uticaj tehnologije rada deponijskih ma{ina na efikasnost...

Boò Kolowa1, Dragan Igwatovi}1, Dinko Kneèvi}1

Mi lan Stojakovi}2, Dragoqub Lakovi}2

1 Rudarsko-geolo{ki fakultet, Beograd, Srbija2 Elektroprivreda Srbije, Beograd, Srbija

Uticaj tehnologije rada deponijskih ma{inana efikasnost procesa homogenizacije

Stru~ni radUDC: 622.015:622.23.05BIBLID: 0350-218X, 33 (2007), 1-4, 45‡53

Efikasnost homogenizacije ugqa je direktno zavisna od mogu}-nosti mehanizacije kojom se obavqa. Ma{ine za otkopavawe, tran-sport, odlagawe i izuzimawe ugqa sa deponija imaju zna~ajan uticajna efikasnost homogenizacije. Rad mehanizacije na odlagawu iuzimawu ugqa uti~e na efikasnost homogenizacije, koli~inski ikvalitetno. Proces homogenizacije moè da se planira samo ako jesistem opremqen sa dovoqnim brojem ma{ina poznatih karakte-ristika. U radu je dat opis efikasne homogenizacije na deponijiugqa.

Kqu~ne re~i: homogenizacija ugqa, ugqeni basen „Kolubara”, depo-nija, izuzima~, odlaga~

Uvod

Prob lem varijacije kvaliteta neke sirovine danas se naj~e{}e re{ava

homogenizacijom. Homogenizacijom se ve} dugi niz godina re{ava i prob lem ne-

ujedna~enog kvaliteta ugqeva. Sam proces me{awa ugqeva razli~itog kvaliteta

mogu}e je obaviti: direktno u fazi otkopavawa planirawem procesa na bazi pozna-

vawa leì{ta, potom u fazi transportovawa vo|enim me{awem ugqeva razli~itog

kvaliteta na zbirnim presipnim mestima i na deponijama ili bunkerima. Najboqi

efekti se postiù kombinovawem dva ili sva tri mesta podesna za homogenizaciju.

Generalo se uzima da se na prva dva mesta (kop i transporteri) obavqa „primarna

homogenizacija”, a da su deponije (i bunkeri) mesta na kojima se uti~e tj. koriguje

kvalitet ugqa saglasno zadatim vrednostima.

45

Vrste deponija

Deponije se prema funkciji mogu podeliti na: pretovarne, rezervne i usred-

wavaju}e. Upravo se usredwavaju}e deponije po pravilu koriste za homogenizaciju.

Ove deponije se nalaze van prostora kopa, ali se projektuju tako da su funkcionalno

povezane sa kopom. Za potrebe homogenizacije ugqa na deponijama postoji ~itav niz

specijalnih ma{ina za odlagawe i uzimawe odnosno utovar materijala sa deponije.

Princip homogenizacije ugqa na deponijama svodi se prakti~no na formirawe {to

ve}eg broja slojeva ugqa razli~itog kvaliteta du` cele deponije kako bi se u procesu

utovara dobio {to ravnomerniji kvalitet.

Prema obliku deponije se mogu podeliti u dve grupe (sl. 1):

‡ prva grupa obuhvata tzv. kru`ne (koncentri~ne) deponije sa trougaonim ili

trapeznim popre~nim presekom,

‡ drugu grupu ~ine deponije prizmati~nog oblika nasipa sa trougaonim ili trapez-

nim popre~nim presekom. Ovakvi oblici deponije se po pravilu koriste za

velike deponije, i formiraju se sa jednim ili vi{e segmenata.

Osnovni parametri koji defini{u deponiju su: zapremina, kapacitet na

odlagawu i kapacitet na zahvatawu (utovaru).

Homogenizacija materijala na deponijama mo`e da se postigne sinhroni-

zovanim odlagawem materijala kretawem ma{ine za odlagawe u frontu, dok se

otkopavawe vr{i u bloku. Osnovni nedostatak formirawa deponija u slojevima pod

nagibom ogleda se u segregaciji ugqa po krupno}i budu}i da krupniji komadi padaju

na dno deponije. Mogu}e je ubla`avawe ovog nedostatka odlagawem materijala u

grebenima.

Deponije formirane u horizontalnim slojevima nemaju ovaj nedostatak i

obezbe|uju gotovo sve uslove za zadovoqavaju}e usredwavawe materijala.

Ma{ine za odlagawe i metode odlagawa

Za odlagawe mogu da se koriste ma{ine konstrukciono namewene iskqu~ivo

za odlagawe (sl. 2a) ili kombinovane ma{ine za odlagawe i utovar (sl. 2b). Ma{ine

46

Slika 1. Tipovi deponija(a) kru`ne, (b) prizmati~ne

za odlagawe mogu biti na {inskom ili guseni~nom transportnom ure|aju. Osnovni

zahtev kod ovih ma{ina se sastoji u tome da odlagali{na strela mora imati dohvatnu

visinu do vrha deponije i do 2/3 {irine deponije.

Odlagawe ugqa na deponijama u ciqu homogenizacije mo`e da se obavqa na

jedan od slede}ih na~ina (sl. 3).

B. Kolowa i dr.: Uticaj tehnologije rada deponijskih ma{ina za ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXXIII, 45–53 (2007)

47

Slika 2. Ma{ine za odlagawe(a) namewena samo za odlagawe, (b) kombinovana ma{ina namewena za odlagawe i utovar

Slika 3. Na~ini odlagawa

‡ „Sevron” metodom, odlagawe se obavqa u tankim nagnutim slojevima do kona~nog

trougaonog popre~nog preseka,

‡ „Vindrou” metodom, odlagawe se obavqa u slojevima trougaonog i romboidnog

popre~nog preseka du` cele duìne deponije do kona~nog trougaonog popre~nog

preseka,

‡ „Sevron‡Vindrou” metodom, je kombinacija dve pomenute metode,

‡ koni~ni metod se vrlo ~esto koristi kod deponovawa ugqa mada nije najpo-

godniji za izvo|ewe homogenizacije, i

‡ metoda odlagawa sa horizontalnim ili nagnutim slojevima.

Na sl. 4 prikazan je na~in rada odlaga~a kod formirawa deponije „Vindrou”

i „Sevron” metodom.

Ma{ine za utovar i na~ini utovaramaterijala sa deponije

Za utovar (zahvatawe) materijala sa deponija konstruisan je i proizveden

~itav niz razli~itih ma{ina. Ove ma{ine mogu biti:

‡ po tipu transportnog ure|aja sa {inskim ili guseni~nim transportnim ure-

|ajem,

‡ po obliku radnog organa sa rotornim, vedri~astim i vaqkastim radnim organom,

i

‡ po konstrukciji sa utovarnom strelom i sa portalom za utovar (sl. 5).

Na~in utovara tj. uzimawa materijala sa deponije zavisi od tipa ma{ine i

oblika deponije. Za deponijske ma{ine sa strelom i rotornim to~kom karakteris-

ti~na su tri na~ina uzimawa:

‡ eta`ni na~in sa otkopavawem jednog sloja ugqa du` cele deponije. Pri ovakvom

na~inu rada bager zadràva isti ugao strele pri otkopavawu svakog od narednih

slojeva. Me|utim, ovakav na~in rada mogu} je samo ukoliko se deponija nalazi

izvan transportnog puta deponijske ma{ine.

‡ otkopavawe u bloku je klasi~an i najefektniji na~in rada rotornih bagera pri

~emu se za jednu duìnu bloka podetaè otkopavaju redosledom od najvi{e do

najniè. Ovakav na~in rada je mogu} za uslove otkopavawa bloka ispred trans -

portnog puta deponijske ma{ine.

48

Slika 4. Na~in formirawa deponije po (a) „Sevron” i (b) „Vindrou” metode

‡ „Pilgrin step” na~in je identi~an blokovskom na~inu rada sa razlikom {to

duìna bloka nije maksimalna. Duìnu bloka odre|uje duìna koja moè da se

pokrije fiksnim kru`nim kretawem strele radnog to~ka. Posle dva kru`na

kretawa strela se spu{ta na niù podetaù, i tako redom. Ovaj na~in rada

smawuje efektivnost bagera, ali omogu}ava zadovoqavaju}u homogenizaciju.

Kod mostnog (portalnog) utovara materijala sa deponije rotorni to~ak

otkopava ugaq tako {to se kre}e upravno na osu deponije. S obzirom da se zahvatawe

materijala obavqa samo u uskom pojasu {irine radnog to~ka efekti homogenizacije

nisu veliki, pa se zbog toga ~esto umesto jednog koriste dva rotorna to~ka. Me|utim,

i u ovom slu~aju efektivnost homogenizacije ~esto nije zadovoqavaju}a. Boqi

efekti homogenizacije se ostvaruju primenom specijalne ma{ine koja umesto ro-

tornog to~ka ima bubaw sa vedricama raspore|enim du` cele {irine deponije. Kroz

bubaw prolazi trans porter koji prihvata ugaq i doprema ga do zbirnog transportera

(sl. 5v). Pored pomenutih ma{ina za otkopavawe tj. utovar materijala sa deponije

ugqa, pre svega deponija formiranih sa kosim slojevima koriste se i mostni vedri-

~ari (sl. 5g).


49

Slika 5. Tipovi ma{ina za zahvatawe(a) kombinovana ma{ina sa rotornim to~kom,

(b) sa vedri~astim radnim organom, (v) sa vaqkom, (g) sa rotornim to~kom na portalu

Ocena efektivnosti homogenizacije

Kao ocena uspe{nosti procesa homogenizacije moè da posluì odnos

standardne devijacije odre|enog parametra kvaliteta na izlazu sa deponije i stan-

dardne devijacije tog istog parametra na ulazu u deponiju. Ocena efektivnosti

homogenizacije na kopu moè da se odredi na osnovu upore|ewa standardne devijacije

dobijene simulacionim modelom i standardne devijacije dobijene kada se koristi

programski sistem za nadzor procesa homogenizacije. Vrednosti pokazateqa efek-

tivnosti homogenizacije kre}u se u opsegu 0 (homogenizacija je idealna) do 1 (nema

homogenizacije).

U tabl. 1. je prikazana efektivnost procesa homogenizacije za razli~ite

na~ine odlagawa i zahvatawa materijala i za razli~ite tipove primewenih ma{ina.

Tab lica 1. Efikasnost homogenizacije ugqeva u zavisnostiod metode odlagawa i zahvatawa

Na~inzahvatawa

Kapacitetodlagawa

[t/h]

„Sevron”/„Vindrou” „Sevron” „Vindrou”

Pepeo Sumpor Pepeo Sumpor Pepeo Sumpor

Eta`no

1000 1,42 1,11 1,72 1,26 2,25 1,40

2000 1,34 1,09 1,58 1,21 2,01 1,32

6000 1,28 1,08 1,51 1,17 1,86 1,28

Blok

1000 1,50 1,13 1,87 1,31 2,58 1,48

2000 1,41 1,11 1,71 1,25 2,26 1,39

6000 1,35 1,08 1,61 1,21 2,07 1,33

„Pilgrim step”

1000 1,59 1,16 2,02 1,37 2,87 1,57

2000 1,48 1,14 1,83 1,30 2,48 1,46

6000 1,41 1,10 1,71 1,23 2,24 1,39

Vidi se da se najefikasnije me{awe dobija pri odlagawu metodom „Vindrou”

i zahvatawu metodom „Pilgrim step”. Pri kapacitetima od 2000 do 4000 t/h efekat

homogenizacije je prakti~no konstantan. Me|utim, podizawem kapaciteta zahvata-

wa na 6000 t/h efikasnost homogenizacije opada.

Konceptni model homogenizacije ugqa na povr{inskim kopovima„Tamnava ‡ isto~no poqe” i „Tamnava ‡ zapadno poqe”

Homogenizacija ugqa na povr{inskim kopovima „Tamnava ‡ isto~no poqe”

i „Tamnava ‡ zapadno poqe” delimi~no se obavqa u procesu otkopavawa i transporta

ugqa, tj. u okviru otkopnog bloka i na transportnim trakama. Pored ovoga, homo-

genizacija moè da se obavqa i na deponiji kopa, ali u ograni~enom obimu budu}i da

je deponija prvenstveno namewena za kontinualnu isporuku ugqa termoelektrani.

Na kraju, proces homogenizacije moè, eventualno, da se dovr{i i na deponiji ter-

50

moelektrane (sl. 6). Zavr{na homogenizacija ugqa moè da se obavqa u zgradi drobi-

lane u kojoj su sme{teni bunkeri. Ugaq na drobilanu stiè zbirnim transporterom

SUP i preko sipke utovara se u bunkere. Ukoliko je potrebno, u bunkerima moè da

se obavqa homogenizacija ugqa sa transportera SUP i deponije. Ukoliko je ugaq

koji dolazi sa kopova lo{ijeg kvaliteta od potrebnog mogu}e je izvr{iti homoge-

nizaciju ugqem sa deponije. Za to je potrebno da se na deponiji nalazi ugaq dobrog

kvaliteta. Me|utim, mogu}e je i obrnuto da se ugaq lo{ijeg kvaliteta sa deponije

me{a ugqem dobrog kvaliteta sa kopova. Kod ovakvog rada kapaciteti su limitirani

kapacitetom drobilane ‡ 5000 t/h kada rade obe linije u drobilani ili 2500 t/h kada

radi jedna od dve linije. Homogenizacija bi se u oba slu~aja obavqala tako {to bi se

ugaq koji otkopava deponijska ma{ina me{ao ugqem sa kopova. Ugaq koji otkopava

deponijska ma{ina transportuje se transporterima T17, T25 i T26 do pokretnog

transportera T21 koji ugaq utovara u bunkere (sl. 6).

Ugaq sa deponije se uglavnom ne koristi za poboq{awe kvaliteta ugqa sa

kopova zato {to se na deponiji uglavnom nalazi ugaq kvaliteta ispod 7000 kJ/kg.

Razlog ovome je najvi{e u slede}em:

‡ kod puwewa deponije naj~e{}e nije mogu}e izdvojiti ugaq visokog kvaliteta zbog

stalno prisutne teku}e homogenizacije na kopu, i

‡ ugaq na deponiji je po pravilu lo{ijeg kvaliteta od ugqa sa kopa zbog uticaja

atmosferilija. Zbog toga deponija danas poglavito sluì kao rezerva, a mawe za

homogenizaciju.


51

Slika 6. Tehnolo{ka {ema drobilane na leì{tu „Tamnava”

Da bi se na deponijama termoelektrana postizali povoqniji efekti treba

formirati 3 mini-deponije i to:

‡ deponija kvalitetnog ugqa, koja bi slu`ila za homomogenizaciju kada sa kopova

pristi`e ugaq slabijeg kvaliteta od zahtevanog,

‡ deponija ugqa lo{eg kvaliteta, koja bi se koristila kada je kvalitet ugqa koji

dolazi sa kopa iznad potrebnog kvaliteta, pa omogu}ava primenu i ovog ugqa, i

‡ deponija sa ugqem zadovoqavaju}eg kvaliteta, koja bi se koristila samo za dopunu

kapaciteta kopa kada je isti u zastoju, ili kada radi sa smawenim kapacitetom.

Zakqu~ak

Deponije nisu mesta na kojima se vr{i „primarna homogenizacija” me|utim,

imaju va`nu ulogu u popravqawu efikasnosti homogenizacije iz prethodnih faza

procesa ‡ otkopavawa i transporta. Razvijeno je vi{e metoda odlagawa i utovara

materijala sa deponija, a saglasno tome razvijene su i ma{ine za efikasan rad.

Kori{}ewe deponije na povr{inskom kopu „Tamnava” danas je sporadi~no jer je

uglavnom u funkciji usagla{avawa kapaciteta, a ne ujedna~avawa kvaliteta ugqa

koji se otprema prema termoelektranama. Promenom na~ina formirawa deponije uz

wenu podelu na tri mini-deponije za zasebni sme{taj ugqa koji je kvalitetniji,

slabiji ili u zadanim granicama, mogu}e je efekte homogenizacije popraviti

kori{}ewem i te deponije. Razume se, promena tehnologije }e usloviti i izvesne

izmene mehanizacije koja se koristi za odlagawe i utovar ugqa.

Literatura

[1] Zador, A. T., Tech nol ogy and Econ omy of Blend ing and Mix ing, Bulk Solid Han dling, 11

(1991), 1, 193-209

[2] Wall, T., et al., A Re view of the State-of-the-Art in Coal Blend ing for Power Gen er a tion, Fi nal

Re port – Pro ject 3.16, Aus tra lian Coal As so ci a tion Re search Pro gram, Bris bane, Aus tra lia,

2001

[3] Stojakovi}, M., Metodika upravqawa procesom homogenizacije ugqa na povr{in-

skim kopovima, Magistarska teza, Rudarsko-geolo{ki fakultet, Univrzitet u Beo-

gradu, Beograd, 2000

52

Ab stract

Im pact of Re claim ers Work ing Tech nol ogy onCoal Ho mog e ni za tion Ef fi ciency

by

Bo`o KOLONJA1, Dragan IGNJATOVI]1, Dinko KNE@EVI]1

Mi lan STOJAKOVI]2, and Dragoljub LAKOVI]2

1 Fac ulty of Min ing and Ge ol ogy, Uni ver sity of Bel grade, Bel grade, Ser bia2 Elec tric Power Sys tem of Ser bia, Belgrade, Ser bia

Ef fi ciency of coal ho mog e ni za tion is di rectly de pend ent of avail able mech a ni za -tion and its work. Be side mech a ni za tion for coal ex ploi ta tion and trans port mech a ni za -tion for coal stack ing and re claim ing from stock-yard plays big role in ef fi ciency ofho mog e ni za tion pro cess. Mech a ni za tion work for stack ing and re claim ing ef fect on ho -mog e ni za tion ef fi ciency, in quan tity and qual ity. Pro cess of ho mog e ni za tion could beplanned only if sys tem is equipped with enough num ber of unit of known prop er ties. De -scrip tion and re al iza tion ef fi ciency of ho mog e ni za tion on coal stock-yard is shown in thepa per.

Key words: coal ho mog e ni za tion, Kolubara coal ba sin, stock-yard, re claim er, stacker

Odgovorni autor / Cor re spond ing au thor (D. Kne`evi})E-mail: [email protected]


53

uticaj tehnologije rada deponijskih ma{ina na efikasnost...

Documents