Технічний контроль на вугільних шахтах і розрізах

Загальні відомості про технічний контроль

Якість вугілля, яке відвантажується споживачам, нормується державними стандартами, технічними умовами і тимчасовими нормами. На вугілля, яке видобувається шахтами і розрізами, споживачами якого зокрема є збагачувальні фабрики, встановлюють норми показників якості:

- середню і граничну – на зольність А^d і сірку S^daf,

- граничну – на вміст вологи W^r.

Середня норма служить для визначення виконання шахтою показників якості вугілля за місяць, а також для контролю якості товарної продукції, а гранична норма – для визначення випуску браку. Для виконання норм якості загалом по шахті для кожної ділянки встановлюють дільничні норми вмісту видимої породи і зольності.

З метою забезпечення виконання норм якості вугілля на шахті здійснюють технічний контроль. Технічний контроль здійснює відділ технічного контролю (ВТК). Основними завданнями ВТК є:

- контроль за якістю, сортністю і маркуванням вугілля, яке видобувається шахтою, а також за відповідністю вугілля, яке відвантажується споживачам стандартам, технічним умовам і тимчасовим нормам;

- оперативний контроль за дотриманням встановленої технології видобутку по шахті і окремих дільницях та вибоях відповідно до планів гірничих робіт, паспортів кріплення і буропідривних робіт;

- здійснення заходів щодо поліпшення якості вугілля, яке видобувається.

Пластові проби

Пластовими називаються проби, які відбирають від вугілля, що міститься в пласті. Пластова проба характеризує якість пласта в точці відбору і складається з пластово-диференціальної і пластово-промислової проб.

Пластово-диференційна проба характеризує якість кожної окремої пачки і кожного породного прошарку потужністю понад 10 мм. Пластово-промислова проба характеризує якість всіх вугільних пачок і породних прошарків, які підлягають спільній виїмці у процесі експлуатації пласта (без ґрунту і покрівлі пласта).

При особливо складній будові пласта і при виїмці потужних пластів на всю потужність допускається відбирати тільки пластово-промислову пробу з виділенням з неї пластово-фракційних проб. Пластово-фракційна проба характеризує якість пласта за вмістом чистого вугілля, зростків і породи за даними розшарування у важких рідинах густиною 1400 (1500) і 1800 кг/м³ для вугілля і 1600 і 2000 кг/м³ – для антрацитів.

Пластові проби призначені для встановлення норм якості палива. Частота їх відбору - не рідше одного разу на квартал.

За пластово-диференційною пробою визначають густину і зольність кожної пачки і прошарку; за пластово-промисловою – всі показники якості; за пластово-фракційною – вихід і зольність фракцій.

Зольність за пластово-диференційною пробою визначають за формулою:

, (4.9)

де М₁, М₂,… М_n – потужність кожної окремої пачки і прошарку, δ₁, δ₂ .. δ_n, – густина кожної окремої пачки і породного прошарку, т/м³;

– зольність кожної окремої пачки і породного прошарку, %.

За цією ж формулою підраховують зольність експлуатаційної частини пласта, чистих вугільних пачок і загальну зольність пласта.

Зольність пластово-фракційної проби визначають з такого виразу:

, (4.10)

де – виходи концентрату, промпродукту і відходів відповідно:

– зольності концентрату, промпродукту і відходів відповідно.

Розбіжність між зольністю пластово-промислової і пластово-диференціальних проб, віднесене до зольності пластово-промислової проби, не повинна перевищувати 10%:

(4.11)

Експлуатаційні проби

Експлуатаційні проби характеризують ґранулометричний склад і якість вугілля, що видобувається, і призначені для ситового аналізу і встановлення норм якості вугілля.

Відбір експлуатаційних проб проводять на кожній дільниці (вибої, лаві) одночасно з пластовими пробами не рідше одного разу на півріччя. При однорідній структурі, витриманому заляганні і постійній якісній характеристиці пласта від нього відбирають одну експлуатаційну пробу. При наявності на такому пласті декількох вибоїв (лав) кількість порцій, що набираються від кожного вибою, повинна бути пропорційною плановій участі їх у видобутку. Якщо пласт на різних дільницях сильно розрізнюється за умовами залягання і якісними характеристиками, то від кожної характерної дільниці відбирається окрема експлуатаційна проба. Експлуатаційні проби можна відбирати в місцях перепаду потоку палива, на стрічкових конвеєрах, живильниках, дозаторах. Кількість порцій, які відбираються за одну пробу, повинна бути не менше 30.

Товарні проби

Товарні проби характеризують якість палива, що відвантажується споживачеві. У залежності від призначення товарні проби поділяються на:

- розрахункові - для розрахунку вугілля за якістю;

- контрольні - для визначення можливості відправки вугілля, яке викликає сумнів за його якість.

У процесі відбору і підготовки розрізняють такі види проб вугілля:

- первинні - такі, що складаються з усієї кількості порцій, відібраних безпосередньо від палива, що відвантажується споживачам;

- лабораторні - які отримуються в результаті підготовки первинної проби і призначені для лабораторних випробувань;

- аналітичні - які отримуються в результаті підготовки лабораторних проб і призначені для хімічних аналізів.

Відбір товарних проб проводять від партій вугілля. Партією називають певну кількість вугілля, випробувану, відвантажену і отриману одним споживачем. Проби відбирають від кожної партії вугілля однієї марки, групи, класу крупності. Відбір проб проводять:

- від потоку палива в місцях його перепаду або з поверхні транспортуючого пристрою;

- від нерухомого шару палива, навантаженого у транспортні засоби.

Відбір і підготовку проб проводять механізованим способом. Кількість порцій, що відбираються від партії палива:

- при масі партії до 300 т – 15;

- 300-600 т – 1 від кожних 20 т;

- понад 600 т – 30.

Масу порцій визначають в залежності від максимального розміру грудки.

Відібрані проби проходять підготовку, яка включає в себе послідовні операції дроблення, скорочення, подрібнення та їх розділення. Пробу подрібнюють до крупності менше 3 мм і скорочують до 2 кг. З неї виділяють необхідну кількість лабораторних проб масою не менше 0,5 кг кожна. Одну пробу направляють до хімічної лабораторії для визначення показників якості, іншу – на зберігання як арбітражну пробу.

Контроль якості вугілля, яке видобувається

Видимою породою називається порода крупністю понад 25 мм. На шахтах здійснюється контрольне бракування на видиму породу. Граничні норми на вміст видимої породи встановлюють терміном на один квартал у кілограмах на одну вагонетку або у відсотках для окремих дільниць.

Для встановлення граничних норм вмісту видимої породи відбирають експлуатаційну пробу від 2% добового видобутку даної дільниці. Пробу просівають на ситі 25 мм. З класу +25 мм вибирають і зважують видиму породу і визначають граничну норму її вмісту (у %). Контроль ведуть аналогічним образом. Перевищення граничної норми обчислюють у % і проводять знижку з видобутку дільниці в кількості 0,5% за кожний 1% перевищення норми. При перевищенні 150% і більше вугілля бракується повністю.

Для кожної дільниці шахти встановлюються середні дільничні норми зольності А^d_y і граничнi норми вмісту вологи W^r_y. При перевищенні встановленої норми зольності знижка породи з гірничої маси, видобутої дільницею за добу, визначається за формулою:

(4.12)

де Q_n – кількість породи, що знімається з маси видобутого вугілля, т/доб; Q_ф – фактичний видобуток за добу, т/доб; – фактична зольність за добу, %; – дільнична норма зольності, %; – зольність видимої породи, %.

Розрахункову норму зольності і зольність видимої породи визначають раз на квартал з експлуатаційних проб і за питомою участю дільниць у видобутку.

Нормування якості вугілля

Все вугілля, що добувається шахтами і відправляється споживачам, підлягає нормуванню за якістю. Метою нормування вугілля є отримання найбільшого ефекту від його використання у народному господарстві і стимулювання поліпшення якості продукції.

Норми показників якості (НПЯ) розробляються підприємствами окремо для кожної марки, сорту, продукту збагачення стосовно до заданих умов виробництва товарної продукції і оформляються технічними умовами (ТУ). Проекти ТУ розглядають комбінати (виробничі об'єднання, холдинги) та інспекції з контролю якості і затверджують керівні організації (міністерства і т.п.). НПЯ для вугілля, що відвантажується на збагачувальні фабрики, затверджуються відповідним міністерством (Мінпаливенерго). НПЯ переглядаються не рідше одного разу на рік.

Тимчасові норми – встановлюють для шахт, розрізів при істотній зміні гірничо-геологічних умов, введенні до експлуатації нових пластів і т.д. Тимчасові норми погоджуються з інспекцією по контролю за якістю і затверджуються відповідним міністерством (Мінпаливенерго). Термін дії тимчасових норм – не більше 3-х місяців.

Норми встановлюються на такі показники якості:

а) для вугілля, що відвантажується на збагачувальні фабрики вугільної промисловості:

- зольність А^d – середня і гранична;

- вміст вологи – граничний;

- вміст сірки – середній.

б) для товарного вугілля, що відвантажується споживачам:

- зольність А^d – середня і гранична;

- вміст вологи – граничний;

- вміст сірки – середній і граничний;

- вміст мінеральних домішок крупністю понад 25 мм – граничний;

- вміст дріб’язку 0-6 мм в рядових антрацитах, що піддаються збагаченню і розсортуванню, – граничний.

Розрахунок норм показників якості для рядового вугілля

Середню норму зольності вугілля по шахті або розрізу визначають виходячи з встановлених розрахункових норм для дільниць і планованої участі кожної дільниці у видобутку по шахті:

, (4.13)

де С₁, С₂,..., С_n – планована участь дільниць у видобутку, %; - дільничні норми зольності, %; п - число дільниць.

Граничну норму зольності вугілля по шахті встановлюють виходячи з середньої норми зольностi і поправки а, яка характеризує допустиму величину відхилення цього показника від середньої норми, і розраховують за формулою: .

Для шахт, які відвантажують вугілля на збагачувальні фабрики вугільної промисловості, а = 5% при < 20%. При > 20% а = 6%. Для вугілля, що відвантажується іншим споживачам, а < 0,1 .

Граничну норму вмісту вологи визначають виходячи з встановлених норм вологості для дільниць і планованої участі кожної дільниці у видобутку по шахті:

, (4.14)

де С₁, С₂,..., С_n – планована участь кожної дільниці у видобутку, %; дільничні норми вологості, %; п - число дільниць.

Середні і граничні норми вмісту сірки у вугіллі, яке відвантажується споживачам, встановлюються в такому ж порядку, як і норми зольності. Гранична величина відхилення вмісту сірки не повинна перевищувати:

S< 0,15

Норми вмісту мінеральних домішок крупністю понад 25 мм встановлюються у відповідності з діючими ДСТ.

Граничні норми вмісту дріб’язку 0-6 мм встановлюються за результатами ситового аналізу палива, що відвантажується на збагачувальні фабрики.

Розрахунок норм показників якості сортового палива

Згідно з діючими стандартами енергетичне вугілля марок Д, Г, Т і А підлягає розсортуванню. Нормуванню підлягають такі показники якості:

- зольність – середня і гранична;

- вміст вологи – граничний;

- вміст сірки – середній;

- вміст мінеральних домішок крупністю 25 мм – граничний;

- вміст дріб’язку крупністю менше нижнього розміру кожного сорту – граничний.

Середню норму зольності для кожного класу (сорту) визначають виходячи з зольності відповідного класу (сорту) по зведенню результатів ситового аналізу планованого періоду з урахуванням поправочного коефіцієнта К_к, який характеризує зміну зольності кожного продукту при розсортуванні початкової шихти:

; (4.15)

де - зольність відповідного класу на період, що планується; - зольність класу (сорту), що відвантажувався за минулий період; - зольність відповідного класу (сорту), складеного з урахуванням фактичної участі пластів шахт в шихті за минулий період.

Граничну норму зольності розраховують за раніше наведеними формулами для рядового вугілля.

Норми вмісту сірки розраховують аналогічно нормам зольності.

Граничні норми вмісту вологи для кожного класу (сорту) розраховують за формулою:

, (4.16)

де – вміст вологи в класі на планований період; , де – вміст вологи у класі товарної продукції; - вміст вологи у класі з урахуванням участі пластів у видобутку за минулий період; b - коливання K_w у товарному продукті, що відвантажувалося за минулий період.

(4.17)

Норми вмісту дріб’язку і видимої породи встановлюють у відповідності з ДСТ.