книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

В.Д. Рабинович, Г. И. Гескин.

Вкниге рассмотрены вопросы строительства угле­ обогатительных фабрик различной мощности. Особое

внимание уделено строительству центральных углеобо­ гатительных фабрик из сборных железобетонных и стальных конструкций заводского изготовления. Осве­ щены вопросы проектирования: выбор места расположе­ ния предприятия; компоновка генерального плана пром­ площадки; разработка технологических, конструктивных il объемно-планировочных решений основных зданий и сооружений фабрики. Изложены вопросы организации строительной базы, подготовительного периода строи­ тельства и процесс возведения строительных конструк­ ций н монтажа технологического оборудования основ­ ных зданий н сооружений фабрики.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и строи­ тельством углеобогатительных фабрик и других объек­

Трофим Николаевич Цай, Михаил Георгиевич Каравайцев, Анатолий Алексеевич Жеребцов, Исаак Соломонович Ческис, Владимир Давидович Рабинович, Геннадий Иосифович Гескин

Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

Редактор издательства Э. Е. Ненаглпдова, Художник Af. Я. Гозенпут Технический редактор А. Е. Матвеева. Корректор Л/. Я. Крлковкина

Издательство «Недра», 103633, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19

Московская типография № 6 Союзполнграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

109088, МАжва,- Ж-88, Южнопортовая ул., 24.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Объем обогащения угля-в 1975 г. по Министерству угольной промышленности СССР увеличится по сравнению с 1970 г. пример­ но в 1,2 раза и превысит 272 млн. т. В связи с этим намечается к 1975 г. ввести в эксплуатацию 13 новых фабрик общей производ­ ственной мощностью 44,5 млн. т в год и реконструировать 11 действующих фабрик мощностью 9,15 млн. т.

Несмотря на накопленный опыт проектирования, стоимость строительно-монтажных работ еще велика и достигает 60% и более общих капиталовложений строительства углеобогатительных фаб­ рик. Поэтому вопросы совершенствования архитектурно-строитель­ ного проектирования и технологии строительства углеобогатитель­ ных фабрик приобретают особо важное значение.

Важнейшей мерой, направленной на снижение удельных затрат капитального строительства, является-правильный выбор соотно­ шения объемов строительства новых и расширения и реконструк­ ции действующих предприятий.

В соответствии с утвержденными Министерством угольной про­ мышленности СССР «Основными технико-экономическими направ­ лениями развития угольной промышленности СССР на 1971— 1975 гг.», кдк правило, центральные и групповые обогатительные фабрики будут проектироваться мощностью не менее 5 млн. т в год и индивидуальные фабрики — мощностью 3—6 млн. т в год; стро­ ительство индивидуальных фабрик для обогащения энергетических углей мощностью менее 3 млн. т в год допускается только при тех­ нико-экономическом обосновании.

Архитектурно-строительные и конструктивные решения углеобо­ гатительных фабрик в связи с совершенствованием технологии обо­ гащения углей за последние годы резко изменились. Первые фаб­ рики имели простую технологическую схему обогащения угля и поэтому простые конструктивные решения зданий. Затем с усложне­ нием технологии обогащения угля появились трех-четырехэтажные фабрики с неполным каркасом и кирпичными стенами. Переход на вертикальную схему обогащения угля гравитационным методом привел к созданию многоэтажных (восьми-девятиэтажных) фаб­ рик с каркасом из металла, монолитного и сборного железобе­ тона.

С конца 50-х годов широкое распространение получили много­ этажные здания, верхний этаж которых имеет укрупненную сетку колонн и увеличенную высоту, образуя при этом объединенный ма­ шинный зал. В машинном зале расположено основное технологи­ ческое оборудование — грохоты, тяжелосредные сепараторы, от­ садочные машины, флотационные машины и т. д.

За последние годы в технологии обогащения угля все заметнее отмечается тенденция к периодической модернизации производства. Это приводит к необходимости частого пересмотра объемно-плани­ ровочных решений зданий углеобогатительных фабрик в соответст­ вии с изменившимся технологическим процессом.

Оптимальным решением производственных зданий, допускаю­ щим ускоренную реконструкцию предприятий, признаны так на­ зываемые универсальные или «гибкие» цехи. Основным условием создания такого типа .зданий является применение принципа миоговарнантного построения технологического процесса. Это условие в сочетании с применением зданий павильонного типа с укрупнен­ ной сеткой колонн и встроенными этажерками под технологическое оборудование делает здание достаточно «гибким» в процессе мо­ дернизации технологии.

До 1953 г. несущие конструкции всех зданий отечественных уг­ леобогатительных фабрик выполняли в металле и в монолитном железобетоне, а в 1955 г. впервые в практике шахтного строитель­ ства трест Прокопьевскшахтострой комбината Кузбассшахтострой приступил к сооружению многоэтажного здания главного корпуса обогатительной фабрики шахты «Коксовая» со сборным железо­ бетонным каркасом.

Обогатительные фабрики, построенные в 1957—1962 гг., имели несущие каркасы из сборного железобетона, а иа строительстве ОФ шахты «Комсомолец» и Абашево-Байдаевской ЦОФ в качестве стенового -ограждения главных корпусов были применены керам­ зитобетонные панели.

Внастоящее время строят преимущественно центральные обо­ гатительные фабрики с каркасом из сборного железобетона и ог­ раждением из керамзитобетонных и ячеистых панелей.

Вкниге систематизированы н обобщены многолетний опыт про­ ектирования и передовые методы строительства современных угле­ обогатительных фабрик. При работе над рукописью были использо­ ваны материалы научно-исследовательских, проектных и шахто­ строительных организаций.

Авторы приносят благодарность инж. Б. Н. Смирнову, давше­

му ряд ценных замечаний при рецензировании рукописи, а также сотрудникам институтов КузНИИшахтострой, ДонпромстройИИИпроект, Гипрошахт и Южгипрошахт, оказавшим большую помощь в подборе материалов для книги.

Раздел первый

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

Г л а в а I

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕСС И ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

§ 1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ

Углеобогатительная фабрика представляет собой промышленное предприятие, предназначенное для механической обработки углей с целью выделения из них одного или нескольких товарных про­ дуктов с пониженным содержанием вредных примесей (золы, серы и др.).

Угли в зависимости от их марочного состава, зольности и со­ держания серы используют для химической переработки, техноло­ гических и энергетических целей. При химической переработке угли могут быть попользованы для коксования, іполукоксования, газифи­ кации, гидрирования.

Угли, предназначенные для технологических целей, используют в печах различных типов, например: в плавильных печах (домнах, вагранках, отражательных), в обжиговых, нагревательных и др. Угли, используемые для энергетических целей, сжигают в слое или в пылевидном состоянии.

В зависимости от целевого назначения угля различают следую­ щие углеобогатительные фабрики:

1) для коксующихся углей, обогащающие обычно все классы угля по крупности, в том числе пыль и шлам. Коксующиеся угли с большим выходом и высокой зольностью класса крупностью менее 0,5 мм следует обогащать полностью, в противном случае этот

класс нельзя будет использовать для коксования. При незначи­ тельном выходе класса крупностью менее 0,5 мм и низкой золь­ ности его можно добавлять в угольную шихту для коксования без предварительного обогащения.

Таким образом, предел обогащения коксующихся углей состав­ ляет 0—0,5 мм;

2)для энергетических углей, обогащающие классы угля по крупности 6—25 мм, чаще 6—13 мм. Угли, предназначенные для сжигания в крупных котельных, оборудованных пылеугольными топками, обогащаются до класса меньшей крупности млн не обо­ гащаются совсем,, если расстояние перевозки их невелико;

3)смешанного типа, обогащающие угли для коксования н энер­ гетические угли.

При обогащении углей для коксования предусматривается по­ лучение трех продуктов: концентрата, промпродукта и породы (иногда — концентрата, породы).

При обогащении энергетических углей, как правило, предус­ матривается выделение двух продуктов: концентрата п породы.

Угли газовые, длиннопламенные, бурые и антрациты обычно подвергаются рассортировке.

В зависимости от территориального расположения различают следующие типы углеобогатительных фабрик [2, 24]:

индивидуальные (ОФ), предназначенные для обогащения уг­ лей одной шахты (разреза), на промышленной площадке которой они расположены;

групповые (ГОФ), для обогащения углей группы шахт и распо­ ложенные на промышленнной площадке одной из шахт, обычно имеющей большую производственную мощность и больший срок службы ;

центральные (ЦОФ), для обогащения углей группы шахт, тер­ риториально не связанные ни с одной из них и располагаемые обыч­ но на безугольных площадях, в портах отправления или получения грузов.

Индивидуальные фабрики, как правило,, включаются в состав шахты. Групповые фабрики выделяют в самостоятельные произ­ водственные единицы или включают в состав шахты, рядом с ко­ торой они расположены, в зависимости от ■индивидуальных особен­ ностей фабрик.

Центральные фабрики являются самостоятельными производст­ венными единицами. Фабрики, расположенные при коксохимиче­ ских и металлургических заводах (комбинатах), входят в состав этих предприятий.

Выбор типа обогатительной фабрики обосновывается технико­ экономическими расчетами.

§ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ

Технологический процесс обогащения угля — это комплекс опе­

Принятые в проекте операции технологического процесса, пос­ ледовательность их выполнения, пути следования продуктов обо­ гащения и вспомогательных материалов (вода, реагенты, воздух и др.) от одних операций к другим, с учетом или без учета каче­ ственно-количественных показателей, изображаются графически в виде схем.

Различают следующие схемы: технологическую;

качественно-количественную или отдельно качественную и количественную;

водно-шламовуго; воздушно-пылевую;

цепи аппаратов и технического контроля операций.

Выбор технологических схем обуславливается целевым назна­ чением угля, его качеством, обогатимостыо и технико-экономи­ ческими показателями.

чает обогащение в отсадочных машинах, разделение в тяжелых средах, обогащение на углемоечных комбайнах, на концентрацион­ ных столах, флотацией.

вследствие высокой стоимости, но используются в лабораториях для фракционных анализов мелких классов угля.

С у х о й м е т о д о б о г а щ е н и я охватывает ручную выборку породы, пневматическое обогащение и обогащение с применением аэросуспензий. Преимущество сухого метода обогащения перед мокрым заключается в том, что уголь не нужно сушить пе­ ред отправкой, т. е. исключаются операции по обезвоживанию, сгу­ щению шламов, осветлению шламовых вод и сушке продуктов обо­ гащения.

Опыт обогащения одних и тех же углей показал, что сухое обогащение менее эффективно, чем мокрое.

Выбор метода и предел обогащения определяются назначением угля, требованиями к его качеству, обогатимостыо и ситовой харак­ теристикой угля, составом породы и др.

В настоящее время Шахтопроектом Министерства угольной промышленности СССР в качестве типовых утверждены следующие схемы.

Сх е м ы с п р е д е л о м о б о г а щ е н и я до 0 мм

1. Схема НС-502—68—1—1 предусматривает обогащение угля крупностью 13(10) — 200(300) мм в минеральных суспензиях, а угля крупностью менее 13 (10) мм — в отсадочных машинах и шлама крупностью менее 0,5 мм во флотационных машинах (рис. 1). Дан­ ная схема рекомендуется для углей легкой и средней обогатимости. По схеме предусматриваются семь возможных потоков (рис. 1, пунктирные линии).

суспензией с выделением на первой стадии сепарации породы и микста с последующим переобогащением микста вместе с дроб­ леным промпродуктом сепараторов в гидроциклонах, на которых получается концентрат и промпродукт. Данную схему целесооб­ разно применять для углей средней и трудной обогатимости, а также при обогащении высокосернистых углей.

3.Схема НС-502—68—1-—3 аналогична схеме НС-502—68—1—1

иотличается лишь тем, что предусматривает рассортировку крупно­ го концентрата на товарные сорта. Этот вариант схемы рекомен­ дуется для обогащения углей, крупный концентрат которых под­

вергается рассортировке на товарные сорта.

Сх е м ы с п р е д е л о м о б о г а щ е н и я до 6 мм

4. Схема НС-502—68—2—1 предусматривает обогащение угл крупностью более 6 мм в минеральных суспензиях и рассортировку концентрата на товарные сорта. Эта схема рекомендуется для обо­ гащения энергетических углей до 5—6%.

С х е м ы с п р е д е л о м о б о г а щ е н и я до 13 мм

5. Схема НС-502—68—3—1 предусматривает обогащение угля крупностью более 13 мм и рассортировку угля на товарные сорта при внешней влажности рядового угля не более 6%. Этот вариант рекомендуется, когда не требуется обогащение угля класса круп­ ностью 6—13 мм и влажность углей позволяет выделить сухим грохочением сорт крупностью 6—13 мм.