1. ЗМІСТ І ОБСЯГ ПРОЕКТУ ЗБАГАЧУВАЛЬНОЇ ФАБРИКИ

1.1 Загальні вимоги щодо проекту збагачувальної фабрики

Згідно із законодавством капітальне будівництво проводиться та фінансується тільки за затвердженими проектами та кошторисами. Проекти і кошториси виконують спеціалізовані проектні інститути і рідше проектні контори.

Проектом збагачувальної фабрики називається комплекс технічних документів, які необхідні для здійснення будівництва, монтажу й експлуатації майбутньої фабрики або фабрики, яка реконструюється. Проект має бути виконаний із урахуванням найновіших досягнень науки і техніки, забезпечувати високі показники продуктивності праці, собівартості, якості готової продукції, відповідати сучасним вимогам охорони праці.

До проектів збагачувальних фабрик висувають такі вимоги:

- раціональне і комплексне використання мінеральних ресурсів із застосуванням безвідходної технології;

- висока продуктивність праці на базі нової технології, високопродуктивного обладнання, автоматизації і механізації;

- економне використання землі й ефективна охорона навколишнього середовища, для чого треба передбачити безстічну технологію, оборотне водопостачання, рекультивацію відвалів, очищення газів;

- використання типового обладнання, будівельних конструкцій і проектів;

- дослідження можливості кооперування фабрики, яка проектується, з іншими підприємствами району з питань електро- і водопостачання, транспорту, будівництва житла;

- розробка найбільш економічного рішення генерального плану за рахунок компактного розміщення цехів і обладнання;

- недопущення надмірностей в об'ємах та площах промислових будівель, при зовнішньому і внутрішньому оформленні приміщень;

- забезпечення безпечних умов праці.

Оскільки збагачувальна фабрика є проміжною ланкою між гірничодобувним підприємством (шахтою, рудником, кар'єром, копальнею тощо) і переробним (хімічним, коксохімічним, металургійним заводом), то проект фабрики повинен бути ув'язаний із зазначеними підприємствами за продуктивністю, якістю сировини і концентратів, графіком подачі сировини та відвантаження концентратів і т.п.

Відповідно до будівельних нормативів будинки і споруди збагачувальної фабрики можна розробляти в одну стадію з видачею техно-робочого проекту і у дві стадії з видачею технічного проекту і робочих креслень. Рішення про варіант проектування приймається інстанцією, що затверджує техніко-економічне обґрунтування доцільності будівництва збагачувальної фабрики.

1.2 Техніко-економічне обґрунтування

Проектуванню збагачувальної фабрики завжди передує розробка техніко-економічного обґрунтування (ТЕО) доцільності її будівництва або реконструкції. Розробка ТЕО здійснюється на основі перспективного плану розвитку галузі промисловості, у котру увійде фабрика, що проектується. У ТЕО повинні бути висвітлені наступні питання:

- вплив проектованої фабрики на ріст продуктивності галузі;

- обґрунтування продуктивності і місця будівництва фабрики;

- можливості виробничого і господарського кооперування з підприємствами даного промислового району;

- вплив проектованої фабрики на інші галузі промисловості;

- орієнтовні дані про величину капітальних вкладень і собівартість продукції;

- порівняння очікуваних техніко-економічних показників з показниками вітчизняних і закордонних фабрик-аналогів;

- розуміння про необхідність проведення додаткових дослідницьких робіт перед розробкою проекту збагачувальної фабрики.

Для великих підприємств ТЕО розробляється спеціалізованою проектною організацією, для підприємств невеликої потужності -- головним управлінням міністерства, якому підпорядкована дана галузь. ТЕО розглядається і затверджується міністерством (замовником). За затвердженим ТЕО замовник складає завдання на проектування фабрики.

1.3 Технічний проект

Технічний проект розробляється на підставі затвердження завдання на проектування і ТЕО. Технічний проект має забезпечити найбільш економічний спосіб збагачення, досягнення високих технологічних показників при мінімальних капітальних вкладеннях; визначення кошторисної вартості будівництва; встановлення основних техніко-економічних показників і можливості здійснення будівництва фабрики в намічений термін.

Технічний проект звичайно складається з одинадцяти розділів, але при проектуванні великих збагачувальних фабрик їхнє число може бути збільшено, при проектуванні малих -- скорочено.

У розділах технічного проекту збагачувальної фабрики повинні бути вирішені наступні питання:

1. Загальна пояснювальна записка. У цьому розділі наводяться: підстава для розробки проекту, продуктивність фабрики по сировині і концентратах, техніко-економічні показники, основні проектні рішення, капітальні вкладення, черговість будівництва і терміни введення фабрики в експлуатацію.

2. Техніко-економічна частина. У розділі наведено обґрунтування місця будівництва і продуктивності фабрики, характеристики сировини і концентратів, спосіб доставки сировини, джерела водо-, енерго- і матеріалопостачання, режим роботи фабрики та окремих її цехів, розрахунок штатів і зарплати, продуктивність праці, виробничі зв'язки з іншими підприємствами, обсяг і вартість житлового будівництва, аналіз загальних капітальних вкладень, вартість збагачення 1 т сировини і собівартість концентратів, порівняння техніко-економічних показників проектованої збагачувальної фабрики з показниками підприємств-аналогів, вимоги до інших галузей у зв'язку з будівництвом фабрики, дані про необхідність проведення додаткових науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт.

3. Генеральний план, транспорт і рекультивація порушених земель. Розділ містить основні показники генерального плану, а також планувальні рішення розташування будинків, споруд, складів, залізничних колій, автодоріг та інших інженерних комунікацій на промисловому майданчику збагачувальної фабрики.

4. Технологія виробництва, забезпечення енергоресурсами і захист навколишнього середовища. Наведено характеристику сировини у відношенні її речовинного, мінералогічного і гранулометричного складів, вкраплення корисних мінералів, наявності зруйнованої пустої породи або глинистих домішок, фізичних властивостей мінералів. Проаналізовано результати досліджень корисної копалини на збагачуваність і для порівняння результати роботи фабрик-аналогів. Зроблено вибір і обґрунтування технологічної схеми фабрики, основного обладнання і варіантів його розміщення в цехах, варіантів внутрішньоцехового транспорту, схеми електропостачання, компресорної, повітряної і вакуумної станцій. Визначено місткість бункерів і складів, потребу в паливі, реагентах і матеріалах, встановлену і споживану потужність, витрати електроенергії на переробку 1 т сировини. Організацію ремонту обладнання, випробування і контролю технологічних процесів. Заходи щодо охорони навколишнього середовища, очищення сушильних газів, нейтралізації промислових стоків.

5. Організація праці і система управління виробництвом. Розділ містить режим праці і відпочинку, штати трудящих, заходи щодо техніки безпеки, організацію управління виробництвом.

6. Будівельна частина. У даному розділі наведено плани і розрізи будинків та споруд збагачувальної фабрики із зазначенням їх розмірів, площі, обсяг, типу конструкцій і матеріалів. Обрано джерела технічної і питної води, місце розташування і методи укладання відходів та очищення стічних вод, схеми водопостачання, каналізації і санітарне устаткування. Визначено витрати технічної і питної води, кількості тепла і енергії для опалення, вентиляції і кондиціонування повітря. Рішення по побутовому обслуговуванню трудящих.

7. Організація будівництва. Розділ містить плани і графіки будівництва збагачувальної фабрики, методи виконання будівельних робіт, розрахунки обсягів основних будівельних і монтажних робіт, потреби в будівельних матеріалах, механізмах, електроенергії, воді, парі, визначення потреби в будівельних кадрах і заходи щодо забезпечення їх житлом.

8. Організація підготовки до освоєння проектних потужностей і їхнє освоєння в нормативний термін. Наведено організаційні, технічні та інші заходи щодо забезпечення освоєння потужностей.

9. Житлово-цивільне будівництво. Розділ містить графік і обсяг будівництва житлового фонду для забезпечення трудящих збагачувальної фабрики.

10. Кошторисна частина. Розділ представлений комплектом документів про вартість будівництва збагачувальної фабрики та окремих її об'єктів.

11. Графічна частина проекту. Складається в мінімально необхідному обсязі і включає: технологічну схему, схему обладнання, конструктивні плани і розрізи виробничих цехів з нанесенням основного обладнання в масштабі 1:100 або 1:200, схему електропостачання, ситуаційний план місцевості, генеральний план збагачувальної фабрики в масштабі від 1:500 до 1:2000, заходи щодо рекультивації земель, зайнятих під хвостове і відвальне господарство.

Якщо проект виконано у суворій відповідності з чинними нормативами, то він не підлягає позгодженню в Держгіртехнагляді. Після затвердження проекту замовником дозволяється його фінансування, замовлення обладнання і розробка робочих креслень. Якщо в проект з метою його поліпшення були внесені зміни, то він повинен бути перезатверджений.

Робочі креслення розробляються проектною організацією на основі затвердженого технічного проекту і отриманих від замовника технічних даних по замовленому обладнанню. Робочі креслення підрозділяються на загальні і детальні. На загальних остаточно пов'язується генеральний план фабрики з усіма комунікаціями, вказується розташування обладнання та інше. Детальні креслення розроблюються в обсязі, мінімально необхідному для здійснення будівельних і монтажних робіт, до їх складу входять: креслення розташування обладнання, креслення мереж енерго- і водопостачання, плани і розрізи будівель.

Типове проектування має на меті забезпечити будівництво багаторазових повторюваних однотипних цехів і споруд готовими проектами і робочими кресленнями.

При складанні типових проектів варто передбачати застосування високопродуктивного обладнання і найбільш досконалої технології збагачення корисних копалин. У першу чергу типізуються збагачувальні фабрики, призначені для переробки однотипної сировини, цехи дроблення і тонкого подрібнення, окремі компонувальні і конструктивні вузли.

При будівництві збагачувальної фабрики або окремих її цехів за типовими проектами розробляються тільки креслення прив'язки типового проекту до будівельного майданчика і необхідні додаткові креслення до типового проекту, наприклад, при знятті з виробництва окремих машин, застосовуваних у проекті, і заміни їх іншими. В іншому переробка типових проектів при їхньому використанні забороняється.

1.4 Об'ємне проектування

Сутність об'ємно-модельного проектування полягає в наступному: після розробки схеми обладнання і специфікації обладнання в моделетеці підбирають або виготовляють у масштабі 1:25 чи 1:50 моделі обладнання, апаратури, трубопроводів, стандартні елементи збірних будівельних конструкцій і т.д. З моделей на спеціальному стенді компонується макет цеху збагачувальної фабрики. Проект при цьому виходить наочним і доступним для швидкого ознайомлення. Над проектом можуть одночасно працювати проектувальники всіх спеціальностей, що скорочує терміни проектування і підвищує якість проекту. Багатьох помилок, особливо в частині трубопроводів, комунікацій і т.п., що допускаються при звичайному проектуванні, у цьому випадку можна уникнути. Потім з цього макета виготовляють масштабні і безмасштабні креслення, якими заміняють традиційні компонувальні.

Використання даного методу в стадії робочого проектування приводить до зменшення обсягу робіт у два рази, зниження на 25-30 % трудомісткості розробки проектного завдання, скорочення на 5-10 % об'єму будинків і споруд, а отже, і вартості будівництва. Однак складність виготовлення макета, неможливість виконання за фотокресленнями ретельного монтажу і т.п. не дозволили цьому методу замінити класичний.

1.5 Модульно-блоковий метод формування вуглезбагачувальних фабрик

Модульно-блокове формування вуглезбагачувальних фабрик -- це відомий метод проектування, комплектування і постачання обладнання, використовуваний для даних фабрик. Метод оснований на введенні і послідовному нарощуванні потужностей автономними виробничими комплексами (модулями), що збираються з уніфікованих блоків агрегованого обладнання високої монтажної готовності (рис. 1.1).

Цей метод забезпечує:

- невеликий термін будівництва (вуглезбагачувальна фабрика продуктивністю 250 т/год зводиться за 3,5 місяця);

- більш низькі витрати на проектування (одноразові витрати на проектування типового модуля);

- можливість розширення фабрики (встановлення нових модулів);

- можливість перенесення фабрики на нове місце;

- секціонування технологічної схеми.

Основним структурним елементом вуглезбагачувальної фабрики при модульно-блоковому формуванні служить модуль.

Модуль вуглезбагачувальної фабрики -- це виробничий комплекс, що складається з технологічної лінії, яка забезпечує переробку рядового вугілля від надходження його на фабрику до випуску готової продукції.

Фабрика може складатися з одного або декількох модулів і вводитися в експлуатацію за одну чи кілька черг.

Головним елементом модуля є технологічна лінія, що формується на базі наступних ознак:

- технологічна схема однопотокова (або малопотокова);

- використання скоординованого за продуктивністю обладнання великої одиничної потужності у всіх технологічних ланках від подачі рядового вугілля до одержання концентрату;

- рівна надійність окремих видів обладнання і вузлів у модулі;

- передача продукту від одного апарата до іншого без проміжних ємностей.

Технологічна лінія збагачення вугілля складається з уніфікованих блоків обладнання, що розрізняються за функціональними ознаками, -- функціональних блоків.

Функціональний блок являє собою комплекс обладнання, комунікацій, опорних конструкцій і первинних пристроїв управління процесом, що виконує певну технологічну операцію (відсадку, зневоднення, флотацію і т.п.).

Функціональний блок може складатися з єдиного агрегату (блоки відсадки, класифікації і ін.) або збиратися з більш дрібних блоків агрегованого обладнання (блоки флотації, зневоднення та ін.).

Блок агрегованого обладнання -- це функціональний блок або його частина, запроектована і виготовлена як єдиний агрегат.

Залежно від умов транспортування і монтажу блоки агрегованого обладнання можуть розділятися на поставні вузли і монтажні блоки.

Поставний вузол -- частина блоку агрегованого обладнання, яка відрізняється умовами транспортного габариту і вантажопідйомності транспортних засобів, використовуваних для перевезення обладнання на будівельний майданчик.

Монтажний блок -- це блок агрегованого обладнання або його частина, що збирається на спеціально обладнаній приоб'єктній площадці укрупнювального складання. Основні параметри монтажного блоку -- маса і габарити -- визначаються використовуваними при будівництві монтажними засобами.

Розроблено номенклатуру уніфікованих модулів для вуглезбагачувальних фабрик продуктивністю від 250 до 1500 т/год. Методом передбачена уніфікація технологічних схем залежно від призначення і якості збагачуваного вугілля, його збагачуваності, раціональної глибини збагачення і вимог споживачів до якості концентрату.

1.6 Порядок проектування

На основі плану розвитку галузі міністерство приймає рішення про освоєння нового родовища і будівництво збагачувальної фабрики, гірничозбагачувального або гірничо-металургійного комбінату. У зв'язку зі складністю завдань, що виникають при розробці проекту, залучається багато організацій -- відділи і служби міністерства, проектні і науково-дослідні інститути.

Після прийняття міністерством рішення про освоєння родовища призначається генеральна проектна організація (проектний інститут). За заявкою генерального проектувальника науково-дослідний інститут виконує необхідний обсяг робіт. Одночасно з призначенням генерального проектувальника міністерство створює комісію для вибору майданчика для будівництва збагачувальної фабрики.

Результати дослідницьких робіт і акт про вибір майданчика для будівництва фабрики передаються генеральному проектувальнику для розробки техніко-економічного обґрунтування. На основі ТЕО складається завдання на проектування, що після затвердження служить підставою для розробки проекту збагачувальної фабрики.

1.7 Вихідні дані для проектування

Вихідні дані для проектування збагачувальної фабрики включають такі основні документи:

Завдання на проектування збагачувальної фабрики, що складається міністерством або дирекцією підприємства з участю проектної організації відповідно до затвердженого ТЕО і плану розвитку даної галузі промисловості. У завданні на проектування повинні бути зазначені: підстава для проектування фабрики, район будівництва, продуктивність фабрики по сировині і концентратах, вимоги до якості концентратів, витрати на 1 т готової продукції і її собівартість, орієнтовні розміри капітальних вкладень, джерела постачання сировиною, водою, електроенергією, можливість кооперування з іншими підприємствами району.

Дані про промисловий майданчик включають: топографічний план місцевості з вказівкою існуючих будинків, споруд, під'їзних колій, рослинного покриву; дані про ґрунти (склад, фізичні властивості, припустимі навантаження, рівень ґрунтових вод, глибина промерзання); характеристику місцевих будівельних матеріалів; дані про джерела водо- і електропостачання та їхні характеристики.

Економічні дані про район будівництва відображають: характер і перспективи промислового розвитку району; дані про паливні ресурси і їхню вартість; умови транспорту; умови одержання і відпускні ціни на воду та електроенергію; наявність і вартість основних матеріалів, необхідних при експлуатації фабрики; можливість забезпечення фабрики робочою силою і розміщення робітників в існуючих селищах.

Дані геолого-технологічного вивчення родовища повинні містити: характеристику руди в родовищі як об'єкта збагачення (тип, речовинний склад із просторовою прив'язкою в рудному тілі); коливання вмісту корисних компонентів у рудах, вкраплення, твердість, ступені окиснювання.

Дані по гірничій частині проекту містять: календарний план розвитку гірничодобувного підприємства із зазначенням сортів корисної копалини і продуктивності по сортах в окремі періоди експлуатації; інформацію про вміст корисних компонентів і шкідливих домішок в окремих сортах і їхні можливі коливання; характеристику крупності корисної копалини і її фізичні властивості; графік надходження корисної копалини на збагачувальну фабрику і вид транспорту.

Нормативні матеріали представлені необхідними типовими проектами; стандартами на обладнання, сировину, готову продукцію; нормами технологічного проектування, протипожежної, санітарної і електробезпеки; прейскурантами на сировину, концентрати, матеріали і обладнання; тарифами і цінниками; правилами використання, збереження, устатковання й експлуатації та іншими нормативними документами з різних питань життєдіяльності збагачувальної фабрики.

Дані про результати досліджень збагачуваності корисної копалини використовуються для вибору технологічної схеми збагачення і визначення продуктивності обладнання. У цьому розділі повинні бути наведені: мінералогічний і хімічний аналізи корисної копалини; характеристика вкраплення мінералів; ступінь зруйнованості корисної копалини (вміст глини, первинних шламів, вологи); характеристики крупності корисної копалини і дроблених продуктів; результати випробування корисної копалини на збагачуваність за найбільш перспективними схемами; вміст корисних компонентів у продуктах збагачення і їхнє вилучення в окремих операціях; оптимальна густина пульпи в операціях і продуктах; норми питомого навантаження або тривалість обробки продукту. Ступінь надійності результатів досліджень залежить від їхнього масштабу.

1.8 Системи автоматизованого проектування

Прогрес у галузі створення високопродуктивних ЕОМ з розвинутим програмним забезпеченням, автоматизованими банками даних, широким набором периферійних пристроїв сприяє переходу до систем автоматизованого проектування збагачувальних фабрик (САПР ЗФ).

Призначення САПР ЗФ полягає в зниженні вартості будівництва збагачувальних і агломераційних фабрик, поліпшенні якості проектно-кошторисної документації, підвищенні продуктивності праці проектувальників, скороченні термінів розробки проектів, удосконалюванні процесів проектування.

САПР ЗФ дозволяє реалізувати деякі функції за розділами проекту:

Технологічна частина -- розрахунок і проектування технологічних схем, обладнання, трубопроводів.

Архітектурно-будівельна частина -- розрахунок і проектування металевих і залізобетонних конструкцій.

Санітарно-технічні системи -- проектування теплопостачання, опалення і вентиляції виробничих й адміністративних корпусів, а також водопостачання і каналізації.

Електротехнічні системи -- розрахунок і проектування електропостачання, електросилового устаткування, світлотехнічної частини проектів, телемеханізації електропостачання.

Гідротехнічні спорудження -- розрахунок і проектування напірного та безнапірного гідротранспорту відвальних хвостів, стійкості укосів хвостосховищ.

Системи автоматизації -- розробка схем зовнішніх з'єднань, електричних і трубних проводок щитів автоматики.

Кошторисна частина -- складання локальних і зведених кошторисів, зведень матеріалів, специфікацій, комплектація обладнання.

Найбільш повно і комплексно завдання побудови САПР ЗФ вирішені в системі "САПР-Вугілля", що реалізує більшість з перерахованих функцій підсистем.

Інший пакет прикладних програм -- автоматизований комплекс розрахунків якісно-кількісних показників технологічних схем вуглезбагачувальних фабрик (АРТС-ЗФ) застосовується при розробці документації на стадії "проект" нових, діючих і реконструйованих вуглезбагачувальних фабрик, при обґрунтуванні технології переробки вугілля і при технологічних розрахунках по визначенню якісно-кількісних характеристик переробки. Враховуються задані показники і параметри роботи технологічного обладнання. Розрахунок варіантів технологічних схем збагачувальних фабрик проводиться відповідно до заданої вихідної інформації про технологічні операції. Передбачено визначення балансу продуктів збагачення. Пакет знаходить широке застосування при проектуванні промислових підприємств.

Становлять інтерес і алгоритми аналізу та синтезу технологічних схем збагачення вугілля, призначені для вибору на стадії ТЕО оптимальної технології збагачення. Досвід використання систем САПР показав їхню високу ефективність і зручність практичного застосування.

вгору