Д.А. Завалишин директор по обогащению ООО "Проектный Институт "БИМСИСТЕМА", технический консультант лабораторный комплекс АО "СЖС Восток Лимитед", г. Новокузнецк. 28.12.2024 г.
В настоящее время процесс обогащения углей, является неотъемлемой частью процесса добычи и переработки. Требования рынка таковы, что необогащенный уголь в рядовом виде имеет ограниченный спрос.
Процесс обогащения, как и любой процесс требует нормирования его работы и оценки уровня эффективности.
При этом, потребность в такой оценке неразрывно связано с экономикой угольного предприятия и её необходимость возникает на всех этапах его существования, а именно:
В общем, подход к оценке эффективности процесса обогащения известен [1], это отношение фактически достигаемых показателей обогащения (как правило за основу берется показатель выхода концентрата) к ожидаемым при идеальном процессе [2], теоретическом процессе [3] или нормируемом процессе обогащения [4]. Не вдаваясь в подробности, первый подход является наиболее простым и подходящим для оперативной оценки, второй оценивает эффективность с учетом ограничений связанных с природной обогатимостью угля, третий подход оценивает эффективность с учетом ограничений, накладываемых выбранной технологией обогащения. При глубоком анализе эффективности наиболее рационально рассматривать все три подхода, что позволяет оценить фактический уровень эффективности и перспективы её увеличения. При практической работе для нормирования процесса на действующей обогатительной фабрике наиболее интересен последний подход. При данном подходе показатели обогащения получают расчетом качественно-количественных показателей обогащения (качественно-количественной схемы обогащения) при существующей сырьевой базе при нормируемых параметрах работы оборудования и при существующей технологической схеме обогащения.
Данный подход был в свое время рассмотрен и на законодательном уровне разработкой инструкции по определению и нормированию потерь угля при переработке [5]. К сожалению, данный документ, пересмотренный в 1993 году и основанный на исследованиях советских обогатительных фабрик, в настоящее время не имеет практического применения на современных угольных обогатительных фабриках и требует пересмотра и доработки.
Интересна другая сторона вопроса. В современном мире процесс цифровизации коснулся почти всех аспектов жизни, однако программного обеспечения позволяющего проводить расчет качественно-количественных показателей обогащения, широко используемого в практике, в настоящее время нет. Некоторые программные продукты, касающиеся расчета технологических схем обогащения руд, могут использоваться и для расчета угольных обогатительных фабрик, но они также не получили массового применения у пользователей.
Возникает вопрос почему?
Именно такой вопрос возник у специалистов Проектного Института «БИМСИСТЕМА», и была поставлена задача создания такого программного продукта.
Для ответа на данный вопрос был проведён анализ опыта реализации данной задачи.
Результаты анализа позволили выявить ряд аспектов, затрудняющих процесс разработки такого программного обеспечения и определить направления при создании такого продукта.
Рассмотрим их подробнее.
Первый аспект – это большое разнообразие технологических схем обогащения на угольных обогатительных фабриках.
Раскроем этот аспект. Очевидно, понимание программного обеспечения с точки зрения пользователя находится на уровне «нажать кнопку». Основываясь на этом, для каждой обогатительной фабрики со своей уникальной схемой обогащения требуется индивидуальный программный продукт. При этом, для большинства угольных фабрик, особенно входящих в крупные угольные холдинги, наблюдается постоянное техническое перевооружение. Оно касается не только замены низкоэффективного и устаревшего оборудования, но и самой принципиальной схемы обогащения. Это значит, что создание индивидуального программного обеспечения для фабрики, заведомо создаёт продукт на существование в короткий промежуток времени. Именно так локально пытались решить вопрос на многих угольных обогатительных фабриках.
Отсюда приходит понимание, что для универсальности необходимо создание программного продукта, позволяющего моделировать технологическую схему фабрики. Это перечеркивает концепцию «просто нажать кнопку», и требует создание программного продукта уже на уровне инструмента, определяющего требования к навыкам пользователя.
Решение данной задачи известно, с одной стороны это обучение пользователей программного продукта, с другой – техническая поддержка продукта на постоянной основе, в том числе с обновлением программного обеспечения.
На сегодняшний день специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА» разработано программное обеспечение, позволяющее создавать модель технологического процесса угольной обогатительной фабрики. Программный продукт позволяет смоделировать (собрать) технологическую схему обогащения и провести расчет:
Специалисты Проектного Института «БИМСИСТЕМА» рассматривают универсальную поддержку продукта – техническую на постоянной основе, и обучение пользователей. При создании программы обучения используется многолетний опыт обучения программам трехмерного моделирования, реализуемого в проектном институте.
Процесс обогащения, как и любой процесс требует нормирования его работы и оценки уровня эффективности.
При этом, потребность в такой оценке неразрывно связано с экономикой угольного предприятия и её необходимость возникает на всех этапах его существования, а именно:
- на этапе разведки месторождения и постановки запасов на баланс. При расчете технико-эконмического обоснования отработки месторождения;
- на этапе проектирования угольного предприятия и подборе технологии обогащения при проектирования угольной обогатительной фабрики;
- на этапах развития угольного предприятия, направленного на повышение эффективности его работы. При разработке проектов реконструкции и технического перевооружения обогатительных фабрик;
- на этапе эксплуатации угольного предприятия. При настройке технологического режима обогащения на фабрике, контроле и планировании производства;
- на этапе продажи предприятия. При оценке технико-экономических показателей работы фабрики.
В общем, подход к оценке эффективности процесса обогащения известен [1], это отношение фактически достигаемых показателей обогащения (как правило за основу берется показатель выхода концентрата) к ожидаемым при идеальном процессе [2], теоретическом процессе [3] или нормируемом процессе обогащения [4]. Не вдаваясь в подробности, первый подход является наиболее простым и подходящим для оперативной оценки, второй оценивает эффективность с учетом ограничений связанных с природной обогатимостью угля, третий подход оценивает эффективность с учетом ограничений, накладываемых выбранной технологией обогащения. При глубоком анализе эффективности наиболее рационально рассматривать все три подхода, что позволяет оценить фактический уровень эффективности и перспективы её увеличения. При практической работе для нормирования процесса на действующей обогатительной фабрике наиболее интересен последний подход. При данном подходе показатели обогащения получают расчетом качественно-количественных показателей обогащения (качественно-количественной схемы обогащения) при существующей сырьевой базе при нормируемых параметрах работы оборудования и при существующей технологической схеме обогащения.
Данный подход был в свое время рассмотрен и на законодательном уровне разработкой инструкции по определению и нормированию потерь угля при переработке [5]. К сожалению, данный документ, пересмотренный в 1993 году и основанный на исследованиях советских обогатительных фабрик, в настоящее время не имеет практического применения на современных угольных обогатительных фабриках и требует пересмотра и доработки.
Интересна другая сторона вопроса. В современном мире процесс цифровизации коснулся почти всех аспектов жизни, однако программного обеспечения позволяющего проводить расчет качественно-количественных показателей обогащения, широко используемого в практике, в настоящее время нет. Некоторые программные продукты, касающиеся расчета технологических схем обогащения руд, могут использоваться и для расчета угольных обогатительных фабрик, но они также не получили массового применения у пользователей.
Возникает вопрос почему?
Именно такой вопрос возник у специалистов Проектного Института «БИМСИСТЕМА», и была поставлена задача создания такого программного продукта.
Для ответа на данный вопрос был проведён анализ опыта реализации данной задачи.
Результаты анализа позволили выявить ряд аспектов, затрудняющих процесс разработки такого программного обеспечения и определить направления при создании такого продукта.
Рассмотрим их подробнее.
Первый аспект – это большое разнообразие технологических схем обогащения на угольных обогатительных фабриках.
Раскроем этот аспект. Очевидно, понимание программного обеспечения с точки зрения пользователя находится на уровне «нажать кнопку». Основываясь на этом, для каждой обогатительной фабрики со своей уникальной схемой обогащения требуется индивидуальный программный продукт. При этом, для большинства угольных фабрик, особенно входящих в крупные угольные холдинги, наблюдается постоянное техническое перевооружение. Оно касается не только замены низкоэффективного и устаревшего оборудования, но и самой принципиальной схемы обогащения. Это значит, что создание индивидуального программного обеспечения для фабрики, заведомо создаёт продукт на существование в короткий промежуток времени. Именно так локально пытались решить вопрос на многих угольных обогатительных фабриках.
Отсюда приходит понимание, что для универсальности необходимо создание программного продукта, позволяющего моделировать технологическую схему фабрики. Это перечеркивает концепцию «просто нажать кнопку», и требует создание программного продукта уже на уровне инструмента, определяющего требования к навыкам пользователя.
Решение данной задачи известно, с одной стороны это обучение пользователей программного продукта, с другой – техническая поддержка продукта на постоянной основе, в том числе с обновлением программного обеспечения.
На сегодняшний день специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА» разработано программное обеспечение, позволяющее создавать модель технологического процесса угольной обогатительной фабрики. Программный продукт позволяет смоделировать (собрать) технологическую схему обогащения и провести расчет:
- качественно-количественной и водно-шламовой схемы обогащения;
- материального баланса;
- нагрузки на оборудование и необходимого количества оборудования;
- потребности в расходных материалах.
Специалисты Проектного Института «БИМСИСТЕМА» рассматривают универсальную поддержку продукта – техническую на постоянной основе, и обучение пользователей. При создании программы обучения используется многолетний опыт обучения программам трехмерного моделирования, реализуемого в проектном институте.
Другой важной задачей являются исходные данные, используемые для расчета, или точнее – универсальность этих данных.
Известно, что исходными данными для расчета качественно-количественных схем обогащения являются результаты так называемого исследования обогатимости угля. Термин «так называемого» применен не случайно, поскольку такого официального, стандартизированного понятия не существует. Так как основными методами обогащения угля являются гравитационный метод и обогащение шлама методом флотации, такое исследование включает в себя, как правило, ситово-фракционный анализ угля и тест по флотируемости шлама.
Касаясь ситово-фракционного анализа нужно отметить, что и проведение данного вида анализа также не стандартизировано. По сути, данный вид анализа является симбиозом процедур ситового анализа гранулометрического состава [6] и фракционного анализа [3]. Стандарты, регламентирующие данные виды анализов, разрешают некоторые допущения в реализации процедуры. В частности, если касается гранулометрического состава – это классы крупности, которые определяются при анализе. При фракционном анализе соответственно – плотности тяжелых жидкостей, на которых проводится процесс разделения.
Очевидно, что при таком способе реализации возможно ожидать, что даже при соблюдении требований стандартов процедуры, испытания, проводимые в разных лабораториях, могут давать разные результаты. Это подтверждает анализ фактического проведения данной процедуры в условиях действующих обогатительных фабрик. Анализ показал, что наблюдается различие, как в реализации процедур отбора и подготовки проб, так и в реализации самой процедуры анализа.
Основными направлениями решения данной проблемы являются, с одной стороны возможность математического приведения результатов ситово-фракционного анализа к единым условиям, с другой стороны – стандартизация самой процедуры исследования.
При этом, отдельного рассмотрения также требуют следующие вопросы:
Специалистами Проектного Института «БИМСИТЕМА» рассматриваются для реализации оба направления – направление математического моделирования и стандартизации процедуры отбора, подготовки проб и лабораторных испытаний.
На данный момент проработаны:
На основе выполненной работы проработан модуль обработки исходных данных для расчёта качественно-количественных показателей (расчета качественно-количественной схемы обогащения).
Также специалисты Проектного Института «БИМСИСТЕМА» предлагают модернизацию системы лабораторных испытаний на обогатимость исходного сырья с целью интеграции её с программным обеспечением. Эта работа может быть предложена Заказчику на уровне аудита с выдачей рекомендаций, на уровне разработки проекта участка исследований обогатимости угля и наконец на уровне реализации «под ключ». При выполнении работы осуществляется техническая проработка, включающая разработку нестандартного оборудования, методическая проработка с оценкой фактического уровня погрешности процедуры, логистическая проработка, заключающаяся в разработке регламента процедуры и обучение персонала.
И наконец, нужно отметить еще один вопрос. Очевидно, что жизнеспособность любой расчетной программы зависит от точности получаемых расчётных результатов, обеспечивающей возможность их использования для практических задач. Основные подходы к математическому описанию основных технологических процессов обогащения на угольных обогатительных фабриках известны [2, 4, 7]. Однако, точность выдаваемых результатов во многом зависит от применяемых в моделях коэффициентов, базирующихся на статистическом материале. К сожалению, в настоящее время централизованной работы по обработке такого статистического материала не ведется. Однако, можно рассматривать локальное решение вопроса на действующих предприятиях. Несомненно, базой такой информации является информация, формируемая внутренними системами контроля на угольных обогатительных фабриках. К сожалению, при существующем подходе реализации внутренних систем контроля обогатительных фабрик данная информация не систематизируется и не перерабатывается, также есть вопросы к ее объективности и точности. Но проведение специализированной работы по унификации системы контроля с программным продуктом может разрешить этот вопрос. В данном случае, решение данного вопроса требует работы в двух направлениях – с одной стороны математической обработки материала, с другой стороны – стандартизации процедур отбора, подготовки проб и поведения лабораторных анализов, применяемых во внутренней системе контроля.
Как и с системой работы с исходными данными специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА» рассматриваются оба направления, как направление математического моделирования, для чего разрабатывается специализированный модуль для обработки данных из системы контроля, так и модернизация системы контроля. Как и в случае с исходными данными модернизация системы контроля может быть предложена Заказчику на разных уровнях, на уровне аудита с выдачей рекомендаций, на уровне разработки проекта и наконец на уровне реализации «под ключ». При этом также рассматривается, как техническая проработка, так и методическая и логистическая проработка, и обучение персонала.
Выводы и заключения:
В настоящее время процесс обогащения углей, является неотъемлемой частью процесса добычи и переработки угли.
Процесс обогащения, как и любой процесс требует нормирования его работы и оценки уровня эффективности.
При общем подходе к оценке эффективности процесса, основанном на сравнении фактически достигаемых показателей эффективности с потенциально возможными, реализация ее бывает разной. Для действующих предприятий для нормирования процесса обогащения наиболее рациональным является подход основанный на определении потенциально возможных показателей обогащения расчётом качественно-количественной схемы обогащения при нормальном режиме работы оборудования при существующей сырьевой базе и схеме обогащения. Попытка стандартизировать данный подход на государственном уровне была реализована разработкой инструкции нормированию потерь угля (сланца) при переработке. К сожалению, данный документ, пересмотренный в 1993 году и основанный на исследованиях советских обогатительных фабрик, в настоящее время не имеет практического применения на современных угольных обогатительных фабриках и требует пересмотра и доработки.
Использование специализированного программного обеспечения для расчета качественно-количественных показателей обогащения могло бы облегчить процесс оценки эффективности и нормирования процесса обогащения.
Анализ, проведенный специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА», показал, что основными вопросами для решения данной задачи является:
1. необходимость разработки не просто программного продукта, позволяющего рассчитывать стандартную схему обогащения, а программы-инструмента позволяющей моделировать (собирать) необходимую схему обогащения. С одной стороны, это позволяет использовать программное обеспечение как для оценки работы существующей схемы обогащения, так и моделировать процесс обогащения при изменении технологического процесса обогащения. С другой стороны, такое программное обеспечение выдвигает определённые требования к пользователю. Это в свою очередь требует системы обучения для пользователей и реализацию технической поддержки программного обеспечения.
2. отсутствие унифицированных исходных данных (результатов исследования обогатимости) для проведения расчета. Это требует проработки двух направлений: с одной стороны разработки математического модуля для переработки и унификации исходных данных, с другой стороны модификации и унификации самой процедуры исследования обогатимости для обеспечения работы программного продукта.
3. отсутствие информации для поддержки точности работы математической модели. В частности, отсутствие работы по переработке статистического материала по эффективности технологического оборудования, для разработки статистических коэффициентов, используемых в математических моделях, описывающих процесс работы технологических аппаратов. Решение данного вопроса возможно если наладить процесс совместной работы программного продукта и существующей на обогатительной фабрике системы короля. Как и в случае с исходными данными, данный процесс, также требует реализации двух направлений: разработку математического модуля для переработки статистической информации из системы контроля, и модернизацию методов и процедур системы контроля для обеспечения работы программного обеспечения.
На основе проведенного анализа специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА», проведена работа по разработке программного обеспечения для расчета качественно-количественных схем обогащения:
1. разработано программное обеспечение, позволяющее моделировать (собирать) технологическую схему обогащения. Разработана программа обучения пользователей и система работы по технической поддержке программного обеспечения.
2. проведена работа по разработке модулей для обработки и унификации исходных данных (результатов исследования обогатимости) для программного обеспечения и обработки статистических данных из системы контроля.
3. разработана система модификации участков проведения исследования обогатимости и систем контроля обогатительных фабрик для обеспечения работы программного обеспечения, которая может быть предложена Заказчику на уровне аудита, разработки проекта или реализации «под ключ». Процесс модификации включает в себя технические решения с подбором оборудования и разработкой нестандартного оборудования, методические и логистические решения, направленные на получение результатов с минимально возможной погрешностью и оперативностью и обучение персонала.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ 17321-2015 УГОЛЬ. ОБОГАЩЕНИЕ. Термины и определения – Москва : Стандартинформ, 2016. – 12 с.
2. Фоменко Т.Г. Исследование углей на обогатимость. / Т.Г. Фоменко, В.С. Бутовецкий, Е.М. Погарцева – Москва: Недра, 1978. – 258 с.
3. ГОСТ 4790-2017 ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА. Общие требования к аппаратуре и методике – Москва : Стандартинформ, 2018. – 20 с.
4. Полулях А.Д. Практикум по расчетам качественно-количественных и водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик: Учебное пособие. / А.Д. Полулях, П.И. Пилов, А.Е. Егурнов – Д.:НГУ, 2007. – 504 с.
5. ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ И НОРМИРОВАНИЮ ПОТЕРЬ УГЛЯ (СЛАНЦА) ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ (РД-03-306-99) разработана с учетом требований Закона Российской Федерации "О недрах" в редакции Федерального закона от 03.03.95 N 27-ФЗ "О внесении изменений и дополнений в Закон Российской Федерации "О недрах", Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97 N 116-ФЗ, Положения о Федеральном горном и промышленном надзоре России, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 03.12.01 N 841, и Типовых методических указаний по определению, учету, экономической оценке и нормированию потерь твердых полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов при переработке минерального сырья, утвержденных Госгортехнадзором СССР 23.06.87 г.
6. ГОСТ 2093-82. ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ. Ситовый метод определения гранулометрического состава – Москва : ИПК Издательство стандартов, 2001. – 20 с.
7. Коткин, А. М. Оценка обогатимости угля и эффективности процессов обогащения / А. М. Коткин, М. Н. Ямпольский, К. Д. Геращеико. – М. : Недра, 1982. – 200 с. – Текст : непосредственный.
Известно, что исходными данными для расчета качественно-количественных схем обогащения являются результаты так называемого исследования обогатимости угля. Термин «так называемого» применен не случайно, поскольку такого официального, стандартизированного понятия не существует. Так как основными методами обогащения угля являются гравитационный метод и обогащение шлама методом флотации, такое исследование включает в себя, как правило, ситово-фракционный анализ угля и тест по флотируемости шлама.
Касаясь ситово-фракционного анализа нужно отметить, что и проведение данного вида анализа также не стандартизировано. По сути, данный вид анализа является симбиозом процедур ситового анализа гранулометрического состава [6] и фракционного анализа [3]. Стандарты, регламентирующие данные виды анализов, разрешают некоторые допущения в реализации процедуры. В частности, если касается гранулометрического состава – это классы крупности, которые определяются при анализе. При фракционном анализе соответственно – плотности тяжелых жидкостей, на которых проводится процесс разделения.
Очевидно, что при таком способе реализации возможно ожидать, что даже при соблюдении требований стандартов процедуры, испытания, проводимые в разных лабораториях, могут давать разные результаты. Это подтверждает анализ фактического проведения данной процедуры в условиях действующих обогатительных фабрик. Анализ показал, что наблюдается различие, как в реализации процедур отбора и подготовки проб, так и в реализации самой процедуры анализа.
Основными направлениями решения данной проблемы являются, с одной стороны возможность математического приведения результатов ситово-фракционного анализа к единым условиям, с другой стороны – стандартизация самой процедуры исследования.
При этом, отдельного рассмотрения также требуют следующие вопросы:
- методика расчета шлакообразования угля. В данном вопросе интересна унификация лабораторных тестов по шламообразованию и фактического уровня шламообразования на угольных обогатительных фабриках;
- методика расчета шихты на обогащение. Здесь интересна разработка модуля, позволяющего математически подбирать состав шихты на обогащение с целью получения продукции заданного качества;
- методика моделировании ситового и фракционного состава после добычи на основе результатов анализов обогатимости керновых проб. Известно, что при анализе керновых проб понимания о гранулометрическом составе угля после добычи нет, а значит нет возможности использовать результаты для расчета качественно-количественных схем обогащения.
Специалистами Проектного Института «БИМСИТЕМА» рассматриваются для реализации оба направления – направление математического моделирования и стандартизации процедуры отбора, подготовки проб и лабораторных испытаний.
На данный момент проработаны:
- основные модели расчета гранулометрического и фракционного состава углей. Выбраны наиболее рациональные и дающие наиболее точные результаты;
- основные модели моделирования гранулометрического и фракционного состава угля после добычи на основе результатов исследования обогатимости керновых проб. Для анализа использовался архив данных лабораторного комплекса АО «СЖС Восток Лимитед»;
- проведен анализ статистического материала по лабораторным исследованиям моделирования шламообразвоания различных углей и фактического шламообразования разных углей при обогащении на обогатительных фабриках с различной технологией обогащения. На основе чего разработана модель расчета шламообразования угля. Для анализа использовался архив данных лабораторного комплекса АО «СЖС Восток Лимитед».
На основе выполненной работы проработан модуль обработки исходных данных для расчёта качественно-количественных показателей (расчета качественно-количественной схемы обогащения).
Также специалисты Проектного Института «БИМСИСТЕМА» предлагают модернизацию системы лабораторных испытаний на обогатимость исходного сырья с целью интеграции её с программным обеспечением. Эта работа может быть предложена Заказчику на уровне аудита с выдачей рекомендаций, на уровне разработки проекта участка исследований обогатимости угля и наконец на уровне реализации «под ключ». При выполнении работы осуществляется техническая проработка, включающая разработку нестандартного оборудования, методическая проработка с оценкой фактического уровня погрешности процедуры, логистическая проработка, заключающаяся в разработке регламента процедуры и обучение персонала.
И наконец, нужно отметить еще один вопрос. Очевидно, что жизнеспособность любой расчетной программы зависит от точности получаемых расчётных результатов, обеспечивающей возможность их использования для практических задач. Основные подходы к математическому описанию основных технологических процессов обогащения на угольных обогатительных фабриках известны [2, 4, 7]. Однако, точность выдаваемых результатов во многом зависит от применяемых в моделях коэффициентов, базирующихся на статистическом материале. К сожалению, в настоящее время централизованной работы по обработке такого статистического материала не ведется. Однако, можно рассматривать локальное решение вопроса на действующих предприятиях. Несомненно, базой такой информации является информация, формируемая внутренними системами контроля на угольных обогатительных фабриках. К сожалению, при существующем подходе реализации внутренних систем контроля обогатительных фабрик данная информация не систематизируется и не перерабатывается, также есть вопросы к ее объективности и точности. Но проведение специализированной работы по унификации системы контроля с программным продуктом может разрешить этот вопрос. В данном случае, решение данного вопроса требует работы в двух направлениях – с одной стороны математической обработки материала, с другой стороны – стандартизации процедур отбора, подготовки проб и поведения лабораторных анализов, применяемых во внутренней системе контроля.
Как и с системой работы с исходными данными специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА» рассматриваются оба направления, как направление математического моделирования, для чего разрабатывается специализированный модуль для обработки данных из системы контроля, так и модернизация системы контроля. Как и в случае с исходными данными модернизация системы контроля может быть предложена Заказчику на разных уровнях, на уровне аудита с выдачей рекомендаций, на уровне разработки проекта и наконец на уровне реализации «под ключ». При этом также рассматривается, как техническая проработка, так и методическая и логистическая проработка, и обучение персонала.
Выводы и заключения:
В настоящее время процесс обогащения углей, является неотъемлемой частью процесса добычи и переработки угли.
Процесс обогащения, как и любой процесс требует нормирования его работы и оценки уровня эффективности.
При общем подходе к оценке эффективности процесса, основанном на сравнении фактически достигаемых показателей эффективности с потенциально возможными, реализация ее бывает разной. Для действующих предприятий для нормирования процесса обогащения наиболее рациональным является подход основанный на определении потенциально возможных показателей обогащения расчётом качественно-количественной схемы обогащения при нормальном режиме работы оборудования при существующей сырьевой базе и схеме обогащения. Попытка стандартизировать данный подход на государственном уровне была реализована разработкой инструкции нормированию потерь угля (сланца) при переработке. К сожалению, данный документ, пересмотренный в 1993 году и основанный на исследованиях советских обогатительных фабрик, в настоящее время не имеет практического применения на современных угольных обогатительных фабриках и требует пересмотра и доработки.
Использование специализированного программного обеспечения для расчета качественно-количественных показателей обогащения могло бы облегчить процесс оценки эффективности и нормирования процесса обогащения.
Анализ, проведенный специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА», показал, что основными вопросами для решения данной задачи является:
1. необходимость разработки не просто программного продукта, позволяющего рассчитывать стандартную схему обогащения, а программы-инструмента позволяющей моделировать (собирать) необходимую схему обогащения. С одной стороны, это позволяет использовать программное обеспечение как для оценки работы существующей схемы обогащения, так и моделировать процесс обогащения при изменении технологического процесса обогащения. С другой стороны, такое программное обеспечение выдвигает определённые требования к пользователю. Это в свою очередь требует системы обучения для пользователей и реализацию технической поддержки программного обеспечения.
2. отсутствие унифицированных исходных данных (результатов исследования обогатимости) для проведения расчета. Это требует проработки двух направлений: с одной стороны разработки математического модуля для переработки и унификации исходных данных, с другой стороны модификации и унификации самой процедуры исследования обогатимости для обеспечения работы программного продукта.
3. отсутствие информации для поддержки точности работы математической модели. В частности, отсутствие работы по переработке статистического материала по эффективности технологического оборудования, для разработки статистических коэффициентов, используемых в математических моделях, описывающих процесс работы технологических аппаратов. Решение данного вопроса возможно если наладить процесс совместной работы программного продукта и существующей на обогатительной фабрике системы короля. Как и в случае с исходными данными, данный процесс, также требует реализации двух направлений: разработку математического модуля для переработки статистической информации из системы контроля, и модернизацию методов и процедур системы контроля для обеспечения работы программного обеспечения.
На основе проведенного анализа специалистами Проектного Института «БИМСИСТЕМА», проведена работа по разработке программного обеспечения для расчета качественно-количественных схем обогащения:
1. разработано программное обеспечение, позволяющее моделировать (собирать) технологическую схему обогащения. Разработана программа обучения пользователей и система работы по технической поддержке программного обеспечения.
2. проведена работа по разработке модулей для обработки и унификации исходных данных (результатов исследования обогатимости) для программного обеспечения и обработки статистических данных из системы контроля.
3. разработана система модификации участков проведения исследования обогатимости и систем контроля обогатительных фабрик для обеспечения работы программного обеспечения, которая может быть предложена Заказчику на уровне аудита, разработки проекта или реализации «под ключ». Процесс модификации включает в себя технические решения с подбором оборудования и разработкой нестандартного оборудования, методические и логистические решения, направленные на получение результатов с минимально возможной погрешностью и оперативностью и обучение персонала.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ 17321-2015 УГОЛЬ. ОБОГАЩЕНИЕ. Термины и определения – Москва : Стандартинформ, 2016. – 12 с.
2. Фоменко Т.Г. Исследование углей на обогатимость. / Т.Г. Фоменко, В.С. Бутовецкий, Е.М. Погарцева – Москва: Недра, 1978. – 258 с.
3. ГОСТ 4790-2017 ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА. Общие требования к аппаратуре и методике – Москва : Стандартинформ, 2018. – 20 с.
4. Полулях А.Д. Практикум по расчетам качественно-количественных и водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик: Учебное пособие. / А.Д. Полулях, П.И. Пилов, А.Е. Егурнов – Д.:НГУ, 2007. – 504 с.
5. ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ И НОРМИРОВАНИЮ ПОТЕРЬ УГЛЯ (СЛАНЦА) ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ (РД-03-306-99) разработана с учетом требований Закона Российской Федерации "О недрах" в редакции Федерального закона от 03.03.95 N 27-ФЗ "О внесении изменений и дополнений в Закон Российской Федерации "О недрах", Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97 N 116-ФЗ, Положения о Федеральном горном и промышленном надзоре России, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 03.12.01 N 841, и Типовых методических указаний по определению, учету, экономической оценке и нормированию потерь твердых полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов при переработке минерального сырья, утвержденных Госгортехнадзором СССР 23.06.87 г.
6. ГОСТ 2093-82. ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ. Ситовый метод определения гранулометрического состава – Москва : ИПК Издательство стандартов, 2001. – 20 с.
7. Коткин, А. М. Оценка обогатимости угля и эффективности процессов обогащения / А. М. Коткин, М. Н. Ямпольский, К. Д. Геращеико. – М. : Недра, 1982. – 200 с. – Текст : непосредственный.