Обогатительная фабрика «Антоновская» как один из основных элементов угледобывающего комплекса

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра разработки пластовых  месторождений

 

Государственный экзамен  по специальности 090200 – «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», специализации 090201 – «Подземная разработка пластовых месторождений»

 

Тема: «Обогатительная фабрика  «Антоновская» как один из основных элементов угледобывающего комплекса»

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк,

 

Содержание:

 

1. Социально-экономические  и технические предпосылки создания  обогатительной фабрики нового  поколения

Неотъемлемой и основной частью угледобывающего комплекса является предприятие, осуществляющее обогащение и переработку добытого полезного ископаемого.

В настоящее время  торговать высококачественной угольной продукцией стало выгодно, поэтому особое внимание уделяется углеобогатительным фабрикам, причем таким фабрикам, которые отвечают требованиям по безопасности производства и экологии, однако, в то же время, лаконичных в строительстве.

Такие углеобогатительные фабрики называют фабриками нового поколения. Обогатительная фабрика «Антоновская» является первенцем предприятий нового поколения.

В разработке технологических  схем участвовала компания «СЕТКО». Годовая мощность фабрики 3 млн. т  по переработке рядовых углей  марок «ГЖ» и «Ж».

Необходимо отметить две особенности при проектировании фабрики «Антоновская».

Во-первых (как уже  отмечалось выше), новые фабрики  в Кузбассе не проектировались более 10 лет. Последняя крупная фабрика  ЦОФ «Кузбасская» была сдана в эксплуатацию в 1990 г., но за этот же период на действующих фабриках проектировщиками и эксплуатационниками был внедрен ряд ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий (ЦОФ «Абашевская», ЦОФ «Кузбасская», ЦОФ «Беловская»). В 1997 г. на ЦОФ «Кузбасская» были внедрены осадительно-фильтровальные центрифуги «Декантер» для обезвоживания зернистых гдламов и микроники до влажности 16-18%. Это позволило фабрике значительно снизить нагрузку на термическую сушку, самую дорогую и потенциально опасную составляющую процесса обогащения. На ЦОФ «Абашевская» доказана возможность эффективной сухой классификации рядовых углей по зерну 3-4 мм на грохотах типа «Ливелл». В результате были созданы предпосылки для проектирования принципиально нового предприятия, фабрики нового поколения и части технологического процесса, обеспечения безопасных условий эксплуатации, минимального воздействия на окружающую природную среду.

Вторая особенность - необходимость существенного снижения трудоемкости строительства. Фабрику необходимо было построить за 18 месяцев (вместо привычных 4-5 лет), кроме того, строительные решения должны были быть такими, чтобы в период эксплуатации не создавать проблем в части дорогостоящих ремонтов (что характерно практически для всех без исключения фабрик Кузбасса), и быть удобными для обслуживающего персонала.

Шахтоуправление «Антоновское»  выбрало в качестве генерального проектировщика институт «Гипроуголь» и полностью доверило реализацию проекта не опекая по мелочам, при этом четко выполняя все свои договорные обязательства. Финансирование проекта было практически безупречно.

Промплощадка фабрики  расположена в районе города Новокузнецка, генеральный план промплощадки приведен в приложении 1. Общий вид главного и инженерно-лабораторного корпусов представлен на рис.1.

Идея строительства  собственной фабрики у инвестора возникла по двум причинам:

- первая - стоимость услуг обогащения рядовых углей на фабриках;

- вторая - действующий фонд углеобогатительных фабрик Кузбасса требует обновления, поскольку большинство фабрик морально и физически устарело и в ближайшие годы понадобиться принципиальная модернизация или строительство новых предприятий. Практически все фабрики введены в эксплуатацию в пятидесятые и шестидесятые годы. С 1993 г, в России закрыто 33 устаревших убыточных углеперерабатывающих предприятия.

Все основные технические  решения по ОФ «Антоновская» были обстоятельно обсуждены и приняты инвестором, проектировщиком и поставщиком импортных технологий и оборудования на стадии разработки ТЭО строительства с достаточно детальной проработкой и согласованы со всеми инспектирующими организациями Кемеровской области, что позволило одновременно с согласованиями выполнять рабочую документацию по отдельным этапам строительства.

Технологические, экологические  и конструктивные параметры фабрики:

• технологическая схема принята однопоточная с гидравлической отсадкой класса 3-75 мм, обогащением класса 0,1-3 мм в спиральных сепараторах и флотацией класса 0-0,1 мм с предварительной инспекцией на негабариты по классу +200 мм и додрабливанием угля до 75 мм;

-на фабрике установлено как отечественное, так и импортное оборудование, сочетание которого позволило отказаться от термической сушки товарной продукции - самого энергоемкого и экологически вредного процесса;

-для складирования и усреднения рядовых углей и товарной продукции приняты укрытые неотапливаемые напольные склады емкостью по 30 тыс. куб. м с естественным удалением метана, что обеспечивает безопасные условия эксплуатации и предотвращает загрязнение промплощадки пылью;

-водно-шламовая схема замкнута в пределах главного корпуса фабрики через ленточные пресс-фильтры, что исключает необходимость строительства наружных гидротехнических сооружений;

-компоновка оборудования фабрики выполнена по принципу комплектно-блочного метода строительства без межэтажных перекрытий в зданиях ангарного типа с мостовымиранами, на фабрике нет ни одного железобетонного перекрытия;

-строительная часть выполнена в металлических каркасах с трехслойными металлическими панелями полной заводской готовности, что превращает строительство в основном в монтажную площадку, за исключением тоннелей под складами и фундаментов;

- конвейерные галереи  приняты арочного типа из сборных  трехслойных металлических панелей  и сборных керамзитобетонных  лотков, монтируемых по металлическим балкам. Конвейеры приняты в подвесном исполнении, что значительно увеличивает срок службы лотков и сокращает расход воды на уборку;

- бытовое обслуживание  трудящихся принято в АБК фабрики.

Основные проектные  технико-экономические показатели обогатительной фабрики «Антоновская» приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Основные проектные технико-экономические показатели

Наименование показателей	Величина
Годовой объем переработки, тыс. тонн	3000
Срок строительства, месяцев	18
Объем зданий фабрики, тыс. куб. м	241
Максимальная тепловая нагрузка, Гкал	3,41
Длительный максимум электрической нагрузки, час.	3660
Расход воды на хоз-питьевые нужды в сутки, куб.м	59
Численность трудящихся, человек	180

 

Автоматизированная система  управления технологическим оборудованием ОФ «Антоновская», разработанная совместно с НИЦСУ (г. Новокузнецк), представляет собой двухуровневую систему контроля и управления.

Нижний уровень состоит  из трех достаточно автономных систем оперативно-диспетчерского управления основными технологическими комплексами (АСОДУ):

- АСОДУ технологическим комплексом приемки, подготовки и складирования углей;

- АСОДУ технологическим комплексом обогащения рядовых углей и складирования концешрата и породы;

- АСОДУ технологическим комплексом погрузки концентрата.

Каждая из этих систем обеспечивает контроль и диагностику  состояния поточно-транспортного оборудования и агрегатов, дистанционное и автоматическое управление (включение, выключение и переключение) поточно-транспортным оборудованием. При этом отображение оперативному персоналу информации и регистрация результатов контроля, диагностики и управления осуществляется как в обобщенном виде, так и с требуемой степенью детализации.

На верхнем уровне систем автоматизируются:

- контроль и анализ состояния отдельных технологических комплексов, и прогнозирование результатов их функционирования по данным, поступающим из систем нижнего уровня;

-контроль текущих изменений условий по поставкам сырья II отгрузке концентрата;

-обобщенное представление информации о результатах контроля, анализа и прогнозирования;

-оперативная согласованная коррекция плановых заданий им режимные параметры технологических процессов каждого из комплексов для систем нижнего уровня.

Каждая система нижнего  уровня включает в свой состав:

-программные микропроцессорные контроллеры, обеспечивающие прием аналоговых сигналов измерительной информации от датчиков технологических параметров и дискретных сигналов о состоянии оборудования и агрегатов из локальных релейно-контакторных систем управления, формирование дискретных и аналоговых сигналов управления локальными релейно-контакторными системами и регулируемыми приводами, реализуя функции дистанционного и автоматического управления оборудованием и агрегатами и регулирования технологических процессов;

- рабочие станции, реализуемые на персональных ЭВМ, обеспечивающие контроль и диагностику состояния оборудования и агрегатов, технологических процессов, обобщенное и детальное представление информации оператору технологического комплекса, интерфейса с оператором в процессе управления комплексом, формирование и передачу в контроллер команд управления оборудованием и агрегатами, заданий на регулируемые технологические параметры.

Верхний уровень системы  реализуется на рабочей станции  главного диспетчера, обеспечивающей:

- обмен информацией с АСОДУ отдельными технологическими комплексами;

- ведение общесистемной базы данных.

Нижний уровень систем автоматизации реализован на программируемых контроллерах типа CS1 фирмы OMRON, верхний уровень - на IBM PC с использованием SCADA - пакета RealFlex.

Обмен данными между  рабочими станциями и контроллерами технологических комплексов, весовьгх систем и АСУ производством осуществляется по стандартной компьютерной оптоволоконной сети.

Обогатительная фабрика  «Антоновская» успешно эксплуатируется 2 года и можно констатировать следующее:

-освоены проектные показатели как по часовой, так и по суточной производительности 500 т и 10000 т соответственно и все проектные решения полностью оправдались;

-впервые в России построено предприятие нового поколения с ресурсосберегающей технологией с глубиной обогащения 0,0 мм в условиях Сибири без термической сушки, что для углей марок «ГЖ и «Ж» с выходом летучих веществ 38 - 39% очень важно в части безопасности;

-доказана возможность строительства мощного предприятия в сжатые сроки (18 месяцев) при параллельном с согласованиями ТЭО строительства выполнении рабочей документации;

-разработан ряд новых уникальных технических решений, которые могут быть использованы при проектировании и строительстве новых обогатительных фбрик (арочные галереи с подвешенными конвейерами, укрытые склады напольного типа, отсутствие промежуточных железобетонных перекрытий и др.);

На фабрике нет проблем с удалением метана, поскольку нет ни одной аккумулирующей емкости, способствующей накоплению метана. Принято решение об отсутствии в проекте  бункеров и силосов и переходе на напольные укрытые склады как для рядовых углей, так и для товарной продукции с естественным проветриванием.

Загрузка складов осуществляется двухбарабанными разгрузочными тележками конструкции института «Гипроуголь», а выгрузка - качающимися питателями, при этом «мертвая зона» угля (по мере необходимости) перемещается в зону разгрузки бульдозером.

Реализована двухуровневая  система оперативно-диспетчерского управления, обеспечивающая контроль и диагностику состояния технологического оборудования и поточно-транспортной системы.

Необходимо подчеркнуть, что основным достоинством фабрики является отсутствие в технологическом процессе термической сушки концентрата. Фактические колебания влажности в отгрузке даже ниже, чем на фабриках Кузбасса с термической сушкой. На фабрике нет проблем с метаном, поскольку отсутствуют закрытые емкости для угля, а укрытые склады очень хорошо естественно проветриваются, при этом влажность концентрата снижается. При погрузке концентрата в железнодорожные полувагоны нет пыления, характерного для фабрики с термической сушкой, поскольку микроника имеет несколько повышенную влажность. Успешно работает схема альтернативной флотации, хотя фабрика оборудована пневмомеханической флотомашиной. Наладка технологической и водношламовой схем продолжалась около двух месяцев и сегодня фабрика работает устойчиво, обеспечи-мая качество товарной продукции по зольности, влажности и мластометрии в полном соответствии требованиям потребителей, чему способствует наличие укрытого склада товарной продукции емкостью натрое суток.