автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Разработка и обоснование средств эффективного упрочнения поверхности мелкофракционного угля для предотвращения ветровой эрозии при его транспортировании и хранении

Российская академия наук Министерство топлива и энергетики Российской Федерации Институт горного дела им. А. А. Скочипского

Т6 од

На правах рукописи

СТРЕЛКОВА Ираида Викторовна

622.063.88.02(043.3)

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ

ЭФФЕКТИВНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МЕЛКОФРАКЦИОННОГО УГЛЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ ПРИ ЕГО ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И ХРАНЕНИИ

Специальность 05.15.1! — «Физические процессы горной) производства»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

; ■ I к ' 1ЙУ1

Работа выполнена в Научно-исследовательском и проект-но-конструкторском институте по добыче полезных ископаемых открытым способом (НИИОГР) и Институте горного дела им. А. А. Скочинского.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ — проф., докт. техн. наук В. В. Васильев.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: проф., докт. техн. наук Н. Ф. Кусов, канд. техн. наук Е. А. Юраков.

Ведущее предприятие — ПО «Челябвдпкуголь».^.

Автореферат диссертации разослан 1994 г.

Защита диссертации состоится «¿3> 1994 г.

в геЯ. час. на заседании специализированного совета К. 135.05.02 Института горного дела им. А. А. Скочинского.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 140004, г. Люберцы Московской обл., ИГД им. А. А. Скочинского.

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. паук

А. Н. Комраков

ОБЩАЯ ХА^КТЕРИ'Жа РАБОТЫ

Актуальность ог.^отц, Высокая гт •пень .».¡огтнизтгп! лобт угля, глубокое обогащение и рассортировка кокстгаихся и энеигетичаских углей, а также сяигаквв их в лигеугмлмых уст.аюз»кк уп'личизрвг ос$ъ9!ш иерсьозкмого и складируемого угл; с большим содержании* мелких я яшмгадгапс Бегроиг» эроо у от .ркгеР по- ¡руно-

сги мелкифр.иегшиаого угля, особен«.', «ра граяспсрщрзь'нак аа дальние расстояния, приводят к его значительным потерям.

На основания якспериментяяьнчх дч«»явх, аелуттпнх г период опытных пероьозок угля мелких фрекдай при «»орозтлх до ТОО гал/ч, установлено, что потери угля от выдувания воздушным потоком о единицы поверхности штабеля увеличиваются пропорционально скорости движения поезда. После 2000 км пути потеря угля от выдувания достигают 2-4 т на один полувагон, если не применять средств профилактика потерь груза.

На некоторых обогатительных фабриках погрузка угля в железнодорожные вагоны осуществляется с резервных угольных складов, которые находятся г- непосредственной близости от пунктов по грузка.В лэтасб время поверхность открытого угольного штабеля быстро теряет влагу и легко поддается ветровой эрозии. Обезвоженные участки при скорости ветра 4-5 м/с и более становятся ллтенеяв-нымк источника/т« пыли. Поднимающаяся с поверхности штабеля угольная пиль отрицательно влияет на санитарно-гигиенические условия обогатительных фабрик.

Решение проблемы защиты" от ветровой "орозйи "Поверхности^" кедгсофракцио1Шого угля позволит предотвратить ого потери при транспортировании и улучшить санитарно-гигиенические условия на предприятиях Кяптопэпзрго ГФ.

Отечественный и заруб еашЯ опыт показывает, что как практически применяемые мара, так п проводимые научные исследования по предотвращении ветровой эрозии мелкофракцконяого угля основываются на развитии п основном двух направлений:

создайте яовше конструкций транспортных' емкостей; применение профилактических мероприятий, предотвращающих ватроцув эрозию мвлкофракцконного угля.

В последнее время вс8 большее применение находит хими- , ческий способ защиты мелкофракциояного угля от выдувания.

Основными причинами ограниченного применения ранее разработанных покрытий является сложная технология приготовления и нанесения, а также несоответствие эксплуатационным требованиям (недостаточная прочность и водострйкость).

Несмотря на разнообразив полимеров, с помощью которых в последние годы эффективно решаются многие проблемы на предприятиях угольной промышленности,применение их с целью защиты повэрхвостя мелкофракционного угля от ветровой эрозии находится на стадии поиска, полупромышленных испытаний. Особый интерес представляю! скрепляющие составы на основе водных растворов полимеров. Защитные покрытая на их основе являются наиболее лерспективнши'ло комплексу физико-механических и токсикологических свойств.

Целър работы является разработка эффективных способов и средств предотвращения потерь мелкофракциояного угля от воздействия ветровой эрозии пра его транспортировании и хранении.

Идея работы заключается в разработке технологии и изыскании скрепляющих соотавов на основе педефицитных, экономичных'карба-' иидных смол, которые в результате физико-химического взаимодействия с мелкофракциошшм углем обеспечивают надежную к нему адгезию, образуя защитное покрытие, предохраняющее уголь от сы-дувшшя яри его транспортировании и хранении. }

Методика выполнения работы включала в себя анализ е обобщение отечественного и зарубежного опыта борьбы о потеряли мелкофракциояного угля при транспортировании в хранении', теоретические и экспериментальные исследования, планирование эксперимента, лабораторные и прокывдешшо испытания, аналитическую обработку результатов исследований о помощью методов математической статистики.

На защиту выносятся слелтдие научные положения; " эффективность применения и прочностные свойства карбамздпого скрепляющегч состава зависят от степени метаморфизма а физико-химических свойств обрабатываемого угля, основными из которых являются отепень пористости п влагопоглощавдая способность;

критерием эффективности поверхностного покрытия угольной массы составом на основе водйОТо раствора ¿сарбш,пишоЙ сколыяз-ляется его когезионная прочность (на менее 0,3 Ша), которая обеспечивает необходимую Еотроэрозконнуто устойчивость насшшой

массы угля; ......... .

я'

ксяЗ-кгшяя кг-рбаголяого состава {1С,? хлг.рада г.о^ызн а 5% карбамида) обогпетаваат покетенкч теслэрат^ ри застньинля рабочо-го раствора до -15° С, сшшешш содержания сзоболного Лорметъ- —

ло 2,5% (улучяепяе санитарка- гпгааяйчлскь..: ¡гокав':?с.-!ОЯ), повыионяз эласхичирота полпигра до 5-10 :: зго ког--и ионной прочности до 0,5-0,6 ьПа„

Достоверность научннх положений, гикодов и рокомзндг.ди'! подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических !! оксноримеитальинх иссладонаниЛ, применекие1/! при обработка ркспориментачьянх данных аппарата ма'хемагячеикой стахкс-тики, положительными результатами и достаточно большим объемом лаЗорахораых веолдлонвяий «рт.эяко-хямвчеегт.х сроЗсте угля а зд-шихлого материала (более 2U0 опытов), экспериментально установленным фактом снижения потерь мелкофракционлого угля при перо-возках о использованием разработанного карбамидного состава, положительными результатами внедрения. Научная новизна работы:

разработаны эффективные, надежные в эксплуатации скрепляющие составы на основе водного раствора карбамидной смолы для предотвращения ветровой эрозии транспортируемого и складируемого угля;

установлена закономерность пзмонения прочностных свойств яенгятнкх карбш.здных составов в зависимости от физико-химических сеойств обрабатываемого угля, на основе которой предложен метод •определения оптимальсого расхода кзрба'адного состава с учетом степени пористости и влагопоглещащей способности угля;

для повышелия эксплуатационных качеств скрепляющего состава обоснована его модификация хлористым кальцием в количество 10-12 мас.5?, способствующая сшгаекию температуры застш>ан!ш рабочего' раотвора до -15° G, повышению его эластичности до 5-10 мм и когезионной прочнооти до 0.5-0,6 МПа при сохранении (•ффчктквноЗ смачивашой способности.

Практическое значение работу •

разработаны новые средства защиты поверхности мелкофракционного угля от выдувшшя при транспортировании л хранении с использованием водного раствора карбамидной смолы, тут«"»стцчвеч улучкеиными экеялуатационно-тахнологичеокими свойствами ло сравнению с "ранее примзнявяамгоя составили;

разработала технология нанесения защитного состава на поверхность угля, отличающаяся раздельным нанесением растворов

3

смолы и отвзрдлтеля, смешение когорих происходит в воздухе, путам по^ооечения лалоршх струй коллектора;

предложен метод расчета оптимального расхода карбамидного состава с учетом физико-химических свойств обрабатываемого угля;

проведена оценка защитных свойств карбамидного состава в промышленных условиях при транспортировании и складировании угля.

Реализация работы. Разработанный способ укрепления поверхности иелкофракиионного угля прошел опитно-прошаленную провзрку на предприятиях угольной промышленности: ОФ "Таш-Кумир-1 ПО "Сред-азуголь", ОФ "Центральная11 ПО "Чолябинскуголь", внедрен в ПО ( "Средазуголь" на ОФ "Таш-Кумир" й в ПО "Экибастузуголь", гда в настоящее время ведется строительство пункта погрузки угля • о использованием разработанных средств на разрезе "МаЯкубексклй".: Получен фактический экономический эффект от внедроняя разработанных средств и способов профилактики поверхности мелкофракционного угля от ветровой эрозии, который составил 250 тыо. руб. на I млн.т перевозимого угля (в ценах 1991 г.).

Апробация пг/Зотя, Основные положения работа докладывались^ на научных семинарах лаборатории . профилактических покрытий НИИ,-открытых горных работ (Челябинск, I99I-I990), семинарах отделв-шш горно-технических проблем и технических советах Института горного дела им.А.А.Скочинского (Москва,1992; 1993)', технических советах ПО "Средазуголь", ПО "Эобастуэуголь", ПО "Челябллск-уголь". ' . i

Публикации. По основным результатам исследований опубликовано 9 печатных работ, получено 3 авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шли глав и заключения, изложенных на ISO страницах машияопио-ного текста, в содорглт 32 рисунка, ? таблиц, описок литературы из 89 наименований и 14 приложений.

ОСШБШЕ С0ДЕР2АШЕ РАБОТЫ

Ветровая эрозая открытой поверхности ыелкофракционного угля приводит к ого значиталтжшл потерям при транспортировании и храпении, а такао к загряз воюю округалаоП среда мелкодисперсной пылью, которая при сильных ветрах порспосптся яа значительные расстояния.

Вальвой вклад б рошение проблема предотвращения кетрсьой аресте иовэрхк^пг»5 «здги^ра^.он^ог«' 7гл:< учыша; цолт.

•.'ехч.;.ау:с В,К,Бодс<нз, кэдди,*'«?» ^»л.тук В, 1,А)«?у.:»ш:е,А.К.0с--тровокиа.

ПЛ.Олькои. З.Й,Яшк.| к диу^яо. йссзеипнакш., ирог.дешме имл, к т&:с£а цате.тешс к ¡¡¡¡формацнокныи материала легли в основу анализ» средстн и способов Оорьбы с лот ег^т и угля от ветроь-»й эрозии ари ого траке/;ерткрэяапш: к хранении, коч'ОриЯ показал, что наиболее рриемлегягз ягляется гльоИ чащчти иовглш.осги угля хягхачискакя составами. '

У в стран о и за р^оежом предлагается рад защитных

СрОДСТВ, ПрИРОД'ШХ ДЛЯ ЯСеДОТВрвШпния вв.г.рл'оо»

вз-гстацс цро+алакиачаокив оишштвч го ря/у пртгг* (:.-гзгл когеэня, водовымываемость, дефицитность, высокая стоимость и т.д.) не нашли широкого применения.

В настоящей работе решались следующие задачи: обосновать выбор карбамадного состава.для упрочнения подвергающихся ветровой эрозии поверхностей мелкофракцдонного угля и установить критерий его эффективности;

исследовать адгезионную прочность связи карбамидного состава о углем различной степени игта'-тор^нз^а;

исследовать влияния физико-химических сйсйстс олралвтнрчем»-го ;;гля на гфочлооткцв свойства защитны« карбашишого соотыю;

установить зависимость расхода защитного к&р'гшикьрв состава от фязико-хпмлческях свойств обрабатываемого угля;

исследовать влияние защитного пояритяя на оскоив яарбмшдкоЗ смолк на окислительную способность профилактируемого угля;

разработать технологию и средства механизации нанесения карбамядяого состава на поверхность угля;

провести опытно-яромышлзннуто проверку и внедрить в производство •раяработашп:» средства ирофил&куяка д>ш упрочнения поверхности мелк1>1фйкц110и:ч01-о угля;

сбсоно^^ч. тохкико-акойомаческую эффективность приме не/шя карбамидного состава в качестве средства, предотвращающего ветровую эрозию малкофракцкошюго угля.

Гдоыю» нал»»пеняем разрабатываемого защитного материала является спяяывяясе а упрочвевиа верхнего слоя ммкофгмкцио иного угля, предотвращая его разрушение под действием аэродинамических нагрузок, поэтоьгу оояовнео внимание при разработ2?е профилакти-

ческого маториала уделялось прочности его связи с углем (адгезии) и когезии, одредвляющей прочность профилактического материала.

Анализ теоретических исследований по аэродинамическим воздействиям на поверхность транспортируемого угля и вибрационных нагрузок, возникающих при перевозках, показал, что максимальная величина разрушающей силы,.действующей на защитные покрытия, со,-ставляет 0,108 МПа.

На основе изучения условий эксплуатации защитных покрытий разработаны требования к новому защитному средству:

хорошая смачиваемость обрабатываемой поверхности (а ^ «30 град.);

достаточно высокая механическая прочность (бсж & 0,108 МПа); незначительный временной режим отверждения (не более 0,5 ч); устойчивость к действию климатических факторов; соответствие требованиям пожарной и санитарной безопасности; -; состав должен содержать недефицитные компоненты и быть экономичным;

технология приготовления состава должна быть не сложной. Способность карбамидных смол твердеть при невысоких температурах в присутствии кислот ¡ поликонденсироваться в пористых средах с образованием гидрофобных продуктов, а также яедефицитность исходного сырья предопределяют целесообразность использования этих смол доя получения защитных составов.

КарЗамидвые смолы являются прекрасными адгезивами благодаря яалетнв в своем состава активных функциональных групп: -С00Н, -ОН, -Н. í

В водной среде карбамидные смолы образуют пространственные сетки, т.е. являются структурсобразователями. Высокомолекулярные полимеры - структурообразователи имеют высокую прочность на разрыв - когеэшо..

В результате лабораторных исследований обоснован выбор компонентов защитного сродства, соответствующего эксплуатационным и технологическим требованиям, предъявляемым к защитным составам.

При-выборе оптимальной концентрации ингредиентов защитного состава применялся метод планирования эксперимента с использованием методов математического моделирования. Область планирования эксперимента представляет четырехмерный параллелепипед как локальную область на„диаграмме состав-свойство по четырем факторам: Xj, Xg, Х3. Х4 - содержание в профилактическом материале смолы, -йуверддтеля, карбамида и хлористого кальция соответственно. 6

Осчовним откликом служила мвха.и.яческая прочяооть -птериалп (У|).

Для болев точной оптимизации ссставп ясу. ч^'швсь так»в ня-л-кость_р2бочего раствора _(У&), время ои;ерждвния (У2), -. темпвр<*-_ гура эаотавы'ил (У3), эластичное?1, (У4>.

3 результата псдучеик следуете уравнения регрессии (подв-номн «торой сгепен?.).

Ут = 2,78 + Г,28Х1 + 0,ЗЛ3 + 0,44Х4 + О.ЕЗС^ + »■ 0,06:^X3 - 0,42X^4 - 0,16Х2Х3 + 0,ИХ3Х4;

Уг = 0,5^ - 0,03Х1 - 0,26Хо - 0,07Х3 - 0,22Х4 + + О.КХ^ + 0,18X^4 + 0,04X3X3 - 0,006X3X4;

I. - 11,71 - 0,67}^- - 0,0ех2 - 0,04X2 - 6,0СХ4-

- 0,15X^2 + 0,11X^3 - 0,38X^4 + О.Ш^ -

- 0,07Х2Х4 - 0,23X3X4-,

У4 = 9,27 - 1,39X2 + 3,52X3 - 1,62Х3 - 0,Э4Х4 -

- 0,73X^2 + 0,007X^3 - I,ббХ-^ - 0,84X3X3 -

- 3,73X3X4 - О.57Х3Х4 + 0,и5Хх - 3,66X3 + 0,85X4;

У5 » 10,94 + 2,10Х1 + 0,54Хз + °.40Х3 + 0,85X4 + + ОДЭХ^з + 0,14Х1Х3 + 0,21X3X4 + 0,25X3X4 - 0,92ХТ -

- 0,22Хз + 0Д5Х4 + 0,49X^4 + 0,14X3X3/

Лроьерка, проведенная с помощью критерия Стьпцента но пяти контрольным опытам, показала адекватность уравнения регрессия акслорименту, '

Для наглядности анализа уравнений регрессии были построены графили - ортогональные проекции поверхностей откликов (рис,1,2).

X,'я1.0 ем« « ¡. 652 пег х» 1.?ов

?ао. X. Ьаиз уровня соьврхлос» отклека дна

1,0 ;

Л-, Г Cí ; X,'-1,0

ib. s 22 xb ra. ам

«

>,4, 3-0.5...9-1,1

1-5.0. 2-«.0. 3-7.0... 13-17.0

^ * й0 ; * (5SÍÍ? . X*

1 Í V 1 ч

/ V V4

** (»967

13.S6S

tf.OÍZ tCSf

я. m

1-10,0. 3-10.B. 3-11,0...12-28.3

1-8,0, 2-e.S. 3-8.0...14-14.s

Peo. 2, Ляяаз ровней повпрхпостой откляяоз ЯЛЛУ2 (о), Уэ (8), (Ï), у5 (г)

а

О

Методом сканирования области планирования эксперимента определено оптимальное содержание составляющих защитного материала: 50~70# смоли, 2-5,1 отвердителя, 5-ö£ карбамида и IO-Iir^ хдоркс-того кальция. Защитный состав на основе карЗамидиоЯ смоли имеет, •nosfjmennyn' яропностъ7"эластйчГн0ать, водостойкость,работоспособен при отрицательных температурах и характеризуется следующими технологическими параметрами и эксплуатационными свойствами:

Вязкость условная при 20°С, с 8-12

Температура застывания, °С -15'

Краевой угол смачивания, град. 20-30

Массовая доля свободного формальдегида, % 2,0-2,5

7дальний вес, р/м 1350—1150

Водопоглощение 16 ч при 20°С, % 1,0-1,5

Газопроницаемость по водороду,

м.с Н/м 4,76x10

Прочность на сжатие, МПа 0,3-0,4

Эластичность, мм 5-10

Морозостойкость, -50

При яанеспяии профилактического состава на пгапрхпбстъ угля состав пропитывает вер-лтая слой угля, полимеризуотпл, в результате чего образуется защитная корка, представллищая собой композиции, соотол'.тую из поламмра, неполно иного углем.

'Исследования химической активности угля различной степени метаморфизма показали, что обработка угля карбашвдшм составом приводит к снижению ого о «и ели. тельной способности. Кинетическая гоястанта скорости сорбции кислорода (см.таблицу) у бурых углей, обработанных карбамидннм составом, снижается в 3 раза, у каменных - в 1,5 раза.

ЛпЛопятапяма ялолвло'чяи.ч по я:»утэтта тапимолзйстаия рязро-•'отапного кпрбампдпого состава с углем позволили установить эа-изменяем прочзоота защитного покрытия от степени метаморфизма обрабатываемого угля:

- 0,39/*в,

ГТГЯ £?ч — плто/г в»*.' ~0Т0Т>Кч Оцо»ШВА»' Г о л

Антипирогенные свойства карбамидного состава

Месторождение 1 Марка угля —1---- .■ I ¡Константа скорости сорб-•ций кислорода углем,обработанным водой и кар-¡бамидным составом, } мл/г.ч

! ! { НзО | КС-П

Горловское, ПО "Кеме-ровоуголь" А 0,009 0,003

Абашевское, концерн "Южкузбассуголь" ГК 0,011 0,004

Разрез "Березовский" ПО "Красноярскуголь" Б 0,032 0,027

Разрез "Майкубенский" ПО "Экибастузуголь" Б 0,091 0,029

Адгезионная прочность связи карбамидного состава с углем оценивалась по краевому углу смачивания. Исследования показали, что адгезия карбамидного состава к ,углю зависит от содержания в нем углерода и зольности:

а.

78.8 - 3027.198 С

ОС

31.3 + 120.5

где С - содержание углерода, %, А - зольность угля, %.

Менее высокометаморфизированные угли обладают, лучшей смачиваемостью и обеспечивают более высокую адгезию карбамидного состава.

Слабая механическая прочность защитной корки на бурых углях объясняется тем, что при поликонденсации карбамидной смолы выделяются побочные продукты, главным образом вода ( до 20$), а в состав органической массы бурых углей входят гуминовыа кислоты, которые обладают способностью значительно набухать в воде. Глины, входящие в состав минеральных примесей бурых углей, также способны к набуханию вследствие гидрофильного характера их частиц и большой удельной поверхности. При набухании глинистых частиц увеличивается их объем, что создает внутреннее давление, вызывающее нарушение связей между угольными частицами в вследствие этого разрушение защитной корки. 10 »

Особенностью структуры бурых углей является юс значительная пористость (32%), которая обуславливает повышенную адсорбционную способность и гигроскопичность бурых углей. Пористость - один из основных факторов, от которых зависит водопоглощэиие.

Полученные зависимости прочностных_ показателей^ защитного покрытая от степени пористости и влагоемкости профилактируемого угля подтверждают сказанное_внше:

(?£яс = 2,1 - 0,5ПодР0, й . 0,2В +

та*

где Р° - показатель степени пористости угля, %; - влагоем-кость угля, %.

На сслсзс лолзпешш. зависимостей предложен метод расчета спта.слъного расхода защитного состава (]с от фи з л л о -хими чес кшс

свойств угля: ___ _ _

(}с « 0,7 - 0,5Вод(2,1 - 0,5ПодР°)Гяус ,

<?с - 0,7 - 0,5Еод(0,28 - 6,72Мтак) Г„ &, где Я,, - площадь обрабатываемой поверхности, - плотность защитного состава.

Полученную зависимость рекомендуется использовать для определения количества профилактического раствора, необходимого для образования защитного покрытия на углях различных марок, устойчивого к аэродинатаческим и вибрационным нагрузкам, возникающим при трчпспоргировании угля.

Прогаглвнныс испытания разработанного защитного состава проводились на бурчх углях Челябинского бассейна и каменных углях Тач-Ьугырского месторождения. В процессе испытаний изучались физико-химические свойства обрабатываемых углей, производились выбор я оценка необходимых подготовительных работ и способов нанесения защитного состава, определялся его оптимальный расход л эффективность.

Предложена технология г.анесенпя рабочего раствора, которая основана на раздельном нанесении растворов смоли и отвердителя. Перемешивание растворов происходит в воздухе путем пересечения •чопорных струй коллектора, что позволит исключить засорение кол-А'Г'ГТГ'Г" пррдуктгу.п поликонденсгшии смолы.

Разработали технические требования, на осново которых рчзрл-» даго^еттака стштгопар«*.яя устаяоггп дяя папссбкзл зсщт-яого состава пс. поверхность угля,

Промышленные испытания показали, что разработанное защитное средство при расходе 1,0 - 1,5 л/м (в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемого угля) обеспечивает надежную защиту.поверхности мелкофракционного угля от ветровой эрозии.

Профилактика поверхности угля защитным составом полностью предотвращает потери угля от выдувания воздушным потоком, что позволяет сохранить «2 т угля на один полувагон.

В результате опитно-промышленяш испытаний нового защитного материала установлено, что он удовлетворяет техническим требованиям по составу, надежности, технологичности, требованиям техники безопасности и соответствует своему основному назначении -предотвращет выветривание и окисление угля при транспортировании и хранении, а также способствует сохранению качества угля.

Фактический экономический эффект от внедрения нового защитного материала на ОФ "Таш-Кумыр" ПО "Средаэуголь" составил 250 тис.руб. на I ылн.т перевозимого угля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной и практической задачи по разработке средств эффективного упрочнения поверхности насыпной массы мелкофракционного угля при транспортировании и хранении о учетом его физико-химических свойств.

1. На основе теоретических исследований сил аэродинамического характера, воздействующих на насыпную массу транспортируемого и складируемого угля, установлено, что минимальная величина разрушающей силы воздушного потока составляет 0,103 МПа.что является основным критерием выбора защитного пленкообразующего покрытия.

2. На основе анализа эксплуатационных и технологических факторов установлены требования к защитным окре длящим составам, из которых главными являются адгезия состава к углю и его коге-вионная прочность.

3, Установлено, что адгезионная прочность овязи карбадшдного оостава о углем достигает максимальных значений при минимальном содержании углерода в угле,

4, Установлена зависимость прочностных свойств карбамидного оостава от отелена метаморфизма обрабатываемого угля. Чем выше показатель отражения ватракята, которым оценивают степень мата-12 .

морфизма защищаемого угля, тем большее значение имеют прочностные показатели:

- 1,56 - 0,39/Rp.

5. Доказано,что на прочностные свойства карбидного состава "оугестввнпое рлзянйо оказквают физико-химические свойства ».юн-

багнваомого угля, основными из которых являются степень пирио-■хооти и влагопоглощающая способность. 'Гак, при возрастании показагзло.й степени пористоотп угля от 4,32 до 39% прочность упкятногс состава снижается в 3-4 раза.

6. Предложен метод расчета оптимального расхода скреплявшего карбач:щяогз состава с учетом физико-химических свойств обрабатываемого угля: _ ____ __.

Q, в 0,7 - о',56од(г,1 - o,6TfojPe)F(|v.e ,

Qt- 0.7 - 0.5fog(0,28 - 6,72/Wma„) FnVt,

7. Установлено, что основным критерием эффективности скрепляющего состава на основе водного раствора карбамидной смолы является его когоэконная прочность (не менее 0,3 МПа), которая обеспечивает необходимую защиту угля от выветривания поверхности при era транспортировав-л и хранении.

8. Установлено, <;те химическая активность угля,обработанного йырбвмадним со-оа-ток. сииаястся в 1,5 - 8 раза, что позволяет попользовать р.тработанный дащитный состав для консервации открытых угольных складов.

9. ''одуфякрцкл карбамицного состава (10$ хлористого кальция п 5% клрбсмяда) улучает рксплуатационнно свойства скрепляющего '.'opTflff: очятеетрч температура застывания рабочего раствора до -•15° С. ЯС»'!Г№СТОЛ эластичность до 5-10 ММ И КОГРЗИОННОЯ проч-

т.;. -с 0,5 - 0,5 ."Па, улутзаатся санитарно-гигиенические noica-здг&ж: (ептаавтсз оодерлаяло свободного формальдегида до 2,5%), прл этой сохраняется аффективная смачивающая способность '. с i ТП гаод.},

''.?работзцч гохнологля шшесоняя карйа«ядпого ооотаэа на поввригость угля, основанная на раздельном яаяесеяия раствора сколы п отвардателя.

"".сработали гчхякп^скаа требования ца сродства механизация - ' •• -гчпотвпж* •*. "ПРЙЯГТЛРОГЭ опс'-тт in ••ort-«*-

т?'.<ппчасси" ''гпоопяят1 ^»рлоотпсг

ГЛЛОЧПГГ лпОТМПЯТ.ЧГГГ!! П ПЯГптп-пттип лтоггапиопипсг уоъащувяа.

11. В результата опытно-промышленных испытаний установлено, что разработанное защитное средство на основе карб&мидной смолы удовлетворяет техническим требованиям по составу, надежности, технологичности, требованиям техники безопасности и соответствует своему основному назначению - предотвращает потери угля от ветровой эрозии при транспортировании и хранении.

12. Результаты исследований внедрены в ПО "Средазуголь" на ОФ "Таш-Кушр", использованы в проекте строительства разреза "Майкубанский" ПО "Экибастузуголь", разработанном институтом" "Карагандагипрошахт", в настоящее время внедряются в ПО "Красно-ярскуголь" на разрезе "Березовский" и в ПО "Челябинскуголь" на ОФ "Центральная".

Фактический экономический эффект от внедрения разработанных средств защиты мелкофракционного угля от выветривания на ОЭ "Таш-Кумыр" ПО "Средазуголь" составил 250 тыс.руб. на I млн. т перевозимого угля (в ценах 1991 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. A.c. М353723, НИИОГР. Профилактический состав для пред-_ отвращения выдувания мелкодисперсных материалов /Дунаевская М.П,, Медведева В.Я., Субботина Г.А., Стрелкова И.В. - Заявл.28.01.86, tf 40IÖIÖIÜ6/22-33, опубл. в Б.И.,1987, & 44.

2. А.о. №1273602, НИИОГР. Профилактический состав для консервации угля /Дунаевская М.П., Медведева В.Я., Субботина Г.А., Стрелкова И.В.- Затал.1707.85, Ю916664, опубл. В Б.И.1986.Ш, .•

3. A.c. № 3945559. НИИОГР. Споооб защиты мелкодисперсных грузов от выветривания /Дунаевская М.П., Стрелкова И.В# - Зачвл. 22.09.86, ü 46096d0/003, опубл. в Б.И., 1992, № 16.

4. Дунаевская М.П., Стрелкова И.В. Использование полимеров для профилактики прилипания и примерзания угля и для предотвращения его потерь при транспортирования // Уголь. - 1991. - J5 3.

5. Стрелкова И.В. Защитные планки от выдувания угля при пе-р'евозках /Добыча угля открытым способом. - М. : ЦНИЭИуголь,1Э93, »I.

6. Дунаовокая М.П., Субботина Г.А., Стрелкова ИJ». Опытиыз перевозки угля о использованием защитного покрытия от гдщувадия. /Механизация ручного труда на разроэах. - Киев, 1983.

7. Субботина Г.А. .Стрелкова И.В. Защитпыэ плешей от ветровой ерозии /Совершенствование технологии, .перевозок угля и вконемшш открытой угледобычи при использовании железнодорожного транспорта. - Киев, 1935.

14

8. Стрелкова И.В., Арбузина Б.В., -Дунаевская М.П. Профилактические покрытия для предотвращения выдувания угля из вагонов// Промышленный транспорт, 1968. - Л 7.

9. Стрелкова И.В., Арбузина Б.В. Водорастворимые полимеры Для предотвращения вндуваняя угля / Совершенствование технологических процессов при~открытой добыче п перезояках угля. - Киев, 1987.

10. Стрелкова И.В., Дунаевская М.П. Перспективные защитные

покрытия, предотвращению потери угля при транспортировании /Совершенствование технологических процессов добычи угля открытым способом. - Челябинск, 1990,

11. Стрелкова И.В. Подбор оптимального состава профилактической композиции, стабилизирующей поверхность сыпучих грузов,

С- ПСПО^И.ЗС^ППГС" "^Т^МР/ГЯЧеСКОГО моттоТГГСТ\Л-ПППИС7 //}1птшп

матзрзагн для горгя-даотпого оборудования я упрочявняя пород: Науч. сообщ. /Ин-т гора, дела им.А.А.Скочинского. - М., 1993. -О 294. - С.64-74.

12. Стрелкова И.В. Обоснование расхода твердеющих полимерных композиций для протявоватроэрозионной защиты насыпных ■ углей //Новнэ материалы дня горяочлахтного оборудования я упрочнения пород. Науч.- сообщ. / Ив-т горя.дела им. А.А.Скочинокого, - М., 1993. - » 294. - С.74-82.