Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка научных основ повышения эффективности проектных решений для углеобогатительных фабрик в условиях изменчивой сырьевой базы

Диссертация: Разработка научных основ повышения эффективности проектных решений для углеобогатительных фабрик в условиях изменчивой сырьевой базы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В этих условиях, особенно учитывая специфику угледобычи горного предприятия и зависимость качества сырья от геолого-генетических характеристик месторождения, у обогатительной фабрики возникает естественное желание обезопасить экономические параметры предприятия от возможной изменчивости отдельных показателей, способных нарушить технологический процесс. На практике это достигается созданием запаса… Читать ещё >

Содержание

  • 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
  • 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБОГАЩЕНИЯ СМЕСИ РАЗЛИЧНЫХ УГЛЕЙ
    • 2. 1. Обзор и анализ основных характеристик параметров, влияющих на обогащение
    • 2. 2. Генетические факторы нестабильности качества исходного угля для обогащения
      • 2. 2. 1. Влияние минерализации
      • 2. 2. 2. Влияние петрографических характеристик
      • 2. 2. 3. Влияние распределения плотности
      • 2. 2. 4. Обогатимость
    • 2. 3. Технологические факторы колебания параметров и свойств обогащаемого угля
      • 2. 3. 1. Связь горно-добычных работ с технологией последующего обогащения
      • 2. 3. 2. Влияние многокомпонентности и структурной схемы потоков
      • 2. 3. 3. Неравномерность скорости подачи питания и степени его разбавленности
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СОВОКУПНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ
    • 3. 1. Технологические схемы обогащения
    • 3. 2. Место и роль отдельных операций технологической схемы фабрики в конечном результате обогащения
      • 3. 2. 1. Влияние параметров процесса на эффективность работы гидроциклонов
      • 3. 2. 2. Влияние параметров процесса на эффективность работы тяжелосредных сепараторов
      • 3. 2. 3. Влияние параметров процесса на эффективность работы отсадочных машин
      • 3. 2. 4. Влияние параметров процесса на эффективность флотации. 103 3.3. Критерии оценки влияния изменчивости параметров на загрузку и результат единичной операции обогащения
  • 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПИТАНИЯ НА КОНЕЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ
    • 4. 1. Условия максимальной эффективности обогащения
    • 4. 2. Обеспечение максимальной однородности обогащаемых продуктов (гомогенизация)
    • 4. 3. Оптимизация нагрузки оборудования по основным технологическим операциям
    • 4. 4. Стабилизация параметров водно-шламовой схемы фабрики
    • 4. 5. Увеличение номенклатуры и объема производства качественной продукции
  • 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ (НА УРОВНЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ) ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ
  • ВЫВОДЫ

Разработка научных основ повышения эффективности проектных решений для углеобогатительных фабрик в условиях изменчивой сырьевой базы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Известно, сколько внимания уделяется при проектировании обогатительной фабрики исследованию сырьевой базы, ситовому и фракционному составу, распределению петрографических компонентов по фракциям различной плотности, твердости (с позиций шламообразования), определению нагрузки на единичные технологические операции, структуре и техническим характеристикам и т. п., что в конечном итоге характеризует предприятие, как целевой объект функционального назначения.

Принято считать, что отклонение от подобранной технологии чревато негативными последствиями, связанными с уменьшением количества и качества производства фабрикой основного углеобразующего продукта — концентрата, и ведет к снижению экономической эффективности. В этом не трудно убедиться, проведя оценку влияния снижения на 1% выхода концентрата на объем реализации предприятия со средней производительностью.

Вместе с тем, на обогатительную фабрику, например ГОФ «Коксовая» может поступать разовый уголь от 6 (шахты Коксовая, Калинина, Дзержинскаяразрезы — Краснобродский, Междуреченский, Томусинский) до 15 (ЦОФ «Березовская») и даже более поставщиков.

В этих условиях, особенно учитывая специфику угледобычи горного предприятия и зависимость качества сырья от геолого-генетических характеристик месторождения, у обогатительной фабрики возникает естественное желание обезопасить экономические параметры предприятия от возможной изменчивости отдельных показателей, способных нарушить технологический процесс. На практике это достигается созданием запаса технологической прочности в виде использования коэффициента запаса мощности в 10−20% ко всему определяющему оборудованию, что естественно приводит к увеличению капитальных затрат.

В условиях борьбы за снижение себестоимости обогащения и обеспечения возможно более высокой прибыли от производства ценной продукции, становится не безразличным оправданность этих затрат. Стоимость увеличения запаса мощности можно сравнить с альтернативным решением, например, шихтовкой рядового угля перед поступлением на фабрику или с другими изменениями самой технологии, адекватно учитывающими происходящие изменения в сырье.

Особое значение проблема взаимосвязи сырьевой базы и технологии обогащения приобретает в случае принятия решения о замене сырьевой базы существующего предприятия и степень готовности его к достижению высокой эффективности процесса. Особую остроту эта задача приобрела в период реструктуризации угольной промышленности, когда стали массово закрываться, так называемые, не перспективные шахты и обогатительные фабрики, лишенные традиционных поставщиков под которых они были спроектированы. Оказалось, что переработка так называемых непроектных углей на фабрике требует решения практических задач обеспечения максимальной эффективности обогащения при минимальных затратах и приспособления фабрики к новым условиям эксплуатации.

Проведенные исследования показали, что практически все углеобогатительные фабрики, в той или иной мере страдают от влияния изменчивости сырьевой базы. В рамках настоящей работы предпринята попытка определить, какие параметры питания и в какой степени оказывают наибольшее влияние на технологию обогащения, с тем, чтобы при проектировании новых фабрик создать наибольший запас прочности на определяющих участках технологического процесса и для повышения эффективности работы существующих предприятий, помочь определиться с основными направлениями реконструкции и инвестициями в технические решения и оборудование, способствующими адаптации фабрики к новым условиям. Как видно, такой подход способен обеспечить большие дивиденды от повышения устойчивости и надежности техноло6 гии в условиях непостоянства сырьевой базы, а также меняющихся требований рынка к номенклатуре товарных продуктов обогащения.

С точки зрения практики проектирования, знание реакции технологии обогащения на изменчивость сырьевой базы, позволяет осуществить более дешевое проектирование с гарантированным запасом мощности обогатительной фабрики и оборудования, обеспечивает получение продукции неизменно высокого качества и в количествах достаточных для эффективного функционирования предприятия независимо от изменений, происходящих у поставщиков рядовых углей.

Учитывая многообразие факторов, влияющих на конечные результаты обогащения, наиболее полная их оценка может осуществляться применительно к конкретным условиям определенного объекта. В связи с этим в исследовании для придания ему адресности, сделан акцент на угли разреза Красногорский, отрабатывающего 15 угольных пластов на геологических участках Сибиргин-ский и Кийзакский в Южном Кузбассе, условно отнесенных по степени метаморфизма и характеристикам свойств к марке А.

ВЫВОДЫ.

В диссертационной работе исследуется важная проблема повышения эффективности обогатительных фабрик путем совершенствования и оценки процесса обогащения на предприятиях по технологиям переработки угля с широким диапазоном изменения свойств, поступающих из многочисленных шахто-пластов.

На основании выполненных исследований сделаны следующие выводы:

1. Одной из основных причин сокращения объемов применения обогащения углей и, как следствие этого, падения потребительских свойств угольной продукции является снижение эффективности обогащения (качества и выхода концентрата) в условиях кардинального изменения сырьевой базы и несоответствия технологий существующих фабрик и оборудования условиям экономичной переработки нового сырья.

2. В условиях рынка, допускающего возможность замены поставщиков сырья и изменения требований к качеству выпускаемой продукции, определяющим условием высокой результативности работы фабрики становится гибкость технологической схемы, способной адекватно реагировать на неустойчивость сырьевой базы и требования потребителя. В этом случае, увеличение технологической надежности фабрики должно учитываться на стадии проектирования предприятия в виде соответствующих коэффициентов запаса мощности.

3. Исследованы генетические и технологические факторы нестабильности характеристик рядового угля, оказывающие влияние на совокупный результат обогащения.

Показано, что в качестве основных дестабилизирующих факторов технологии переработки выступают во всех технологических переделах гомогенность питания, равномерность подачи и содержание (свойства) шламообра-зующих фракций.

4. Разработан метод графо-аналитического исследования взаимосвязи определяющих параметров обогатимости путем компьютерного построения и анализа пространственных поверхностей отклика в координатах: суммарная зольность всплывших фракций, классы крупности и плотность разделения.

5. На примере обогащения рядовых углей разреза Красногорский, представленных пластами с широким диапазоном различия свойств по метаморфизму, распределению содержания продуктовых фракций по классам крупности и склонности к шламообразованию, впервые детально исследованы отличия в технологии эффективной переработки шихт с различным долевым участием компонентов.

Показано, что наиболее высокую результативность обогащения можно ожидать от реализации в проекте технологии и оборудования, ориентированных не на гипотетический средний продукт и среднее сырье, а от рассчитанных на некоторые предельно неблагоприятные условия переработки по питанию.

6. Выявлена роль шламов в процессе обогащения углей всех классов крупности. Показано, что шламы дестабилизируют технологию обогащения в значительной степени сильнее, чем предполагалось ранее и это обстоятельство должно учитываться на стадии проектирования фабрик.

Разветвленные технологии с развитой схемой глубокого обогащения мелочи и замкнутым водно-шламовым циклом для обеспечения гарантированно высоких показателей обогащения требуют более высокого запаса мощности в цикле переработки мелочи.

7. Обоснованы методы нейтрализации воздействия изменчивости питания процессов и аппаратов обогащения на конечные результаты переработки.

Для реализации их на уровне проектных решений разработаны рекомендации и предложения по обеспечению условий максимальной эффективности.

129 обогащения и производства угольной продукции с высокими потребительскими свойствами в заданном диапазоне изменения свойств сырья.

8. Промышленная реализация основных положений диссертационной работы осуществлена в проектах действующих предприятий ЦОФ «Кузбасская», ОФ «Листвянская», ОФ разреза «Томусинский», ОФ разреза «Сибиргинский», а также использована при проектировании строящихся углеобогатительных фабрик нового поколения, отличающихся низкой себестоимостью переработки, высокой экологичностью и стабильностью — ОФ шахты им. С. М. Кирова, ОФ шахты «Обуховская-1» и второй очереди ЦОФ «Кузбасская» .

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Е. и др. Практические основы формирования новой системы углепользования России. // Энергетическая политика 1998. — Выпуск 4−5. -с. 49−54.
  2. А.С. Народнохозяйственный ущерб от ухудшения качества энергетических углей и эффективности их обогащения. // Электрические станции 1983. — № 9. — с. 2−4.
  3. Техника и технология обогащения углей (Справочное пособие под ред. В. А. Чантурия и А.Р. Молявко) / М.: Наука, 1995. — 622 с.
  4. Ed. Joseph, W. Leonard, Ill-Littleton Colorado.: Society for mining, metallurgy end exploitation, Coal Preparation, Inc. 113 lp.
  5. Э. и др. Петрология углей— М.: Мир, 1978. — 555 с.
  6. Г. П., Дебердеев И. Х., Линев Б. И. К вопросу увеличения эксплуатационных характеристик углеобогатительных фабрик. // Уголь -1999. -№ 3. с. 74−76.
  7. Rudd D. F., Watson С.С. Strategy of Process Engineering, John Wiley & Sons, New York, 1968.- 350 p.
  8. Galvin K.P. and Waters Assessing the Need for Automatic control in Coal Preparation Plant, Coal Preparation, 1986, v 3, pp. 155−169.
  9. Swanson A.R., Galvin K.P. The Quantification of an Overdesign Factor for Coal Preparation Plants, Coal Preparation, Vol. 1, pp. 93−110.
  10. Swanson A.R., Drummond R., Galvin K.P. Impact of Coal Variability of Plant Operations and Design, XIII ICPC, Brisbane, Australia, 4−10 October, 1998, Proceedings, Vol. 2, pp. 895−905.
  11. Blagov I.S., Deberdeev I.H. The Investigation of the Effect of Natural Coal Properties on Their Floatability, Coal Science, GEA, August 15−19, 1983, Pittsburgh, pp. 268−271.
  12. И.В., Броновец Т. М. Марочный состав углей и их рациональное использование. М.: Недра, 1994. — 254 с.
  13. Геология месторождения угля и горючих сланцев. М.: Государственное научно-техническое издательство по охране недр. 1962 (т. 2 и т. 10), 1963 (т. 1 и т. 8), 1965 (т. 3), 1967 (т. 4), 1968 (т. 6), 1969 (т. 7), 1973 (т. 5 и т. 9), 1978 (т. 12).
  14. Материалы по обогатимости и качественной характеристике углей Кузнецкого бассейна. Справочник. Прокопьевск.: КузНИИУглеобогащение, 1971.-905 с.
  15. Д.Р. Обогащение угля. М.: Углетехиздат, 1956. — 706 с.
  16. К.П., Еремин И. В. Прогноз гранулометрического состава спекающихся углей по геолого-генетическим признакам. // Химия твердого топлива 1981. -№ 3. — с. 115−129.
  17. М.Г., Давыдов М. В. Модульные обогатительные установки. // Уголь 1994.-№ 3.-с. 44−48.
  18. М.И., Еремин И. В., Жигуленкова А. И. Рынок коксующихся углей России и проблемы их качества. // Уголь 1997. — № 2.
  19. Г. П. Техническое перевооружение углеобогатительных фабрик. // Уголь 1977. — № 2, — с. 60−61.
  20. Н.С., Тресков Е. Г. Исследования обогатимости экибастузских углей второй группы. // Уголь 1991. — № 10. — с. 59−64.
  21. И.М. Основы проектирования и оценки процессов обогащения полезных ископаемых. М.: Углетехиздат, 1949. — 489 с.
  22. Усреднение углей на обогатительных фабриках. М.: ЦНИЭИУголь, 1974. -25 с.
  23. В.М. Снижение зольности угля добываемого из комплексно-механизированных забоев, в условиях интенсификации производства. // Экономика угольной промышленности Донецк. — 1987, 163 с.
  24. . В.Г. Организация управления качеством угля и других полезных ископаемых на стадиях добычи и переработки: Автореф. дис. докт. техн. наук. М.: ВНИИКТЭП, 1987. — 48 с.
  25. Расширение и совершенствование открытой разработки месторождений КМА. Губкин.: НИИКМА, 1968. — 186 с.
  26. Проект обогатительной фабрики 2000 года. / Сазыкин Г. П., Синеокий Б. А., Любанский Б. А., Баканова A.B. // Труды XIII международного конгресса по обогащению и переработке углей: Австралия, г. Брисбен, 4−10. 10. 1998. -т. 1. — с. 325−328.
  27. И.А., Сазыкин Г. П. и др. Проектные решения по углеобогатительной фабрике 2000 года. // Уголь 1998. — № 4. — с. 58−59.
  28. United Opens Wellmore № 8 Plant, Coal Age, November, 1978, p. 65−68.
  29. В.И. Исследование закономерностей обогащения угля в трехпродуктовом гидроциклоне. Дис. канд. техн. наук, — М., 1973.
  30. В.И., Ямко И. М., Ковтарь М. Н., Усенко Ю. П. Опыт внедрения новой техники и технологии при обогащении угля в тяжелых средах. М.: ЦНИЭИУголь, — 1975.
  31. Применение циклона как обогатительного аппарата в технологической схеме фабрики. / Крийгсман К. и Дж. Леман. // Труды IV Международного конгресса по обогащению углей: 1964.
  32. М.М. Влияние крупности исходного угля на эффективность обогащения в гидроциклоне с тяжелой суспензией. // Известия ВУЗов «Горный журнал» 1975. — № 7.
  33. В.Н. Вопросы теории и технологии процесса обогащения полезных ископаемых в минеральных суспензиях. Дис. докт. техн. наук, — М., 1971.
  34. В.Н. Некоторые вопросы методики исследования закономерностей расслоения минеральных зерен в суспензиях. Труды МГМИ., «Совершенствование технологических схем обогащения полезных ископаемых», вып. 68., 1969.
  35. В.Ф., Иофа М. Б., Коровин В. Н. Эффективность гравитационных процессов обогащения. Сб. «Обогащение и брикетирование угля», ЦНИЭИУголь, 1977, № 3.
  36. Новая технология обогащения мелкого угля крупностью 0−1 мм в тяжелосредных циклонах. / Менгелерс Дж., Догг К. // Труды VIII Международного конгресса по обогащению углей: Украина, г. Донецк, 1979.- доклад В.1, с. 19.
  37. Рекомендации по технологическим схемам и параметрам обогащения крупного и мелкого угля в магнетитовых суспензиях. М.: МУП СССР, ИОТТ, 1988.
  38. Исследовать раздельную регенерацию суспензии при обогащении мелкого угля в гидроциклонах. Отчет НИОКР, ИОТТ, 1980.
  39. Ф.Е. обогащение угля до «0» в тяжелосредных циклонах. // Mining Congress Journal, 1978, v.4, N10, p. 45−50.
  40. ., Чен В., Чеджи Д. Обогащение до «0″ в тяжелосредных циклонах. // 'Transaction of Society of Mining Engineers», A.I.M.E, AIVE Annual Meeting, Denver, Colorado, USA, 1977, March 2.
  41. P.E. Достижения в эксплуатации тяжелосредного циклона. // World Coal, 1978, v.4, n3, p. 19−21.
  42. Разработка принципиально новой технологической схемы и оборудования для крупного и мелкого угля в минеральных суспензиях и сухими методами.- Отчет о НИОКР, ИОТТ, 1994.
  43. К.Л. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Недра, 1965.
  44. Обогащение угольной мелочи с высоким, средним и низким давлением. / Гофман Э. // Труды II Международного Конгресса по обогащению каменного угля: Франция, г. Льеж, 1954. с. 12−16.
  45. О.Н. Введение в динамику массопереноса в процессах обогатительной технологии. Л.: Недра, 1973.
  46. М.Б., Зарубин Л. С., Хайдакин В. И. Обогащение мелкого угля в тяжелосредных гидроциклонах. М.: Недра, 1978.
  47. А.Г., Иофа М. Б. О некоторых особенностях движения суспензии в гидроциклоне. Центробежно-гравитационное обогащение углей. М.: Недра, 1972.
  48. М.Б. Исследование многостадийной сепарации мелкого угля в суспензионном гидроциклоне. Дис. канд. техн. наук, — М., 1972.
  49. М.М. исследование влияния свойств тяжелой суспензии на эффективность процесса разделения угля в трехпродуктовом сепараторе. -в сб.: «Обогащение и использование угля». Научные труды КузНИИУглеобогащения. 1965, вып. 3, с. 3−8.
  50. Whitmore R.L. The separation efficiency of dense medium baths // I. Inst, of Fuel. // 1958.-v.31.
  51. Г. Ф., Гир М.П., Сокаски M. Вязкость суспензии, ее изменение и влияние на результаты обогащения мелкого угля Научно-технический реф. сб. ЦНИИЭИуголь «Обогащение и брикетирование угля». 1961, № 20, с. 81−88.
  52. Van Doornum G.A. and Petrik A.T. Preliminary Studies of performance of Shallowrath dense medium washers. Fourth International coal Preparation Congress. Harrogate, 1962, pp. 372−387.
  53. М.М., Черных Н. П. Обогащение угля в минеральной суспензии на фабрике при шахте «Шушталепская 1» // Обогащение и использование угля. -1968 вып. IV, с. 52−62.
  54. В.П., Утин В. Д. Обогащение крупного угля в магнетитовой суспензии // Кокс и химия. -1968, № 10, с. 5−8.
  55. А.И. О причинах несоответствия действительной плотности разделения и плотности минеральной суспензии при обогащении угля. // Кокс и химия. 1966, № 5, с. 13−15.
  56. Ф.И., Семененко Б. А. Некоторые вопросы повышения эффективности обогащения углей в тяжелых суспензиях. // Обогащение полезных ископаемых. 1969, № 4, с. 59−63.
  57. .А., Хайдакин В. И. Влияние некоторых параметров на эффективность обогащения угля в магнетитовой суспензии // Научно-технический реферативный сб., ЦНИЭИуголь «Обогащение и брикетирование угля», 1967, № 5, с. 21−24.
  58. П., Даннель Г., Позетто Л. Обогащение угольной мелочи в отсадочных машинах. В кн.: «Материалы III Международного конгресса по обогащению угля. Информационный сборник», 1959, с.19−34.
  59. H.A., Кузнецова В. Я. Неравномерность качественных показателей исходного угля и ее влияние на процесс отсадки. / Кокс и химия., 1965, № 5, сЛ 3−18.
  60. H.A., Золотко A.A., Починок В. В. Отсадка., М., Недра, 1976, с. 238−262.
  61. Л.С. Оценка эффективности процесса обогащения угля., М.,
  62. В.И. и др. Шламы во флотационном процессе., М., Недра, 1969, 245 с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!