автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.05, диссертация на тему:Обоснование способа и условий отбора проб из штабелей фрезерного торфа при его учете

РГБ ОД

ТВЕРСКОЙ ОРДИТА ТРУДОРПГО КРЛ^1Г'ГО ВПЛМУНР ПО,'Ш'Г?,УТ(г1тсгк1щ щгтмтэт

На правах рукописи

к.укякш йгий виктогович

УДК 622.оЗ[:658.78

ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА И УСЛОВИИ ОТБОРА ПРОБ ИЗ ШТАБЕЛЕЙ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА ПРИ ЕГО УЧЕТЕ

05.T5.0u -■ технология к комплексная механизация торфяного производства

■1/1 II"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ТЕ.рь - Т993

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском" институте торфяной промышленности (ВНИИТП),

Научшй руководитель - доктор технических наук

С.С. Корчунов

Научный консультант -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук Б.Г. Селенное

доктор технических наук

В.И. Горячев кандидат технических наук И.П. Туманов

Тверьторф

Защита состоится "20" окгпаьр* 1995 года в № часов на заседании специализированного совета Д 063.22.01 при Тверском ордена Трудового Красного знамени политехническом институте по адресу: 170035, г. Тверь, Первомайская набережная, 22, аудитория Ц-212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время основным способом добычи торфа является фрезерный. Фрезерный торф может использоваться как готовый продукт, например, в качестве топлива и торфа для сельского хозяйства,, а также как сырье для производства различной торфяной продукции. Технология добычи фрезерного торфа отработана, а все операции механизированы. Как и во всяком производстве здесь важны контроль и учет количества и качества произведенной продукции. От их результатов зависит оплата работников. До сих пор работа по учету торфа - контрольному и инвентаризационному - не механизированы. В разное время различными авторами были предложены конструкции механических пробоотборников. По разным причинам эти механизмы не нашли широкого применения в промышленности. Сейчас для отрытия траншей в штабелях во время проведения работ по учету привлекается такая дорогостоящая техника, как экскаватору, которые отвлекаются от основной работы. Особенно ото сказывается осенью, так как объем работ при инвентаризации значительно Полине, чем при контрольном учете. Все это указывает не необходимость создания оборуловчттч для отбора проб фрезерного торфа из штабелей.

Уборка фрезерного торфа в складочные единицы может вестись бункерными машинами МТФ-43А или МГФ-55, а также перевалочными машинами МТФ-61. Способ раздельной уборки из укрупненных валков рассматривать но будем, так как он не нашел пока широкого применения. В связи с тем, что доля перевалочного способа убор]п: в общем объеме добычи постоянно уменьшается, а также потому, что ширина карт на залежи верхйного типа но допускает свободного проезда любого оборудования между штабелем и картовым каналом, считаем, что механический пробоотборник необходимо создавать б первую очередь для штабелей, образованных ."¡ункпринкя машинами.

Для спзделлН "«орорудоштя, лр?днаппочоткто для отбора проб фрезерного торфа тн птп'К'П», *то~"н'~7^!>.г< решить следующие вопросы. ОГ|."-.'>ноып'Ь счо^Г'б :''Тг,;'ГО. дли Ч"Г; ''.подует г.чпмгп ^.и^г-^ша хцикч-'-ри-ггик торфа

- Благи, чл'тпо"!!? - по сечению с!тг:'-?лч. Длп обеспечения рзбот'.'сиое". "■ .■■'.•г"."Я'1 :>:и:-1 а ¡1 .т/мчм и: -'Л')г,ит>\янк>й

пробы необходимо выбрать режимы работы пробоотборника. Получение результатов количества и качества добытого торфа, близких к фактическим, требует расчета необходимого числа проб. Для этого следует выяснить изменчивость характеристик качества торфа по длине складочной единицы.

Рассмотрение этих вопросов составляет основное содержание работы, которая выполнялась в отделе исследований

физико-механических свойств торфяных залежей и торфа ВНИИТП в соответствии с планом НИОКР института по темам, являвшимся частью заданий 2.07.02.01 и 001.07.01.02 плана важнейших работ республиканского (РСФСР) значения.

Цель работы. Основной целью работы является создание оборудования для отбора проб фрезерного торфа из складочных единиц, сформированных бункерными уборочными машинами типа МТФ-43А или МТФ-5Б, ьо время проведения контрольного или инвентаризационного учета, а также:

Обоснование способа отбора с определением теоретической зависимости величины плотности торфа в штабеле от высоты слоя, и экспериментальная проверка характера распределения характеристик качества - плотности и влаги - по полусечению складочной единицы.

Выбор режимов работы рабочего органа оборудования для обеспечения надежности в эксплуатации механизированного пробоотборника, а также получение фактической величины плотности , торфа в штабеле.

Определение изменчивости характеристик качества торфа по длине складочной единицы, позволяющее расчитать норму отбора проб, при использовании оборудования для получения представительной пробы и фактической величины массы торфа в штабеле. Экспериментальная проверка возможности

использования предлагаемого пробоотборника для целей учета фрезерного торфа.

Методика исслэдовзний. В данной работе применялись теоретический и экспериментальный методы исследований. При • решении- интегральных уравнений наследственной теории деформирования и обработке результатов экспериментов использовалась ЭИИ. При обосновании, .у'штшг.мдем фактическое раепрэдгл-лшь характеристик качс-спя тоДО*» 1:0 голугечению ятэздяя. способа сбор'! проб, таите при расч«че ¡гтм! отбора щ-куеиялус»» элече-"1ы га?«/<!гпи«с|с<й статистики и теории о-п;дик.

. Для определения плотности торфа, влаги, зольности и фракционного состава пробы использовались стандартные мртодики и оборудование ■ Во время проведения акспвриментов по подбору реткимов работы механизированного пробоотборника, в также при его испытаниях применялась контрольно-измерительная аппаратура серийного производства.

Научная новизна. Теоретически обоснована зависимость плотности слежавшегося Фрезерного торфа от высоты слоя - высоты штабеля, что позволило обосновать способ отбора проб из складочной единицы, ((океана гозмотптость отбора проб по горизонтальной линии о целью получения средних значений характеристик качества торфа, незначительно отличающихся от аналогичных показателей по полусечению штабеля. Установлен фактор в наибольшей степени влияющий на величину плотности торфа в складочной единице. Определены режимы работы механического пробоотборника. Расчитаны нормы отбора проб при использовании данного оборудования.

Практическая ценность. Результаты теоретических и окснвриментальшх. исследований могут служить основой для

разрао.-тпсл других методе? и средств определении характеристик

качества йрн зерно го торфа в штабелях при проведении контрольного и иньентэризэцигнного учетов.

Ьнедрениэ результатов исследования. 1Га основании пронадипннх исслодовготй согдчно г-5орудововип для отбора проб Фрезерного торба из штабелей ШГО-1. Эксп.чргетнт&льный оборазен, этого оборудования - ЛОТТ-64А - использовался в 1986 и 198Р годах на торфопредприятии "Яазия" ПО Денторф во время проведения контролышх учетов и инвентаризации. В Т987-1989 г.г. для этих же целей пробоотборник использовался на торфопредлриятии "Оршинскоэ-Т" ПО Калиютторф. Опытный образец оборудования ПМШ-1, после сдачи в серийное производство, передан торфопредприятию "Оршинское-1", где работает по настоящий момент. Расчетный экономический аффект от применения этого оборуД'Ташя составляет 6.3 тыс.руб <в ценах 1Р9Т г.).

Апр-Х^ция работы. Основные положения диссертационной работы

докладывались и оЛпукдались па 7 научно■-тохтппотоЛ конференции

по фигш"-"' чпмич торфа (Калинин, '/ш . и >: г

научь'о-техлических конференциях ВНЯЙТП (Ленинград, 198-1, 1991), заседатт ученого совета ВНШТЛ (Т?ЕЮ-1ЭЗГ)).

Публикации. По тема диссертации опубликовано 8 статей отражающих основное содержание работы, среди них авторское свидетельство.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на Н9 страницах машинописного текста, имеет 2? рисунков и 30таблиц и состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 128 наименований, шести приложений и акта с протоколом приемочных испытаний на 3 страницах.

Основные положения, представляемые к защите. Теоретические и экспериментальные исследования распределения характеристик качества фрезерного торфа по полусечению штабеля. Обоснование способа отбора проб торфа из складочной единицы. Выбор режимов работы пробоотборного оборудования. Расчет нормы отбора проб при проведении работ по учету добытого торфа с использованием механизированного пробоотборника ПЩ-1.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы, цель и основное содержание работы.

В первой главе проведен анализ научно-техничоской литературы по- вопросам, связанным с решением поставленной задачи. По своей сути контрольный и инвентаризационный учеты есть контроль количества и качества добытого торфа. По охвату контроль бывает сплошной и выборочный - статистический, когда на основании дащрх проверки нескольких изделий выносят решение о качестве всей партии. Таким образом, контрольный и инвентаризационный учеты это разновидности статистического приемочного контроля. Одним из основных требований стандарта на проведение контроля является представительность выборки,чтобы она наиболее полно отражала проверяемую партию. В стандартах перечислены требования, соблюдение которых , обеспечивает представительность, и способы отбора проб. С целью механизации и автоматизации ручного труда, повышения производительности и исключения субъективности при отборе необходимо создание механических, пробоотборников: На практике порой бывает трудно соблюсти в полной мере требования стандарта, предявлнемые к объективному отбору. Например, однородность партии, каковой может являться штабель

фрезерного торфа. Известно, что характеристики качества торфа -плотность и влага - меняются не. только по сечению складочной единицы, но и по ее длина. Учитывая геометрию штабеля, трудно выполнить требование о равнодоступности любой час'и партии для попадания в пробу. Поэтому при проведении контроля, а также при создании механизмов для отбора проб приходится идти на определенные компромппы. В нашем случае, при обосновании способа отбора, имеет смысл определить особенности распределения характеристик качества торфа по сечению штабелей для того, чтобы производить отбор в том мест0, где наиболее вероятно получить представительную выборку.

Для этого следует остановиться на двух показателях -плотности фрезерного торфа и его влаге. Плотность, во-первнх, Необходима для определения количества добытого торфа, во-вторых, является результатом влияния других характеристик качества, таких как влага, зольность, степень разложения, фракционный состав. Величина влаги важна при расчетах с потребителем. Кроме того известно, что плотность торфа зависит от толщины слоя - в нашем случае от высоты штабеля. Суть в том, что важно влияние не самой высоты, а величины нагрузки вышележащих слоев на нижележащие, вследствие чего происходит деформация последних во времени - процесс ползучести. Особенностью ползучести в нашем случае является то, что она происходит при ступенчатом нагружении, так как указанная нагрузка увеличивается с каждым циклом. Для описания этого процесса необходимо использовать подходящую теорию ползучести, каковой может являться наследственная теория деформирования Больцмана.

Во второй главе дано теоретическое обоснование зависимости плотности от высоты штабеля. Учитывая полученнае результаты, приведено обоснование способа отбора проб торфа из складочной единицы с целью получения величины плотности равной средней по шьусэчению. Кроме этого представлены

экспериментальные данные распределения плотности и влаги по полусечению штабеля.

На основании экспериментальных данных по ползучести низинного дреЕесно-осокового торфа степенью разложения Я=47% и влагой ч?=75.2% ч полученных на рычажном прессе,

можно сделать вывод« при напряжениях 0 - 50 кПа, сравнимых с напряжениями в штабеле, торф является нелинейно деформируемой

средой (то же относится и к верховому торфу).

Напряжение е и деформация о связаны степенной зависимостью:

о=веп , (I)

где в - коэффициент;

п - показатель степени.

Уравнение ползучести, предложенное для этого случая

Работновым Ю.Н., выглядит следующим образом: t

(p(E)=oh.[I+^C(t-'[)d't] , (2)

где <p(s) - зависимость о-е в начальный момент времени t=Q, обычно ф(е)=воеп; ак - действующее на1фяжение; t - время, прошедшее с момента приложения напряжения ок; k(t - t) - ядро интегрального выражения, которое имеет следующий вид:

в"?4 ш [АГ(а)]ntCül К ( t ) =—— s

(3)

Ь I Г(ап) где а,р и А - параметры ядра;

Г(а) - гамма-функция Эйлера;

п - число членов ряда.

Параметры ядра представлены в табл.

I.

Таблица I

Влага, %

■ к

76.2 63.7

0.0267 0.0321

Низинный тор]?, R=47$

0.05 Q. 05

0.2

8.565*10'

-6

0.025 1.223*10"

4.00 4.75

Верховой магелланикум торф, R=I8JÎ

,-8

46.0 0.0237 0.415 0.05 6.750*10"° 5.65 17.8 0.0289 0.226 0.05 5.0I0*I0~4 3.67 # Для верхового торфа параметры A,a,(f взяты из диссертационной работы Юсенко A.C., а Б0 и п расчитаны.

При обосновании зависимости плотности от высоты штабеля были приняты некоторые допущения. Во-первых, торфяная залежь род основанием штабеля не деформируется. Во-вторых, считаем, что сразу после засыпки торф не уплотняется, то есть плотность по высоте свеженэсыпанного слоя постоянна, а

Р

В

п

о

6

напряжение в любой точке слоя определяется произведением плотности на висоту. в-третьих, • будем рассматривать развитие деформаций не по всему сечению, а на вертикали, расположенной под коньком штабеля, полагая, что на зависимость напряжение - деформация не влияет выбор координат. В-чотр.ертых, возрастание инсстн штабеля описывается следующим уравнением:

Ь1=1г1(1т - (1-1 )т) „ (4) где - пр!фащение высота итябеля после засыпки в него торФя 1-го цикла; - высота штабеля, после 1-го цикла; 1 - порядковый номер цикла; т - показатель степени, равный 0,7.

В-пятых, торф каждого последующего цикла насыпается строго на конек штабеля, после чего равномерно распределяется по обоим откосам складочной единицы. В-шестых, величина влага торфа, поступающего в штабель, постоянна. В-седьмых, поступление торфа в штабель равномерно, то есть через определенное число дней.

В результате всех вычислений и преобразований принимаем следующий Рид зависимости плотности слоя тпр$а ') от рыопти ь.:

7»ТП+ . (б) где - плотность торфа на поверхности; о - коэффициент; а - показатель степени.

Параметры уравнения (5) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Контрольный учет Инвентаризация

Влага, % -----;-

Тп, КГ/м3 о Тп, кг/м3 о

Низинный торф

75.2 431 209 0.48 446 207 „ 0.5?,

63.7 .479 174 0.36 387 170 0.39

Верховой торф

46.0 165 43 0.28 165 44 0.27

17.8 133 * 12 0.39 133 13 0.34

Показано, что для практических целей зависимость (5) можно принять линейной. Опираясь на это допущение, получаем, что геометрическим местом точек со средней плотностью по полу сечению является прямая линия, проходящая параллельно образующей штабеля на расстоянии 1/3 высоты от вершины штабеля. Учитывая это, показано, что можно производить отбор проб по прямым линиям, получая при этом среднюю величину плотности,- равную средней по полусечению. По ряду причин целесообразнее это делать по горизонтальной линии, расположенной на 1/3 высоты от основания штабеля рабочим органом в виде шнека, помещенного в трубу.

Показано, что в полусечении натурального штабеля Ееличина плотности и влаги распределены хаотично. На величину плотности Превалирующее влияние оказывает влага (частный коэффициент линейной корреляции около 0.8) и мало влияет высота (около 0.3). С использованием математической статистики показано, что несмотря на это реально получение представительной пробы при отборе по указанной горизонтали.

В третьей главе описаны методика исследований, приборы и оборудование. Методика работ предусматривала решение следующих вопросов: обоснование вида зависимости плотности торфа в штабеле от высоты складочной единицы; распределение плотности и влаги торфа по сечению штабеля; выбор режимов работы прюбоотборного устройства и типа заборной головки; определение фракционного состава торфа, отбранного оборудованием;

определение , изменчивости характеристик качества (плотности и влаги) по длине штабеля; сравнение характеристик качества, полученных при использовании предложенного пробоотборника и ручным способом; хронометраж работы оборудования.

Для обоснования вида зависимости плотности торфа от высоты штабеля были проведены опыты по ползучести фрезерного низинного древесно-осокового торфа степенью разложения и=47%, влагой «=75.2% и 71=63.7%. Торф закладывался в матрицы диаметром 110 мм и высотой 50 мм. Давления 10.5; 21.1; 31.6; 42.1 и 52.6 кПа создавались на рычажном прессе с соотношением плеч 1:10. В качества датчика линейных перемещений слутл индикатор ИЧ-10. Пуансон фиксировался на верхнем срезе матрицу. При снятии фиксации включался секундомер. В точении опыта фиксировались значения высот образца в определенные промежутки ьремени. Вычислялась величина относительной деформации. Используя полученные данные, строились сызисимоети пьпрлх-чшв

деформация. По методике, описанной Колтуношм М.А., определялись параметры ядра ползучести. Используя интегральные уравнения наследственной теории деформирования Больцмана, получены зависимости плотность торфа - напряжение для моментов проведения контрольного учета и инвентаризации. На основании этих результатов « были построены зависимости плотность торфа - высота слоя (высота штабеля).

Характер распределения плотности фрезерного торфа и его влаги по сечению штабеля определялся следующим образом. По принятой методике литровым пробоотборником со стенки полутраншеи отбирались пробы по сетке 0.5x0.5 м каждая в отдельный полиэтиленовый мешочек. По массе пробы определялась плотность торфа в данной точке, величина влаги - с помощью сушки пробы в шкафу.

Выбор режимов работы пробоотборного устройства и типа заборной головки осуществлялся на лабораторном оборудовании Л0ФГ-64. С помощью динамометра ДПУ-5.0 • измерялась сила сопротивления внедрению рабочего органа в штабель, а с помощью комплекта К 51-6 - мощность на валу электродвигателя привода вращения шнека рабочего органа. Основой для выбора режимов и типа заборной головки служила, ври прочих равных условиях, масса изъятого торфа, поскольку рабочий орган не может отобрать материала больше, чем встречается на его пути.

Для выяснения необходимости дальнейшей разделки пробы определялся ея фракционный состав. Отобранная проба тщательно перемешивалась и сокращалась квартованием. Остаток просеивался на наборе стандартных сит.

Определение изменчивости плотности торфа и его влаги по длине складочной единицы необходимо для правильного назначения нормы отбора проб при использовании предлагаемого пробоотборника. Исходя из геометрических размеров штабеля, определялась длина заглубления рабочего органа. Масса изъятого торфа определялась на почтовых весах или о. помощь» динамометра. Енвя мяссу торфа и (лгт заглубленной части рабочего органа можно определить плотность. Тщательно перемешанная и сокращенная проба отправлялась для анализа на влагу. В штабелях обычно производилось десять отборов б точках, равномерно раопо.чожешшк но длине складочной единицы. Для влаги и плотности вычислялись статистические параметры (среднее значение, сроднее ь'пялратическое отклонение, коэффициент

вариации).

Для решения вопроса о практической еозмолиости использования механизированного пробоотборника сопоставлялись, полученные с его помощью, результаты с фактическими, за которые принимались данные учета, выполненного работниками торфзпредприятия, применявшими литровый пробоотборник. В связи с тем, что он вносит большие искажения в величину платности, особенно на верховом еолокнистом торфе, то впоследствии за базу брались величины плотности и влаги, полученные при взвешивании торфа, изъятого из полутраншеи. В штабеле отрывалась полутраншея, определялась масса изъятой части. Вычислялся объем полутраншеи, после чего определялась плотность торфа в штабеле. При взвешивании торфа отбиралась проба для определения влаги. В непосредственной близи от одной из стенок . полутраншеи, при любом методе отбора вручную, производилось опробование предлагаемым пробоотборником.

С целью определения производительности моханизировэнного пробоотборника проводился хронометраж работы.-

В четвертой главе описаны экспериментальные работы, связанные с выбором режимов пробоотборного устройства, выбором типа ' заборной головки и определением изменчивости характеристик качества (плотности и влаги) фрезерного торфа по длине штабеля. На основании полученных данных произведен расчет нормы отбора проб из складочной единицы. Работы производились в основном на I и 2 участках . торфопредприятия "Назия" ПО Ленторф на лабораторной установке ЛОФТ-64, прицепной к трактору ДТ-75Б.

Пробоотборник имеет следующее устройство. На гусеничном ходу тележки МТП-24Б перпендикулярно движению крепится направляющая рама. По ней перемещается каретка с рабочим органом, представляющим собой шнек диаметром 117 мм и длиной 7 м, помещенным в трубу диаметром 127 мм. Во внедряемой части рабочего органа на оси шнека находится заборная головка. На другом конце - окно для ссыпания изъятого торфа в сборный ящик. Привод подачи рабочего органа осуществляется через электродвигатель (3 кВт) и редуктор, на выходе которого имеются барабаны с приводными тросами. Привод вращения шнека осуществляется электродвигателем (II кВт) через коробку перемены передач ГАЗ-51. Питание электродвигателей осуществляется от электрогенератора (50 кВт), вращаемого ВОМ трактора. Задавались

следующие скорости подачи рабочего органа (м/с): 0.035; 0.043; 0.052; 0.060 и частоты вращения шнека (рад/с): 15.4; 32.1; 64.7; 99.5.

Результаты, экспериментов представлены на рис.1, из

М, кг

10

Скорость подачи, м/с • - 0.035 О - 0.043 + - 0.052 Д - 0.600

о

Гас.

].

рад-с »ты вращения

r-.^irJii-м-).: еы цро'ы 1.-1 от ■

«|Нн1.:п

ксл-цяго видно, что ¡г> ачьисимзоти есть точка перзгаба. Л*ь*о г.той "iu'ip.ii происходит недобор массы торфа, которую _г»ожет извлечь рабочий орган. Для надежной работы пробоотборника выбираем рекшн правее указанной точки, а именно: скорость подачи - 0.05 м/с и частоту ьращвния шнека - 58,8 рад/с. При заданных режимах максимальное усилие на тяговом тросе было 8-12 кн.

Известно, что характеристики качества торфа б штабеле изменяются не только но сечению складочной единицы, по и по ее длине. Для определения количественной оценки этого была проделана соответствующая работа на штабелях низинного и верхового торфов с различными степенями разложения. Исследования проводились (сак при контрольном учете, так и при инпентпривгшии. Коэффициент вариации платности по длине штабеля 7.0;?, а ьлаги - 5.0# для инвентаризации и соотаетстиенно 7.Б< и 4.0? для контрольного учета.

При p'-i.i vre на рерхппом торфе с большим количеством дрмьеоф,!? шлтс-иий (2-ой участок торфопредприятия

"Вйс.льяь*глсноои ПО Тверьторф) часто происходило забивание i-aocjnon г.\П0;:,>'и, гс.педстгле чего недобиралась масса торфа и

*

занижалось значение плотности торфа в штабеле. С целью устранения этого недостатка были сконструированы и испытаны еще 3 вида заборной головки. Первый - два прямых ноха, заканчивающихся подрезными кромками. Второй - аналогичен первому с одним ножом. Третий - конусный шнек с переменным шагом. Предпочтение отдано первому виду новой головки, так как он позволял получить, при прочих равных условиях, большую массу пробы, чем другие. Следует отмотать, что коэффициент вариации плотности практически не изменился.

Для определения целесообразности дальнейшей переработки отобранной механизированным пробоотборником пробы, отправляемой в ОТК, был определен ее фракционный состав. Оказалось, что гранулометрический состав пробы подчиняется уравнению Розина-Раммлвра и частиц размером 8 мм и более меньше 5%, что, согласно стандарта, позволяет в дальнейшем обрабатывать пробу в одну стадию.

Для расчета нормы отбора проб примем следующие исходные данные: на производственном участке массу торфа Е^ при условной влаге будем определять с точностью 3%, \ на участке располагается около 160 штабелей. Тогда на момент проведения

инвентаризационного учета будет справедливо следующее условие: %

Ед||= ■■ < 358 , (6)

•I160/2

■ Где Еу - погрешность определения массы торфа условной влаги в одном штабеле.

Отсюда:^ < 26.8*

В штабеле масса торфа М условной влаги определяется по формуле:

Ун чн (100-*н)

М=- , (7)

(100-*ус)

где у„л„ и и„ - соответственно натуральные объем, масса н н н

влага;

»У - условная влага,, равная 40%.

Погрешность определения, величины М вычисляется по формуле:

Е^Е^ + Щ + , (8) где Е? - погрешность определения объема одного штабеля, ровная для фотограмметрического метода 7.3$;

Е^, и Еи - соответственно погрешности определения плотности и влаги торфа в одном штабеле.

Величины Е^ и Еи определяются следующим образом:

У7 , (Э) и \ • <10>

^ п 4п

где Ь - критерий Стьюдента;

п - искомая норма отбора проб;

и - соответствешго коэффициенты вариации плотности и влаги в штабеле, полученные при использовании

предлагаемого пробоотборника. 7^=7.9% и

Предположим, что мы производил отбор в 3 точках в штабеле, то есть п=3, а t=2.9 (а=0.9 г>=2). Для (9) и (10) соответственно получим 16.и 10.2%. Подставляя эти величины в (8) имеем: Еу^га.бЯ, что менее 26.856.

На момент проведения контрольного учета опробованию подлежат 2556 штабелей, или в нашем случав 40 единиц. Подставляя это значениев (6) тлеем: Е^ТЭ.О^. Учитывая, что ¥^=7.5$ и 4^4.8%, производим аналогичные вычисления. В результате тлеем (при трех отборах по длине): Ен=16.вЖ, что менее фактического (19.0.«).

Таким образом, производя отбор в 3 точках по длине штабеля, мы определяем массу всего добытого торфа на участке точнее З.й как во время проведения контрольного учета, так и инвентаризации.

В пятой главе представлены результаты промышленных испытаний образца механизированного пробоотборника. Произведена оценка его экономической эффективности.

При испытаниях пробоотборника величины плотности и влаги торфа в штабеле сравнивались • с аналогичными показателями, полученными базовым методом, за который вначале принимался метод литрового пробоотборника, а затем метод взвешивания торфа, извлеченного из полутраншеи. В отношении величины влаги можно сказать следующее: независимо от базового метода отклонения от базы невелики и имеют как положите лыше, так и отрицательные значения. Характер расхождений величин плотности зависит от выбора базового метода. Если база - литровый пробоотборник, то в подавляющем числе случаев • величина плотности, полученная с помощью моханизирован-ного пробоотборника, превышает базовую. Если база

- метод взвешивания торфа, извлеченного из полутраншеи, то картина обратная, что, кстати, и должно быть на самом деле.

Пробоотборник сдан комиссии на серийное производство. Экономическая эффективность от его применения составляет 6.3 тыс. рублей (в ценах 19Э1 г.). Опытный образец передан торфопредприятию "Оршинское-1" ПО Тверьторф для эксплуатации.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально установлено, что фрезерный торф является нелинейно деформируемой средой, для которой применима теория наследственной вязкоупругости Больцмана. Математический аппарат указанной теории позволил описать процесс ползучести торфа при ступенчатом нагружении, что имеет место при формировании складочной единицы в течении сезона добычи.

2. Обоснована зависимость распределения плотности фрезерного торфа по высоте штабеля на момен¥ проведения учета. Для практических целей эту зависимость можно принять линейной, особенно, если не учитывать влияние верхних слоев - 0.2-0.3 м от поверхности штабеля.

3. Обоснован выбор способа отбора проб из штабеля при проведении контрольного и инвентаризационного учета. Для получения средних значений плотности и влаги торфа в штабеле, незначительно отличающихся от фактических, возможно производить отбор проб по горизонтальной линии, расположенной примерно на 1/3 высоты от основания штабеля.

4. Экспериментально подтверждено, что плотность и влага торфа по полусечению штабеля распределены хаотично. Показано, что решающее влияние на плотность торфа в данной точке оказшзает его влага (частный коэффициент линейной корреляции около 0.8) и практически не влияет положение этой точки по сечению , то есть - высота (около 0.3).

5. При опробовании штабелей с помощью механизированного пробоотборника показано, что характеристики качества Фрезерного торфа - плотность и влат,а - изменяются по длине складочной единицы. С учетом погрешности, вносимой пробоотборником, коэффициенты вариации соответственно равны: V =7.9£ и 4^=5.0% для инвентаризации и V =7.5# и для контрольного учета.

6. Показано, что при определении объема штабеля методом наземной фотограмметрии п опредсшрш .шютнс'сти торфо и отборе

проб с немощью предлагаемого механизированного пробоотборника достаточно в складочной единице произвести отбор в 3 точках, равномерно расположенных по длине штабеля. При этом масса добытого на участие торфа, при пересчете на условную влагу, определяется с погрешностью не более ЗЖ.

7. Экспериментально показано, что при использовании механизированного пробоотборника ьо время проведения учетов величина влаги незначительно отличается от фактической. В uTHouiuunii г,а.П11чвкц плотности мешю сказать следущос: предлагаемый пробоотборник дает завышенное ее значение по сравнению с принятым методом по инструкции и заниженное, при определении ее с помощью метода взвешивания торфа, изъятого из полутраншеи.

8. Предлагаемый механизированный пробоотборник сдан в серийное производство и внедрен на торфопредприятии "Оршинское-1" ПО Тверъторф, где работает по настоящее время. Годовой экономический эффект от применения одного образца

составляет 6.3 тыс. рублей (в ценах 1991 г.).

На способ отбора получено авторское свидетельства.

ОСН1.ВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПУБЛИКОВАНЫ Ь РАБОТАХ

1. Кубышкин Ю.В., Кононова S.A. Распределение плотности и влажности фрезерного торфа по сечению штабеля/,-'''Результаты исследований в области Физике-химии тор$а_и их использование в народном хозяйстве/Тезисы докладов V научно-технической конференции по физико-хшии торфа. - Калинин,198Г. - С. 40-41.

2. Кубышкин Ю.В. Зависимость коэффициента усадки фрезерного торфа от нагрузки и времени//Сб.тр./ВШИ торф, пром.- 1984.-Вып. 53.- О. 48-51.

3. Кубышкин Ю.В. Выбор режима работы пробоотборного устройства и результата его полевых испытаний//Об. тр./ВТОГттрф. пром. - J984. - Вып. 03. - 0. ¡31-58,

4. Абакумов о.Н., Кубышкин Ю.В. Оборудование для отбора проб из нп о белей при инвентаризационном учете//Торф. пром. :?7-оир--<сс -информация/ЦБНТИ Минтоппрома FC/KP.- 1986.0. 9-TI.

Г*. • Аба?"у"ов о.Н., Кубышкин Ю.В. Српр.илтгое способов отбора проб из «¡таболей при инвеятпригяцгпт&м учете//Торф.

пром.- 1985.- JO.- С. 16-17.

6. Абакумов О.Н., Кубышкин Ю.В., Фадеев В.if. Определение плотности фрезерного торфа различными мвтодами//Торф. пром.-1988.- *9.- С. 24-25.

7. Кубышкин Ю.В. Обоснование вида зависимости плотности торфа от высоты штабеля//С<5. тр./ВНИИ торф, пром.- 1991.- Вып. 66.- С. 76-89.

В. A.c. 1399470 СССР, МКИ4 Е 2Г С 49/00. Способ определения массы торфа в штабеле/ С.С. Корчунов, О.Н. Абакумов, D.S. Кубышкин (СССР).- * 4056998/22-03; Заявлено 14.04.86; Опубл. 30.05.88, Бюд. * 20.- 4с; ил. 2.