Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей

"У КРНИИУГЛЕОБОГ АШЕНИЕ"

РЕКОМЕНДАЦИИ

по борьбе с измельчением антрацита на транспортно-погрузочных процессах

Лаборатория технологии обогащения и рассортировки энергетических углей и антрацитов

г.Ворошиловград, 1972

Параметр oi_Q определяется из следующего выражения

d₀ = O'⁷⁰    ^⁶

К

Ы. г берется из табл. 1, d0 находится потенцированием 4 d0. Пример 1. Известен ситовый состав исходного антра-

цита (табл. 2) Таблица 2 Классы, мм ! 0-6 ! 0-13 ! 0-25 ! 0-50 Выход '(Обозначения j Уб ; С7*з [ У2,s | Jso ! Значения ! 38.6 ! 50,0 ! 59,7 ! 69,7 1- 4- -I I / 100 О • Обозначения j ] Учз j У25 j У50 J j Значения } 0,2017 j 0,0 (-0,1706 J -С,3617

Из табл. 1 берем значения    —    и    вносим

'V*

их в последнюю строку табл. 2.Подставляя найденные значения у. в уравнение ( 2 ) , получим

К - -1,9 . 0,2017 + 0,0 + 0,54 (-0,1706) + 0,36(-0,3617) = -0,6056

Подставляя в уравнение (3 ) значение из табл. 2 и найденное значение К, получим

= 0,78 -    -1,11

'    -0,6056

По таблице антилогарифмов находим

cL₀ « 12,9 мм

2. Определение приращении параметров распределения по факторам, действующим при измельчении антрацита

Для перепадов транспортных потоков:

дк = ю"² . 0,15 ткр Cojj> Algcl^ ю"² . o,67 ткрСлм js Для бункеров (при выгрузке):

дк = ю“⁵ . к, яfp гг_э Algol- ю"⁵ . к₂ и_ГР гг_э

В формулах (4 ) - ( 7 ) :

772. - жесткость отражающей поверхности, которая для

различных материалов принимает различные значения:

-    для    металла и бетона    771 =    1,

-    для    конвейерной ленты    W *    0,9_t

-    для    рядового угля    771=    0,8,

-    для    штыба    771 =    0,6;

h - высота свободного падения угля, м;

J5 - угол наклона отражающей поверхности, град ;

Н - высота слоя угля в бункере (обычно равна высоте бункера), м;

У - объёмный вес антрацита, т/м³;

'1^ - объём эллипсоида вторичного движения, м³, принимается согласно диаграмме, разработанной Квапи-лом    ( см. рис. 1 );

Р - индекс измельчаемости антрацита определяется по формуле

Р = 0.9 - 2AJ - 0,02    (4    -у    )    + 0,04 f_n

-    коэффициент крепости по шкале Протодьяконова;

-    содержание класса 0-6 мм, %;

Хп “ содержание породы > 25 мм, %;

и    -    коэффициенты    пропорциональности,' в зависи

мости от высоты бункера принимают значения, определяемые из следующих выражений

Kj = 1 - 0,05 Я    (8 )

К₂ « 4 - 0,2 Н    (9)

Пример 2. Антрацит, имеющий ситовый состав, указанный в табл. 2, разгружается из бункера высотой Н = 8 м в железнодорожный вагон. Расстояние от разгрузочного отверстия бункера до днища вагона - 3 м. Крепость антрацита по шкале Протодьяконова f ^в 2,0, содержание породы > 25 мм Тп ⁼ 10%, объёмный вес X ~ 1 т/м . Нужно определить ситовый состав антрацита, загруженного в вагон. Измельчение антрацита в данном случае происходит в две стадии: сначала происходит истирание в бункере при движении кусков в стеснённом состоянии, затем дробление на перепаде бункер - вагон.

Параметры исходного (в данном случае находящегося в бункере) антрацита были определены в примере 1 :

К =-0,6056,    d₀=    1,11

По диаграмме, изображенной на рис. 1, определяем объём эллипсоида вторичного движения

% = 80 м^Э.

По уравнениям ( 8 ) и ( 9 ) находим К_г = 0,6 , К₂ - 2,4.

Определяем индекс измельчаемостн Р = 9,9 - 2,4 . 2 - 0.02.38,6 (4 - 2 ) + 0,04.10 = 4,0.

По формулам (6) , (7) определяем приращение параметров распределения при выгрузке бункера

А К - 0,6 . 8 . 1 . 4 . 60 . 10~° = 0,0115,

A-tcj. cL_0j- 2,4 . 8 . 1 . 4 . 60 . ю"⁵ = 0,0460.

Высоту перепада при загрузке вагона принимаем равной расстоянию от разгрузочного отверстия бункера до верхней кромки борта вагона плюс половина высоты борта, т. е.

h * 2,0 м.

Для рядового антрацита 7YI = 0,8. Предполагается, что поток угля падает на откос угля, находящегося в вагоне, т. е.    = 40°.

По формулам (4), (5) определяем приращения параметров распределения при измельчении антрацита на перепаде бункер - вагон

ДК₂ - 1СГ² . 0,15 . 0,8 . 2,0 , 4 . 0,766 = 0,0074 = Ю'² . 0,67 . 0,8 . 2,0 . 4 . 0,766 = 0,0405

Находим суммарные приращения параметров Л К =AKj + ДК₂ - 0,0115 + 0,0074 = 0,0189 аЦ ct_B= A tycL_oi+ A lyciof 0,0460 + 0,0405 л; 0.09.

3. Определение параметров распределения измельченного антрацита

Так как параметры распределения при измельчении антрацита уменьшаются, то

Пример 4. По параметрам распределения, определенным в примере 3, рассчитать ситовый состав антрацита. В примере 3 было определено

К ' = -0,6245

fy. oL'₀= 1,02

По формулам ( 13 ) производим вычисления

-0,6245 (0,78 - 1,02 ) = 0,1499 у/з = -0.6245 ( 1,11 - 1,02 ) = -0,0562 -0,6245 ( 1,40 - 1,02 ) = -0,2373 -0,6245 (1,70 - 1,02 ) = -0,4247

По табл. 1 определяем    =    41,5%,    С^₃ = 53,2, У₂5~

- 63,3, У50~ 72,7. Этим значениям У соответствует следующий ситовый состав:

0-6    »    6-13    !    13-25

------1---------1--------

41,5    !    11,7    !    10,1

Сравнивая этот ситовый состав с исходным (пример 2), приходим к выводу, что в результате измельчения при выгрузке и на перепаде бункер-вагон выход класса 0-6 мм увеличился на 2,9%, а выход класса 450 мм сократился на 3%.

При пользовании табл. 3 следует иметь в виду, что

при У ^ 50% у у 0, при У = 50%    ^    = 0 и при

У У 50% у ^ О» Поэтому при    У у 50% значения у. из

таблицы надо брать со знаком "минус" При определении У по данному значению у. следует также обращать внимание на знак при у . При у У 0 целые значения У берутся из левого крайнего столбца, десятые доли - из

верхней строки. При    О    целые    значения    Э    берутся

из правого крайнего столбца, десятые доли - из нижней строки.

5. Определение приращений параметров распределения при измельчении антрацита на прочих транспортно-погрузочных процессах

Обширный статистический материал, накопленный в течение длительного периода времени при исследовании измельчения угля на шахтах, сортировках и обогатительных фабриках, позволил определить значения приращений, которые принимают параметры распределения при измельчении антрацита на различных участках схемы транспорта и различных транспортно-погрузочных операциях. Сведения об изменении параметров распределения приведены в табл. 3.

1 !	2 !	3
Складирование :
укладка в отвал	0,0180-0,1000	0,0720-0,4000
перемещение угля по складу (на 100м):
а) скреперной установкой	0,0450-0,1050	0,1800-0,4200
б)бульдозером	0,1000-0,1150	0,4000-0,4600

Данные табл. 3 позволяют вести оперативный ориентировочный расчет ситового состава угля, который подверга -ется измельчению на траиспортно - погрузочных операциях.

6. Расчет ситового состава антрацита в диапазоне крупности 0-6 мм

Описанный метод позволяет рассчитать ситовый состав антрацита в диапазоне 6-50 мм. Статистическими исследованиями установлено, что предложенное уравнение распределения ( 1 ) может быть распространено и на диапазон крупности 0-6 мм, но при этом числовые значения параметров распределения могут значительно отличаться от тех, которые имеют место для диапазона 6-50 мм. Поэтому для определения выхода классов крупности в диапазоне 0-6 мм нельзя использовать параметры распределения, которые рассчитываются для диапазона 6-50 мм.

Выполненные исследования гранулометрических составов шахтопластов Донецкого бассейна позволили определить ряд соотношений между выходами стандартных классов крупности, которые дают возможность рассчитать ситовый состав антрацита в диапазоне 0-6 мм. Для этого необходимо знать выход подрешетного продукта на ситах с размерами отверстий 6 и 25 мм ( У и ).

В рекомендациях приведены результаты исследований процессов измельчения угля на стендовой установке и в производственных условиях, изложен метод прогнозирования ситового состава угля, подвергающегося измельчению при транспортно-погрузочных операциях, рассмотрены основные методические положения оптимизации конструктивных параметров перегрузочных устройств для перепадов потока и ступенчатых спусков для бункеров.

Рекомендации разработали инженеры В. П. Воронков

Л. Ф. Орлов

Под общей редакцией канд.техн.наук

Выход подрешетного продукта в диапазоне крупности 0--6 мм можно определить по следующим эмпирическим формулам:

П. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА БОРЬБЫ С ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМ АНТРАЦИТА НА ПЕРЕПАДАХ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В результате измельчения антрацита при транспортировке от выемочного участка, в технологических схемах поверхностных комплексов шахт, сортировок и обогатительных фабрик образуется до 17% штыба. Это приводит к снижению товарной стоимости 1 т энергетических углей и антрацитов на 1,5-2,5 руб. и к увеличению затрат при переработке 1 т на 0,1-0,2 руб. К отрицательным последствиям измельчения следует также отнести значительную трансформацию гранулометрической характеристики угля, что затрудняет получение информации о ситовом составе, которая необходима при проектировании шахт и обогатительных фабрик для выполнения экономических обоснований, выбора метода обогащения, расчета качественно-количественных схем, определения типа и количества технологического оборудования, планирования показателей по выпуску и выход сортового топлива.

Существующие методы /~\, 2J позволяют рассчитать ситовый состав только при выемке (в лаве). Изложенный в настоящих рекомендациях метод прогнозирования ситового состава угля при измельчении на транспортно-погрузочных процессах комплексно дополняет метод прогнозирования при выемке и позволяет по характеристикам физико-механиче -ских свойств угля, схем и средств транспорта производить инженерный расчет ситового состава топлива.

В последовательности процессов, вызывающих значительное измельчение угля, первое место занимают перегрузочные пункты, второе - бункеры. На семи обследованных в Донбассе обогатительных фабриках имелось от 20 до 36 перепадов с высотой от 1 до 5 м и более, в том числе: до 1м - от 4 до 15,    1    -    2м - от 2 до 11,    2-3    м    -    от

2 до 7 и более 3 м - от 5 до 14 перепадов.

Перепады потоков оборудованы несовершенными перегрузочными устройствами, вследствие чего антрацит при пере-

грузках подвергается ударным нагрузкам и измельчается.

Для борьбы с измельчением угля в бункерах обычно уста -навливают ступенчатые (каскадные) или спиральные спуски, однако их применение сдерживается из-за отсутствия эффективных и надёжных в эксплуатации конструкций.

В настоящих рекомендациях изложена методика оптимизации конструктивных параметров перегрузочных устройств, описаны конструкции желобов со специальной конфигурацией днища и с просеивающей поверхностью, ступенчатых спусков с амортизирую ишми полками.

Применение спусков позволяет уменьшить измельчение угля при загрузке бункера. Однако процесс измельчения продолжается и при выгрузке угля из бункера. В процессе выгрузки происходит крошение острых граней и реализация макродефектов структуры зёрен при их относительных перемещениях в стесненном состоянии. Для борьбы с измельчением угля при выгрузке бункеров предложен метод, который позволяет снизить внутреннее давление сыпучего материала и величину относительных перемещений кусков угля.

Методы и средства борьбы с измельчением антрацита испытаны в промышленных условиях. Изготовление устройств по заказам предприятий освоено на экспериментальной базе института "УкрНИИуглеобогащение".

Внедрение комплекса разработанных устройств на одном предприятии позволяет за счёт уменьшения измельчения увеличить выход крупно-средних сортов на 0,5-0,8% и получить экономический эффект от 40 до 90 тыс. руб.

1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СИТОВОГО СОСТАВА АНТРАЦИТА ПРИ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ НА ТРАНСПОРТНО-ПОГРУЗОЧНЫХ ПРОЦЕССАХ

Метод основан на теоретически и экспериментально установленной закономерности изменения параметров уравнения характеристики крупности при измельчении антрацита.

Установлено, что уравнение характеристики крупности антрацита в диапазоне от 6 до 50 ым имеет вид

Значения фунхции

а	1 ~	г~Г	1 2~	1 з-	1 4
0		2,9996	2,6981	2,5215	2,3962
1	1,9966	1,9538	1,9156	1,8804	1,84 78
2	1,6902	1,6686	1,6479	1,6282	1,6093
3	1,5096	1,4950	1,4807	1,4669	1,4535
4	1,3802	1,3691	1,3581	1,3476	1,3371
5	1,2788	1,2697	1,2608	1,2521	1,2435
6	1,1951	1,1872	1,1798	1,1724	1,1653
7	1,1235	1,1185	1,1103	1,1038	1,0972
8	1,0607	1,0550	1,04 92	1,0433	1,0374
9	1,0047	0,9995	0,9943	0,9891	0,9840
10	0,9542	0,9494	0,9447	0,9399	0,9353
11	0,9080	0,9036	0,8992	0,8949	0,8905
12	0,8653	0,8612	0,8571	0,8531	0,8491
13	0,8255	0,8220	0,8179	0,8195	0,8104
14	0,7884	0,7847	0,7811	0,7776	0,7741
15	0,7533	0,7499	0,7466	0.7432	0,7399
16	0,7202	0,7169	0,7138	0,7105	0,7074
17	0,6886	0,6855	0,6825	0,6794	0,6764
18	0,6586	0,6556	0,6527	0,6498	0,6469
19	0,6297	0,6268	0,6240	0,6213	0,6185
20	0,6021	0,5993	0,5967	0,5940	0,5913
------Г 1	t	9	~~Г ------Г ; 8 i	7	! 6

Таблица 1

‘I--- I--------7 » i 5 ; 6 ! 7 ! 8 j 9 2,2889 2.2193 2,1520 2,0934 2,0418 1,9956 99 1,8174 1,7889 1,7621 1,7369 1,7129 1,6902 98 1,5911 1,5736 1,5568 1,5405 1,5248 1,5096 97 1,4404 1,4278 1,4155 1,4034 1,3916 1,3802 96 1,3267 1,3168 1,3071 1 ,2974 1,2880 1,2788 95 1,2350 1,2269 1,2186 1,2106 1,2028 1,1951 94 1,1597 1,1507 1,1440 1,1370 1,1300 1,1235 93 1,0909 1.0849 1,0789 1,0727 1,0668 1,0607 92 1.0319 1.0265 1,0207 1,0153 1,0103 1,0047 91 0,9788 0,9739 0,9689 0,9640 0,9590 0,9542 90 0,9306 0,9260 0,9215 0,9170 0,9124 0,9080 89 0,8862 0,8821 0,8778 0,8735 0,8694 0,8653 88 0,8451 0,8411 0,8373 0,8333 0,8294 0,8255 87 0,8067 0,8030 0,7993 0,7956 0,7920 0,7884 86 0,7706 0,7671 0,7636 0,7602 0,7567 0,7533 85 0.7332 0,7332 0,7299 0,7266 0,7233 0,7202 84 0,7043 0,7010 0,6979 0,6948 0,6917 0,6886 83 0.6734 0,6704 0,6675 0,6644 0.6616 0.6586 82 0,6440 0,64 11 0,6380 0,6354 0,6326 0,6297 81 0,6157 0,6130 0.6102 0.6076 0,6047 0,6021 80 0,5886 0,5860 0,5833 0,5807 0,5781 0,5754 79 5 i 4 ; 3 1 “ i 2 T i 1 “T 7 ; о ; C1

	i i -н i i °! _ 1 1 !	im	2_	_i_3	4
21	0,5754	0,5726	0,5702	0,5676	0,5651
22	0,3497	0,5471	0,5447	0,5421	0,5396
23	0,5249	0,5223	0,5198	0,5175	0,5150
24	0,5007	0,4981	0,4958	0,4935	0,491 1
25	0,4771	0,4748	0,4725	0,4702	0,4679
26	0,4542	0,4520	0,4498	0,4475	0,4453
27	0,4320	0,4298	0,4276	0,4254	0,4232
28	0,4101	0,4080	0,4058	0,4038	0,4016
29	0,3888	0,3867	0,3847	0,3825	0,3804
30	0,3680	0,3659	0,3638	0,3617	0,3598
31	0,3476	0,3454	0,3434	0,3414	0,3395
32	п,3273	0,3253	0,3234	0,3214	0,3194
33	0,3075	0,3056	0,3036	0,3016	0,2998
34	0,2880	0,2863	0,2842	0,2823	0,2804
35	0,2688	0,2669	0,2650	0,2632	0,2613
36	0,2500	0,2480	0,2460	0,2442	0,2422
37	0,231!	0,2294	0,2274	0,2256	0,2238
38	0,2127	0,2108	0,2089	0,2071	0,2052
39	0,1942	0,1925	0,1906	0,1888	0,1869
40	0,1761	0,1744	0,1727	0,1706	0,1688
41	0,1580	0,1562	0,1544	0,1526	0,1510
42	0,1402	0,1383	0,1367	0,1348	0.1331
43	0,1225	0,1206	0,1189	0,1173	0,1152
44	0,1048	0,1032	0,1013	0,0993	0,0976
45	0,0871	0,0852	0,0835	0,0820	0,0802
46	0,0697	0,0679	0,0662	0,0645	0,0626
47	0,0522	0,0503	0,0478	0,0457	0,0443
48	0,0346	0,0331	0,0315	0,0295	0,0278
49	0,0174	0,0157	0,0138	0,0121	0,0103
	; |	9	1 8	! 7 !	6

5	’T-------r- i 6 i	7	i ___§___|	______	----1
0,5624	0,5599	0,5573	0,5548	0,5521	0,5497	78
0,5371	0,5346	0,5321	0,5297	0,5272	0,5249	77
0,5126	0,5101	0,5077	0,5054	0,5030	0,5007	76
0,4889	0,4864	0,4840	0,4817	0,4795	0,4771	75
0,4657	0,4633	0,4611	0,4588	0,4566	0,4542	74
0,4431	0,4407	0,4386	0,4364	0,4343	0,4320	73
0,4210	0,4188	0,4166	0,4145	0,4113	0,4101	72
0,3994	0,3974	0,3952	0,3931	0,3909	0,3888	71
0,3784	0,3762	0,3742	0,3722	0,3701	0,3680	70
0,3577	0,3556	0,3536	0,3516	0,3495	0,3476	69
0,3375	0,3355	0,3334	0,3314	0,3294	0,3273	68
0,3175	0,3156	0,3135	0,3115	0,3096	0,3075	67
0,2978	0,2958	0,2939	0,2920	0,2900	0,2880	66
0,2786	0,2765	0,2747	0,2727	0,2707	0,2680	65
0,2593	0,2574	0,2555	0,2536	0,2519	0,2500	64
0,2405	0,2385	0,2367	0,2347	0,2330	0,2311	63
0,2219	0,2201	0,2180	0,2162	0,2146	0,2127	62
0,2034	0,2017	0,1998	0,1979	0,1962	0,1942	61
0,1853	0,1832	0,1815	0,1798	0,1778	0,1761	60
0,1671	0,1653	0,1635	0,1617	0,1599	0,1580	59
0,1492	0,1473	0,1456	0,1436	0,1422	0,1402	58
0,1313	0,1294	0,1277	0,1258	0,1242	0,1225	57
0,1137	0,1120	0,1100	0,1082	0,1066	0,1048	56
0,0958	0,0941	0,0923	0,0906	0,0888	0,0871	55
0,0785	0,0766	0,0749	0,0730	0,0716	0,0697	54
0,0610	0,0592	0,0573	0,0557	0,0539	0,0522	53
0,0433	0,0418	0,0399	0,0382	0,0367	0,0346	52
0,0261	0,0245	0,0224	0,0207	0,0191	0,0174	51
0,0086	0,0068	0,0051	0,0033	0,0017	0,0000	50
5	! 4 !	3	! 2	! 1	! 0	i