автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.05, диссертация на тему:Обоснование технико-производственных показателей добычи торфа с раздельной уборкой его из наращиваемых валков

ТВЕРСКОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАС1ЮГО ЗНАМЗШ ПОЛШЕХКИЧЕСГОЙ ИНСТИТУТ

Нл правах рукописи Кузнецов Сергей Павлович

ОБОС!ЮР4НИЕ ТЕШИ041Р0ИЗВ0ДСТВЯНШХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ .ДОБЫЧИ ТОРФА С РЛЗДЯЛШЙ УБОРКОЙ ЕГО ИЗ НАРА?№4ШХ ВАЛКОВ

Специальность 05.15.05 - Технология и номппексная

, механизация торфяного прп^чаодг.тпг

АВТОРЕФЕРАТ

диссвр?ации на есиснани® учеиоЛ степени кандидата технических наук

Тверь, 12?".

Работа в «полнена во Всесоюзном няучно-исс.ледовчгсльском институте торфяной промышленное;™ и ча торфопредг1риягии"Ири-йовскоеи ПО "Ленторф".

'ШуФчй руководитель:доктор технических наук, профессор МАЛКОЕ Л.М.

Официальные оппонента:

доктор технических наук, ' -'профессор САМСОНОВ Л.Н.

кандидат технически* наук ЕЛЬНИКОВ Н.П.

Ведущая организация: Государственной проектная институт, по комплексному использовании торйа в народном хозяйстве (ГИПРОТОР^, г.Москва1

Зацета ссстоится " " - . 1992 г. з__

часов на часеданип специализированного Советь Д.063.22.С1

Тверского ордена Трудового Красного Знамени политехничйского института (по адресу: 170026, г.Твар!,набережная Афанасия

¿^катина, 22, &уд. Ц-212).

и диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского' ггалитехничзского института.

/Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь'специализированного ооеета,

кандидат технических наук, доцент В.Д.К0Г1ЕНКИН

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

Актуальность^ Существующие схем» добыча:- тор^а и комплекса оборудования для выполнения технологических операций решают Д общем плана задачи производства торфяной продукции,-однако нико-процзводетьеш[нз и экономические показатели•на удовлетворяют современным требованиям к качеству и условиям обета торц«-ной продукции. Недостатки существующих схем были подвергнут^ анализу, в результате разработана технологическая схема добыча торфа с раздельной уборкой его из наращиваемых валков. Ока дает зоаиояность ликвидировать шюио недостатки существующих схем добычи, снизить материалоемкость, позкеить производительность труда.

Работы проводились по плану научно-технической программы. Ш1Т 071.03.

1],ель_работы. Теорзтическое и экспериментальное обоснованна тех1Мко-производствощшх показателей раздольней схемы добычи торфа из наращтзаемнх (укрупненных) валков. Проварка в производственных условиях теоретических основ технологии добычи торфа с раздельной уборкой из укрупненных валков а выдача рекомендаций по ее внедрению; внедрение новой схемы.

Научная новизна. Разработана методика и проведены расчеты технико-промзво,дот-вента показателей добычи торфа с раздельной' уборкой его из наращиваемых ваткоз: циклового и сезонного сборов „ производительности к количества технологического оборудования. Определена продолжительность периода, в течение которого о определенной степенью вероятности возможен процесс наращивания валков. Показано, что число дней уборки из валков з 1,7-2,0 раза больше, чем яо существующим схемам. Исследован влелиостный режим торфа в валке, показано, что торф в нем снижает влагу за период формирования. Дана оценка несуще», способности разрабатываемого слоя торфяной залежи при использовании технологического оборудовать в схеме с раздельной уборкой. При расчете« производительности уборочного комплекса предложено использова .-ь ими-тациошше модели. Разработаны исходные данные для ее реализация: определены характер п параметры распределения таких величин, как скорость передвижения, коэффициенты готовности прппепог. я погрузчика и др. Используя эту модель, определена производительность уборочного комплекса.

- г

Прак^еская^цвннооть. Предложен состав комплекса и определена его рроиэводительность в схема о раздельной убяркой тор-^а, Используя результаты имитационного моделирования , выбрана нажболва целесообразная схема расположения штабелей„ определено количество прицепов на вывозае торфа и рассчитаны эксплуатационные показателя уборочного комплекса, йшрвые на торфопредприятии "Криновское" ПО "Ленторф" внедрена схема и коишлекс оборудо-ття о раздельной уборкой, показаны ое преимущества в сравнении с существующей схемой.

Роагщеяция^аботн ¿ дроьщлшенности^ Технологическая ' схема с раздольной уборкой из наралдааемых валков успешно внедрена на предприятиях "Ириновскоа", "Селивановской" DO "Ленторф", торфспредприагиа "Тесово-2" БО "йовгородторф", торфопредприяти-лх "Бакшеевское", "РязаноБСлОв", "Радовицкий мох" 110 "Шатур-торф".

АгщоОагщ Еаботыд, Сзновныа положения и результаты диссер-ташюиной работы догладывались к обсуждались на техническом совещании Министерства топливной промышленности КЗФСР в 1988 году, Москва (декабрь); на шучно-тсхничсском семинаре "Ускорение внедрения научно-технических достижений на добыче и переработке ïopia", ДЦНХ ССОР, Москва, 1S87 г.; на техническом семинаре МинЕстерства топливной промышленности FJîCP, Калинин, 1908 г. (октябрь); на техническом семышра Министерства топливной про-шшзнноети t^üCFj я. Радчоило, 1989 г.

П\'йликащих Со материалам диссертации о ну í ликовало Б статей.

Oñbt-.M раоот.1. Диссертация состоит из введания, четырех глав, выводов к приложения. Материал изложен на 150 страницах, включает 35 рисунков, 31 таблицу и биолкографию работ советских к эаруоййшх авторов (105 наименований).

содерхЖй PASOÏU

1. $ настоящее вромя в пашей стране добыча lopta водется f^pc^aiy^ecïîsîHHO фредоряым способом. Так, в ГС ССР добывается с^ра^ернш способом всего торфа.

S зависимости от способа сбора торной крсики и типа прчиоьяемих уборочных машин нроиссс пронзвсдстш фрезерного

торфа осуществляется, в основной, по четырем технологическим схемам: о пришнением комплекта оборудования и уборочной машины типа МТФ-43А, пневматически:, перевалочных машин и скреперов-бульдозеров.

В теоретическом обосновании, разработке и внедрении способе в и средств механизации существенный вклад Енесли Я.С.Ама-рян, В.Я.Антонов, А.¿¡.Афанасьев, Е.Т.Базин, Б.А.Богатов, • Б.С.Баренцов, Н.И.Гамаяноз, В.Г.Горячкин, С.С.Корчунов, И.Ф.Ларгин, И.И.Лиштван, Л.Ы.Малков, Л.Н.Самсонов, В.И.Смирнов, С.Г.Солопов, С.Н.Тгаремнов. .

Основными недостатками существующих схем добычи фрезерного торфа является функциональная связь практически всех технологических операций процесса, особенно уборки (вывозки) торфа с полей сушки и собственно добычи торфа (фрезерования-вороше-ния-валкования).Это обстоятельство в целом снижает надежность процесса.

Зместимость бункера уборочной машины рассчитывается исходя из каких-то средних показателей характеристики торфа - насыпной плотности. Если по каким-то причинам она изменяется, то, соответственно, изменяется и производительность машин, что ведет в конечном итоге к неполному использовании погодных условий сезона.

Большие потери торфа наблюдаются при^уборке иа небольших валков (площадь сечения в среднем 0,025 м^-.до 25-30$. Кроме того, из-за малых размеров валка торф в нем сильно намокает от осадкоз, в результате примерно 10%, всех валхов приходится "разбивать" и рассушивать, что снижает возможное число циклов.

Использование на уборке бункерных машин, работающих по кольцевой схеме, ограничивает возможности регулирования, в случае необходимости, расстояния ыеяду штабелями, с его увеличением резко падает производительность.

При перевалочном способе торф перемещается из валка в валок и штабель от четырех до восьми раз. Исследования ряда ученых, в частности А.Н.Васильева, показали, что в процесса перевалки происходят потери торфа, составлявшие до 3% га одну пе-ревачку. Высота штабеля при уборке торфа бункеркыми машинами равна в среднем 6,2 м, а при тех же условиях высота штабеля, обраоовЕшого перевалочными машинами, составляет ьсего 4,8 и в среднем, то есть в последнем случае удельная открытая

поверхность на 40$ больше. Соответственно, возрастает ы потери торфа при его хранении в штабелях.

Сокращенный технологический цикл при пневматической уборхе способствует улучшении использования пого1цшх условий с но нахождение торфа в расстиле приводит к его увлажнение при выпадении осацков малой интенсивности, а такхе ,< в ноадые часы. Применение комбайнированных пневматических машин оправдано с точки зрения технологии, однако совмещение энергоемких операций уборки и фрезерования снижает надежность конструкции комбайна и» как следствие, всего технологического процесса. При работе пневыокомбайнов имеет место большое запыление атмосферы сухими частицами фрезерного торфа ь которые распространяются в воздухе на расстояние ДО 10 !Ш.

Большое количество штабелей торфа после еззона на производственных площадях и относительно низкая концентрация торфа в одном штабеле затрудняют вывозку, продукции потребителе. При автовывозе в зимний период имеется необходимость намораживания зимников на всех податабельных полосах, что привод!.г к задержке следующего сезона добычи торфа из-за длительного их оттаивания. Расположение штабелей во всех технологических схемах в пределах производственных площадей ухудшает условия сработкн подштабе.гьных полос и их осушение. В случае, когда торф остается в ктабелях на следующий год, значительно затрудняется работа технологического оборудования и снижается его производительность. Все это указывает на необходимость и возможность разработки нового .технологического процесса с раздельной уборкой С вывозкой) торфа из последовательно нараздева-егдвс валков, который, с одной стороны, исключает ряд недостатков сучествуьцих технологий, с другой - вклвчае* их рациональные особенности.

2. Добыча ■торфа по предлагаемой схеме осуществляется на обычних производственных полях, подготовленных в соответствии с существующими техническими требованиями. После операции фрезерования и суски на двадцатииетровой карте посредине образуется валок фрезерного торфа (на сорокамегровой карте 2 вал-яа). Ь последующий 3-:> циклов операцш повторяются, валок

наращивается, после чего производится уборка-погрузка из него торфа, вывозка к месту складирования и штабелирование.

Продолжительность цикла сушки торфяной крошки в расстиле сохраняется прежней • от одного до трех дней. Таким образом, первая часл-ь процесса - собственно добыча - остается неизменной. Вторая часть, начинающаяся после наращивания валков, разорвана во времени с первой и может осуществляться в любой день сезона, лишь бы состояние торфяной залежи обеспечило проходимость тракторов и технологического оборудования. Использование на вывозке торфа специализированных прицепов и возможность разрыва технологической цепочки позволяет организовать складирование-штабелирование торфа з различных ыезг-ах производственной площади, а также за зе пределами, соответственно увеличивать размеры штабелей и т.д. Длина мостов-переездов через нартовые канага иожет быть уменьшена!-до 12 метрово В ряда случаев схема осушения кожа? быть яупи-ковой в одну сторону0 а .¡а картах аиршой 40 метров можно исклочить применение мостов-переездоз полностью.

В устойчивый период погоды наращиваниэ валка производятся через промежуток аремени, равный продолжительности цикла (1-2 дня).

. Торф в поверхностном слое Балка толщиной 30-40 км изменяет влагу а соответствии с проверенным з производственных условиях уравнением:

Ж- Щ "(К -Щ) ехр(—§5 • (I)

равновесное влагосодержаяие торфа, кг/кг; влагосодержание убираемого в валок торфа,^кг/кг;

удельная загрузха поля су?сим 'торием, 'кг/м р .

/сс * '

толщина слоя, м; об - угол естественного откоса торфа, град.;

- приведенная х поверхности келгл испардемосгь^'

гдэ -

К -

Ас -

с^-^р - средневзвешенный диаметр частиц торфяной крошки, м. В табл.1 приведены данные по изменению влаги торфа ц верхней слое валка со временем.

Таблица I

Измените влагосодеркания торфа, в верхнем слое валка

С" , час. 0 3.0 8.0 12,0 16.0 20.0

IV", кг/кг 1.0 0,74 0,48 0,35 0,27 _

1,5 1,23 0,89 0,70 0,55 0,45

1,86 1. .. 1,58 1,21 0,99 0,8.т 0,67

Полученные значения справедливы при; Рсг = 2? кг/м2; К * 37,3 мм; Рса = 2,611 кг/м2;

^и я 4,25 кг/м2; с1 = 5,5 мм; •НС » 0,15 кг/кг;

С|1 р

« 20 ч (2 дня).

Для примера: при = 1,86 кг/кг и ^ « 2 дням влага торфа в верхнем слое (К - 6,28)

IV* 0,15 + 0,86-0.15) ехр • Ц$тг)*0,67.

Если принять, что валок с торфом образуется за три цикла, то егс влагосодержаяие в результате подсушки в течение ¡вести дней (до момента четвертого ьалкозания) составит

ЦТ - (РсЬ-ЗРсс)УГе +ЗРсс-У/ . ^ Рев

(2)

то есть влага торфа в валко умеяьпится от 65 до 6С%, Таким образом, в бе?довднне периоды погоды торф в валке подсыхает £эсьма гвкетно.

Однако в процессе наращивания вэлков погодные условия могут изменяться, велика вероятность осадков. Поэтому представилось нгобходашм оца'цть влияние осадков на увлажнение торфа б в9лкех.

Набявления за намоканием торфа проводились на предварительно оправленных валках сечением 0,3-0,6 отбор й^об на влагу проводился из верхнего сяоН и в средней по валку » Тол-, гдина намокшего слоя определялась ежедневно и непосредственно посла оседков. Зледует отметить, что намогпий слой имел четкие границы, его толщина замерялась в десяти точках я осред-нялась. Изменячась толщина намокшего слоя а пределах 6 як (осадки 5 кг/и2) до 30 им (осадки 50 кг/м2),

Увлажнение в верхнем слое толщиной Дс мокко определять из уравнения:

^ + (3)

■ 'где■ и соответственно, влагосодержание до и после -•«.еяеа ¿г .рсадков^'кг/кг; / 7 • ;• .

Ж-ос - осадки, кг^И*";' -г ';• .„ , ' "

- коэффициент поглощения осадков; '_"*"" '' У^ - плотчость торфа при влагосодераании кг/и3';

В табл.2 приведены результаты определения величин« при вкпадении осадков п.ес - Ю кг/н^ и толщине намокшего слоя ■ 0,014 и.

Таблица 2

Влагосодержание торфа в намокшем слое (торф верховой, К =» 1250

Вид продукции Ж, кг яг Ш, <г ю ■у», кг мэ «ос кг ' 5г кгс «2 Рсв» 8 кг кг иг,%

Торф для компостов Торф на подстилку 1,33 0,82 57 45 235 190 1—' '-1 0,35 0,29 3,17 2,26 1,90 1,09 27,0 27,0 1,40 39,4 48,1

Влагоеедержание торфа, среднее по валку, определялось по форгфяе:

М50 р „ _^-с ' То___

о

Как видим, после осадков 10 кг/;/" средняя влага в трох-цйклсвом валке (Рсв = 27 кг/м^) поднялась примерно на и ке превысила браковочных пределов в обоих случаях. Аналогичные результаты получены и непосредственно в полевых условиях (табл.З).

Таблица. 3

Изменение яяаги торфа е валиэ (торф верховой, Я = 15%)

Началвнан ■ влага,- % Осадки, кг/«2 Толщина намокшэго слоя, мм Влага торфа в намокшем слое, % Уборочная влага, %

52,4 17,0 7,3 70,6 50,3

Ъ 20,2 10,0 60,6 41,8

17,0 .6,7 66,5 48,2

47, & 20,2 | 7,3 59,5 48,1

После таких осадкоп в технологическом процессе наступает двухдневный перерыв для просушки залежи и восстановления проходи1гстк технологического оборудования. Подсыхает и ьгрхнкй слой торфа в валке.

Изменение влаги торфа за время можно определить по формуле (1), только вместо подставляется значение > а велвчкма принимается в среднем за весь календарный сезон 'в напем случае '¡-и. =3,22 кг/м^ су?.).

Для данных табл.2 в первом случае (торф для кампостов):

К « 8,34; . "V/" . 1,34 кг/кг> ' ър пГэром \TOi4» на подстилку) :

К- - ?,02; . IV? 0,67 кг/кг.

Таким образом, в периоды неустойчивой погоды с пере-мэжащимися осадками влага торфа в аалке практически на изменяется, о чем свидетельствуют на только расчеты, но и непосредственные наблюдения за влажностпнм реяшмом валка (1>ис.1). В периоды устойчивой погоды, при средней испаряемости в цки сушки, влага тор$а в валке снижается существенным образом, примерно на 0,3-0,4 кг/кг.

Изменение влаги торфа в валкв

Дни

1-й верхнем слое; 2 -Рис Л

в среднем по валку.

Слодует отметить, что за весь период исследований, с 1981 по 1989 годы,ни разу не приходилось "разбивать" валки для их просушки и повторять операцию валкования.

Этот вывод подтверадается большими экспериментальными материалами, собранными в полевых и производственных условиях, является принципиальной основой новой технологической схемы и дазт возможность включить в процесс операцию наращивания валков и разделить технологические операции собственно добычи торфа и его уборки (вывозки) из укрупненных наращиваемых валков.

3 силу особенностей технологической схемы с раздельной уборкой из наращиваемых Еалков цикловые сборы должны отличаться от действующих нормативов. Это связано с тем, чтс уборка производится из укрупненных валков. Если в схеме с применением машин ШФ-43А уборка производится из валка с площадью поперечного сечения около 0,03 кг, то при раздельной уборке торф убирается из валков сечением 0,3-0,9 м2 с таким же в принципе рабочим органом скреперного типа. Очевидно, потери при раздельной уборке будут значительно ниже. Обобщение результатов огределения потерь торфа II при работе погрузчика КГ!-17 и уборочных машин ЫТ$-43А (рис.2) позволили установить, что

П %, (о)

Л 2

где ~ площадь поперечного сеченгя валкя, м.

йта формула справедлива для определения потерь торфа при уборкй скрзп^рно-элеваторньили органами из валков с пло-щадьп поперечного сечения менее 0,8 м2 При дальнейшем увеличении сечения потери остаются постоянными. Таким образом, исходя из отих представлений, коэффициент циклового сбора торфа должен повысился, в сравнении с ЫТ!-43А, примерно на Го* . Этот вывод подтверждается специально проведенными исследорн.чи таги. Соответственно повышается и цикловоЯ сбор торфа (тлбл А),

Зависимость потерь торфа при уборке от сеченич валка

Рис.2

Таблица 4

Цикловые сборы торфа•

Тип Степень Цикловой сбор Чи, т/га

^—------———— ——--——.---—

торфа разложения, 1о №-43А раздельная уборка

Верховой 6 11,6 12,4

Верховой 12 18,7 23,6

Верховой 14 19,6 22,4

Верховой 17 20,4 22,3

Среднее 17,4 20,2

г£ак было показано вше, повторных операций валкования га весь период с 1Эо1 по 1989 гг. не потребовалось, в -.вязи с чем имеется возможность увеличить плановое число циклов, в сравнении с нормативами, на 5-10%.

С учетом повышения цикловых сборов и числа циклов сезонный сборы то!<Ьа увеличились на 20-2з%. Результаты исследования рассмотрены специальной комиссией, на основа-

нии их составлены нормативные технологические показатели добычи торфа при .уборке из наращиваемых валков. Этими нормативами предусмотрено увеличение цикловых сборов на 10-15% и числа циклов на 5-10Й.

3. Расчесы, связанные с производительностью комплекса, осуществлялись по общеизвестным формулам и при этом принималось, что точка погрузки фиксирована во времени и расположена где-то в середине технологической площадки, прицепы не затрачивают время на ожидание под псгрузку или оно принимается постоянным. В действительности точка погрузки непрерывно перемещается, в один из моментов находится возле штабеля, в другом случае расстояние до штабеля составляет 1,0-1,5 км, В связи с этим в дальней точке погрузчик простаивает в о.шдании прицепов, в ближней - прицепы искраиваются в очередь. Кроме того, ритмичная работа уборочного комплекса нарушается из-за возможной поломки погрузчика, прицепа или бульдозера-штабелера. Хронометражными наблюдениями показано, что при нормальном распределении и среднем расчетном значении коэффициент вариации скорости груженого прицепа равен 2Ь», массы торфа в кузове прицепа - 293ь. При коэффициенте гстоеносм 0,9 наработка на отказ погрузчика л прицепа составила 20 часов, время на ремонт - 2,3 часа. Значения последних распределялись случайно по закону Вейбулла.

Не существует аналитических методов, обеспечивающих решение зада:и ^асчета производитепькости уборочного комплекса с достаточной для практических целел точностью. Ввиду этого во В.ЧШТГ1 бчла разработана имитационная модель погрузочно-траксгюртного процесса, предназначенная для расчета производственных показателей комплекса, работающего по схеме с раздельной уборкой..

Для заданных условий рассчитывались средняя производительность комплекса на.вывозке торфа из валков в штабеля и рйсГ4'еде."ение времени работы по элементам в процентах от общего фонга времени. Расчеты выполнялись методом Мокто-Карло, технологический процесс погрузки и транспорта ¡'.цитировался лл времени, го шагам. При расчете момента отказа к времени воестмавлення использовался датчик случайных чисел.

Расчетная плоцадка (группа карт), для которой производится моделированиз, долтаа отвечать определенный условиям. Все карты должны быть одинаковыми к связаны э единый прямоугольный маасив. В реальных условиях это но всегда выполняется. Поэтому предусмотрена возможность расчета средневзвешенных показателей для участков с любыми параметрами. Дло-щадки участий "Озерное", по которым проводилось моцрлирэва-няе, включали в себя от £0 до (¿2 карт, плотность гзр$а в валках находилась в пределах от 180 до 349 кг/м:;. Vicc*m-дозалось влияние типа (гусеничный, кблесный) и лоличвотпя прицепов на производительность комплекса. Рассматривались различные схемы движения уборочного комплекса in учетов направления ввтда, с пересечением прицелами валкд и др.). Кроме того, задавалось различное расстояние вывозки (0,5; 1,0; 2,0 км). Рассматривались показатели работе приця» пов гусеничных МТП-24В-1 в агрегате с трактором ДТ-ИпТ и 1Ш-Я - с трактором T-I50K. Б табя.5 приведет срьл>чю показатели времени ояидалня погрузчика и прицепов для схс.ш расположения тятпбеаей участка "Озерное".

Таблица 5

Время о^иданнк

Количество прицепов

3

4

Гусеничные прицепы ¡Солесные прицепы

время ожидания по-. грузчика,%

дакия сои— цепов, %

вре.ля ожидания погрузчика;?

яреия от дания иш-цепов, %

Как видно из данььтс табл.5, при трэх прицепа,* вртя охидчния погрузчика (13,4$), а при четырех - время очшцянкя погрузчика уче почти в3'раза ивиыач. При наличии пяти прицв-поэ погрузчик практически т простаивает, а врем, затулчу,-. вавке? прицепами в ожидании погрузки, уже значительно (З'ЗХ),.

На рис. 3 приведен график зависимости времени ожидания гусеничных пр.чцепоЬ и погрузчика от числа прицепов.

На рис. 4. Изображен график зависимости производительности уборочного комплекса от дальности вывозки и количества прицепов по данным имитационного моделирования.

Сопоставление полу- • ченных данных с фактом и расчетами по средним значениям массы, окорости дни-' ( . жения и дальности бнвозкн указывает на неточность последних, • ■ .„.так,,как они не учитывают неравномерность процесса, вдия-■ ниэ отказов и простоев оборудования на произ водительность комплекса в целом.

Опит расготы показал, что использование имитационной модели позволяет с достаточной для практики-.точностьврассчиты-вать производственные показатели и при этом учитывать такие ' факторы, которые при использовании обычных аналитических методов- не поддайся расчету.

Основное внимание при исследовании уделялось определении тех параметров процесса, которые в имитационной'модели используются в качестве исходных данных. Это произъодительность погрузчика, врогм разгрузка црицвиов, скорости их двзаения, срзд-«еа .врсия, наработки на отказ, время восстановления и другие.

Зависимость времен, ожидания от числа прицепов

в Я о и (Й

30

20

И)

1 / /

\ 1 / Л

\ 1 / V л

\

2-3 4 5

1- погрузчик; 2- прицепы.

Рис. 3.

-Не-

зависимость производительности уборочного комплекса от дальности вывозки

е

о о м л

3

н к с*

к

о &

1,0 1,5 2,0 Дальность вывозки, ям

Рис.4.

Натурные эксперименты и имитационное моделирование проводились по единой методике.

4. Физико-механические свойства торфяных залежей (вль-га, плотность, прочность) в процессе их разработки ответственны за проходимость и производительность технологического оборудования и за эффективность производства фрезерного торфа. Так, снижение прочностных и увеличение деформационных свойств разрабатываемого слоя залежи, с одной стороны, способствуют уменьшению энергозатрат на фрезерование, а, с другой стороны, приводит б остальных случаях к полной потере несущей способности этого слоя, ухудшения проходимости торфяных машин, к формировании рельефа поверхности карт й неравкэмерного расстила фрезерного торфа,. к увеличению продолжительности его сушки на плодади и, в конечном итоге, к повышению влаги готовой продукции и;к сокращении количэст-за циклов ее добычи.

Для оценки прочностных свойств применялся зондовых тод вращательного среза. Прочностные свойства оценивались по предельному сопротивлении сдвигу "Г и определялись с пэтеэдьи

сдвигомера-крыльчатки Cii-IO конструкции Л.С.Амаряна.

Рассматривая характер изменения значений показателейТ, влаги , и плотности Т (рис.5) в поперечном сечении карт, можно отметить тенденцию уменьшения влаги и повытени.. значений показателей и Т на полосах, расположенных на расстоянии в среднем 5 м от обоих картовых каналов, которая проявляет себя, в основном, на глубину до 0,3 м от поверхности залежи. Отметим, что уменьшение влаги торфа и повышение значений на полосах, расположенных в 5 м от картовых каналов, наиболее интенсивно обрабатываемых технологическим оборудованием, явно вызвано влиянием уплотнения торфяной залежи данным оборудованием, поскольку именно в этих пунктах в поперечном сечении карт наблюдается наибольший рост плотности массы торфа в поверхностном слое.

Анализ проведенных исследований позволил определить условия проходимости комплекса. Для нормальной работы комплекса напряжение сдвига °С в верхнем слое для гусеничного движителя должно быть не менее 10-12 кПа, с колесным - 15-17кПа.

5. Результаты внедрения технологического процесса и комплекса оборудования для добычи торфа с раздельной уборкой показывают, что основные технологические показатели оборудования имеют следующие значения: производительность ворошилки BK-I- 11-14 га/ч, фрезер-валкователк МТФ-96 (в агрегате с трактором ДГ-175Т) - 3,2-3,6 га/ч, скорость передвижения груженых прицепов - 10-12 км/ч, производительность погрузчика MTT-I7 - более 1000 мэ/ч (по рабочему органу).

Для предприятий и производственных участков <? площадью F~h » 300 га и расстоянием между штабелями 1000 м можно рекомендовать состав комплекса, включающий в себя 3 фреэера-релкозателя ЫГФ-96 (в агрегате с трактором ДТ-175Т), 3 ворошилки B5C-I, погрузчик МГТ-17, 4 прицепа и бульдозер-штабе-дер на база трактора T-I30.

Общая производительность комплекса составляет 120150 т/ч. С изменением расстояния между штабелями меняется только количество прицзпоз.

Изменениэ влаги, плотности и напряжения сдвига по ширине карты

/^ч ч к Г к

/1 ч/

4 а 12 16

Расстояние от оси канала, м

Глубина: о - 0,036; х - 0,1-0,2; а - 0,25-0,3о м.

Рис.5

20

0

6. При анализе различных схем добычи торфа основное внимедие уделялось таким показателям, как производительность труда, трудоемкость, материалоемкость, расход топлива, а затраты по статье калькуляции хот? и рассчитывались, но только для ергвнения, а на для выявления абсолютных значений. К сожалению, в этот переломный период нашей экономики обобщавший показатель - приведенные затраты - не может быть использован в качестве основы для сравнений.

При работе комплекса на верховых залежах степенью разложения до 20% в две (16 часов) смены за ним закрепляемся площадь 300 га. Основные технико-производственные и некоторые экономические показатели приведены в табл.6.

Таблица 6

Технико-производственные и экономические показатели добычи торфа ( 55%)

Показатели

Величины

¡¿ТФ--13А

разцельная уборка ДТ-175Т

Тип торфа и степень разложения, %

Цикловой сбор, т/га

Сезонный сбор, г/га

Число дней добычи

1и"ло дней уСэрки

Трограмма доо'ычи, тыс.т

товарной продукции

валовой продукции

Плодадь полей нетто, га

Шющадь полей брутто, га

Лличество технологического оборудования, все-'о

в т.ч.фрезеров МТ£-18

фрезе^ов-валкователей

ворошилок

валкозателей Мта-38А

верховой, Я = 1756

22,0 24,

505,0 611,0

46,0 50,0

46,0 87,0

175,0 175,0

184,0 180,0

364,0 295,0

492,0 410,0

21,0 13,0

3,0

а.о

4,0

2,0

Продоллениэ таблицы 6

Показатели Белтчины

МТФ-43А раздельная уборка ДТ-175Т

по^бо^циков-погрузчиков 1,0

прицепов МТП-24В-1 - 4,0

уборочных машин МТФ-43А 9,0 -

итабелеров МТФ-71А и ШР-1 3,0 2,0

/количество тракторов 18,0 12,0

^!асса техники, всего, т 252,06 132,93

з т.ч.оборудования 122,64 50,66

Расход топлива, т 189,77 182,08

Грудоецкость, чел-ч 14185 12433

Установленная ыодаость 1266

двигателе, кВт 1182

Удельная материалоемкость,кг/т 1,44 0,76

Уа^лъный расход топлива, кг 1,0С4 1,041

Удельная трудоемкость, 81,06 76,76

■К'Л-ч/1000 т

Сдельная мощность, кВт/1000 т 6,75 7,23

количество водителей• 42,0 23,0

Из данных таблицы следует, что при использовании технологической схемы с раздельной уборкой площадь производственных полей уменьшается на 20%, в Сравнении сс схемой 1Щ--43А, существенно (на 5С$) уменьшается количество тракторов, а число технологического оборудования - на 60^. Снижается и нссса оборудования - в 2,4 раза, тракторов на. сСЙ. Соответственно уменьшается численность водителей на 80$, расход топ ли в-. - примерно на 4%, трудоемкость - на С%. Таким образон, затраты на приобретение технологического оборудования и болотко-подготовительнне работы снижаются.

Вывода

1. Обоснована необходимость и возможность разработки и внедрения нового процесса добычи торфа с раздельной уборкой из последовательно наращиваемых валков, выгодно отличавцего-ся от существующих технологий: повышается надежность схемы на 15%, главным образом, за счет "разрыва" жесткой связи мазду наиболее трудоемкими операциями фрезерования и уборки торфа; увеличивается число уборочных дней в 1,7-2,0 раза и сокращается численность машинистов на уборке-вывозке торфа; уменьшаются более чем в о раз потери при уборко, а количество складочных единиц - в 12-1.6 раз, что снижает потери торфа при хранении; появляется возможность складирования торфа возле постоянных аелезных и автодорог.

2. Теоретически и экспериментально исследован вланност-ный режим торфа в наращиваемом валка. Установлено, что влага торов снижается за время наращивания валка и не превышает браковочных пределов даже в периоды дождливой погоды; возможности работы уборочного комплекса определяются только несущей способностью верхнего слоя торфяной залеяи (напряжение сдвига более 10-15 кПа). Отмеченное является принципиальной основой новой технологической схемы, позволяющей разделить технологические операции собственно добычи к уборки-вывозки торфа из укрупненных наращиваемых валков.

3. Разработаны и проверены в производственных условиях технологические показатели добычи торфа с раздельной уборкой: начало и окончание сезона уборки торфа цикловые сборы и количество циклов. Показано, что сезонные сборы торфа позы-вавтся не менее чем на 20-25®, в сравнении со схемой ¿¡ТФ-43А.

4. Определены средние значения и вариации массы торфа б хузове прицппа, скорости его передвижения, показатели надежности работы уборочного комплекса, составляющие времени никла работы уборочного комплекса, чтс позволило использовать имитационные модели для расчета его производительности

и ьыбкргль для конкрзлшх условий оптимальный состав комплекса, схему его работы и места расположения складочных единиц.

5. При работе ка верховых залежах средней степени разложения на площади 300 га и расстоянии между штабелями

-211000 м комплекс включает три фразера-валкователя, три ворошилки, погрузчик-подбордик, 4 прицепа и бульдозер-штабелер. Производительность комплекса при этом составляет 120-150Уч, или до 170 тнс.т торфа за сезон.

6. Технико-экономический анализ показал, что внедрение, схемы и комплекса оборудования для добычи торфа с раздельной уборкой позволяет уменьшить количество единиц технологического оборудования на 60$, его массу - в 2,4 рапа; сиизять численность ьодителей на 80$, л также расход топлива и. трудоемкость. Кроме того, снижаются удельные капиталовложения, на болотно-подготовительные работы и содержание производственных площадей - на 15%, в сравнении с технологией ЫТФ-43А*

7. Дана оценка -дфективности использования гусеничных я колесных тракторов различной мощности в схеме а раздельной уборкой.

8. Технологическая схема и комплекс оборудований для добычи торфа с раздельной его уборкой из наращиваемых валкой успешно внедрена т. торфопредприятии "Ириновское" ПО Леиторф,

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: "

1. Малков Л.М., Кузнецов Н.В., Шейде В.Я, Исаева Л.С.. Галкин А.И., Кузнецов С.П. Проверка в опытно-проыыялеяннх. условиях технологического процесса добычи фрезерного торфа раздельным способом//Тор|шная промышленность. 1987, » 4.

2. Носов В.И., Кузнецов С.П. Изменчивость фазико-мах:а-нических свойств разрабатываемого слоя торфяной залежи// Торфяная промышленность. 1985, № 7.'

3. Косов В.И., Куприянов B.Ii., Кузнецов С.П..Влияние рельефа поверхности на изменчивость влажности и прочности торфа в верхнем слое торфяной эалежи//Торфяная промышленность 1988, 5 3.

4. Малков Л.М., Кузнецов Н.В., Кузнецов С.П. Технологические особенности добычи фрезерного торфа с уборкой его иэ наращиваемых валков. В сб.Труда ВНИИТЯ. Вып.58, ,'!., 1987

с.5 16.

5. Кузнецов С.П. Внедрение технологического процесс* добычи фрезерного торфа с раздельной.уборкоД на торфопредприятии "Ириновскоо* Ленторфа. Экспресс-информация, !Ш1 PCiCP, ЦЕНТИ, 5. 1938 г. с.2-4.

-226. Малков Л.Ы., Исаева Л.С., Кузнецов С.П. Рыбаков A.B. Некоторые пути совершенствования технологии добычи торфа о раздельной уборкой//Торфдаая промышленность, - 1991.- # 3.

7. Малков Л.М.s Кузнецов Н.В., Кузнецов С.П. Теоретические и экспериментальные основы технологии добычи торфа с раздельной уббркой его из наращиваемых валков. Сб.науч.тр., вып.67 Иэд.НШИШ, 1991.

Ö. Кузнецов С.П., Фадеев В.Г. Использование имитационной модели для расчета показателей при раздельной уборке горфа//Торфяная промышленность- 1991,- $ II.