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

Промежуточный шнек установлен под углом 30° к горизонту и служит для транспортирования торфяной массы от пресса в бункер экскаватора. Диаметр спирали шнека 500 мм, шаг спирали 450 мм.

Бункер служит для приема торфяной массы и передачи ее в кузов стилочной машины. Наличие бункера обеспечивает непрерывную работу экскаватора в комплекте только с одной стилочной машиной. В то время как последняя находится на поле и выполняет рабочий цикл по выстилке, выходящая из пресса торфяная масса накапли­ вается в бункере. На дне бункера имеется скребковый конвейер, которым производится выгрузка торфяной массы. Ширина скребков 900 мм и высота 70 миг. Скорость скребковой цепи 0,985 м/с. Емкость

экскаватора за сезон составляет 15—20 тыс. т воздушно-сухого торфа. Экскаватор обслуживает бригада из двух человек. Масса экскаватора 26,5 т, удельное давление с загруженным бункером

0,27 кгс/см2.

§ 78. Стилка и формование торфяной массы

Переработанная торфяная масса на поле сушки выстилается

и этим обеспечить наибольшую ширину за­ боя или сохранить выбранную глубину забоя на участках с глубиной залежи, превышающей среднюю глубину, на которую она рассчитана.

210

Т а б л и ц а 24

На участках карьера с глубиной залежи меньше расчетной выгодно выстилать ленту с большим числом ручьев. При этом глу­ бина стилки уменьшается, цикл работы стилочной машины сокра­ щается, а фронт стилки не от­ стает от фронта разработки карьера.

Весной погодные условия, как правило, менее благоприя­ тные, чем летом, поэтому для обеспечения досушки торфа ко времени начала второго прохода экскаватора по карьеру выгодно выстилать ленты с меньшей площадью поперечного сечения. К уменьшению площади попе­ речного сечения кирпичей при­ бегают также в конце сезона добычи, так как во второй по­

20 июля, когда погодные условия наиболее благоприятные и интен­ сивность испарения влаги из торфа принимает наибольшие размеры.

На рис. 99 показан поперечный разрез карты с торфяными лен­ тами, выстланными электрифицированными стилочными машинами. Первая лента выстилается на расстоянии 0,5 м от бермы правой картовой канавы. Вплотную к берме выстилку производить нельзя, так как при этом затруднится работа машин на укладке кирпичей

в фигуры сушки и на уборке готового торфа. Затем фронт работ выстилки смещается влево и каждая последующая лента высти­ лается от предыдущей на расстоянии 7 см. Указанным разрывом исключается возможность соединения лент между собой от дождей в первые дни сушки и обеспечиваются необходимые условия для испарения влаги с боковых поверхностей крайних кирпичей в ленте.

Учитывая, что мундштук на стилочной машине расположен по отношению к гусеничному ходу консольно с правой стороны, на левой стороне карты вдоль картовой канавы остается незастланная полоса, ширина которой зависит от размеров стилочной машины. Например, при использовании машин с электроприводом ширина этой полосы равна 5 м, считая от бермы канавы, а для машин с ди­ зельным приводом она уменьшается до 3,75 м.

Одним из основных требований к качеству стилки является наиболее полное заполнение поля торфяной массой. Показателем полноты заполнения служит коэффициент использования ширины карты, измеряемый отношением суммарной ширины тонфяных лент на карте Вл к общей ширине карты В к:

мундштуке омегообразной формы с / = 0,036 м2 расчетная длина ленты составляет 270 м и при четырехручейном — 210 м.

При нормальной выстилке площадь поперечного сечения торфя­ ной ленты должна соответствовать площади поперечного сечения

212

мундштука или в крайнем случае не превышать ее более чем на 10— 15%. Также требуется, чтобы выстилаемые торфяные кирпичи имели правильную форму и заданную длину, были без трещин и разрывов, с возможно более ровной и гладкой поверхностью.

Выполнение перечисленных требований обеспечивается при ра­ венстве между производительностью стилочной машины Qc, вычислен­

производительности шнека путем изменения положения разгрузоч­

чатого конвейера и заслонкой для регулирования подачи торфяной массы, шнек и стилочный аппарат с секачем. Схема рабочих органов

стилочной машины показана на рис. 100.

Стилочная машина СМД-4 работает от двигателя внутреннего сгорания мощностью 108 л. с., геометрическая емкость кузова 11 м®, скорости передвижения вперед 3,5, 4,36 и 13,2 км/ч и назад 3,02, 3,7 и 11,3 км/ч, скорость ленты разгрузочного конвейера 0,145 м/с и ширина 1,35 м, внешний диаметр шнека 495 мм, шаг витков шнека 450 мм, частота вращения вала шнека 250,7 об/мин, масса 15,9 т, удельное давление порожней машины 0,19 кгс/см2 и груженой

0,3 кгс/см2.

Рабочий цикл стилочной машины состоит из следующих последо­ вательно выполняемых операций: загрузки кузова t y, выезда на поле для стилки с опусканием стилочного аппарата 12, рабочего прохода по карте, выстилки торфяной массы tv, переключения передачи на задний ход и подъема стилочного аппарата в транспортное поло­ жение t3, обратного (холостого) прохода по карте к экскаватору tv

213

переключения передачи t6 и установки стилочной машины под за­

грузку te.

Общая продолжительность рабочего цикла

= ^р + 1 tn-

Если экскаватор укомплектован двумя стилочными машинами, то одна из них постоянно находится под загрузкой, а вторая — на поле выполняет стилку, и их бесперебойная работа обеспечивается

вр ем я , с

Рис. 101. График полуцикла стилочной машины ЭСМ-8а

при условии, когда продолжительность загрузки равняется общей продолжительности всех остальных операций, или2

11о нормам технологического проектирования вспомогательное время цикла стилочной машины, начиная с выхода на стилку и кон­ чая постановкой к экскаватору под загрузку, для машин ЭСМ-8а не должно превышать 47 с. Время рабочего и холостого ходов стилоч­ ной машины определяется по формуле (46).

Производительность стилочной машины за час чистой работы

Пример 14 (см. приложение 2).

§ 79. Расчет производительности торфодобывающих агрегатов

Для того чтобы установить расчетную производительность торфодобывающего агрегата, сначала с использованием формулы (107)

214

определяется производительность ковшовой рамы за час чистой работы в м3 переработанной торфяной массы

<?э = Qn^ynJl"

Затем по формуле (104) устанавливается производительность стилочных машин, работающих в комплекте с экскаватором. Полученные производительности сравниваются между собой и за расчетную чистую часовую производительность торфодобывающего агрегата Qarp принимается меньшая из них.

Производительность торфодобывающего агрегата за час валовой работы

<?В =-= <2агр*г, (Ю 9 >

где к\ — коэффициент использования рабочего времени агрегата. Коэффициент использования рабочего времени агрегата зависит от ппистости разрабатываемой залежи и согласно нормам техноло­ гического проектирования для экскаваторов ТЭМП принимается

следующим:

Этими показателями можно пользоваться и при расчете произво­ дительности агрегатов МТК-14.

Пример 15 (см. приложение 2).

Глава ХУ

СУШКА КУСКОВОГО ТОРФА

§ 80. Общая характеристика процесса сушки кускового торфа

Полевая сушка кускового торфа по своему характеру имеет много общего с сушкой фрезерного торфа. Однако она обладает и рядом отличительных особенностей. Так, начальная влажность кускового торфа, по сравнению с фрезерным, более высокая и для доведения его до воздушно-сухого состояния приходится испарять значительно больше влаги, чем из слоя фрезерного торфа.

Кусковой торф сушится при увеличенной загрузке поля по су­ хому веществу, достигающей 100—130 т/га площади нетто, против 10—25 т/га при фрезерном способе. Торфяные кирпичи, по сравнению с частицами фрезерного торфа, обладают менее развитой поверхно­ стью. Поэтому процесс сушки кускового торфа в целом протекает медленнее и, в зависимости от погодных условий и качества полей, длится 35—60 дней. Для доведения до товарного состояния кусковой

215

торф приходится укладывать в различные фигуры. Основным про­ цессом сушки является испарение влаги с поверхности торфяных кирпичей в окружающий воздух. Наряду с испарением большую роль играет влагообмен торфяных кирпичей с подстилающим грунтом.

В принципе характер процесса испарения влаги из торфяных кирпичей не отличается от процесса испарения влаги из слоя фре­ зерного торфа. Он протекает вследствие разности давлений паров воды на испаряющей поверхности кирпичей и парциальным давле­ нием паров влаги в окружающей среде и разбивается на два периода: постоянной и убывающей скорости. Первое критическое влагосодержание у торфяных кирпичей находится в пределах' 2—2,7 г/г.

Сушка кускового торфа может проходить в дни со среднесуточной температурой воздуха не менее -\-5 С, или с 15 20 апреля в цен­ тральных районах европейской части СССР и с 25 апреля в Свердлов­ ской и других прилегающих к ней областях. Убыль влаги из торфя­ ных кирпичей за сутки продолжается в течение 12 ч.

На сушку кускового торфа большое влияние оказывают природ­ ные свойства торфа —• его степень разложения и ботанический состав, а также степень переработки. Например, малоразложившийся торф, являясь чрезвычайно влагоемким, сохнет неустойчиво, сильно увлажняется атмосферными осадками, быстро восстанавливает ка­ пиллярную связь с подстилом и впитывает из него увеличенное количество влаги. Все это значительно повышает общее количество влаги, подлежащей удалению из торфа, и удлиняет процесс сушки. Хорошо разложившийся торф при сушке дает увеличенную объемную усадку. Поэтому от слаборазложившегося торфа он отличается малой влагоемкостью и значительно меньшим контактом с подстилом. В итоге сушка такого торфа даже в неблагоприятных погодных условиях протекает более устойчиво и за меньшие сроки.

С повышением степени разложения торфа снижается первое кри­ тическое влагосодержание. В результате средняя за цикл интенсив­ ность испарения с повышением степени разложения увеличивается,

апродолжительность сушки сокращается.

Впроцессе сушки в кирпичах, особенно в тех, которые выраба­ тываются из залежи низинного типа, из-за неравномерного измене­ ния влажности по толщине могут появляться трещины, что изменяет характер сушки и увеличивает крошимость торфа. Особенно сильно это свойство проявляется при радиационной сушке. Поэтому для снижения крошимости кусковой торф из низинной залежи пред­

почтительнее сушить в затененных условиях при мягком режиме

ив более крупных фигурах.

§81. Влагообмен с подстилающим грунтом. Классификация нолей сушки

Характер и интенсивность влагообмена кускового торфа с под­ стилающим грунтом зависят от степени осушенности подстила, характеристики подстилающего грунта, и в первую очередь степени

216

разложения и ботанического состава, а также от свойств торфяных кирпичей и их влажности.

Рис. 102. График влагообмена между торфом и подстилом: 1 — кривая сушки; 2 — кривая влагообмена

влажности торфа влагообмен становится положительным и влага перемещается из подстила в кирпичи (рис. 102). Количество влаги,, поступающей в торфяные кирпичи из подстила, на более сухих полях

стила не отражается.

При предельно низком уровне грунтовых вод влагосодержание подстилающего грунта входит в зависимость от характера тепло-

ивлагообмена торфяной залежи с окружающим воздухом. В устой­ чивую хорошую погоду влага из верхнего слоя залежи испаряется

ивлажность подстила уменьшается, в неустойчивую и дождливую погоду наблюдается увлажнение подстила.

217

влажности подстила и до минимума снижается интенсивность положи­ тельного влагообмеиа, принимается за норму осушения полей сушки кускового торфа. Для залежи низинного типа она составляет 0,7 м

иверхового и переходного — 0,8 м. Такая норма осушения обеспе­ чивается при глубине картовых канав не менее 1,4 м и расстоянии между ними на полях с залеячью низинного типа 50 м, верхового 20—30 м и переходного 40—50 м. При указанной норме осушения влагообменом в устойчивую хорошую погоду можно пренебречь.

Влагосодержание подстилающего грунта при нормальном осуше­ нии зависит от типа и степени разложения торфяной залежи. Залежь верхового типа, по сравнению с низинным при одинаковой степени разложения, всегда обладает более высокой влажностью. Поэтому

иположительный влагообмен на таких полях протекает более интен­ сивно. В пределах одного типа залежи интенсивность поступления

влаги из подстилающего грунта в торфяные кирпичи повышается с понижением степени разложения. Особенно существенное значе­ ние она приобретает на полях с очень низкой степенью разложения.

На интенсивность влагообмеиа между кусковым торфом и под­ стилом большое влияние оказывает глубина торфяной залежи, а также характер подстилающего минерального грунта. Например, при небольшой глубине залежи и хорошо фильтрующем минераль­ ном дне торфяного месторождения подстил более сухой и положи­ тельный влагообмен его с кусковым торфом уменьшается.

По условиям интенсивности положительного влагообмеиа поля сушки кускового торфа разделяются на три класса. В первый класс входят мелкозалежные (до 1 м) торфяные поля низинного и переход­ ного типов с подстилающим песчаным грунтом. На полях данного класса наблюдается наименьший влагообмен кускового торфа с под­ стилом.

Во второй класс, занимающий по интенсивности влагообмеиа среднее положение, входят мелкозалежные торфяные поля верхо­ вого и переходного типов с подстилающим песчаным и супесчаным грунтом, а также поля на залежи низинного типа с глубиной зале­ гания торфа более 1 м.

В третий класс включаются мелкозалежные торфяные поля с под­ стилающим суглинистым грунтом и торфяные поля, расположенные на залежи верхового и переходного типов глубиной более 1 м.

§ 82. Факторы, влияющие на сушку кускового торфа

Поскольку сушка кускового торфа, как и фрезерного, осуще­ ствляется в полевых условиях, она находится в зависимости от поч­

кускового торфа такое же влияние, как и на сушку фрезерной крошки. Поэтому интенсивность испарения с поверхности торфяных кирпичей возрастает с повышением количества подводимого тепла,

218

увеличением температуры воздуха и снижением его относительной влажности.

Особенность кускового торфа состоит и в том, что он, будучи менее влагоемким по сравнению с фрезерной крошкой, в значительно меньшей степени увлажняется за счет конденсации паров воды из воздуха в ночные часы. Поэтому абсолютная убыль влаги из торфяных кирпичей в течение дня продолжается в среднем за сезон не менее 12 ч — с 7 ч утра и до 19 ч вечера.

На сушку кускового торфа до влажности 50—55% при мягком тепловом режиме положительное влияние оказывает ветер, который способствует смене влажного и охлажденного воздуха у испаряющей поверхности кирпичей более теплым и сухим, способным поглотить увеличенное количество паров воды. При более низких значениях влажности торфа ветер практически сушку торфа не ускоряет.

Атмосферные осадки удлиняют процесс сушки. Часть их погло­ щается торфяными кирпичами, увеличивая общее количество воды, подлежащей удалению. А другая часть попадает на подстил и, увлаж­ няя его, повышает положительный влагообмен. В дни, когда осадки выпадают более 5 ч, испарение из кускового торфа хтсключается вообще. Степень поглощения торфом осадков зависит от влагосодержания и вла гоемкости торфа, а также от положения, которое зани­ мает та или иная грань кирпича относительно горизонтальной поверхности.

Установлено, что ливневые осадки торфяными кирпичами погло­ щаются в меньшей степени, чем менее интенсивные и более длитель­ ные. При относительной влажности торфяных кирпичей в пределах 75% коэффициент поглощения осадков величиной 3—20 мм коле­ блется от 0,5 до 0,08 и абсолютная сумма поглощенной воды соста­ вляет 1,56—1,75 мм (В. Я. Антонов).

К т е х н о л о г и ч е с к и м ф а к т о р а м относятся форма и размеры торфяных кирпичей, их взаимное расположение и поло­ жение относительно поверхности поля, начальное и конечное влагосодержание торфа, а также технологические операции, которые про­ водятся для обеспечения сушки торфа до требуемого состояния, степень переработки торфа и др. В отличие от метеорологических факторов, складывающихся стихийно, технологическими факторами можно управлять, и этим значительно снижать отрицательное влия­ ние на ход сушки неблагоприятных погодных условий.

Форма и размеры торфяных кирпичей являются главными техно­ логическими факторами, так как они определяют удельную поверх­

Чем выше удельная поверхность, тем, при всех прочих равных условиях, больше испаряется влаги из кирпича за единицу времени. Кроме того, с увеличением удельной поверхности уменьшается путь, который надо проходить влаге внутри кирпича до испаряющей

219*