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

Контроль производится непосредственно в потоке, на ленточных конвейерах. В качестве средств контроля приняты приборы, поставляемые институтом ИОТТ (г. Люберцы, Московской обл.):

• измеритель зольности угля в потоке «Канал» - 10 шт;
• измеритель влажности автоматический «ИВА-1» - 10 шт.

Дистанционная передача показаний приборов производится операторам центрального пульта управления и погрузки (для товарной продукции).

Оперативный контроль качества путем проведения экспресс-анализов фракционного состава принят для продуктов обогащения отсадки и спиральной сепарации в целях определения засорения, потерь и их соответствия нормативным показателям.

Для проведения экспресс-анализов предусматривается оборудованное помещение в составе главного корпуса.

 

Химическая  лаборатория

Для определения  всех необходимых показателей качества исходного угля, продуктов обогащения и товарной продукции для коммерческих расчетов, в составе фабрики предусматривается химлаборатория.

В состав химической лаборатории входят следующие помещения:

• комната приема проб;
• проборазделочная;
• аналитическая;
• кабинет зав. химлабораторией
• кладовая.

 

3 Решение  экологических проблем в проекте  обогатительной фабрики

 

 

Проблема экологии и негативного воздействия на окружающую среду углеобогатительных фабрик встала остро еще несколько десятков слет назад. Однако, в пятидесятых, стояла задача любой ценой обогреть страну и обеспечить промышленность металлом при минимуме капитальных затрат.

Кузбасс постепенно начал  заполняться шахтерскими поселками с террикониками, гидроотвалами, термическими сушилками с трубами отходящих газов но, как это ни странно, в то же время эти сооружения отражали динамику развития промышленности и были ее неотъемлемыми элементами.

Шестидесятые  и семидесятые годы характеризуются  уже более пристальным отношением к вопросам экологии, появляются многоступенчатые системы газооочисток, плоские породные отвалы размещаются вне населенных пунктов на нарушенных другими производствами территориях, большая часть оборотной воды обогатительных фабрик осветляется внутри зданий фабрик, но все-таки гидроотвалы по-прежнему строятся.

В эти годы в Кузбассе создаются лучшие углеобогатительные фабрики.

Для всех этих фабрик характерно при проектировании уделять внимание вопросам совершенствования всех отдельных, но традиционных элементов технологии и охраны окружающей среды, но именно элементов, без новых базовых идей.

Постепенно  накопленный опыт эксплуатации и проектирования позволил ко многим вопросам подходить нетрадиционно, и в первую очередь это относится к технологии обогащения углей, гидроотвалам и термическим сушкам.

Так, базовым предприятием по вопросу усовершенствования технологии и ликвидации гидроотвала отходов углеобогащения стала ЦОФ «Беловская».

Впервые в  практике углеобогащения Кузбасса ЦОФ  «Беловская» была переведена на полностью  замкнутую в пределах сооружений фабрики водно-шламовую схему. Согласно проекту для обезвоживания отходов флотации в отдельном здании были установлены 3 ленточных пресс-фильтра фирмы «WEMCO» (Англия) с шириной полотна 2,6 метра. Обезвоженный кек вывозится автотранспортом и складируется совместно с отходами гравитации на «сухом» отвале.

Отделение ленточных  фильтр-прессов на ЦОФ «Белой екая» находится в эксплуатации более 10 лет, схема работоспособна. Гидроотвал отходов флотации в настоящее время рекультивируется и через несколько лет на месте гидроотвалп будет естественный ландшафт.

В настоящее время  гидроотвалы отходов флотации и шламовые отстойники в проектах новых фабрик не предусматриваются. Так, построены фабрики «Антоновская», «Бачатская-Энергетическая», «Заречная», «Красногорская».

Замкнули водно-шламовые схемы ЦОФ «Абашевскаи», ЦОФ «Кузбасская», планируют построить новые цехи ленточных пресс-фильтров, ЦОФ «Березовская» и ГОФ «Тому синская», ГОФ «Чертинская».

На сегодня  в Кузбассе находятся в эксплуатации 15 ленточных пресс-фильтров различных изготовителей и в основном работают успешно («Андриц» - Австрия; WEMCO - Англия; «Феникс» - США).

Кстати, ленточные  пресс-фильтры повышают технологическую дисциплину предприятия, поскольку зольность кека легко контролируется.

Вопрос рекультивации  гидроотвалов, к которому рано и поздно придут все действующие предприятия, не так уж прост.

Обогатительная  установка на базе спиральных сепараторов на борту гидроотвала так же не была принята, поскольку более 2/3 угля в виде слива классификационных циклонов, не подлежащих обогащению на спиралях (0-150 микрон), должно вновь возвращаться в тот же гидроотвал, либо в другую емкость (а это уже нонсенс), постепенно будет нарастать циркуляционная нагрузка микроники, да и выход концентрата в любом случае составит ориентировочно 15-20%.

Более логично  было бы обогащать весь уголь из тех зон гидроотвала, где зольность до 35-40%, но здесь уже требуется флотация и фильтрация, что неприемлемо ни по стоимости, ни мо эксплуатационным затратам для сезонной, и, тем более, капитальной установки.

Для ЦОФ «Беловская»  принят и согласован с экологами вариант «сухой» рекультивации. После строительства специальной фильтрующей дамбы в нижнем бьефе плотины гидроотвала вода будет постепенно сброшена через фильтровальную дамбу и выемка зон, пригодных для обогащения, будет осуществляться экскаватором с последующим вывозом автотранспортом на промплощадку фабрики. Через специальный зумпф материал будет поступать в главный корпус на классификационные циклоны, пески будут обогащаться на спиральных сепараторах, слив 0-150 мк будет обогащаться по действующей схеме фабрики с флотацией, обезвоживанием флотоконцентрата на вакуум-фильтрах, термической сушкой, то есть с основным потоком.

Параллельно с выемкой шлама будет осуществляться засыпка и планировка поверхности гидроотвала породой от гравитационного обогащения и порода будет закрываться растительным грунтом с последующим посевом трав и кустарников.

Время, необходимое для  рекультивации, и объем «угольных  зон» уточняется в первый год реализации проекта, то есть в 2003 году. В теплый период 2003 года установка успешно прошла испытания и переработала более 80 тыс. тонн угольного шлама с гидроотвала.

ЦОФ «Беловская», как  и в случае установки ленточных пресс-фильтров, вновь стала первым предприятием в Кузбассе, грамотно выполняющим рекультивацию гидроотвала отходов флотации.

Необходимо  отметить, что двух одинаковых гидроотвалов не существует, поэтому решение по рекультивации каждого гидроотвала должно приниматься после тщательного изучения проблемы.

И это проблема достаточно привлекательная, так как в гидроотвалах находятся десятки миллионов тонн угля, пригодных для реализации.

Термическая сушка продуктов обогащения еще совсем недавно считалась обязательной при обогащении коксующих ся углей до «0» и это не смотря на проблемы безопасной эксплуатации и загрязнения воздушного бассейна.

Ужесточались  требования экологов и инспекций Росгортехнадзора, соответственно и усложнялись сушильно-топочные отделения фабрик.

Но любые  усложнения, как правило, не приносят ощутимых положительных результатов, термическая сушка как была, так и остается дорогостоящим проблемным процессом.

Детальное изучение сырьевых баз обогатительных фабрик, проектируемых институтом «Гипроуголь» в течение 5 - 6 лет, совместная работа с обогатительными фабриками «Абашевская», «Кузбасская», «Беловская» позволили найти ряд технических решений по существенному сокращению объема концентратов, подвергающихся термической сушке, а в отельных случаях исключить этот процесс из технологии вообще. /10/

Значительный  вклад в решение этой проблемы сделан на ЦОФ «Кузбасская», причем пересмотрен был весь технологический процесс, особенно водношламовая схема, установлено высокоэффективное обезвоживающее оборудование.

В результате влажность материала, поступающего на сушку, с 18--20% была снижена до 11-12%./10/

Практически на любой из действующих углеобогатительных фабрик имеется возможность снизить нагрузку на 30-10% по испаряемой влаге, а на ряде фабрик можно отказаться от термической сушки вообще.

Обезвоживание продуктов  обогащения принято на трех типах центрифуг, то есть по трем классам крупности для достижения максимальной эффективности обезвоживания. Технологическая схема проектировалась с учетом максимального удаления влаги с продуктов обогащения механическим путем, до влажности, не требующей термической сушки. Когда дело касается переработки углей с выходом летучих веществ до 39%, технологическая схема, не предусматривающая термической сушки, крайне эффективна в части обеспечения безопасных условий эксплуатации фабрики.

За весь период стабильной работы влажность концентрата в отгрузке достигала 8,5%, сочетание укрытых складов, сухого отсева и интенсивного механического обезвоживания оказалось достаточно для устойчивой работы фабрики без термической сушки. Более того, практически полностью отсутствует проблема с пылью и метаном. Напольные укрытые склады конструктивно очень просты, не требуют существенных затрат на их поддержание в рабочем состоянии. Однако, наличие таких сладов приводит к необходимости использования напольной техники для зачистки так называемых «мертвых зон», величина которых напрямую зависит от самотечности угля, прогнозировать которую практически невозможно, но совершенно очевидно, что при применении бункеров или силосов в данном проекте проблемы разгрузки были бы значительно сложнее и решать бы их пришлось с помощью ручного труда и значительных простоев.

Необходимо отметить положительный опыт эксплуатации ленточных  конвейеров в подвесном исполнении.

Водно-шламовое хозяйство  фабрики в соответствии с проектом работает в замкнутом цикле, наружных гидросооружений нет, осветление оборотной воды осуществляется в одном радиальном сгустителе диаметром 20 метров. Однако при дальнейшем проектировании аналогичных фабрик без наружных гидросооружений целесообразно устанавливать два радиальных сгустителя, второй из которых должен позволять оперативно реагировать на сбои в работе сгустителя.

Необходимо  отметить факт: лучшие технико-экономические показатели имеют те предприятия, которые оказывают наименьшее вредное воздействие на окружающую природную среду. Так, например, по сравнению с аналогичными по мощности действующими предприятиями ОФ «Антоновская», запроектированная без гидроотвала, без термической сушки и с укрытыми угольными складами имеет численность трудящихся в 2 раза меньше, расход тепла на отопление в 3 раза меньше, расход электроэнергии - на 30% меньше.

Укрытые напольные  склады рядовых углей и товарной продукции безусловно являются одним из существенных элементов охраны окружающей природной среды, они предотвращают загрязнение воздушного и водного бассейнов. Принимая во внимание сравнительно невысокую стоимость их строительства (по сравнению с силосами и бункерами) при обеспечении большой емкости (30-50 тыс. тонн), представляется целесообразным рекомендовать в проектах новых и конструируемых фабрик рассматривать применение укрытых напольных складов.

 

5 Основные объекты обогатительной  фабрики «Антоновская»

5.1 Главный корпус (основной цех) ОФ

Применение современных  технологий обогащения угля и высокопроизводительного оборудования, замыкание водно-шламового цикла в пределах зданий, использование металлических конструкций для каркаса здания и стеновых ограждений позволяют «собрать» весь технологический процесс включая углеподготовку, обогащение, обезвоживание всех продуктов обогащения и отходов флотации (либо высокозольную микронику) в одном корпусе - основном цехе за пределами которого остаются только склады рядовых углей и товарной продукции, а также погрузочный пункт угля в железно дорожные полувагоны.

Следует отметить, что  на современных фабриках отсутствует наружная промканализация. Сроки строительства углеобогатительной фабрики в целом определяет именно главный корпус.

Поскольку сроки  строительства фабрики определяются сроками строительства главного корпуса, при проектировании и строительстве ОФ «Антоновская» были приняты нетрадиционные решения:

- инженерная  геология была выполнена под рабочую документацию, что позволит практически параллельно с ТЭО выполнять рабочую документацию;

• компоновка технологического оборудования была принята с учетом оптимального размещения его в части обеспечения минимальных перепадов, компактности, удобства по обслуживанию, но и с учетом конструктивно независимого размещения технологических модулей друг от друга, что исключает возможность распространения вибрации и позволяет, в случае необходимости, оперативно производить замену оборудования, либо технологического модуля в целом;
• металлический каркас здания главного корпуса не связан с металлическими технологическими блоками и может строиться с опережением на 4 - 6 месяцев по сравнению с традиционными решениями, то есть задолго до завершения разработки технологических чертежей по главному корпусу, тепловой контур уже может быть готов, оборудован мостовым краном и весь монтаж технологических этажерок и оборудования происходит оперативно и в комфортных условиях;
• отсутствие межэтажных перекрытий (отметок) позволяет упростить процесс уборки помещения и сократить численность обслуживающего персонала в 3 раза по сравнению с традиционными многоэтажными фабриками;
• минимальное количество окон в верхней части здания с устройством обслуживающих площадок к ним позволит поддерживать чистоту, упростит замену и ремонт окон, кроме того, в летний период окна могут использоваться для вентиляции.