Уголь углю рознь
Зольность добываемых в Украине углей сейчас достигает в среднем 40,2%. По сравнению с 2000 годом в 2007-м она возросла на 1,4%, за 8 месяцев текущего года — еще на полпроцента. Этот показатель — проблема всех участников рынка: горняков, энергетиков, коксовиков (для коксования нужен уголь с зольностью не более 9%), бытовых потребителей. Рост зольности угля приводит не только к сокращению выпуска товарной продукции углепереработки, дополнительным расходам на приготовление топлива для сжигания на ТЭС (без мазута и газа такой уголь плохо горит), но и к колоссальным непродуктивным затратам на транспортировку породы: при зольности угля 40% из 100 железнодорожных вагонов 40 везут пустую породу.
От последствий — к причинам
Как повысить качество «черного золота»? С этим вопросом корреспондент «УТГ» обратился в ГП «Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей» (УкрНИИуглеобогащение, г. Луганск).
По словам его директора Юрия Николаевича Филиппенко, уголь оценивается по нескольким показателям – зольности, калорийности, влажности, содержанию серы, выходу летучих веществ… Но главный критерий качества в нашей стране — зольность, процентное содержание золы, которое определяется после полного сгорания угля.
Рост зольности, говорит Юрий Филиппенко, происходит по разным причинам. Во-первых, на шахтах с полной конвейеризацией нередки случаи, когда уголь из забоев выдается вместе с породой из подготовительных выработок, проходящих по пустым породам. Если выемочная техника не соответствует мощности пласта, отработка пластов с присечкой боковых пород (в продукцию попадает кровля и почва пласта) также неизбежна. Невыполнение мероприятий по удержанию «ложной» кровли, отработка некондиционных пластов, нарушение паспорта крепления призабойного пространства при отработке пластов с «ложной» почвой — все это тоже причины повышения зольности.
Поэтому в ГП «УкрНИИуглеобогащение» считают, что борьбу за качество «черного золота» нужно начинать непосредственно в шахте — с технологической дисциплины. Для этого необходимо разработать систему ответственности за качество добываемого угля от горнорабочих до генерального директора, оплачивать труд по конечному результату, предусмотрев возможность стимулирования за улучшение качества.
Только от внедрения техники по обогащению угля с применением тяжелосредных сепараторов ориентировочный эффект составит около 3 млн грн в год, отсадочных машин — 1,8 млн грн, установок избирательного дробления — 2—3 млн.
Технические аспекты решения проблемы вытекают из причин, порождающих рост зольности, говорит начальник отдела опробования, исследования и стандартизации углей, кандидат технических наук Петр Тимофеевич Скляр. Так, необходимо организовать раздельную выдачу породы из подготовительных выработок в специально отведенное время, использовать технику, соответствующую мощности пласта, применять химические или металлические анкеры для удержания «ложной» кровли.
Инновации на службе качества
Следующее звено в борьбе за качество угля — поверхностно-технологический комплекс (ПТК) шахты. Эффективность его работы определяется техническими и организационными моментами. Износ технологического оборудования ПТК на сегодня — от 70 до 95%, что серьезно сказывается на эффективности его работы. На поверхностных комплексах шахт ещё применяется непроизводительный ручной труд.
— Если раньше выбирали только породу из угля, то в настоящее время на некоторых шахтах проще выбирать уголь из породы, — с горечью констатирует Петр Тимофеевич. — Один выборщик удаляет за смену в среднем 1,8 тонны породы, в масштабах всей отрасли это около 820 тысяч тонн. Это дает снижение зольности менее чем на 1%. Чтобы более эффективно влиять на качество угля, необходимо или увеличивать штат породовыборщиков, или применять конструктивные технические решения.
Исходя из производственных условий и характеристик добываемых углей, институтом углеобогащения разработаны 3 принципиальные малооперационные технологические схемы обогащения производительностью до 1 миллиона тонн в год. Для обогащения угля предлагается использовать сепараторы с магнетитовой суспензией, отсадочные машины, установки для избирательного дробления и удаления крупной породы. В зависимости от применяемой схемы возможно снижение зольности от 3 до 12%. По расчетам ученых, только за счет удаления крупных классов породы механизированными установками можно снизить зольность на 1—3%.
Еще один метод повышения качества угля на поверхности шахт — сухое обогащение пневматической сепарацией. Эта технология позволит снизить зольность с 40% до 24—30%.
Каждому — свое
Однако даже использование инноваций института не может обеспечить высокого качества угля на поверхностно-технологических комплексах шахт. Получить из рядовых углей продукцию, соответствующую требованиям потребителей, возможно лишь на углеобогатительных фабриках. Здесь ситуация с износом основных фондов не менее печальна. На некоторых государственных обогатительных фабриках он достигает 94%. Износ оборудования, несовершенство технологического процесса и нестабильность загрузки фабрик приводят не только к уменьшению выпуска продукции, но и к снижению ее качества.
Институтом ведутся работы по обследованию фабрик и разрабатываются конкретные предложения по усовершенствованию технологии углеобогащения применительно к каждому предприятию. Так, обогатительной фабрике им. «Известий» (г.Красный Луч) предложена технология обогащения рядового антрацита с увеличением глубины обогащения до 1 мм и применением двух отсадочных машин (для угля классов +13 мм и 1—13 мм), что позволит не только уменьшить потери угля в породе, улучшить технологические показатели обогащения, но и повысить производительность предприятия, улучшить его экономические показатели.
Для достижения нормативных показателей товарной продукции на ЦОФ «Миусинская» институт предлагает снизить глубину обогащения антрацита в отсадочной машине до 4—3 мм, а часть штыбов (мелкий уголь) обогащать в циклон-сепараторах.
К сожалению, обогатительные фабрики, которые находятся в государственной собственности и испытывают дефицит бюджетного финансирования, далеко не всегда могут позволить себе модернизацию оборудования и даже ремонт старой техники. Новые технологии, разработанные специалистами УкрНИИуглеобогащения, чаще внедряют приватизированные предприятия. А вот за рубежом — в России, Казахстане, Китае, Индии, Иране — разработки луганских ученых используются очень широко.
Разработанные учеными рекомендации по усовершенствованию технологии обработки шламов (отходов угля в виде осадка после промывки) на ГОФ «Вахрушевская» позволят уменьшить сбросы в шламовый отстойник, увеличив тем самым выход товарного продукта.
Экономим энергоресурсы
Еще один путь решения проблемы — усовершенствование нормативно-правовой базы определения качества угля. Институт разработал стандарт ДСТУ 4083-2002, которым определены требования к углям, используемым на электростанциях. Низшая теплота сгорания для углей первой категории качества марок Д, ДГ, Г, Ж, К, ПС должна составлять не менее 4800 ккал/кг, марок Т, А — не менее 5200 ккал/кг. Угли первой категории используются без так называемой подсветки, то есть способны хорошо гореть без добавления газа и мазута. Четвертая категория — это шламы (низшая теплота сгорания не меньше 3000 ккал/кг). Сейчас совместно с Украинским государственным научно-исследовательским углехимическим институтом (УХИН) разрабатывается стандарт на угли для коксования.
Все разработки института имеют энергосберегающую направленность, так как снижение зольности угля приводит к повышению его энергетической ценности и, как уже было отмечено, к сокращению бессмысленных транспортных расходов. Разработанные Петром Скляром нормативные документы для контроля качества угля на теплоэлектростанциях обеспечивают значительную экономию энергоресурсов. Именно поэтому Петр Тимофеевич был удостоен награды всеукраинского конкурса «Лидер топливно-энергетического комплекса-2007» в номинации «Энергосберегающий проект».
Что — в комплексе?
— В так называемое перестроечное время, — делает экскурс в недавнюю историю Петр Тимофеевич, — угольная промышленность, служившая основой экономики, была переведена в разряд убыточных отраслей, а впоследствии доведена до катастрофического состояния. В результате непродуманной политики обогатительные фабрики оказались в частных руках, а шахты остались в госсобственности. Во время реструктуризации угольной промышленности часть шахт были закрыты, причем и те, где пласты еще не были выработаны и где добывались коксующиеся угли. Нонсенс! Мы сами подрывали энергетическую безопасность страны!
А теперь, чтобы получать отечественный уголь высокого качества, необходимо слишком много усилий, замечает ученый. Шаг первый — мотивация. Важно заинтересовать людей, добывающих его, вернуть былую престижность шахтерскому труду. Принятый Верховной Радой Закон «О повышении престижности шахтерского труда» может и в самом деле стать основой, опираясь на которую, процесс пойдет. Следующий шаг — масштабное техническое переоснащение угледобычи, а для этого нужно возрождать горную науку.
А еще, по мнению ученого, крайне необходимы точные расчеты, сколько и какого угля нам нужно. Рынок диктует свои условия, заставляя просчитывать каждый шаг и смотреть в перспективу.
Только комплексный подход к решению проблемы позволит существенно снизить потери, повысить качество и увеличить выпуск угольной продукции.
И в этом комплексе должны быть учтены все аспекты: и технические, и технологические, и законодательные, и социальные, и научные, — уверен Петр Скляр. — Только так можно исправить ошибки непродуманной экономической политики Украины 90-х годов и вернуть стране экономическую мощь.
