Система стационарного обезвоживания

В современном динамично развивающимся мире потребители предъявляют высокие требования к качеству сырьевых ресурсов, исключением не стало и качество угля. Для коксохимической промышленности необходим уголь с низким содержанием зольности, серы и влажности.

Влага в коксовых марках углей негативно влияет на процесс коксования, а в энергетических марках повышенные показатели зольности и влаги уменьшают теплоту сгорания угля, а при сжигании происходят теплопотери.

На основе законов фундаментальных наук люди изначально пытались не только познать законы природы и материальной действительности, но и получить возможность контролировать эти процессы. Достаточно вспомнить известный афоризм русского биолога и селекционера И. В. Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё — наша задача».

Принцип водоотделения, заложенный в конструкцию системы стационарного обезвоживания, основан на гравитационном разделении потока горной массы непосредственно на конвейерной установке. Разделение потока горной массы происходит по закону движения тела, имеющего первоначальную горизонтальную скорость в поле тяготения Земли.

Система стационарного обезвоживания, будучи элементом ленточного конвейера, предназначена для уменьшения содержания влажности в транспортируемом угле и горной массе. Элементы системы обезвоживания устанавливают и монтируют в транспортной горной выработке непосредственно на конвейерной установке.

Модуль стационарного влагоотделения системы обезвоживания обеспечивает начальное разделение горной массы (фракция +1 — +200 мм) и воды, задачей модуля обезвоживающего устройства является обезвоживание водоугольной массы (фракция 0 — +1 мм) на заключительном этапе.

Траекторией движения транспортного потока горной массы является парабола. При этом более крупная фракция (+50 – +200 мм) имеет больший импульс движения, проходит больший путь и по приёмному лотку формирователя потока сразу попадает на рабочее полотно конвейера.

Менее крупная и мелкая фракция горной массы (0 – +50 мм), насыщенная влагой (влажность до 80 %), проходит меньший путь и попадает на радиальное (дуговое) сито.

Прохождение по ситу обеспечивает отделение воды и мелкой фракции (0 – +1 мм), которые собираются в накопительной ёмкости сита и по трубопроводу поступают в промежуточный пульпосборник, из которого пульпу насосы подают на скребковый конвейер со шпальтовыми ситами — модуль обезвоживающего устройства, где происходит окончательное разделение твёрдой и жидкой фракции.

За основу расчётов схемы обезвоживания, компоновки и конструкции системы стационарного обезвоживания принимает исходные данные предоставленные заказчиком:

1) результаты ситового анализа, обогатимости и гранулометрического состава угля добываемого выемочным блоком шахты;
2) геологический отчёт (данные по обводнённости выемочного блока);
3) техническая характеристика ленточного конвейера;
4) технологические параметры выемочного блока (оборудование очистного забоя, средняя часовая производительность);
5) план горных работ выемочного участка, маркшейдерские съёмки профиля и плана горных выработок, в которых планируется эксплуатация оборудования системы обезвоживания.

Ленточный конвейер транспортирует обводнённую горную массу, где количество горной массы в единицу времени — величина непостоянная и изменяется в зависимости от режима работы выемочного участка (начало работы («раскачка») выемочного участка; концевые работы на сопряжениях выемочного участка; технологические простои оборудования), постоянным остаётся лишь величина водопритока.

Обводнённая горная масса не имеет постоянной влажности, при этом, чем меньше содержание углепородной части, тем выше процент содержания воды и наоборот.

Дебет воды в горную выработку при транспортировке влажной горной массы ленточным конвейером осуществляется в следующих случаях:

• сброс воды через края ленточного полотна при изменении рельефа транспортного пути;
• сброс воды на перегрузах;
• переливы воды при выпрямлении желоба ленточного полотна на выносных барабанах;
• сброс воды и мелкой фракции с ленточного полотна на чистителях;
• влага, оставшаяся после прохождения чистителей, на поверхности ленточного полотна.

Опытно-экспериментальным путём угледобывающие предприятия показали работоспособность системы обезвоживания и решили проблему увеличенного водопритока, при этом зафиксированный максимальный часовой водоприток составил 500 м3/час.

Внедрение и применение технологического обезвоживания транспортируемой горной массы угольными предприятиями с увеличенным водопритоком позволит не только осуществить значительное снижение влажности и направить отфильтрованную воду в шахтовый водосборник, но и избавиться от основного объёма загрязнений ленточных конвейеров и транспортных (конвейерных) горных выработок, а также уменьшить шламообразование и накопление шлама в шахтовых водосборниках.

Обезвоживание горной массы решит проблему её смерзания в зимний период на открытых угольных складах и в железнодорожных вагонах, позволит снизить затраты на откачку водоугольной пульпы из центральных шахтовых водосборников и упростить процесс очистки технологической воды на поверхности, а в общем итоге снизить экологические выплаты и сделать привлекательной качественную и экономическую стороны добытого угля.

Текст и фото: Александр Шоттер, инженер по стандартизации ООО «Сибэлектро»