Повышение эффективности применения горелых шахтных пород в производстве стеновых керамических материалов

нию проблемы: взаимодействие в границах природно-технической подсистемы, вызывающее негативные последствия; отработка механизма обратной связи, в котором анализируется ситуация с использованием имитационной модели; генерирование альтернативных решений для реализации воздействия на вход с оценкой уровня эффективности по времени, затратам и риска.

1. Концептуальные основы экологии в угольной промышленности России на 2000-2002 гг.//Авт.: Ю.В. Каплунов, С.Л. Климов и др. - Уголь, №1, 2000. - С.68-72.

2. Эколого-экономические проблемы природопользования в горной промышленности: Сб. научных трудов. - Шахты: Изд-во ЮРОАГН, 2002. - 215 с.

6. Сформулированы требования к имитационной модели, которая должна в реальном масштабе времени воспроизводить и прогнозировать процессы в природно-технической геосистеме, описано ее функционирование. Установлены взаимосвязи имитационной модели с операционной схемой (моделью системы.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Янг С. Системное управление организацией: Пер. с англ. - М.: Советское радио, 1972. - 456 с.

4. Павленко В.И., Менъшенина Е.А. Методика экспертной оценки факторов экологического риска при ликвидации шахт//Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2003.-Приложение 2. - С. 146-150.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------

Хазанович Г.Ш., Менъшенина Е.А. — Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

---------------------------------------------- © А. В. Чистяков, 2004

УДК 691.33:666.3 A.B. Чистяков

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЕЛЫХ ШАХТНЫХ ПОРОД В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Семинар № 6

А ктуальным является использование .¿л. отходов угольной промышленности, в частности горелых шахтных пород, при производстве керамических стеновых материалов.

Горелые породы образуются при разработке угольных месторождений подземным способом. Из шахты извлекаются попутно с углем «пустые» породы, содержащие аргиллиты, песчаники и другие осадочные породы, содержащие небольшое количество угля [1]. Отходы угледобычи отличаются от отходов углеобогащения непостоянством химического соста-

ва и физико-химических свойств, что существенно сужает область их применения. Отходы угледобычи используют в основном для планировки территорий, подсыпки дорог и в меньшем объеме для производства строительной керамики [2].

Отвалы углесодержащих шахтных пород являются мощным источником загрязнения окружающей среды, так как на воздухе уголь и сера в этих отходах окисляются и порода самовозгорается, загрязняя воздуш-

Таблица 1

Составы сырьевых смесей с использованием горелых шахтных пород для изготовления стеновых керамических изделий

№ авторского свидетельства Состав смеси %

592795 Глина Шлак ТЭС Горелая шахтная порода 15-20 60-70 15-20

990736 Горелая шахтная порода фракции 0,5-2 мм Суглинок Окись алюминия 65-80 18-20 2-15

1346622 Негорелый отход углеобогащения Горелая порода терриконов 35-68 32-65

ным бассейн. В связи с этим необходимо расширять применение шахтных пород в производстве стеновых керамических изделий, в частности кирпича, создавая технологии, учитывающие не-

обходимость разрушения твердых пород ударным действием, а также обеспечивающие классификацию материала, что позволит отделить часть измельченного материала и отправить его на дальнейшую переработку. Наличие в породе остатков угля позволяет реализовать технологический процесс при введении в сырьевую смесь большой части топлива.

Применение шахтных пород в составе керамической массы повышает прочность и морозостойкость кирпича, снизить воздушную усадку и температуру обжига кирпича.

В табл. 1 представлен ряд составов сырьевых смесей с горелой шахтной породой для изготовления стеновых керамических изделии. В эти составы горелые породы вводят для получения тех или иных свойств изделий. Если предприятия по выпуску строительных керамических материалов находятся в регионе, насыщенном не только горноугольными предприятиями, но и энергетическими установками (Восточный Донбасс), то необходимо серьезно рассматривать вопрос при-менения наряду с шах-тными породами и побочных продуктов энергетических установок, в частности золы.

В Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ), на кафедре «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии» для Артемовского кирпичного завода была разработана технология изготовления глиняного кирпича, позволяющая комплексно использовать шахтные породы из близлежащих отвалов и золу ГРЭС. Тонкодис-

Таблица 2

Технологический процесс изготовления кирпича

при комплексном использовании шахтной породы и золы

Наименование операции Оборудование

1. Транспортирование глины 2. Первичная обработка глины Бульдозер

3. Транспортирование золы из хранилища Бульдозер

4. Дозирование золы Бункер с лотковым питателем

5. Транспортировка Ленточный транспортер

6. Дробление Молотковая дробилка

7. Транспортировка дробленой золы Ленточный транспортер

8. Дозировка породы Бункер с лотковым питателем

9. Транспортировка Ленточный транспортер

10. Дробление Молотковая дробилка

11. Грохочение Сито-бурат

12. Транспортировка готовой породы Ленточный транспортер

13. Дозирование породы, глины и золы Ящичный питатель

14. Транспортировка сырьевой смеси Ленточный транспортер

15. Первичная обработка сырьевой смеси Вальцы грубого помола

16. Транспортировка Ленточный транспортер

17. Вторичная обработка сырьевой смеси Вальцы тонкого помола

18. Транспортировка Ленточный транспортер

19. Смешивание и пароувлажнение Глиномешалка

20. Формование кирпича-сырца Пресс

21. Резка кирпича-сырца Резательный полуавтомат

22. Укладка сырца на сушильные ролики Автомат-укладчик

23. Транспортировка в туннельные сушилки Сушильная вагонетка

24. Загрузка сушила Гидравлический толкатель

25. Сушка кирпича-сырца Туннельные сушила

26. Транспортировка кирпича на садку Передаточная тележка

27. Загрузка печи Г идротолкатель

28. Обжиг кирпича Туннельная печь

29. Выгрузка кирпича из печи Передаточная тележка

30. Складирование и отгрузка продукции Кран

персная зола-унос и кусковой шлак получается при сжигании энергетических углей в топках ГРЭС. Соотношение золы-уноса и шлака составляет 8:2 или 9:1. Использование зол в качестве компонента сырьевой смеси для изготовления керамических изделий представляет практический интерес. Вопросы применения зол ГРЭС, работающих на угле Донецкого бассейна давно рассматриваются в литературе [3, 4]. Изучены физико-химические характеристики зол и возможность использования в производстве стеновых керамических изделий специфических особенностей зол - дисперсности, наличия остаточного углерода, а также состава, близкого к составу глинистого сырья. Наличие остаточного углерода в составе золы позволяет ввести в сырьевую массу почти все топливо (без учета породы и опилок) для реализации технологического процесса.

Использование золы обеспечивает комбинированное ее действие, в качестве как отощающей, так и выгорающей добавки. Это позволит использовать золу наряду с древесными опилками, песком и шамотом как добавку, понижающую пластические свойства глины, ее усушку и огневую усадку, а также и в качестве выгорающей добавки, повышающей физико-механические показатели кирпича [5].

Технологический процесс комплексного использования отходов энергетической отрасли, а

1. Алехин Ю.А., Люсов А.Н. Экономическая эффективность использования вторичных ресурсов в производстве строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1988. - 344 с.

2. Болдырев A.C., Люсов А.Н., Алехин Ю.А. Использование отходов в промышленности строительных материалов. - М.: Знание, 1983. - 64 с.

3. Чистяков Б.З., Лялинов А.Н. Использование минеральных отходов промышленности (на примере предприятий ленинградской области). - Л.: Стройиздат, 1984.

- 152 с.

4. Чистяков A.B., Небратенко А.П., Калитвенцев A.B. Эффективные составы сырьевых смесей с использованием зол ТЭС для производства стеновых керамических изделий / Новочерк. политехи. ин-т. - Новочер-касск,1993. - 9 с. - Деп. в ВНИИЭСМ, № 1935.

именно совместное применение шахтных пород и золы ГРЭС был реализован при изготовлении кирпича из сырьевой смеси, содержащей глину Октябрьского месторождения, шахтную породу, золу ГРЭС и древесные опилки (табл. 2) [6].

Использование золы, которая при обжиге равномерно распределяется в сырьевой смеси (за счет тщательного ее перемешивания), улучшает спекание черепка и соответственно прочность кирпича, повышает равномерность обжига по высоте садки. Применение золы на кирпичных заводах Ростовской области позволяет повысить ма-рочность, улучшить товарный вид кирпича, сократить количество брака, сэкономить уголь и природный газ.

Применение разработанной технологической схемы комплексного использования шахтных пород и золы позволило предусмотреть перемешивание смеси с пароувлажнением, тщательное измельчение и интенсивное перемешивание, обеспечивающие равномерное распределение добавок по всему объему сырьевой массы [7].

Комплексное использование шахтной породы и золы в составе сырьевой смеси не препятствует получению требуемого предела прочности на сжатие, создает более прочный черепок. Расход топлива снижается на 15-20%, а цикл сушки кирпича-сырца сокращается на 8-12%.

----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

5. Небратенко А.П., Чистяков A.B., Чупракова Е.А. Комплексное использование зол и шахтных пород для изготовления стеновых керамических изделий / Новочерк. политехи. ин-т. - Новочеркасск,1993. - 14 с. - Деп. в ВНИИЭСМ, № 1934.

6. Дарда ИВ., Чистяков A.B., Белоконева Г.И. Использование зол ТЭС и шахтных пород в производстве стеновых керамических материалов // Почва, отходы производства и потребления: проблемы охраны и контроля: Материалы науч.- техн. конф. 27-28 марта 1996 г.

- Пенза, 1996. - С. 161-162.

7. Чистяков A.B., Дарда ИВ. Использование зол ТЭС и шахтных пород при производстве кирпича // Вопросы совершенствования машин, оборудования и технологий строительной индустрии: Сб. науч. тр. / Новочерк. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск, 1996. - С. 111-114.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------

Чистяков Анатолий Васильевич - доцент, кандидат технических наук, зам. директора Шахтинского института ЮРГТУ (НПИ) по непрерывному образованию.

----------------------------------------------------------------- © И.Б. Жукова, 2004

УДК 622:338.12