домішок, що потрапили у вугілля при видобутку і транспортуванні. Метою збагачення коксівного вугілля є отримання якісних компонентів шихти для коксування з певним вмістом вологи, мінеральних речовин і сірчистих сполук, хорошими коксівними властивостями. Як правило вологість, зольність і сірчистість кам’яновугільної шихти не перевищує таких значень: Wz = 9,0%, Ad = 8%, Sdt = 1,60%. Крім того, вихід летких речовин не повинен перевищувати Vdaf = 28% і показник спікливості у має бути не менше у = 16мм [1, 2].

За 10 років з 1989 по 1999 р. зольність рядового вугілля, яке видобувається в Україні зросла з 36,5 до 37,6%. При цьому засмічення вугілля породою збільшилося на 3%, зольність вугілля, що відвантажується шахтами – на 5,2% (з 18,9 до 24,1%) [3]. Зниження постачання коксівного вугілля супроводжувалось зростанням його зольності. Збільшення зольності рядового коксівного вугілля в 1997 році досягло в середньому 8-10%, що обумовило зниження виходу концентрату на 10-20% (з 68 до 50%) і підвищення його зольності в середньому на 1% (з 8,0% в 1992 р. до 9% в 1998 р.).

На початок 2004 року в Україні діяла 61 вуглезбагачувальна фабрика, їх сумарна річна виробнича потужність – 147,8 млн. т. В складі Мінпаливенерго знаходилося 43 фабрики з встановленою потужністю 92,6 млн. т., чотири з яких практично не працюють, 16 вуглезбагачувальних фабрик потужністю 46,55 млн. т. знаходяться в оренді, і дві фабрики потужністю 8,7 млн. т. працюють у складі Авдіївського і Макіївського КХЗ [4].

Збагачувальні фабрики побудовані 20-75 років тому і мають середній вік 45 років. Технологія збагачення відображає рівень техніки вказаного періоду і відрізняється тільки в специфіці схем переробки конкретної сировини. Всі фабрики, які збагачують вугілля для коксування, мають глибину збагачення 0 мм і використовують флотацію для збагачення шламу. Крупні класи вугілля збагачуються, як правило, відсадкою (клас 0,5-13мм) і важкосередовищною сепарацією (клас крупніше за 13мм).

Енергетичне вугілля і антрацити збагачуються за тією ж технологією. На сьогодні в Україні існують наступні співвідношення методів збагачення: відсадка – 71,3%; важкі середовища – 19,0%; флотація – 9,0%; гідроциклони та ін. – 0,7%. Таке співвідношення методів збагачення загалом відповідає світовим тенденціям, однак, відрізняється меншою питомою вагою застосування важкосередовищних гідроциклонів в порівнянні з Австралією, ПАР і США.

За потужністю в Україні переважають фабрики, розраховані на переробку від 1,5 до 3,0 млн. т. (середня потужність
2,42 млн. т.)

У табл. 1 представлені основні якісно-кількісні характеристики роботи вуглезбагачувальних фабрик України у 2003 році. Видобуте вугілля охоплене переробкою на 91%, а виробничі потужності фабрик використані тільки на 49,8%. Фабрики Мінпаливенерго відвантажували вугілля для енергетики зольністю – 24,7%, на коксування – 8,2%. Сумарна зольність відходів, що характеризує ефективність збагачення, становила 73,8%.

Таблиця 1. Характеристика роботи вуглезбагачувальних фабрик у 2003 році [4].

Показник
Одиниця виміру
Коксівне вугілля
Енергетичне вугілля

Антра­цити

Всього

Видобуток
млн.т.
39,63
24,21
17,12
80,96

Переробка на фабриках
млн.т.
30,9
16,85
17,12
73,60

В тому числі:















на фабриках Мінпаливенерго
млн.т.
17,54
8,63
16,56
42,73

на арендованих фабриках
млн.т.
17,08
8,22
0,56
25,86

на фабриках КХЗ
млн.т.
5,01
-
-
5,01

Охоплення видобутого вугілля переробкою

%
100,00
69,6
100,0
91,0

Зольність за ЗФ Мінпаливенерго















-видобутого вугілля

%
37,2
40,1
35,8
37,8

-товарного вугілля
%
8,2
19,9
17,9
16,4

-відходів збагачення
%
73,3
74,6
74,5
73,8

Ступінь використання виробничих потужностей фабрик

%
61,7
40,2
41,1
49,8

В тому числі ЗФ Мінпаливенерго
%
52,4
46,7
41,0
51,4