УК «Колмар» ОФ «Инаглинская-­1»

В соответствии с программой инвестиций ООО «УК «Колмар» в настоящее время ведется строительство новой обогатительной фабрики «Инаглинская-1» для обогащения углей АО «ГОК «Инаглинский», расположенного в Нерюнгринском районе Республики Саха (Якутия), в 20 км от п. Чульман к западу.
Обогатительная фабрика «Инаглинская-1» предназначена для выпуска высококачественного концентрата коксующихся марок К, Ж и КЖ. Мощность проектируемой обогатительной фабрики по переработке рядового угля (РУ) составит 1,5 млн т/г, часовая производительность – 250 т/ч.
На ОФ принят комбинированный метод обогащения: обогащение в противоточных гравитационных сепараторах типа КНС и тяжелосредном гидроциклоне.
Сырьевой базой обогатительной фабрики будут рядовые угли АО «ГОК «Инаглинский», добываемые открытым способом:
– пласт Д19 зольностью 23,8 % – 550 тыс. т в год;
– пласт Д19 зольностью 41,7 % – 150 тыс. т в год;
– пласт К4 зольностью 23,7 % – 800 тыс. т в год.
Уголь пласта Д19 имеет однородный петрографический состав (∑ ОК = 3 %), показатель отражения витринита – 1,10 %, имеет выход летучих веществ 32,1 %, толщину пластического слоя – 14, индекс Рога – 55 ед., индекс свободного вспучивания – 7 ед. Содержание серы – 0,38 %, фосфора – 0,006 %, высшая теплота сгорания – 35,64 МДж/кг (8 513 ккал/кг), содержание углерода – 86,48 %, водорода – 5,46 %, по химическому составу зола представлена тугоплавкими оксидами кремния (56,78 %) и алюминия (30,48 %).
Зола тугоплавкая, tc = > 1 500 0С.
Исследованный уголь пласта относится к марке Ж.
Исследования механической прочности показали, что уголь и порода кровли средней крепости, порода почвы – довольно крепкая.
В гранулометрическом составе угля выход класса более 13 мм равен 29,9 % зольностью 46,2 %, выход класса 0,5–13 мм равен 60,6 % зольностью 14,0 % и класса 0–0,5 мм – 9,5 % зольностью 15,5 %.
Обогатимость рядового угля трудная.
Выполненные анализы по определению гранулометрического и фракционного состава дали следующие результаты:
1. Зольность угля по представленной пробе составила 23,8 %.
2. Содержание мелочи (0–3 мм) в пробе составило 33,9 % с зольностью 12,7 %. С учетом измельчаемости в процессе подготовки угля к обогащению содержание мелочи составит 49,9 % при ее зольности 12,2 %.
3. По фракционному составу пробы содержание угольных фракций (менее 1 800 кг/м) составило 82,3 % с зольностью 12,1 %, это означает, что концентрат требуемого качества с зольностью менее 10 % можно будет получить, если удалить породу (плотностью более 1 800 кг/м3) из всего угля и 60 % имеющихся в угле промпродуктовых фракций (1 500–1 800 кг/м3). Высокая зольность концентратных фракций в крупном угле, более 13 мм, требует ведение технологического процесса на разных плотностях разделения, что исключает целесообразность обогащения ширококлассифицированного (0–50 мм) угля.

Характеристика углей пласта Д19 зольностью 41,7 %
Ситовый анализ показал, что в гранулометрическом составе рядового угля содержание класса более 13 мм составляет 34,2 % зольностью 74,1 %, выход класса 2–13 мм равен 29,4 % зольностью 31,9 %, выход класса 0,5–2 мм составляет 22,0 % зольностью 18,4 %, выход класса 0–0,5 мм равен 14,4 % зольностью 20,4 %.
Максимальный размер куска угля – 60 х 170 х 235 мм.
Максимальный размер куска породы – 110 х 240 х 380 мм.
Зольность рядового угля по эксплуатационной пробе – 41,7 %.
Исследования механической прочности показали, что вмещающие породы (F = 3,80) и породы кровли (F = 2,82) относятся к средней крепости, породы почвы (F = 4,68) – довольно крепкие, а уголь (F = 0,70) – слабой крепости.
Содержание видимой породы в крупных классах (более 25 мм) составляет 17,9 % зольностью 90,6 %.
Коэффициент размолоспособности, определенный на приборе Хардгрова в соответствии с ГОСТ 15489.2-93 (ИСО 5074-80) и характеризующий сопротивление угля размолу, равен 83 единицам.
Рядовой уголь и классы более 13 мм, 2–13 мм относятся к очень трудной категории обогатимости, а уголь классов 0,5–2 мм и 0–0,5 мм относятся к средней категории обогатимости.

Характеристика углей пласта К4
Согласно ситовому анализу, зольность усредненной пробы рядового угля составила 23,7 %. Содержание в ней крупных классов углей (+25 мм) составляет 15,54 %. Содержание класса 0–1 мм составляет 16,8 %. Зольность по всем классам крупности распределена практически равномерно.
Марка угля, по данным исследований, выполненных ранее, – КЖ. Измельчаемость углей высокая. По данным ОТК, содержание класса 0–1 мм в пластовой пробе составляет 6,36 %, а в штабеле угля после его транспортировки, перевалки и хранения его содержание составляет уже 27,25 %. При перевалках и хранении угля он измельчается и переходит в мелкие классы, в то время как твердая порода остается в крупных классах и зольность их возрастает до 40–55 %.
Спекающие свойства угля в значительной мере определяют технологическую ценность его как сырья при производстве металлургического кокса. Наряду с толщиной пластического слоя (у), который является основным показателем спекаемости в России, по углю Денисовского месторождения проводились исследования и определялись показатели, положенные в основу Международной классификации углей (индекс Рога, индекс свободного вспучивания, тип кокса по Грей-Кингу, расширение на Одибер-Арну, отражательная способность витринита и т. д.). Согласно показателям, угли в Международной классификации занимают самую верхнюю строку (кодовые номера 535, 435, 434, 334), то есть они являются наиболее ценными коксующимися углями. Результаты опытных коксований показывают, что неокисленные угли образуют металлургический кокс высокой механической прочности. Показатели прочности кокса остаются высокими и при совместном коксовании Денисовских углей с углями СС (до 30 % в шихте) и Г (до 40 % в шихте).
Следует отметить также, что в осенне-весенний периоды после выпадения осадков угли могут смерзаться в агрегаты размерами, превышающими 300 мм, и их необходимо разрушать перед погрузкой в приемный бункер или на решетке бункера.
Вышеуказанные угли складируются на двух складах рядовых углей, расположенных в пределах промплощадки строительства ОФ. На площадке № 1 располагается склад рядового угля пласта К4 (марка КЖ) объемом 10 тыс. т. На площадке № 3 располагается склад углей пласта Д19 емкостью 10 тыс. т. При этом складирование углей разной зольности пласта Д19 на площадке № 3 и их переработка может производиться как отдельно, так и в смеси, в зависимости от требований потребителей к качеству товарного угля, а также условий ведения горных работ на АО «ГОК «Инаглинский».
Подвоз РУ – карьерными автосамосвалами МАЗ, формирование склада – бульдозером.
Складирование концентрата: класс 0–30 мм предусматривается на открытом складе емкостью до 3 тыс. тонн. Вывоз концентрата с ОФ будет осуществляться на угольный склад АО «ГОК «Инаглинский» автосамосвалами МАЗ грузоподъемностью до 30 т.
Складирование породы 0–100 мм предусматривается на открытом складе емкостью до 1 тыс. т. Вывоз породы – на проектируемый отвал складирования породы ОФ.
Загрузку РУ в бункер исходного питания угля, концентрата промпродукта и породы со складов ОФ в автосамосвалы МАЗ предполагается осуществлять фронтальным погрузчиком с емкостью ковша до 10 м3.
После обогащения в качестве товарной продукции с ОФ будут реализовываться концентраты марок К и Ж, которые будут использоваться для поставок на внутренний и внешний рынок. Весь отгружаемый уголь используется как сырье для коксования.
Рядовые угли со складов колесным погрузчиком подаются в приемный бункер, снабженный колосниковой решеткой с размером щели 300 мм. Наличие решетки позволяет удалять негабаритные куски (предметы) или смерзшиеся агрегатные образования из рядового угля размерами более 300 мм.

Подготовка рядовых углей перед обогащением
Из приемного бункера рядовой уголь питателем ПК-1,2-10, ленточным конвейером с шириной ленты 1 200 мм подается на колосниковый грохот, где уголь разделяется на два класса крупности: 0–100 и +100–300 мм. Производительность питателя устанавливается диспетчером с помощью тиристорного управления.
Удаление металла на ленте конвейера осуществляется с помощью подвесного электромагнитного железоотделителя ЭЖ-120/55. Над конвейером после железоотделителя установлен металлоискатель МК-1, который останавливает ленточный конвейер в случае неулавливания металла железоотделителем. Сигнал об этом поступает диспетчеру. Удаление металла с ленты в этом случае осуществляется машинистом конвейера в ручном режиме. Надрешетный продукт неподвижного колосникового грохота крупностью +100–300 мм дробится в дробилке СМД-110А, объединяется с классом 0–100 мм и конвейером шириной 1 200 мм подается в обогатительный корпус. Конвейер снабжен тензометрическими весами для измерения производительности и определения объемов перерабатываемого угля.

Обогащение угля класса 0–100 мм в крутонаклонном сепараторе КНС-138Л
Дробленый уголь крупностью 0–100 мм поступает на первичное обогащение в сепаратор КНС-138Л.
В процессе обогащения в сепараторе КНС-138Л образуется два продукта: отходы и первичный концентрат. Отходы являются конечным продуктом, обезвоживаются элеватором ЭО-10С и конвейером с шириной ленты 1 000 мм транспортируются на промежуточный склад породы емкостью 1 тыс. т.
Отходы по мере накопления с помощью колесного погрузчика с емкостью ковша до 10 м3 грузятся в автосамосвалы МАЗ грузоподъемностью 30 т и по дороге № 2 вывозятся в отвал породы, расположенный на земельном участке площадью 11,1 га в 1,5 км от промплощадки ОФ. Первичный концентрат после сепаратора КНС-138Л обезвоживается на грохоте ГИСЛ-62АК с разделением на три класса крупности: +25–100, 2–25 и 0–2 мм.
Обогащение в сепараторе КНС-138Л происходит в крутонаклонном канале размером 1 300 х 800 мм. Сепаратор имеет длину 5 700 мм. Уголь загружается через воронку в среднюю часть сепаратора. Сепаратор наклонен к горизонту под углом 500. В нижнюю часть сепаратора подается вода, расход которой регулируется регулятором уровня. Легкий материал (концентрат, промпродукт, шламы) потоком воды выносится через верхнюю часть сепаратора и поступает на обезвоживание на грохот ГИСЛ-62АК, а более тяжелая порода опускается на дно сепаратора и под действием силы тяжести по наклонному дну спускается в нижнюю часть сепаратора КНС-138Л, попадает в элеватор ЭО-10С, где происходит ее транспортирование и обезвоживание. Сепаратор КНС позволяет удалить всю породу из крупных классов угля +25 (13) – 100 мм и до 70–80 % породы из класса крупности +2–25 мм.

Обогащение первичного концентрата КНС-138Л в тяжелосредном гидроциклоне ТГЦ-711
Крупный концентрат +25–100 мм после сепаратора КНС-138Л дробится в дробилке ДДЗ-4А до крупности 0–30 мм, объединяется с классом крупности +2–25 мм, поступает в сборник питания ТГЦ, где смешивается с магнетитовой суспензией, и насосом Warman-10/8F-P подается на обогащение в тяжелосредный гидроциклон ТГЦ-711 диаметром 711 мм, где происходит разделение на два продукта: концентрат и промпродукт. Концентрат 0–30 мм поступает на обезвоживание и отмывку магнетита на сито предварительного сброса суспензии (щель 1 мм), дуговое сито НР-7-14229 (с щелью 1 мм), инерционный грохот ГИСЛ-62АК с щелью 1 мм и далее в центрифугу HSG-1200. Грохот ГИСЛ-62АК снабжен двумя рядами напорных брызгал и одним рядом безнапорных, предназначенных для отмывки концентрата от магнетита.
Промпродукт после ТГЦ-711 поступает на обезвоживание и отмывку магнетита на дуговое сито НР-7-14231 с щелью 1 мм на инерционный грохот 8А-GA-816-21337-В с щелью 1 мм и далее на конвейер или на центрифугу ФВШ-1.00С и конвейером подается на склад промпродукта емкостью 500 т.
Концентрат и промпродукт со своих складов грузятся в автосамосвалы МАЗ грузоподъемностью 30 т колесным погрузчиком с емкостью ковша до 10 м3 и вывозятся на прирельсовый склад товарного угля АО «ГОК «Инаглинский».
Кондиционная суспензия после ТГЦ-711 собирается в бак кондиционной суспензии и насосом 150-Е-МР подается в процесс обогащения. Плотность суспензии регулируется в автоматическом режиме. Потеря магнетитовой суспензии восполняется за счет добавления свежеприготовленной магнетитовой суспензии высокой плотности, приготавливаемой в сборнике приготовления магнетитовой суспензии, которая подается в процесс обогащения насосом 75С-МП в бак кондиционной суспензии. Некондиционная суспензия, образующаяся при отмывке концентрата и промпродукта, поступает в емкость некондиционной суспензии, откуда насосом 150-Е-МР подается на регенерацию в магнитный сепаратор 36/117. Магнетит после сепаратора поступает в бак кондиционной суспензии, а шламовая вода поступает на отмывку концентрата на грохот ГИСЛ-62АК и в процесс обогащения в сепаратор КНС-138Л.

Технология обогащения зернистых шламов (0,3–2 мм), водно-шламовая схема
Проектом предусмотрена технология, включающая в себя трехстадиальное обогащение шлама:
– 1-я стадия – обогащение шлама в 12 обогатительных гидроциклонах ГЦЧ-360.0;
– 2-я стадия – обогащение пескового (промпродукта) в крутонаклонном сепараторе КНС-60/75;
– 3-я стадия – переобогащение пескового промпродукта КНС-40/60.
Глубина обогащения принята 0,3 мм.
При обогащении шлама в обогатительных гидроциклонах наиболее эффективно обогащается класс 0,15–0,8 мм. После обогащения он поступает в слив, затем на сгущение в гидроциклонах ГЦЧ-360.4 через сгуститель ОС-1,5/530, после чего сгущенный продукт (концентрат III) обезвоживается на дуговом сите и высокочастотных грохотах СВ-1ЛМ с размером щели 0,4 мм и IDS-30R48 с размером щели 0,35 мм.
Граничное зерно классификации в гидроциклонах ГЦЧ-360.4 составляет 0,15–0,2 мм, т. е. в слив поступает преимущественно зерно 0–0,2 мм. Сгущенный в гидроциклонах ГЦЧ-360.4 концентрат III обезвоживается на дуговых ситах с щелью 0,35 мм. При этом граничная крупность классификации при обезвоживании шлама на дуговых ситах с щелью 0,35 мм будет находиться на уровне 0,5–0,65 размера щели, т. е. 0,175–0,23 мм (с учетом износа сит – 0,3 мм). Надрешетный продукт дуговых сит +0,3 мм направляется на обезвоживание на высокочастотный грохот СВ-1ЛМ с шириной щели 0,35 мм.
Практика эксплуатации высокочастотных грохотов при обезвоживании шламов показала, что при уменьшении размера щели на грохоте менее 0,35 мм обезвоживание происходит неэффективно. Процесс обезвоживания угольных шламов на высокочастотных грохотах происходит в слое от 30 до 120 мм, в результате чего практически весь обезвоженный материал остается в надрешетном продукте. Подрешетный продукт 0–0,35 мм согласно схеме направляется в оборот на обогащение угля в сепараторе КНС-138Л. Обогащение угольного шлама в обогатительных водных гидроциклонах происходит по плотности 1 400 кг/м3. Обогащение IV промпродукта обогатительных гидроциклонов в сепараторе КНС-60/75 осуществляется по классу +0,5–2 мм. Концентрат +0,5 мм после обогащения в сепараторе КНС-60/75 по плотности 1 450–1 500 кг/м3 обезвоживается на дуговом сите, грохотах СВ1ЛМ, IDS30R48 и центрифуге ФВШ-1.00.С и поступает в присадку к концентрату 0–30 мм.
Песковый продукт сепаратора КНС-60/75 поступает на контрольное обогащение в сепаратор КНС-40/60 с дополнительным извлечением концентрата и получением высокозольного промпродукта. Концентрат КНС-40/60 обезвоживается на дуговом сите, высокочастотных грохотах СВ1ЛМ и IDS-30R48, в центрифуге ФВШ-1.00.С и направляется в присадку к концентрату ТГЦ-711.
Концентраты сепараторов КНС-60/75 и КНС-40/60 обезвоживаются на дуговых ситах с щелью 0,35 мм. Поскольку в сепараторы КНС-60/75 и КНС-40/60 подается осветленная в отстойниках вода, то подрешетные продукты дуговых сит содержат небольшое количество твердого и самотеком направляются в процесс обогащения в сепаратор КНС-138Л.
Основным преимуществом данной технологии обогащения является стабильность качественных показателей при обогащении мелкого угля крупностью от 0,3 до 3 (13) мм, что выгодно отличает ее от обогащения в спиральных сепараторах, где увеличение размера шлама более 3 мм приводит к нарушению технологического процесса разделения.
Операция сгущения в гидроциклонах ГЦЧ-360.4 предназначена для выделения части слива из подрешетных вод обезвоживающего грохота ГИСЛ-62АК. Шламовая вода из-под грохота ГИСЛ-62АК поступает в гидроциклоны через осветлитель ОС-1,5 самотеком. Далее слив с гидроциклонов (0–0,3 мм) поступает во второе отделение двухкамерного бака и далее на выброс в шламовый отстойник. Количество слива гидроциклонов должно быть в пределах 210–220 м3/ч. В этом случае в двухкамерном баке не будет перелива шлама из основной камеры 1 в камеру 2 и угольный шлам не будет теряться со шламовыми водами. Практика эксплуатации такой схемы показала, что невозможно добиться точной дозировки сливного продукта через систему: сгуститель ОС-1,5 – гидроциклонная установка. С этой целью перед гидроциклонами в питающую трубу врезается сбросная труба с регулировочной задвижкой. С помощью регулировочной задвижки достигаются параметры работы гидроциклонной установки, заложенные в проекте.
Основной результат регулировки работы системы – отсутствие перелива в двухкамерном баке из основной камеры в камеру сброса шлама.
Двухкамерный бак поз. 7.15 предназначен также для аварийного сброса шламов. Вторая камера бака, в которую поступают сливы гидроциклонов 0–0,3 мм и отходов КНС-40/60, снабжена трубой сброса, врезанной около днища бака, и поэтому камера остается пустой. При аварийных остановках ОФ вся вода поступает в камеру 1 и далее переливается в камеру 2 и по трубе в отстойник, не выливаясь на нижнюю отметку.
Водно-шламовая схема ОФ «Инаглинская-1» замыкается через два наружных отстойника общей емкостью 400 тыс. м3. Шламовые воды с обогатительной фабрики в объеме 418,8 м3/ч самотеком сбрасываются в шламовые отстойники по трубе диаметром 350 мм.
Перед сбросом в отстойники шламовые воды проходят контрольную классификацию в гидроциклонах ГЦЧ-360.4, в которые пульпа подается из бака камеры сброса шлама насосом ГРАТ-350/40. Сгущенный продукт гидроциклонов ГЦЧ-360.4 обезвоживается на высокочастотном грохоте СВ-1ЛМ, центрифуге ФВШ-1.00С и конвейером направляется на склад промпродукта ОФ. Слив гидроциклонов ГЦЧ-360.4 направляется по трубе шламов диаметром 350 мм в шламовые отстойники.
Шламовые воды осветляются в отстойниках и после осветления направляются на технологические нужды ОФ насосами 1Д-500/63, установленными в насосной станции оборотной воды.
Шлам по мере накопления в шламовых отстойниках изымается из них колесными погрузчиками, высушивается естественным путем на борту отстойников (в зимний период – вымораживается) и отгружается потребителям как энергетический уголь. Зольность шлама не превышает 30 %, его средняя влажность после естественной сушки – 11,5 %.
В схеме будет использовано импортное оборудование – грохот Tabor (США), высокочастотный грохот 1DS30R48 (США), центрифуги HSG-1200 (США), магнитный сепаратор Eriez (США). Соотношение между импортным и отечественным оборудованием ориентировочно 1:50 (импортное оборудование устанавливается из перечня ранее приобретенного, предназначенного для другого проекта, но нереализованного). Вопрос о модернизации оборудования в настоящий период не рассматривается.
Ожидаемый выход продуктов обогащения при переработке 1,5 млн т рядовых углей пластов Д19 и К4 средней зольностью 25,5 % представлен в таблице.
 

Контроль качества процессов обогащения будет осуществляться за счет системы контроля и автоматического регулирования всего технологического процесса (АСУТП).
Для контроля и определения качества продуктов обогащения предусмотрены:
– отбор проб рядового угля, концентрата, промпродукта – ПММ-12P;
– подготовка лабораторных проб МПЛ-150;
– углехимическая лаборатория (в составе ГОК «Инаглинский»).
С целью оперативного контроля за качеством продуктов обогащения предусмотрено производство экспресс-анализов (расслоение в тяжелых жидкостях в помещении главного корпуса ОФ).
Как указывалось выше, все шламовые продукты класса 0–2 мм подвергаются обогащению. Полученный шламовый концентрат обезвоживается и «присаживается» к общему концентрату.
Из самых главных природоохранных мероприятий в принятой технологии – отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу и в водные ресурсы.
В дробильном отделении, где ожидается избыточное пылевыделение при дроблении угля, смонтирована аспирационная установка с мокрой пылеочисткой (ПМР-15М).
Проектирование плоского породного отвала выполняется специализированной организацией «СибПроектГрупп» с полным перечнем природоохранных мероприятий и в соответствии с требованиями постановления № 87 от 16.02.2008 и дополнениями к нему.

Источник: ЖУРНАЛ ГЛОБУС, архив номеров: http://vnedra.ru/ariv-globus/