книги из ГПНТБ / Лазарев А.В. Технология производства торфа учеб. пособие

осуществляется весь цикл производства, начиная от экскавации торфяной залежи и кончая уборкой готовой продукции в штабели

для хранения.

Технологический участок (рис. 91) состоит из трех следующих одна за другой полос, разрезанных нартовыми канавами. На первой полосе А осуществляется разработка торфяной залежи экскавато­ рами и маневрирование стилочных машин (выезд на поле сушки и подъезд к экскаватору для загрузки торфяной массой). Вторая полоса Б служит для выстилки торфяной массы для сушки. Третья полоса В, представляет собой складскую плошадку, на которой располагаются штабели готового кускового торфа. На складской площадке прокладывается железнодорожный путь для вывозки ку­ скового торфа потребителям. Ширина каждой полосы технологиче­ ского участка устанавливается расчетом.

§ 75. Экскавация торфа-сырца. Сущность операции, технические требования

Экскавация является первой операцией процесса производства кускового торфа экскаваторным способом. От качества ее выпол­ нения зависят показатели качественной характеристики готовой про-

Т ГЛ 7 Т ^Т Т И Т ,Т ТТ Т Т 'П А Т Т 'Э и Г к Т Т Р 'Т 'г } £> ТЭ Т Т О Т Т Г Ь Л Г

из торфа-сырца пней и транспортировании торфа-сырца к перера­ батывающему устройству, находящемуся на торфодобывающем экс­ каваторе.

Процесс экскавации характеризуется глубиной разработки за­ лежи Н, шириной забоя В за(1, длиной I и углом а откоса забоя, рас­ стоянием от края гусеницы экскаватора до края выработанного карьера А, толщиной 8 и объемом Vc стружки, отрезаемой каждым ковшом, длиной передвижки экскаватора а после каждого рабочего цикла ковшового устройства, продолжительностью цикла работы Т

200

и производительностью Q3 ковшового устройства экскаватора и коэф­ фициентом использования залежи в карьере. Элементы карьера по­ казаны на рис. 92 и 93.

Экскавация осуществляется на полную глубину залегания торфа с оставлением придонного защитного слоя толщиной 0,2 м или на глубину, максимально возможную по конструктивному устрой1 ству ковшовой рамы, находящуюся для большинства экскаваторов в пределах 4,0—4,25 м. Оставление защитного слоя предотвращает зазоление минеральным грунтом торфа при экскавации и создает необходимые условия для освоения участков торфяного местороищения после выработки торфа под сельскохозяйственные угодия, в лесном и рыбном хозяйствах.

Ширина забоя определяется расчетом, исходя из необходимости, с одной стороны, экскавировать торфяную залежь на установленную глубину и без дополнительных потерь и, с другой — обеспечить полное заполнение поля сушки торфяной массой. При соблюдении данного условия продвижение фронта стилки будет соответствовать продвижению по карьеру торфодобывающего экскаватора, что весьма необходимо для нормальной работы стилочных машин.

Таким образом, при экскаваторном способе разработки объем экскавируемого торфа-сырца 7 ЭК с единицы длины карьера после переработки должен соответствовать объему торфяной массы, потреб­ ной для полного заполнения поля сушки на такой же длине,

где купл — коэффициент уплотнения торфа-сырца в процессе пере­ работки.

Объем экскавируемого торфа-сырца с 1 м длины карьера можно

где р — коэффициент использования торфяной залежи в карьере.

со — коэффициент использования ширины карты при выстилке торфяной массы;

VM— объем торфяной массы, выстилаемой стилочной машиной за один рабочий цикл, м3.

Объем торфяной массы, выстилаемой стилочной машиной за один рабочий цикл,

VM= Lcf,

где Lc — длина выстилаемых лент, м;

/ — поперечное сечение выстилаемой торфяной ленты, м2.

201

Подставив в формулу (97) значения F3K, FCT и FM, получим

Пример 11 (см. приложение 2).

Ширина забоя устанавливается на всю длину карьера или в край­ нем случае на отдельные его участки, разделенные дамбами, по сред­ ней из максимальных глубине экскавации на карьере.

Длина откоса забоя (см. рис. 95) зависит от глубины экскавации

Угол откоса забоя а зависит от длины ковшовой рамы, положения горизонтальной оси поворота ее относительно поверхности поля и глубины экскавации.

Для создания положительного откоса вырабатываемого карьера, необходимого для избежания обвалов торфяной залежи, ось движе­ ния любого экскаватора с однорядной ковшовой рамой всегда сме­ щается за кромку образуемого карьера на величину АВ (см. рис. 92). При этом правая гусеница экскаватора располагается от края выра­ ботанного карьера на расстоянии А, значения которого в зависи­ мости от глубины экскавации для экскаваторов ТЭМП-2М и МТК-14 приведены в табл. 21.

Толщина стружки б, снимаемой однорядной поворотной рамой экскаватора по образующей откоса забоя, является величиной переменной. Она зависит от положения ковшовой рамы относительно продольной оси экскаватора, определяемого углом ф. Из рис. 95 видно, что толщина стружки изменяется по закону косинуса и в лю­ бой точке забоя может быть определена как

б = б' sin а,

где б' — проекция толщины стружки на горизонтальную плоскость. Так как

202

где а — расстояние, на которое перемещается экскаватор вдоль карьера после каждого рабочего прохода ковшовой рамы по забою, м.

Объем стружки, срезаемой ковшом, определяется по формуле

Для обеспечения нормальной работы экскаватора с полной произ­ водительностью ковшовой рамы необходимо, чтобы объем срезае.мой стружки Vc соответствовал полезной емкости ковша FK. При пере­ менной толщине стружки это требование может быть выполнено, если ковшовая рама будет перемещаться по забою с переменной скоростью. Последняя должна увеличиваться по мере уменьшения толщины стружки или приближения ковшовой рамы к крайне пра­ вому положению и, наоборот, уменьшаться во время обратного хода, тогда толщина стружки увеличивается.

Длина передвижки экскаватора выбирается также исходя из необходимости обеспечения полного заполнения ковшей при про­

Значения длины передвижки экскаваторов ТЭМП-2М и МТК-14, определенные по формуле (104), в зависимости от глубины экскава­ ции приведены в табл. 22.

Продолжительность рабочего цикла ковшовой рамы, считая от

где v0 — скорость поворота ковшовой рамы при ср = 0°, м/с.

203

ванных прессами и стилочными машинами, а также получение проч­ ных торфяных кирпичей с гладкой поверхностью обеспечиваются при влажности торфяной залежи 86—89%. Значения эксплуатацион­ ной влажности залежи в зависимости от типа и степени разложения следующие:

При более высокой влажности наблюдается резкое снижение производительности экскаваторов и затрудняется формование тор­ фяной массы.

К торфяной залежи влажностью ниже 85% при экскавации доба­ вляется вода, чем и создаются нормальные условия как для перера­ ботки торфа-сырца в прессе, так и для формования получаемой тор­ фяной массы.

§ 76. Переработка торфа-сырца

Переработка осуществляется^; целью повышения качества куско­ вого торфа. Процесс переработки заключается в измельчении тор­ фяных частиц дроблением, резанием или перетиранием в специаль­ ных механизмах.

204

Т а б л и ц а 23

Степень переработки характеризуется изменениями размера ча­ стиц твердой фазы торфа и качества готовой продукции — воздушносухого торфа, а также реологическими свойствами торфа-сырца.

В процессе переработки тор­ фяная масса уплотняется. Сте­ пень ; уплотнения измеряется коэффициентом А*упл, который определяется как отношение плотности торфа-сырца у3 к плотности получающейся из не­ го торфяной массы после стил­ ки ум:

к.упл * ;Тз/Ум-

Величина уплотнения зави­ сит как от степени разложе­ ния, так и типа применяемого перерабатывающего механизма. Значения коэффициента уплот­ нения приведены в табл. 23.

Измельчение торфяных ча­ стиц способствует значитель­ ному повышению коэффициента объемной усадки. Поэтому тор­ фяные кирпичи из переработан­

ной торфяной массы, по сравнению с кирпичами, заготавливае­ мыми вручную без переработки, после сушки обладают значительно большей плотностью, увеличенной прочностью и пониженной вла­ гопоглотительной способностью.

Изменения физико-механических свойств торфа, происходящие при переработке, способствуют уменьшению энергии связи воды с твердой фазой торфа и, как следствие, увеличению интенсивности

205

испарения влаги и снижению вредного действия на процесс сушки атмосферных осадков. Поэтому переработка сокращает сроки сушки кускового торфа. Влияние переработки на физико-механические свой­ ства торфа широко исследовалось в лабораторных и производствен­

ных условиях.

В лабораторных исследованиях в качестве перерабатывающего механизма применялась мясорубка и степень переработки оценива­ лась числом пропусков образцов торфа-сырца через данное приспо­ собление.

На рис. 94 показаны кривые изменения в результате переработки плотности воздушно-сухих торфяных кирпичей, полученных из отдельных видов торфяного сырья низинного и верхового типов различной степени разложения. Из рис. 94 видно, что при двух пере­ работках в мясорубке плотность кирпичей из осокового торфа 20%-ной степени разложения увеличилась с 0,52 до 1,09, а медиумторфа 25%-ной степени разложения — с 0,5 до 0,92, или соответ­ ственно 2,1 и в 1,84 раза. Особенно значительное увеличение плот­ ности наблюдается после первой переработки.

Существенное влияние на плотность торфяных кирпичей оказы­ вает влажность торфа при переработке и формовании. Установлено, что оптимальное значение влажности, при которой достигается наибольшее увеличение плотности воздушно-сухого торфа, зависит от вида торфа, степени разложения и степени переработки. Причем

'2 0 6

с повышением степени разложения и степени переработки оптималь­ ная влажность понижается.

Увеличение плотности торфяных кирпичей приводит к суще­ ственному снижению их водопоглотительной способности. Это на­ глядно видно из графика, приведенного на рис. 95, построенного для осокового торфа 20%-ной степени разложения. Изменение проч­ ности торфяных кирпичей в зависимости от плотности, а следова­ тельно, и от степени переработки можно проследить по рис. 96. Из рисунка видно, что если предел прочности при изгибе торфяных кирпичей из гипнового низинного торфа степенью разложения 15% при плотности 0,5 составляет 5 кгс/см2, то при плотности 0,9 г/см3

он повышается более чем в 6—8 раз.

Перерабатывающая способность производственных механизмов — оценивается числом ударов рабочих элементов, приходящихся на 1 м3 поступающего в них торфа-сырца. Для прессов этот показатель колеблется в пределах 1500 —3700 ударов/м3. Широкий диапазон пере­ рабатывающей способности механизмов и разнообразие их типов позволяют выбирать из них наиболее рациональный, применительно к ботаническому составу, степени разложения и влажности разра­ батываемой торфяной залежи и этим достигать наиболее высокую степень переработки при наименьших затратах энергии.

Средний расход электроэнергии на переработку торфа в прессах составляет 0,6 кВт-ч, а в осевой молотковой дробилке — 1,8—

2,5 кВт-ч на 1 м3 торфа-сырца.

Качество переработки в производственных условиях прове­ ряется по внешнему виду выстилаемых кирпичей, которые должны быть целыми и обладать гладкой поверхностью. Наиболее эффектив­ ная переработка достигается регулированием производительности перерабатывающего механизма путем изменения поперечного сече­ ния выходного отверстия.

§ 77. К р а т к а я х а р а к те р и с ти к а то р ф о д о б ы в а ю щ и х э к с к а в а то р о в Т Э М П - 2 М и М Т К - 1 4

Торфодобывающий экскаватор ТЭМП-2 предназначен для экска­ вации и переработки торфа-сырца всех типов, вне зависимости от степени разложения и пнистости. Он состоит из рамы с выносной направляющей стрелой, самоходного гусеничного хода, верхней поворотной платформы, на которой установлены экскавирующее устройство с приемным желобом, сепаратор пней, приемный конвейер, перерабатывающий механизм, выдающий конвейер и трансмиссии.

Экскавирующее устройство состоит из ковшовой рамы, прием­ ного желоба, трансмиссии привода ковшовой рамы и механизма подъема и опускания. Ковшовая рама оборудована двумя тяговыми цепями с 16 ковшами емкостью 130 л. Нижняя ведущая ветвь сколь­ зит по сменным направляющим ковшовой рамы со скоростью 0,406 или 0,487 м/с. Длина ковшовой рамы 9,28 м, максимальная глубина

207

экскавации 4,25 м, предельная ширина забоя 12,5 м и наибольший угол наклона ковшовой рамы к горизонту 48 .

Для переработки торфа-сырца на экскаваторе ТЭМП-2 могут устанавливаться: а) при разработке пнистой торфяной залежи вер­ хового типа средней и высокой степени разложения и нормальной влажности — молотковая дробилка; б) при разработке залежи ни­ зинного типа с влажностью 86—88% — двухвальный торфяной пресс TII-4 и в) при разработке залежи низинного типа пониженной влажности и верхового типа пониженной степени разложения — осевая молотковая дробилка МДО-2.

Масса экскаватора с прессом 44,5 т и с дробилкой 43,6 т, устано­ вленная мощность при работе с прессом 173,8 кВт. Экскаватор об­ служивается бригадой из пяти-шести человек, в том числе машини­ стом, помощником машиниста, дежурным электрослесарем, рабочим по переноске кабеля и заземлений и рабочими по отбору пней (1— 2 чел.); сезонная производительность экскаватора достигает 50 тыс. т.

Торфодобывающий экскаватор МТК-14 (рис. 97) служит для разработки беспнистых торфяных залежей и состоит из рамы с гу­ сеничным ходом 1, поворотной платформы, на которой установлено экскавирующее устройство 2 с приемным желобом 3, пресса для переработки торфа-сырца 4, промежуточного шнека 5, бункеранакопителя 6 и силовой установки с трансмиссией.

Гусеничный ход состоит из двух гусениц многоопорного типа. Ширина траков 1200 мм, расстояние между осями колес гусеничного хода 5090 мм, колея 2700 мм. Привод на каждую гусеницу выполнен индивидуально и состоит из фланцевого гидродвигателя и цилиндри­ ческого редуктора; скорость передвижения 0,605 км/ч.

Поворотная платформа оборудована центральной колонкой, уста­ навливаемой на цапфу рамы экскаватора, и двумя гильзами, в кото­ рых закреплены штоки гидроцилиндров механизма поворота плат­ формы. Максимальный угол поворота платформы по отношению к продольной оси экскаватора 60°, скорость поворота — переменная.

Экскавирующее устройство включает ковшовую раму, приемный желоб, трансмиссию привода ковшовой цепи и механизм подъема и опускания ковшовой рамы в рабочее положение. Ковшовая рама оборудована ковшовой цепью с 13 ковшами емкостью 106 л каждого. Наибольшая глубина экскавации 4,5 м, предельная ширина забоя 10 м, шаг ковшей 1680 мм, скорость ковшовой цепи 0,65 м/с.

Разработка карьера экскаватором МТК-14 осуществляется по такой же схеме, что и экскаватором ТЭМП-2. Экскавируемый торфсырец выгружается из ковшей непосредственно в воронку пресса.

Торфяной пресс конструкции Рогова представляет собой цилин­ дрический корпус, в котором установлены вращающийся и неподвиж­ ный валы с топорами, образующими систему ножниц. При вращении вала пресса торфяная масса измельчается и проталкивается вдоль корпуса до шнека, установленного на конце вращающегося вала. Последним торфяная масса выталкивается к промежуточному шнеку экскаватора. Частота вращения вала 300 об/мин.

20S

Лазарев .В .А 14

Рис. 97. Торфодобйвающпй экскаватор МТК-14