Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Развитие фотолинейного метода определения гранулометрического состава угля при открытой разработке месторождений

Диссертация: Развитие фотолинейного метода определения гранулометрического состава угля при открытой разработке месторождений
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Актуальность работы. В настоящее время важнейшей задачей, стоящей перед угольной промышленностью, является повышение качества добываемого угля и удовлетворение спроса различных потребителей на сортовой уголь. Потребность в крупно-средних классах (+ 13 мм) угля Кузнецкого бассейна, по данным ЦНИЭИуголь, составляет 45 млн.т., в то время как производится лишь около 10 млн.т. Дефицит сортовых углей… Читать ещё >

Развитие фотолинейного метода определения гранулометрического состава угля при открытой разработке месторождений (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Анализ факторов, определяющих гранулометрический 9 состав угля, и моделей его прогноза
    • 1. 1. Актуальные аспекты увеличения выхода сортовых углей
    • 1. 2. Факторы, определяющие гранулометрический состав угля
    • 1. 3. Анализ уравнений, которые характеризуют грануломет- 31 рический состав продуктов дробления
  • Выводы
  • Глава 2. Разработка метода прогноза гранулометрического состава 40 угля
    • 2. 1. Фотолинейный метод измерения гранулометрического 40 состава
    • 2. 2. Прогноз гранулометрического состава угля
    • 2. 3. Проверка математической модели в лабораторных уело- 45 виях
    • 2. 4. Проверка математической модели в промышленных уело- 53 виях на ЗАО «Черниговец»
    • 2. 5. Проверка математической модели в промышленных уело- 58 виях на ОАО «Разрез Листвянский»
    • 2. 6. Выбор метода обработки фотопланограмм
  • Выводы
  • Глава 3. Влияния звеньев технологической цепи на грануломет- 74 рический состав угля
    • 3. 1. Влияние взрывных работ на гранулометрический состав
    • 3. 2. Исследование динамики гранулометрического состава угля в промышленных условиях на ОАО «Разрез Сартаки»
    • 3. 3. Исследование динамики гранулометрического состава 92 угля в промышленных условиях на ОАО «Разрез Лист-вянский»
    • 3. 4. Трудоемкость стандартного и фотолинейного анализа 106 гранулометрического состава
  • Выводы

Актуальность работы. В настоящее время важнейшей задачей, стоящей перед угольной промышленностью, является повышение качества добываемого угля и удовлетворение спроса различных потребителей на сортовой уголь. Потребность в крупно-средних классах (+ 13 мм) угля Кузнецкого бассейна, по данным ЦНИЭИуголь, составляет 45 млн.т., в то время как производится лишь около 10 млн.т. Дефицит сортовых углей у потребителей восполняется рядовыми углями.

Гранулометрический состав угля необходимо рассматривать как совокупный результат воздействия геолого-генетических и горнотехнических факторов.

Разработке способов увеличения выхода крупно-средних классов угля должен предшествовать тщательный анализ процесса его измельчения во всех звеньях технологической цепи. Получение исходной информации для такого анализа сопряжено с большими затратами ручного труда на отбор и обработку проб, так по нормам времени на отбор эксплута-ционной пробы по ГОСТ 16 094–78 и ситовый рассев по ГОСТ 2093;82 (при крупности максимального куска +200 мм) требуется минимум 2630 чел.-мин. В некоторых случаях пробы невозможно отобрать по условиям техники безопасности или вследствие отсутствия доступа к транспортному потоку. Поэтому необходимо разработать метод, позволяющий быстро и с достаточной точностью определять гранулометрический состав добываемого угля на всех стадиях технологического процесса. Этому посвящена настоящая работа, непосредственно связанная с важнейшими задачами угледобывающих предприятий и запросами потребителей угля.

Цель работы состоит в разработке экспресс-метода оценки гранулометрического состава угля в различных звеньях технологического процесса для снижения трудоемкости ситового анализа.

Идея работы заключается в разработке модели прогноза гранулометрического состава угля, минимизирующей ошибки фотолинейного метода получения эмпирической информации. Задачи исследований:

• разработка аналитической модели гранулометрического состава угля;

• разработка методики оперативного определения гранулометрического состава угля;

• исследование влияния различных технологических процессов добычи на гранулометрический состав угля.

При выполнении диссертационной работы использованы следующие методы исследований:

• ситовый метод определения гранулометрического состава угля;

• фотолинейный метод определения гранулометрического состава угля;

• методы статистического анализа эмпирической информации;

• построение и проверка адекватности математических моделей;

• методы обработки фотопланограмм кусковатых смесей.

Научные положения, выносимые на защиту:

• параметр формы степенного распределения диаметра частиц угля, количественно отражающий условия получения репрезентативной выборки по измерениям на фотопланограмме, обладает незначительной вариацией с центром рассеяния, равным 0,2;

• при взрывном дроблении угольного пласта с нормативным удельным расходом ВВ содержание фракции (- 13мм) возрастает от 10−12% до.

25−30%;

• на содержание мелких фракций (-13 мм) значимое влияние оказывают выемочно-погрузочные работы в забое и перегрузочно-складские работы, которые увеличивают выход фракции (- 13 мм) соответственно с 10 до 30% и с 30 до 40%.

Научная новизна:

• разработана аналитическая модель прогноза гранулометрического состава угля;

• разработана методика определения гранулометрического состава угля по фотопланограммам, минимизирующая ошибки линейного метода определения гранулометрического состава;

• установлены количественные преобразования гранулометрического состава угля в технологической цепи при открытой разработке месторождений.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается:

• достаточным объемом эмпирической информации, полученной в промышленных условиях;

• применением методов статистического анализа экспериментальных данных;

• результатами проверки адекватности полученных математических моделей.

Личный вклад автора состоит:

• в построении вероятностной модели гранулометрического состава угля;

• в разработке методики оперативного определения гранулометрического состава угля с использованием фотопланограмм;

• в определении значимости влияния различных технологических процессов на гранулометрический состав угля;

• в исследовании динамики изменения гранулометрического состава угля в технологической цепи открытой разработки.

Практическая ценность работы заключается в том, что реализация методики оперативного определения гранулометрического состава угля позволяет в 20 раз снизить трудоемкость определения гранулометрического состава угля в условиях действующего предприятияповысить надежность прогноза выхода сортовых углей в товарной продукции разреза по данным фотопланограмм на различных участках технологического процессавыбирать наиболее оптимальные технологические решения по добыче угля с точки зрения увеличения выхода крупно-средних классов.

Полученная математическая модель прогноза гранулометрического состава угля позволила реализовать метод оперативного определения гранулометрического состава угля.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Второй Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 1997), на Третьей Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 1999), 8 на научно-технических конференциях преподавателей, аспирантов и студентов КузГТУ (г. Кемерово, 1998, 1999, 2000).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав основного текста и заключения, изложена на 125 стр., в том числе: 36 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 72 наименований и приложения.

Основные выводы, полученные в ходе выполнения работы, заключаются в следующем:

1. Выявлены особенности формирования гранулометрического состава угля, которые состоят в том, что угли, добытые открытым способом, содержат в забое 60−80% крупно-средних классов угля. Однако их выход в товарной продукции разрезов составляет от 25 до 50%. При открытой разработке угольных месторождений есть резерв увеличения выхода крупносредних классов угля при выборе оптимальных технологических решений по его добыче.

2. В формировании гранулометрического состава угля основную роль играют геолого-генетические и горно-технические факторы.

3. Построена прогнозная вероятностная модель описания гранулометрического состава угля, позволяющая нейтрализовать ошибки линейного метода получения эмпирической информации, при котором на поверхности дисперсной системы в силу перекрытия происходит недооценка содержания мелких частиц и переоценка крупных, а измерения производятся лишь некоторой фракции (+х0) при этом более мелкие фракции не учитываются.

4. Экспериментальными исследованиями в промышленных условиях установлено, что параметр формы степенного распределения диаметра частиц угля, количественно отражающий условия получения репрезентативной выборки (учитывающий эффект размерности выборочного пространства) по измерениям на фотопланограмме, обладает незначительной вариацией с центром рассеяния, равным 0,2.

5. Предложенная в диссертационной работе методика оперативного определения гранулометрического состава угля с использованием фото-планограмм, минимизирует ошибки линейного метода получения эмпирической информации. При этом ошибка прогноза не превышает 8% по сравнению с ситовым методом.

6. При взрывном дроблении угольного пласта с нормативным удельным расходом ВВ содержание фракции (-13 мм) возрастает от 10−12% до 25−30%.

7. При исследовании динамики гранулометрического состава угля в технологической цепи установлено, что на содержание мелких фракций (-13 мм) значимое (на уровне значимости 0,05) влияние оказывают вы-емочно-погрузочные работы в забое и перегрузочно-складские работы, которые увеличивают выход фракции (-13 мм) соответственно с 10 до 30% и с 30 до 40%.

8. Предложенная методика позволяет в 20 раз снизить трудоемкость определения гранулометрического состава угля, по сравнению с ситовым методом, в условиях действующего предприятия и повысить надежность прогноза выхода сортовых углей в товарной продукции разреза по данным фотопланограмм.

9. Результаты исследований позволяют разрабатывать рекомендации по уменьшению переизмельчения угля, в частности, путем изменения технологических схем ведения добычных работ, выбору технологии и оборудования для ведения перегрузочно-складских работ, а также технологической цепи дробильно-сортировочных комплексов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится новое решение актуальной задачи по оперативной оценке гранулометрического состава каменного угля в различных звеньях технологического процесса добычи, обеспечивающей снижение трудоемкости гранулометрического анализа, что имеет существенное значение для угольной промышленности.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A.A. Физические свойства угля. — М.: Металлургиздат, 1971.-300с.
  2. И.И. Зона окисления углей. М.: Наука, 1965. — 92с.
  3. И.И., Еремин И. Р. Трещиноватость углей.- М.: АН СССР, i960, — 109с.
  4. И.И., Ерешин И. В., Бабинкова Н. И. Петрографические особенности и свойства углей.- М.: Изд-во АН СССР, 1963, — 380с.
  5. И.И., Тан Сю и. Стадия изменения углей и парагенетиче-ских отношений горючих ископаемых. — М.: АН СССР, 1961. — 119с.
  6. С.Е., Перов В. А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1980. — 415с.
  7. A.B., Семененко В. К. Ориентационные явления при увлажнении ископаемых углей// Химия твердого топлива.- 1973, — № 5, — С. 1417.
  8. A.C., Протасов С. И. Угли Кузбасса: происхождение, качество, использование. Кн.1 /Кузбас. гос .техн. ун-т, — Кемерово, 1999.- 177с.
  9. A.C., Протасов С. И. Угли Кузбасса: происхождение, качество, использование. Кн.2 / Кузбас. гос .техн. ун-т.- Кемерово, 1999.- 168с.
  10. Л.И. Кусковатость и методы ее измерения.- М.: Изд-во АН СССР, i960, — 97с.
  11. Л.И., Глатман Л. Б. Контактная прочность горных пород.-М.:Недра, 1966,-228с.
  12. Л.И., Коняшин Ю. Г., Курбатов В. М. Дробимость горных пород.- М.: Изд-во АН СССР, 1970, — 136с.
  13. JI.И., Личели Г. П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке -М.: Недра, 1996.- 136с.
  14. Л.И., Лозгунов Б. М., Позин Е. З. Определение крепости горных пород.-М.: Госгортехиздат, 1972.- 331с.
  15. С.А., Бирюков A.B., Кылатчанов P.M. Гранулометрия геоматериалов.-Новосибирск: Наука, 1989.- 172с.
  16. Ю.И. Выемочно-погрузочные работы на карьерах. М.: Недра, 1987.-268с.
  17. П.Бирюков A.B. Линейная гранулометрия и ситовый анализ// Вестник КузГТУ- 1998.-№ 4.-С. 15−16.
  18. A.B. Эффект размерности в гранулометрии горных пород// Известия ВУЗов. Горный журнал.- 1996, — № 2, — С. 1−2.
  19. A.B., Кузнецов В. И., Ташкинов A.C. Статистические модели в процессах горного производства.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996.-228с.
  20. A.B., Протасов С. И., Самусев П. А. Некоторые вопросы гранулометрии// Вестник КузГТУ, — 1998, — № 1.- С.27−28.
  21. A.B., Протасов С.И, Самусев П. А. Прогнозирование гранулометрического состава угля// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Тез. докл. второй Междунар. науч.-практ. конф.// Кузбас. гос. техн. ун-т. Кемерово, 1997. 4.1. — С. 165−166.
  22. A.A., Ковалев О.В Определение прочности угля в массиве // Технология добычи угля подземным способом: Сб. № 7 (19). М.: Недра, 1968.-С. 42−47.
  23. К.П. Прогноз гранулометрического состава по геолого-генетическим признакам угля. Автореферат на соискание уч-й степени д.т.н. / ИОТТ.- Люберцы, 1981.- 21с.
  24. К.П., Ерешин Н. В. Прогнозирование грансостава спекающихся углей по геолого-генетическим признакам// Химия твердого топлива.-1981,-№ 3,-С. 115−129.
  25. С.А., Кузмич И. А., Григорьев В. Л. Прочностные свойства массива // Уголь. 1972. — № 6. — С. 10 — 11.
  26. В.П. Характеристика крепости антрацита // Обогащение и брикетирование угля.-1970, — № 5.- С.9−11.
  27. В.П., Жуков П. П. Методы прогнозирования ситового и фракционного состава углей,— М.: Недра, 1997.- 136с.
  28. ГОСТ 16 094–78. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора эксплутационных проб. М.: Госстандарт, 1978. — 4с.
  29. ГОСТ 2093 — 82. Топливо твердое. Ситовый метод определения гранулометрического состава. —М.: Госстандарт, 1982. 24с.
  30. ГОСТ 25 543–88. Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам. -М.: Госстандарт, 1988.- 19с.
  31. В.В. Петрофизика угленосных формаций.- М.: Недра, 1990.-472с.
  32. Ю.Н., Любин Г. А. Некоторые особенности развития дизьюнк-тивов и связанной с ними трещиноватости. Труды ВНИМИ // Шахтная геофизика и геология: Сб. 94. Л., 1974. — С. 131 — 135.
  33. И.В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические свойства углей,— М.: Недра, 1980, — 263с.
  34. Jl. Статистическое оценивание.- М.: Статистика, 1976.
  35. А.Н., Баловнев В. И., Керов И. П. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1975. — 422с.
  36. .А. Закономерности фракционного и ситового состава углей // Обогащение и брикетирование углей, — 1972, — № 3.- С. 17−19.
  37. .А. Исследование закономерностей гранулометрического и качественного состава угля и их использование для прогнозирования характеристик обогатимости угля // Отчет по НИР, — Винница, 1975.-167с.
  38. Л.П., Икрамова Л. П. Сравнение крупности углей шахт и разрезов // Обогащение и использование угля. Кемерово, 1968, — С. 397- 403.
  39. А.И., Федотенко СМ., Протасов С. И. Формирование качества угля при открытой угледобыче: Учеб. Пособие / Филиал изд-ва Томского ун-та при Кемеровском ун-те .- Кемерово, 1991, — 156с.
  40. Качественная характеристика углей Кузбасса. Этап: Исследование свойств витрена и дюрена некоторых пластов Кузбасса: Отчет о НИ-ИР / КузНИУИ Прокопьевск, 1958. -210с.
  41. A.A., Андреева М. Ф. Влияние механической прочности угля на степень его измельчения при различных способах выемки // Гидравлическая добыча угля. Реф. сб. № 4 (26).- М.: Недра, 1965. -С.7−13.
  42. Ю.В., Гоголин В. А. Математическое моделирование упаковки частиц массивов разрушенных горных пород // Изв.вузов. Горн. жур. -1987.-№ 3.-С.7−10.
  43. E.B. К вопросу влияния воды на процесс самоокисления каменных углей // Химия твердого топлива. 1970. — № 3. — С. 150.
  44. С.И. О связи между стадиями изменения углей и вмещающих пород // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1973. — № 2. — С. 84 — 92.
  45. М.Н. Исследование ситового состава при различных способах отбойки угля // Вопросы гидравлической добычи угля. Труды ВНИИ-Гидроугля. Выпуск XIII (дополнительный). -Новокузнецк, 1973. -С.86−92.
  46. А.Н., Качан Ю. Г. Автоматический контроль гранулометрического состава сыпучих материалов.- Киев, Донецк: Вища школа, 1977, — 120с.
  47. А.К. Метаморфизм углей : комплексный природный процесс. История и методология естественных наук. Вып. XIII. Геология / МГУ.-М., 1974.-45с.
  48. И., Майкснер X., Хан A.C. Определение кусковатости отбитой руды по результатам численной обработки фотоснимков// Горный журнал.-1990, — № 3.- С. 53 54.
  49. Методика оценки и классификация показателей разрушаемое&trade- угольных пластов основных бассейнов СССР/ ИГД им. A.A. Скочин-ского.- М., 1978, — 192с.
  50. С.Г., Беликов И. Л., Ахонина Л. И., Брежнев Д. В., Бордю-ков М.П. Фотограмметрия в горном деле. — Киев- Донецк: Вища шк. Головное изд-во, 1985. 278с.
  51. Нормы времени и нормативы численности повременно оплачиваемых рабочих, занятых отбором, обработкой и лабораторными испытаниями проб угля (сланца) и продуктов их обогащения. М.: Мин — во угольной промышленности СССР, 1987. — 49с.
  52. С.В. Исследование прочности и прогнозирование измельчения коксующихся углей в процессе обогащения: Автореф. дис. на соискание уч. степени к.т.н, — М.: ИОТТ, 1978. 22с.
  53. Особенности открытой добычи и переработки углей сложноструктур-ных месторождений Кузбасса / Паначеев И. А., Нецветаев А. Г., Цепи-лов И.И., Удовицкий В.И.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 1997, — 220с.
  54. И.А., Бирюков А. В. Об энергоемкости дробления горных пород // Изв. вузов. Горн. Журнал. 1986. — № 2.- С. 44 — 46.
  55. Е.З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами,— М.: Наука, 1972, — 238с.
  56. Е.З., Меламед В. З., Азовцева С. М. Измельчение углей при резании.-М.: Наука, 1977, — 138с.
  57. Е.З., Меламед В. З., Тон В.В. Разрушение углей выемочными машинами .- М.: Недра, 1984, — 286с.
  58. . Е.З., Меламед В. З. Основы инженерного расчета гранулометрического состава угля, разрушенного резанием// Уголь.- 1971.- № 10.-С.1.
  59. Разработать и внедрить методику прогноза гранулометрического состава по геолого — генетическим признакам угля: Отчет о НИР / Куз-НИИУглеобогащение. Прокопьевск, 1979, — 74с.
  60. Разработка математических методов прогнозирование ситового и фракционного состава углей с применением ЭВМ: Отчет о НИР/ ВНТИЦ. -М., 1978. 131с.
  61. И.Я., Геблер И. И., Решетко А. Н. О статистических связях между отражательной способностью витринита и качеством угля Алдане Чульманского района // Химия твердого топлива. — 1970, — № 3. -С. 141.
  62. Резание угля / Берон А. И., Казанский A.C., Лейбов Б. М., Позин Е. З. .М.: Госгортехиздат, 1962, — 439с.
  63. Ю.А., Волков А. Н., Гоголин В. А. Механика и технология формирования закладочных массивов. М.: Недра, 1985. — 191с.
  64. П.А. Исследование влияния технологических процессов добычи угля на его грансостав // Вестн. КузГТУ.- 1999.- № 2, — С.50−51.
  65. П.А. Сравнение методов обработки фотопланограмм // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Тез. докл. Третьей Ме-ждунар. науч.-практ. конф.// Кузбас. гос. техн. ун-т. Кемерово, 1999. -С. 219−220.
  66. Совершенствование угольных складов разрезов Кузбасса: Отчет о НИР / Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1981. — 258с.
  67. H.H. Об аналитическом описании грансостава взорванной массы горной породы с учетом предварительной трещиноватости // Физ.-технич. проблемы разраб. полезн. ископаемых, — 1975.- № 2, — С. 61−63.
  68. А.Г. Определение параметров выемочных комбайнов, обеспечивающих повышенный выход крупных классов угля и наименьшее пылеобразование / ИГД им. A.A. Скочинского, — М., 1968, — 82с.
  69. A.M. Статистические связи между характеристиками измельчаемое&trade- угля // Уголь. 1968.-№ 2.- С.63−64.119
  70. A.A. Разработка и создание рабочих органов выемочных машин для улучшения сортового состава добываемого угля: Диссертация на соискание уч. степени д. т. н. Кемерово, 1990. — 350с.
  71. В.В. От площадного распределения к объемному // Горный журнал.-1992, — № 6, — С.61−62.
  72. Г. Г., Рыжков Ю. А., Шаламанов В. А., Петров А. И. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна: Справочник. М.: Недра, 1994. — 447с.120
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!