Уголь марки К 12

 

Содержание фосфора. Увеличивается  от нижележащих пластов к вышележащим  от 0,012-0,020% (ашлярикская и карагандинская свиты) до 0,045-0,6% (долинская и тентекская свиты). Природная метаноносность интенсивно увеличивается в пределах 200 м. Такое  положение характерно для карагандинской свиты. В целом метаноносность пластов  возрастает с увеличением глубины  залегания угольных пластов.

Элементный состав: С-89%, Н-3,8%, N-1,5%, О+S-5,7%.

Теплота сгорания углей в  пределах 8300-8800 ккал/кг, рабочая теплота  сгорания в среднем равна 5320 ккал/кг.

Вследствие трудной обогатимости угли пластов ашлярикской и тентекской свит( кроме Т1 и Т3), а также  некоторых пластов карагандинской свиты являются энергетическим топливом. Для коксования могут быть использованы угли почти всех пластов долинской  свиты (кроме Д3), пластов карагандинской свиты К18, К13, К12, К10, К7, К4, и пласта тентекской свиты Т1 и Т3.

Метаноносность угольных пластов Карагандинского бассейна весьма высокая и выше таковой  почти всех бассейнов страны. Природная  метаноносность увеличивается в  пределах 200м. Такое положение характерно для карагандинской свиты.

Высокая метаноносность пластов  обусловила и высокую метанообильность угольных шахт. Поэтому свыше 80% шахт сверхкатегорные.

 

1.4 Место добычи угля К12

 

Шахта «Абайская» (№ 6/7 «Чурубай-Нуринская») — угледобывающее предприятие в  г. Абай Карагандинской области Казахстана. Входит в состав «Арселор Миттал Темиртау».

Промышленное освоение Чурубай-Нуринского участка Карагандинского угольного  бассейна началось в послевоенные годы и к развалу Союза добычу вели пять шахт: «Абайская» с1954 года, «Топарская»  с 1959, «Чурубай-Нуринская» в эксплуатации с 1957 года, «Долинская», и шахта имени  Калинина с 1961 года. На нынешний момент работает только шахта «Абайская», остальные ныне не существуют. Многие шахтеры города Абая работают на шахтах Шахтинска

Проект шахты разработан «Карагандагипрошахт» в 1949 году с проектной  мощностью 600 тысяч тонн угля в год. Шахта сдана в эксплуатацию в 1954 году с годовой проектной мощностью 0,9 млн. тонн. В процессе модернизации её мощность была увеличена до 1,5 млн. тонн. Добывала коксующиеся и энергетические угли. Площадь шахтного поля 1584 га. Действовало 4 вертикальных ствола круглого сечения  диаметром 6,0—8,5 м, глубиной в 100—552 м. Один из стволов был оборудован скиповым, остальные три — клетевыми  подъёмами. В трёх последних осуществляется выдача на поверхность угля, породы, спуск в шахту оборудования, материалов, людей. Для крепления выработок  применяли арочную податливую металлическими и деревянными крепями.

Протяжённость горных выработок  составляла: вертикальных 1,5 км, наклонных  — 4,2 км, горизонтальных — 64,3 км (1985). Добычу угля вели в 5 очистных забоях. Уголь  из очистных забоев до скипового ствола доставляли скребковыми и ленточными конвейерами. Для доставки горной массы  из породных и смешанных подготовительных забоев, транспортировки оборудования, материалов, людей служил рельсовый  транспорт.

Схема проветривания шахты  — комбинированная, 5 вентиляторов главного проветривания подавали в  мин. 17000 м3воздуха. Водоприток в шахту 175 м3/ч, вода откачивается на поверхность  насосами. Для освещения подземных  горных выработок применялись специализированные стационарные светильники, а для  индивидуального пользования переносные. Ежесменно в шахте работало 180 чел. Шахту обслуживал 19-й военизированный горно-спасательный отряд города Абая.

За высокие показатели в соревновании в 1975 шахте присуждено переходящее Красное знамя Министерства угольной промышленности СССР и ЦК профсоюза рабочих угольной промышленности.

Выемка угля производится при помощи очистного комбайна SL-300, тип механизированной крепи — 2ОКП70К, тип лавного конвейера — КС-34, способ управления кровлей — полное обрушение. Схема выемки — односторонняя  с выемкой верхней части пласта мощностью 2,3 м при движении комбайна к вентиляционному штреку и выемкой  оставшегося уступа мощностью 1,6 м  при движении комбайна к конвейерному штреку.

Добываемые марки угля — К, ОС.

Отрабатываемые пласты —  К18, К13, К12, К11, К10, К8-7.

Объёмы добычи угля в 2010 году составили 1164,4 тыс. тонн.

 

 

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

 

Уголь - сложнейшее органоминеральное  образование, и поэтому обладает разнообразными свойствами. Это предопределяет возможность его использования практически во всех отраслях народного хозяйства - от элементарной печки до космических аппаратов.  Качество, по определению - это совокупность свойств продукта, используемых для удовлетворения потребностей тех или иных отраслей народного хозяйства. А так как спектр использования углей огромен, то и перечень показателей качества также не мал. Например, чтобы определить, годится ли уголь для коксования, рассматривается более 30 показателей. То же - для производства электродной продукции и т.д.

В отчете рассмотрены показатели качества, которые необходимо учитывать  при оценке использования угля в  «малой» теплоэнергетике, т.е. на котельных  и в быту.

Для выявления качественных характеристик угля Шубаркольского месторождения были проведены следующие  лабораторные опыты:

Определение влаги углей;

Определение зольности углей;

Определение выхода летучих  веществ;

Определение удельного веса углей;

Определение насыпного веса углей.

 

2.1. Определение  влаги углей

 

Существуют стандарты  по влажности. ГОСТ 26898-86. Ускоренный метод  определения максимальной влагоемкости. Стандарт распространяется на угли бурые, каменные и антрацит и устанавливает ускоренный метод определения максимальной влагоемкости, характеризующей влажность свежедобытого угля при полном насыщении его водой, но без поверхностной влаги. ГОСТ 11056-77. Электрический метод определения массовой доли влаги каменных углей. Стандарт распространяется на каменные угли и устанавливает электрический метод определения массовой доли рабочей влаги в пределах от 3 до 30% в потоке угля крупностью не более 13 мм для предварительного и технологического контроля.

Для определения в лаборатории  сущность метода определения содержания влаги заключается в высушивании (при температуре 102-105⁰С) навески топлива в сушильном шкафу до постоянного веса и вычислении потери в весе взятой навески топлива.

Весовые стаканчики должны быть с плотно притертыми крышками.

Стаканчики с навесками  топлива помещают в предварительно нагретый сушильный шкаф и сушат  в течение 1-2 часа. Затем стаканчики с топливом вынимают из шкафа, охлаждают  сначала на воздухе в течение 2 мин, а затем в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают.

Во время сушки в  шкафу стаканчики с топливом должны быть с полуоткрытыми крышками, а  при охлаждении и взвешивании  закрытыми.

 

Вычисление результатов  испытания:

Убыль в весе при высушивании  топлива находят по формуле:

 

G₁= m₁ – m₂,      (2.1)

где

m₁ – масса начальной навески топлива, г;

m₂ – масса топлива после высушивания.

 

Содержание всей влаги  в топливе в процентах вычисляют  по формуле

 

W= G₁*100/G ,      (2.2)

где             

G₁ – убыль в весе при высушивании топлива, г;

G – навеска топлива, г.

 

Уголь марки К 12 :   

 

G= m₁ = 11,85 г

m₂ = 10,63 г

 

По формуле (2.1) рассчитываем убыль в весе при высушивании  топлива:

 

 G₁ = 11,85 – 10,63г = 1,22  г

 

По формуле (2.2) рассчитываем содержание всей влаги в топливе  в процентах:

 

 W=1,22*100/11,85= 10,29%

 

2.2. Определение  зольности углей

 

Существуют стандарты  определения зольности углей:

Зольность углей определяется озолением навески испытуемого  топлива в муфельной печи и прокаливанием зольного остатка при t 800-825°С, для ускоренного озоления горючих сланцев - при t 850-875°С (ГОСТ 11022-75). Зольность углей определяется также рентгенометрическим методом — по параметрам ионизирующего излучения после взаимодействия с углём (ГОСТ 11055-78).

Для определения зольности  углей в лаборатории использовали метод быстрого озоления. Сущность метода быстрого озоления заключается  в том, что разогревают муфельную  печь до температуры 800+25⁰, помещают фарфоровые лодочки с навесками топлива. Прокаливают в течение 40 минут. По окончании прокаливания лодочки с зольным остатком вынимают из муфельной печи, охлаждают на воздухе, затем в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают.

 

Вычисление результатов  испытания:

Зольность аналитической  пробы топлива вычисляется в  процентах по формуле:

 

А= G₁*100/G ,      (2.3)

где

G₁ – вес зольного остатка, г;

G – навеска топлива.

 

Уголь марки К 12: 

 

G₁=2,303 г

G=4,113 г

По формуле (2.3) рассчитываем зольность топлива:

 

А=1,06938*100/4,113=26%

 

2.3. Определение  выхода летучих веществ

 

Определение выхода летучих  веществ стандартизировано, оно  производится в соответствии с условиями, предусмотренными государственными стандартами (ГОСТ 6382-75 для ископаемых углей, ГОСТ 7303-77 для антрацитов, ГОСТ 12270-66 для  горючих сланцев, ГОСТ 3929-75 для кокса). 

Для определения в лаборатории  сущность метода заключается в нагревании 1г навески топлива в закрытом крышкой фарфоровом тигле при  температуре 850+25⁰С в муфельной печи в течение 7 минут.

 

 Вычисление  результатов испытания:

Убыль в весе тигля с  навеской рассчитывается по формуле:

 

G₁=m₁ - m₂,      (2.4)

где

m₁ - масса навески топлива до испытания, г;

m₂ – масса навески топлива после испытания, г.

Выход летучих веществ  в аналитической пробе топлива  в процентах вычисляют по формуле:

 

  V^a =( ) – W^а ,    (2.5) 

где

G₁ – убыль в весе тигля с навеской топлива, г;

G – навеска топлива, г;

W^а – содержание влаги в испытуемой аналитической пробе.

 

Уголь марки К 12:  

 

G=m₁=1,802 г;

 

Убыль в весе тигля рассчитываем по формуле (2.4):

 

G₁= 34,2-33,5884 г=0,6116 г

 

Выход летучих веществ  рассчитываем по формуле (2.5):

 

V^a=((0,6116*100)/1,802)-10,29=23,6501%

 

2.4. Определение  удельного веса углей

 

В лаборатории проводится ускоренное определение удельного  веса углей.

Опыт проводят в волюменометре  – стеклянный сосуд с длинной  шейкой, которая градуируется с точностью  до 0,1 мл.

Сущность метода заключается  в следующем: в волюменометр заливается жидкость (керосин, бензол) и насыпается навеска угля. Выдерживается в  термостате в течение 20 минут. Отмеряем уровень жидкости в шейке волюменометра. По разности уровня жидкости до засыпания  навески и после определяют объем  плотной массы навески топлива. Делением веса навески на ее объем  получают удельный вес угля испытуемой пробы.

 

 Вычисление  результатов испытания:

Убыль в объеме вычисляется  по формуле:

 

V= V₂ - V₁,     (2.6)

где

V1 – объем жидкости до отстаивания, мл;

V2 – объем жидкости после отстаивания, мл;

 

Удельную плотность рассчитываем по формуле:

 

ρ= ,      (2.7)  

где

m – масса навески, г;

V – объем жидкости, мл;

 

Уголь марки К 12:    

m= 10,1 г;

V₁ = 30 мл;

V₂ = 37 мл;

 

Рассчитываем по формуле (2.6) убыль в объеме:

 

V = 37-30 = 7 мл

 

Удельную плотность рассчитываем по формуле (2.7):

 

ρ = 10,1/7= 1,443 г/мл

 

2.5. Определение  насыпного веса углей

 

Существует стандарт на определение  насыпной плотности угля ГОСТ Р 54246-2010

Этот стандарт распространяется на измельченные каменные угли с размерами  кусков менее 37 мм и устанавливает  метод определения насыпной плотности  углей или смеси углей (шихты), подготовленных для загрузки в коксовые печи. Определение насыпной плотности  проводят путем засыпки материала  в мерную емкость (контейнер) без  уплотняющих усилий с использованием конуса (бункера).