misnikov_o_s_tehnologiya_i_kompleksnaya_mehanizaciya_otkryty (1)

41

2.ПРОИЗВОДСТВО КУСКОВОГО ТОРФА ФРЕЗФОРМОВОЧНЫМ СПОСОБОМ

2.1. Общие вопросы технологии

Добыча кускового торфа фрезформовочным способом может быть организована на торфяных залежах верхового и переходного типов со степенью разложения не менее 15 % (лучше 25…35 %) и остаточной пнистостью разрабатываемого слоя не более 1,5 %, как на вновь подготовленных площадях, так и на полях добычи фрезерного торфа. Подготовку залежи следует вести с удалением пней и щепы из всего подготавливаемого слоя, так как щепа, попадая в нагнетательное устройство и мундштуки, снижает работоспособность машин. При строительстве или ремонте осушительной сети следует принимать во внимание, что норма осушения должна быть меньше, чем при добыче фрезерного торфа (обычно на 0,2…0,4 м). Лучшие результаты при формовании достигаются, когда влажность торфа составляет 82…84 %, но возможно формование и при влажности 80…86 %. Чем меньше влажность, тем выше цикловые сборы, но хуже качество готовой продукции. При влажности более 86 % куски начинают деформироваться (текучее состояние торфомассы).

Добычу можно начинать при толщине остаточного слоя мерзлоты не более 0,1 м. Научно обоснованные сроки начала и конца работ приведены в справочной литературе и приложениях. Количество календарных дней от начала до конца сезона считается его общей продолжительностью (Т с ). Добыча заканчивается раньше, чтобы позволить сформованным кускам высохнуть до конца сезона. Продолжительность сушки одного расстила определяется расчетом (приложение 1) и приравнивается к продолжительности технологического цикла ( ц ). Осадки величиной более 10 кг/м 2 прерывают все работы, поэтому дни с такими осадками (Т 10 ) исключаются из общего числа дней сезона.

_

Среднее число технологических циклов nц определяется по формуле

Плановое количество циклов (n ц п ) меньше среднего и считается с учетом вероятности выполнения годового плана добычи или полставки годовой продукции потребителю:

где К q – модульный коэффициент, учитывающий вероятность выполнения плана поставок. Коэффициент К q зависит от метеорологической характеристики местности и объема резерва продукции, оставляемого в годы перевыполнения плана (обычно не более 20 % плана).

43

Сезонный сбор (q c , т/га) определяют как произведение циклового

Схема технологической площадки (см. рис. 16) зависит от типа уборочной машины, объема ее бункера. Длина рабочего прохода уборочной машины, соответствующая нормальному заполнению бункера, должна быть примерно равна рабочей длине карты. Для работы уборочной машины МТК-32 с объемом бункера 10 м 3 при уборке из расстила длина рабочей части карты должна быть 250 м, а общая – 300 м. У машин МТК-33 с объемом бункера 20 м 3 , убирающих торф из валков, рабочая длина карты должна составлять 200 м (250 м), а общая – 250 м (300 м) в зависимости от вида валкователя. Ширина карт во всех случаях равна 30 м на специально подготовленных площадях и 20 м на площадях добычи фрезерного торфа. Это относится к торфяным месторождениям верхового типа.

При реконструкции полей добычи фрезерного торфа для производства кускового торфа фрезформовочным способом посредине карт засыпаются картовые каналы на длине 100 м, и прокладывается новый валовый канал, превращающий 500 метровые карты в 250-метровые. Вода из картовых каналов должна удаляться в старые валовые каналы. Новый валовый канал в основном служит для осушения подштабельной полосы. Если влажность залежи невысокая, потребность в закладке нового валового канала отсутствует.

Технологическая площадка обычно состоит из двух смежных карт с двумя штабелями. Если объем штабелей оказывается недостаточным, можно проектировать технологические площадки, состоящие из четырех карт с двумя штабелями. Это целесообразно при работе на 20-метровых картах.

При использовании в качестве уборочных машин погрузчиков непрерывного действия в комплекте с прицепами схема технологической площадки и места для складирования готовой продукции могут проектироваться исходя из особенностей производственных площадей и схем вывозки торфа потребителю (аналог раздельной уборки фрезерного торфа).

Система технологических расчетов при проектировании предприятий для добычи кускового торфа фрезформовочным способом базируется на информации о торфяном месторождении по данным его детальной разведки. Основываясь на этих данных, а также маркетинговых исследованиях, решается вопрос о способе добычи, объеме производства, сроках эксплуатации массива. При этом рассчитываются: продолжительность сушки кусков, цикловые и сезонные сборы, рабочая площадь полей добычи и сушки, комплект соответствующего оборудования (приложения).

Площадь нетто участка (F н , га) на каждый год работы определяется

как

45

Как правило, фрезформовочные машины работают на двух смежных картах, совершая продольные проходы, смещаясь каждый раз на ширину полосы стилки. В первом и третьем циклах машина перемещается по сходящейся спирали, а во втором и четвертом – по расходящейся. Это делается для повышения равномерности сработки залежи у картовых каналов.

Фрезформовочные машины выполняют все виды стилки (раздел 1.5). Рабочая скорость фрезформовочной машины определяется параметрами работы фрезы. Шнековый пресс машины кинематически связан с фрезой и имеет пропускную способность, вполне обеспечивающую переработку торфа, поступающего от фрезы.

Исходя из скорости передвижения машины, производительность фрезы находится по формуле (1.5).

Эксплуатационная производительность машины (Q, м 3 /ч)

где р – рабочая скорость машины, м/с; К э , К , К ц , К t – коэффициенты: потерь при экскавации, скорости, циклового времени, полезного времени.

Коэффициент использования циклового времени рассчитывается по следующей формуле

где t рх – время рабочего прохода машины, с; t всп – время на проведение вспомогательных операций.

Время рабочего прохода определяется исходя из длины рабочего прохода (L рх ) и скорости ( раб ):

Время на проведение вспомогательных операций состоит из времени на проезд (t пр ) по подштабельной полосе и времени двух поворотов (t пов )

t всп = t пр + 2 t пов .

где L пр – длина проезда по подштабельной полосе, равная разности ширины карты (В к ) и двух радиусов (R пов = 5…7 м) поворота машины, L пр = В к – 2 R пов ; пр – скорость проезда по подштабельной полосе (принимается равной транспортной скорости тр ).

где L пов – длина дуги поворота, принимаемая равной одной четвертой длины окружности,

46

где э – плотность экскавируемой залежи, кг/м 3 ; К су – коэффициент, учитывающий потери торфа при сушке и уборке.

Производительность за сезон в тоннах при условной влажности (Р сез )

где t – продолжительность работы машин в день, ч; К м – коэффициент уменьшения числа рабочих дней в сезоне по метеоусловиям. К м зависит от числа дней с осадками более 10 мм, прерывающими ведение работ по экскавации залежи и формованию кусков. Его значения есть в справочных данных.

Количество фрезформовочных машин (N ффм ), необходимых для выполнения программы:

Полученное значение округляется до целого числа и уточняется годовая программа добычи торфа.

Фотографии и характеристики используемых фрезформовочных машин приведены в приложениях 2, 3.

2.3. Машины по сушке кускового торфа

Выстилаемые на торфяную залежь свежесформованные куски, находясь в пластичном состоянии, плотно прилегают к поверхности торфяного поля. Между куском и залежью возникает связь, которая обуславливает активный влагообмен, который после выпадения осадков, становится отрицательным. Поэтому, как только прочность кусков будет достаточной для совершения механического воздействия, их надо отрывать от подстилающего слоя залежи и переворачивать. Это будет способствовать повышению скорости сушки и равномерной усадке. Влажность кусков в это время обычно составляет 70…75 %.

Такая операция носит название «ворочка» и выполняется машиной PРK-19, производимой фирмой VAPO (Финляндия). Характеристики импортного и отечественного оборудования приведены в приложениях 4-6.

47

Второй операцией сушки является укладка кусков в валки, где сушка протекает в более мягком режиме. Через некоторое время валки можно переложить на новое место, перетряхнув и очистив от мелочи. Желательно, чтобы нижние куски оказались вверху валка и наоборот.

При повышенной крошимости кускового торфа можно выполнять операцию валкования без ворочки. Это несколько снижает интенсивность сушки, но в то же время дает возможность осуществлять сушку в более «мягком» режиме, который позволяет оптимизировать структурообразовательные и массообменные процессы внутри куска.

Укладку кусков в валки выполняют отечественные машины МТК-22, ВКТ, а также оборудование, производимое в Финляндии, – PSK-4 (VAPO OY) и KА-4,0 (SUOKONE OY). Все они работают по од-

ному и тому же принципу и различаются качеством исполнения и техническими характеристиками.

В ходе сушки выполняют до трех механизированных операций. Необходимость их проведения обуславливается погодными условиями и качественными характеристиками сырьевой базы. Если ворочка выполнена при влажности 70…75 %, то валкование можно выполнить при влажности 60…65 %, а переукладку валков – при влажности 50…55 %. При планировании выполнения операций по сушке (по времени) следует учитывать, что в начальной стадии сушка идет с максимальной интенсивностью, а после достижения критического влагосодержания резко замедляется. Поэтому выполнение практически всех операций по сушке приходится на период убывающей интенсивности.

Производительность машин по сушке (S, га/ч)

Количество машин по сушке (N c )

48

где F раз – развернутая площадь полей сушки, Fразв Ргод ; К 1 , К 2 , К 3 , К 4 – q

ц

коэффициенты, показывающие, на какой части общей площади полей сушки выполняются те или иные операции.

Кроме того, коэффициенты К 1-4 отображают технологическую схему сушки, показывая, в каком порядке и на какой части площади выполняется операция. Если операция не выполняется, то К = 0, а если выполняется на всей площади, то К = 1. Учитывая местные метеорологические условия, можно увеличивать количество операций или их заменять. Сушка – весьма ответственная операция в технологическом цикле добычи кускового торфа. От правильного, творческого подхода к ее организации зависит надежность выполнения сезонного плана. Поэтому рекомендуется иметь резервное оборудование для выполнения этих операций.

2.4.Машины для уборки кускового торфа

Всуществующих на настоящий момент технологиях уборка кускового торфа производится погрузчиками непрерывного действия в тракторные саморазгружающиеся прицепы. На некоторых отечественных предприятиях эту операцию выполняют ранее выпускавшимися промышленностью бункерными уборочными машинами МТК-32, МТК-33.

При уборке кускового торфа погрузчиком необходимо рассчитать сечение валка

где b – ширина захвата, м; q ц уб – цикловой сбор при уборочной влажности

т/га; нас уб – насыпная плотность при уборочной влажности кг/м 3 . Эксплуатационная производительность погрузчика (м 3 /ч)

Значения коэффициентов, входящих в формулу (кроме К ц ), приведены в справочной литературе, а коэффициент использования циклового времени рассчитывается по формуле (2.11). В этом случае время рабочего прохода

сеть от объема бункера V б ; К н = 0,8…1,0 (согласовывается с длиной карты).

Время вспомогательных операций будет складываться из времени отъезда одного прицепа от погрузчика и времени подъезда другого прице-

па под погрузку t всп 120 с.

Эксплуатационная производительность погрузчика в тоннах при условной влажности

t пог – время погрузки; t ман – время на маневр при отъезде от уборочной ма-

шины и подъезде к ней (t ман 60 с); t пов – время на все повороты; t пр. к – время на проезд по карте; t тр – время транспортировки торфа на склад

(транспортная скорость выше скорости передвижения прицепа по карте); t разг – время разгрузки торфа на складе с учетом времени на маневр (t разг 150…200 с); t воз 1 – время возвращения порожнего прицепа со склада; t воз 2 – время возврата прицепа к уборочной машине по карте. Дальность вывозки торфа на склад зависит от конфигурации торфяного месторождения, выбранной схемы расположения складских площадок на полях добычи, суходолах или за пределами месторождения.

Количество прицепов для одной уборочной машины

где Т рейса – время рейса прицепа при транспортировании торфа на склад. Оно складывается из времени проезда прицепа по карте, транспортирова-

ния торфа на склад, разгрузки, возвращения порожнего прицепа к погрузчику.

При использовании схемы с применением бункерных уборочных машин принцип работы следующий. Бункерная машина, двигаясь вдоль карты, набирает за рабочий проход полный бункер торфа и разгружается в

50

штабель. На производстве принято сразу формировать штабель полного сечения и потом постепенно удлинять его до расчетного значения. Это позволяет снизить потери торфа от намокания и обходится без отдельной операции по штабелированию. При этом максимальная высота штабеля не больше высоты разгрузки уборочной машины. В результате, форма поперечного сечения штабеля может иметь вид треугольника или трапеции с достаточно большим верхним основанием. При трапециидальном сечении штабеля, осадки, попадающие на него, полностью аккумулируются и тормозят дополнительную просушку кусков. С этих позиций лучшей является треугольная форма сечения штабеля.

Агрегат уборочных машин выполнен на раме, которая опирается на жестко посаженные неповоротные металлические катки большого диаметра. Это ограничивает их маневренность и проходимость, особенно после выпадения осадков. Уборочная машина МТК-33 приспособлена к уборке валков после валкователя МТК-22, но может убирать и из расстила. При этом уточняется ширина захвата или длина рабочего прохода.

Уточнение ширины захвата (b р , м) или длины рабочего прохода (l р , м) определяется из соотношения

где q* ц – цикловой сбор, пересчитанный на уборочную влажность, т/га; V б – объем бункера, м 3 ; К н – коэффициент наполнения бункера; нас – насыпная плотность при уборочной влажности, кг/м 3 .

Машины работают на двух смежных картах по кольцевой схеме. При этом первый проход делается по свободной от валков части карты.

Характеристики погрузчиков для уборки кускового торфа приведены в приложении 7.

Уборка кускового торфа в штабель обычно выполняется при влажности 45 %. Однако в связи с погодными условиями уборочная влажность может изменяться в течение сезона от 40 до 55 %. При хороших погодных условиях возможна уборка более влажного торфа, при этом до кондиционной влажности он высыхает в штабеле.

За рабочую ширину захвата принимается конструктивная ширина захвата самой уборочной машины при уборке торфа из расстила или конструктивная ширина захвата валкователя при уборке торфа из валков. Если расчетная ширина захвата b р превышает конструктивную, значит недостаточна длина прохода или мал цикловой сбор. При этом приходится работать с коэффициентом К н меньшим, чем нормативный. В обычных усло-