Статьи

Уголь — это вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Сегодня мы посетим одно из старейших предприятий Кузбасса, где горные работы по добыче угля на участке недр шахты ведутся с 1917 года.

Каталог промышленных предприятий 

Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. Он образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения.  

В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода (примерно 416 млн лет назад), как раз накапливалось то самое органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. 

Регистрация в каталогах

Угольные разрезы:  

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории России добывают уголь с уровня чуть более 1 200 метров.

Уголь имеет свою маркировку. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.

В России сосредоточено 5.5 % мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд тонн. Такая разница с процентом доказанных запасов угля (19 %) обусловлена тем, что большая часть не пригодна к разработке, так как находится в Сибири в области вечной мерзлоты. 70 % приходится на запасы бурого угля.

Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов.

Что касается Кузнецкого угольного бассейна, то Кузбасс является одним из самых крупных угольных месторождений мира. В настоящее время наименование «Кузбасс» является вторым названием Кемеровской области.

Карьерный самосвал KOMATSU грузоподъемностью 90 тонн. Но как говорят водители, бывает, грузят и больше 90

В общей сложности мы были в Киселевске неделю, большую часть времени мы снимали. Это не может надоесть, это действительно интересно.

При воздействии с кислородом уголь самовозгорается.

Ковш шагающего карьерного экскаватора:

Даже на карьере в режимное время всё выглядит симпатичнее. Но снимать сложно, всё в движении:

Шагающий экскаватор:

Ночью по всему карьеру видно, как горит уголь на некоторых участках:

Техника. У всех есть план, который обязательно нужно выполнить. Поэтому движение на карьере никогда не останавливается.

Следы от ковшей:

Одно такое колесо стоит 700 000 рублей, поэтому дороги стараются расчищать от острых камней:

Понравилась статья? Расскажи друзьям:

Источник...

Уголь как альтернативный источник энергии значительно превосходит другие ископаемые виды топлива. «Сколько стоит уголь?» - на данный вопрос очень сложно ответить, поскольку тут влияет разное количество факторов. Независимо, что залежей угля много, цена на него с каждым годом только растет. То есть, стоимость угля формируется из-за естественных и производственных факторов. К естественным факторам относят: его свойства, качество ископаемого, количество примесей, химический состав. Стоимость угля определяется и его маркой. Одним из самых дешевых является бурый уголь, который добывается открытым способом на карьере. Самым дорогим видом является Антрацит. Для его добычи нужно большое количество средств и времени.

Чтобы определить, сколько же стоит уголь, нужно посчитать производственные затраты. Себестоимость различается от способа выработки. На данный момент существует два способа: открытый и подземный. Естественно открытая добыча в карьере гораздо дешевле, чем в шахте. Также в стоимость включается такой фактор как транспортировка.

Сегменты рынка угля

На данный момент рынок представлен двумя сегментами — энергетических углей и рынками коксования. Стоимость угля, как энергетического ресурса, можно определить по конструкции между электростанциями: ГЭС, АЭС и ТЭС. Что касается качества коксующихся углей, их можно определить по металлургической ценности.

Также нельзя не заметить, что цена на топливо зависит от внешних факторов, а именно - от социально-политических, внешнеэкономических и внутриэкономических. К социально-экономическим факторам относятся: угроза безработицы, социальная стабильность в стране, порядок финансирования отрасли, политика государства. К внешнеэкономическим факторам можно отнести мировые цены на топливно-энергетические ресурсы. Чтобы определить,;сколько стоит уголь, нужно посмотреть на внутриэкономические факторы. К ним относятся: размер минимальной заработной платы, инфляция, тарифы на электроэнергию, и многое другое.

Из истории мы видим, что цены на уголь гораздо ниже и стабильнее, чем на другие виды топлива. То есть, при таких условиях угольная промышленность будет развиваться с каждым годом все интенсивнее. Также стоит отметить, что залежи угля расположены равномерней, чем другие виды топлива, поэтому и ценообразование будет стабильнее во много раз.

Источник....

I. Просеивание угля.

В мире в настоящее время не существует технологий, позволяющих качественно и экономически оправданно разделять уголь, прошедший через процесс мокрого размола на шаровых и прочих мельницах (угольная пульпа), на фракции меньше чем 500 µ (где µ - микрон). Вследствие этого от 10 до 15 процентов угля попросту выбрасывается в отвалы, снижая коэффициент полезного использования исходного материала, увеличивая затраты и представляя серьёзную экологическую проблему.

Необходимость просеивания угольной пульпы на ту или иную фракцию определяется в первую очередь процентным содержанием золы.

1. Уголь экспортного качества, коксующийся уголь.

В целом в мире принято, что уголь экспортного качества не должен содержать более 12% золы. Очевидно, что с уменьшением крупности разделяемой фракции процентное содержание золы возрастает, и, таким образом, всегда имеется некая “критическая” фракция, ниже которой разделение с целью получения угля экспортного качества нецелесообразно, т.к. процентное содержание золы во фракциях мельче “критической” исходно превышает 12% (или иной процент установленный для угля высокого качества в данной стране). Для одних шахт или разрезов такая “критическая” фракция может находиться на уровне 45 µ, для других – на уровне 100 µ, для третьих – на уровне 150 µ и т. д.

Крупность “критической” фракции определяется геологическими характеристиками того или иного пласта, который разрабатывает данная шахта или разрез. Тем не менее, не существует пластов, а, соответственно, шахт или разрезов, где “критическая” фракция находилась бы на уровне крупности в 500 µ и выше или хотя бы приближалась к крупности в 500 µ. Таким образом, неэффективное использование угля – это факт.

Кроме того, мировыми геологическими исследованиями установлено, что в целом в мире наличие низкозольных углей истощается, и максимум в течение 8 лет такие угли будут полностью выработаны. Уже сейчас часть угледобывающих/углеобогатительных предприятий, например, в Южной Африке, испытывает трудности с обогащением, т.к. добыча на них происходит из пластов тощих углей, а для продолжения продаж необходимо смешивать эти угли с более богатыми, которых не хватает. Существующие же обогатительные технологии не позволяют решить проблему тощих углей.

	2. Энергетический уголь.

Требования к энергетическим углям в отношении зольности существенно ниже, чем к коксующимся, но, тем не менее, каждый дополнительный процент золы в энергетическом угле означает меньший коэффициент теплоотдачи, т.к. зола представляет собой несгораемый балласт, попусту загружаемый в топку и обеспечивающий дополнительную бесполезную нагрузку на всю технологическую цепочку, ухудшающий работу оборудования и представляющий экологическую проблему, т.е., в принципе в области энергетических углей природа проблемы не отличается от таковой для коксующегося угля. Напротив, снижение процентного содержания золы в топочном (энергетическом) угле повышает коэффициент теплоотдачи и, соответственно, увеличивает продажную цену такого угля.

	3. Традиционные технологии.

В основном в угольной промышленности для фракционного разделения используются:

• традиционные одночастотные вибрационные сита (грохоты);
• гидроциклоны;
• спиральные сепараторы (спиральные разделители).

Традиционные грохоты не позволяют просеивать на крупность ниже 500 µ. Собственно, и при просеивании на более крупные фракции, вплоть до самых крупных, где речь идёт уже не о микронах, а о десятках и сотнях миллиметров, и где применяется не мокрое, а сухое просеивание, традиционные грохоты демонстрируют свои, традиционные, недостатки (низкая удельная производительность, недостаточно высокое качество разделения и пр.). Однако, в данном документе речь не идёт об улучшении, пусть даже принципиальном улучшении, тех процессов, которые в настоящее время как-то осуществляются на традиционных грохотах. Речь идёт о тех процессах, которые традиционные грохоты не способны выполнить вообще.

Гидроциклоны – это высокопроизводительные и очень дешёвые аппараты, страдающие, однако, принципиальным недостатком – низким качеством разделения. Этот недостаток нивелирует все их преимущества и не позволяет говорить о гидроциклонах, как об аппаратах выбора для обогащения мелких фракций угля даже в настоящее время. Что же касается применения гидроциклонов для обогащения высокозольных углей, то, например, в США, где эта проблема воспринимается очень серьёзно и считается весьма насущной для угольной промышленности, после нескольких лет опытов с гидроциклонами для обогащения тощих углей было принято решение отказаться от этой идеи как бесперспективной и ожидать появления какой-либо иной технологии. Качество разделения на гидроциклонах колеблется от 80% на очень хороших углях с большим содержанием крупных фракций и низким содержанием золы до 40% на тощих. Даже 80-процентное разделение считается недостаточным, а с истощением природных запасов высококачественного угля затраты на оборудование угольных предприятий гидроциклонами как обогатительными аппаратами становятся всё более неоправданными.

Кроме того, разделение на гидроциклонах предполагает не только засорение крупной фракции мелкими частицами (underflow contaminated with overflow), но и засорение мелкой фракции крупными частицами (overflow contaminated with underflow). На грохотах также возможно, и обязательно в какой-то степени происходит, засорение крупной фракции (oversize) мелкими частицами (undersize); процентом такого засорения и определяется качество просеивания. Однако, крупные частицы в принципе не могут попасть в подрешётное пространство на грохоте, поскольку попросту не пройдут сквозь отверстия сетки, если эти отверстия по размеру меньше размера самих крупных частиц. Это очень важно для последующего процесса флотации, куда направляются мелкие частицы. Если присутствует крупная фракция, то резко (в два раза и более) возрастает количество реагентов (флокулянтов), которое необходимо добавлять во флотационную машину для обогащения того же объёма мелкой угольной пульпы. Так, при высококачественном предварительном разделении флотационная машина потребляет флокулянтов по стоимости около 2,5 долларов США на тонну угля, тогда как при наличии крупной фракции стоимость флотации возрастает до 5, а иногда и до 8 долларов США на тонну. Принимая во внимание объёмы производимого угля, разница выражается в миллионах долларов США.

Спиральные сепараторы страдают тем же недостатком – низким качеством разделения, которое принципиально невозможно улучшить до каких-то величин, которые бы значимо отличались от демонстрируемых на сегодняшний день.

	4. Просеивание с целью обогащения на многочастотных грохотах Ultimate Screener™ (Идеальный Грохот).

В настоящее время грохота Идеальный Грохот работают в угольной промышленности Южной Африки и Австралии, получены заказы на поставку на угольные предприятия Турции, Испании и США. Результаты работы грохотов Идеальный Грохот в промышленных условиях в настоящее время таковы:

• Просеивание на фракцию 45 µ (“критическая” фракция для данного предприятия): производительность – 25 м³ угольной пульпы (среднее содержание твёрдых частиц 5%) в час на 1 м² площади просеивания с качеством (эффективностью) просеивания 88%. Питание Идеального Грохота осуществляется из overflow первичного циклона, где содержание мелкой и очень мелкой фракции (менее 150 µ) составляет примерно 90%. Следует отметить, что это угольное предприятие работает на очень высококачественном низкозольном угле, т.к. “критическая” фракция расположена низко и позволяет отсеивать уголь на 45 µ, сохраняя допустимое содержание золы (до 12%);
• Просеивание на фракцию 55 µ (“критическая” фракция для данного предприятия): производительность – 30 м³ угольной пульпы (среднее содержание твёрдых частиц 5%) в час на 1 м² площади просеивания с качеством (эффективностью) просеивания 90%. Питание Идеального Грохота осуществляется из overflow первичного циклона, где содержание мелкой и очень мелкой фракции (менее 150 µ) составляет примерно 90%;
• Просеивание на фракцию 100 µ (“критическая” фракция для данного предприятия): производительность – 60 м³ угольной пульпы (среднее содержание твёрдых частиц 8%) в час на 1 м² площади просеивания с качеством (эффективностью) просеивания 90%;
• Просеивание на фракцию 150 µ (“критическая” фракция для данного предприятия): производительность – 90 м³ угольной пульпы (среднее содержание твёрдых частиц 10%) в час на 1 м² площади просеивания с качеством (эффективностью) просеивания 89%;
• Просеивание на фракцию 355 µ (“критическая” фракция для данного предприятия): производительность – 170 м³ угольной пульпы (среднее содержание твёрдых частиц 15%) в час на 1 м² площади просеивания с качеством (эффективностью) просеивания 92%.

Из приведённых данных видно, что Идеальный Грохот - единственный на сегодняшний день аппарат, способный обеспечивать высококачественное просеивание/разделение углей независимо от содержания в них золы и их исходного гранулометрического состава. Ни одна другая машина, как вибрационная, так и работающая на ином принципе разделения, не позволяет получить результатов, сравнимых с теми, которые обеспечивает Идеальный Грохот.

	5. Расчёт окупаемости оборудования Идеальный Грохот.

Разумеется, каждое предприятие имеет собственную специфику производства и обогащения и самостоятельно определяет экономическую целесообразность приобретения того или иного оборудования. Расчёт окупаемости в Российской Федерации в целом и на отдельных угледобывающих и углеобогатительных предприятиях может отличаться от приведённого ниже. Вполне вероятно также, что отдельные предприятия вообще предпочитают экстенсивные способы увеличения прибыли, наращивая производство нового угля, а не интенсивность использования добываемого и/или вторичного использования уже существующих отвалов. Выбор пути работы и развития того или иного предприятия целиком относится к компетенции его руководства.

Приведённый расчёт производился одним из угольных предприятий Южной Африки, на котором работают просеивающие машины Идеальный Грохот.

В Южной Африке амортизация горного оборудования разрешается в течение максимум 20 лет. Продажная цена угля экспортного качества составляет примерно 20 долларов США за тонну. Идеальный Грохот, например, площадью 2 м² перерабатывает по фракции 55 µ – 60 м³ угольной пульпы в час. При содержании твёрдого угля в пульпе 5%, переработка твёрдого угля составляет 3 тонны в час. Поскольку эффективность процесса – 90%, то на самом деле за час Идеальный Грохот обеспечивает 2,7 тн/ч угля экспортного качества. При общем числе часов работы оборудования 5.400 часов в год (всего в году 8.760 часов), один Идеальный Грохот обеспечивает дополнительно 14.580 тонн угля в год общей продажной стоимостью 291.600 долларов США. Эта добавочная стоимость “появляется” из того угля, который уже был добыт, но не мог быть использован. При цене самого Идеального Грохота в 60,000 долларов США, срок его окупаемости составляет 2,5 месяца. Даже при продаже только 50% угля, полученного с помощью Идеального Грохота, окупаемость машины составляет 5 месяцев, что для горнообогатительного оборудования является очень коротким сроком.

Помимо этого, следует учесть, что приведённый расчёт сделан для просеивания на “невыгодную” с точки зрения расчёта окупаемости фракцию 55 µ. В связи с тем, что на данной шахте добывается низкозольный уголь, “критическая” фракция располагается также низко. При “критической” фракции, располагающейся выше по шкале крупности, производительность Идеального Грохота выше и, соответственно, срок его окупаемости ещё короче.

	II. Обезвоживание угля.

В настоящее время угольную пульпу обезвоживают следующими основными традиционными способами:

• “естественным” способом, когда со временем уголь, находящийся в верхнем слое отвалов обезвоживается под воздействием силы тяжести;
• на традиционных грохотах;
• с помощью центрифуг;
• с помощью ленточных пресс-фильтров.

Во-первых, Идеальный Грохот сам по себе обеспечивает достаточно сильную степень обезвоживания. Кроме того, фирмой KROOSH Technologies Ltd. (КРУШ Текнолоджиз Лтд.) разработана помимо Идеального Грохота специализированная машина – Ultimate Dewaterer™ (Идеальный Обезвоживатель).

Обезвоживание на многочастотных вибрационных машинах.

Обезвоживание на Идеальном Грохоте.

По отношению к “естественному” способу не требуется никаких комментариев.

По сравнению с традиционными грохотами, Идеальный Грохот значительно превосходит их по степени обезвоживания. Так, если уголь крупностью от 0 µ до 500 µ не обезвоживается на традиционных грохотах вообще, то на Идеальном Грохоте такой уголь обезвоживается до общей остаточной влажности около 30%. Если же уголь предварительно просеян хотя бы на 45-микронную фракцию, когда из него удаляются особенно мелкие частицы, то общая остаточная влажность составляет 25%.

При обезвоживании более крупного угля степень обезвоживания возрастает по мере возрастания крупности частиц обезвоживаемого материала. В любом случае, Идеальный Грохот обеспечивает принципиально большую степень обезвоживания угля любой крупности, чем традиционные грохота, что ещё больше повышает техническую и экономическую привлекательность Идеального Грохота, т.к. просеивание происходит одновременно с обезвоживанием на одной и той же машине.

Обезвоживание с помощью Идеального Обезвоживателя.

По сравнению с ленточным пресс-фильтром Идеальный Обезвоживатель демонстрирует несколько меньшую степень обезвоживания. Так, при обезвоживании пульпы с размерами частиц 0 – 150 µ, ленточный пресс-фильтр показывает результат 20% общей остаточной влажности, тогда как Идеальный Обезвоживатель обезвоживает до общей остаточной влажности в 22%. Однако, ленточный пресс-фильтр – это аппарат прерывистого действия, непригодный для эксплуатации в условиях реального промышленного производства с большими объёмами материала. Технология работы с ленточным пресс-фильтром предполагает порционную загрузку и разгрузку рабочей камеры и очистку фильтровочных секций после каждого раза. В отличие от этого, Идеальный Обезвоживатель - машина непрерывного действия, процесс загрузки, обезвоживания и загрузки в которой происходит без участия оператора и безостановочно.

По сравнению с центрифугами, Идеальный Обезвоживатель выигрывает и в техническом, и в экономическом плане. Сравнение Идеального Обезвоживателя происходило с наиболее технически совершенными центрифугами, работающими на угольных предприятиях Южной Африки, а именно с ковшовыми центрифугами (solid bowl centrifuge) и сеточно-ковшовыми центрифугами (screen bowl centrifuge). Стоимость таких машин, например обрабатывающих 35 тонн в час пересчитанных по твёрдой части, составляет от 500,000 до 700,000 долларов США. Стоимость эксплуатации такой машины, не считая затрат на электроэнергию, составляет примерно 0,35 доллара США (35 центов США) на тонну обезвоженного угля, что, при объёме производимого материала 35 тонн в час, составляет 66.800 долларов США в год. Поскольку центрифуги приобретаются предприятиями для многолетней эксплуатации, то затраты только на обслуживание только одной такой машины составляют за время её эксплуатации несколько около или более миллиона долларов США.

Обезвоживать пульпу, содержащую мелкие фракции, может только такая центрифуга. Более простые и дешёвые осадительные, конусные и пр. центрифуги обладают значительно меньшими возможностями. Однако, даже ковшовая центрифуга не в состоянии обезвоживать угольную пульпу с частицами 0 – 150 µ. Для того, чтобы хоть как-то обезводить такой материал, в ковшовую центрифугу подаётся смесь из 30 – 40% мелкого угля и 60-70% крупного, где размер частиц приближается к 500 µ. Для обеспечения центрифуги таким материалом строятся целые линии циклонов и спиральных сепараторов, единственной целью которых является обеспечение центрифуги приемлемым для обезвоживания гранулометрическим составом угольной пульпы. При процентном соотношении мелкого и более крупного материала 30/70 ковшовая центрифуга способна обезводить до 13 – 14% остаточного содержания влаги. Без такого смешивания фракций центрифуга не способна обезвоживать угольную пульпу совсем.

Идеальный Обезвоживатель является простой вибрационной машиной, значительно более дешёвой и по цене, и в эксплуатации. Так, стоимость эксплуатации Идеального Обезвоживателя составляет примерно 0,0006 доллара США (0,6 цента США) на тонну обезвоженного угля, т.е., в 60 раз дешевле стоимости эксплуатации ковшовой центрифуги. Тот материал, который недоступен для обезвоживания на центрифуге, Идеальный Обезвоживатель обезвоживает до 22% общей остаточной влажности.

При повышении крупности материала подаваемого в Идеальный Обезвоживатель, улучшаются и показатели обезвоживания, т.е., снижается остаточное содержание влаги. Крупные угли обезвоживаются до 8%, 7% и менее.

Обогащение угля ВиброТехцентр