Научная статья на тему 'Стадийное обезвоживание сырья при экскаваторной добыче торфа'

Стадийное обезвоживание сырья при экскаваторной добыче торфа Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
224
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТОРФ / PEAT / ДОБЫЧА ТОРФА / PEAT EXTRACTION / СУШКА ТОРФА / PEAT DRYING

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Кремчеев Эльдар Абдоллович

На основании результатов исследований по гравитационному обезвоживанию торфа и его сушке в полевых условиях предложены пути интенсификации полевого обезвоживания торфяного сырья при добыче на мелкоконтурных и мелкозалежных месторождениях. Представленные результаты опытной эксплуатации технологии сушки торфа в толстых слоях с послойной уборкой отражают увеличение сезонных сборов и снижение влияния неблагоприятных метеофакторов на стабильность процесса добычи. Выполненные исследования позволили разработать структуру комплекса технологических операций экскаваторной добычи торфа со стадийным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах, обеспечивающих рациональное состояние процесса добычи по совокупности технологических факторов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Кремчеев Эльдар Абдоллович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STEPǧBYǧSTEP DEWATERING OF EXCAVATED PEAT

On the basis of the results of studies on gravity dewatering of peat and its drying in the fi eld, the ways of intensifi cation of fi eld dewatering of peat raw materials are proposed. As the results of experimental operation of the technology of drying peat in thick layers with layer-bylayer collecting is an increase in seasonal extraction volume and a decrease in the impact of meteorological factors on the stability of the production process. The studies allowed developing the structure of the complex of technological operations for peat excavating with stage dehydration of peat in an organized layer.

Текст научной работы на тему «Стадийное обезвоживание сырья при экскаваторной добыче торфа»

УДК 622.331

Кремчеев Э.А.

Кремчеев Эльдар Абдоллович, д. т. н., доцент, заведующий кафедрой метрологии и управления качеством Федерального государственного бюджетного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет», e-mail: kremcheev@ mail.ru

Kremcheev E.A.

Kremcheyev Eldar A., Dr. Sc. Tech., Аssociate Professor, Head of the Chair of Metrology and Quality Management of the St. Petersburg Mining University.

СТАДИЙНОЕ

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ СЫРЬЯ ПРИ ЭКСКАВАТОРНОЙ ДОБЫЧЕ ТОРФА

Аннотация. На основании результатов исследований по гравитационному обезвоживанию торфа и его сушке в полевых условиях предложены пути интенсификации полевого обезвоживания торфяного сырья при добыче на мелкоконтурных и мелкозалежных месторождениях. Представленные результаты опытной эксплуатации технологии сушки торфа в толстых слоях с послойной уборкой отражают увеличение сезонных сборов и снижение влияния неблагоприятных метеофакторов на стабильность процесса добычи. Выполненные исследования позволили разработать структуру комплекса технологических операций экскаваторной добычи торфа со стадийным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах, обеспечивающих рациональное состояние процесса добычи по совокупности технологических факторов.

STEP-BY-STEP DEWATERING OF EXCAVATED PEAT

Annotation. On the basis of the results of studies on gravity dewatering of peat and its drying in the field, the ways of intensification of field dewatering of peat raw materials are proposed. As the results of experimental operation of the technology of drying peat in thick layers with layer-by-layer collecting is an increase in seasonal extraction volume and a decrease in the impact of meteorological factors on the stability of the production process. The studies allowed developing the structure of the complex of technological operations for peat excavating with stage dehydration of peat in an organized layer.

Key words: peat, peat extraction, peat drying.

Ключевые слова: торф, добыча торфа, сушка торфа.

Введение

В настоящее время при разработке торфяных месторождений нашли широкое применение технологии производства фрезерного и кускового торфа. Распространение фрезерной технологии добычи и итерации в развитии данной технологической схемы обусловлены удобством конечного продукта производства -крошкообразного торфа, пригодного для большинства видов последующей переработки и прямого использования полевой продукции.

В связи с многообразием особенностей торфа при освоении торфяных месторождений следует с большим вниманием проводить оценку потенциального использования торфяного сырья и продукции проектируемого торфяного предприятия. От этого во многом будут зависеть технологические подходы и техническое оснащение производства. Большое различие в свойствах торфа предполагает дифференцированный подход к выбору способа его добычи и направлений использования. В современных условиях развития торфяного производства при оценке сырьевых качеств торфа возможно следующее укрупненное деление [11, 19, 20, 22-24]: сырье для производства органических удобрений (зольность Ас < 35%; степень разложения Кт > 20% для верхового и переходного типа торфа и Кт > 15% для низинного типа); сырье для производства топливных продуктов (Ас < 23%; Кт > 15% для верхового и переходного типа торфа и Кт > 10% для низинного типа торфа); сырье для производства торфяной подстилки, субстратных плит, питательных брикетов, торфяных горшочков, кормовых гидролизных сахаров и других продуктов химической переработки торфа (Ас < 15% и 15 < Кт > 25%); сырье для производства активных углей (торф верхового типа с Кт > 35% и Ас < 6%); сырье для производства горного воска, содержащее не менее 4% бензиновых битумов.

Торфяное сырье в процессе полевого обезвоживания претерпевает значительные изменения водно-физических свойств, что отражается и на других его характеристиках (структурных, химических и т. п.). Например, одна и та же влажность торфяного сырья при сравнимом гранулометрическом составе может быть достигнута в полевых условиях при жестком и мягком режимах сушки, что будет определяться структурой технологического процесса. В общем случае влагоемкость получаемого при жестком режиме сушки торфяного сырья будет

ниже в сравнении с мягким режимом сушки, вероятна потеря части легкоподвижных битумов, будет выше крошимость полевого продукта и т. д. Такой торф будет менее ценным для производства сорбционных материалов, глубокой химической переработки и т. п. Структура технологического процесса добычи торфяного сырья и полевого производства продуктов на основе торфа должна определяться требованиями потребителя к сохранению специфических полезных свойств, присущих исходному торфу.

Использование технологий фрезерного торфа затруднено и зачастую экономически нецелесообразно в регионах с малым количеством солнечной радиации и большим количеством осадков [14, 15, 19]. Существующие подходы реализации фрезерной технологии добычи и разработанные в предыдущие годы методы интенсификации сушки крошкообразного торфа в полевых условиях не в полной мере решают основные задачи концентрации производства и его диверсификации, являясь полумерой для малых и средних производств, особенно в условиях неблагоприятных метеофакторов. Проведенный анализ показал, что резервы в повышении производительности и снижении себестоимости добычи следует искать в оптимизации энергетических затрат на различных стадиях обезвоживания торфа, обеспечении лучшего использования метеорологических условий и увеличении нагрузки на единицу площади добычного поля технологическими методами [1, 12, 13, 18, 19, 24, 25].

В результате анализа степени изученности торфяных месторождений, особенностей существующих технологий добычи торфа, структуры торфодобывающей отрасли, наличия потенциальных потребителей торфяной продукции было установлено, что торфяное сырье в виде крошкообразного торфа разного влагосодержания является основным видом торфяного сырья, востребованного для дальнейшей переработки. Данный вид сырья на небольших по площади и мощности торфяных залежах может быть получен путем реализации технологических процессов, в основе которых лежит экскаваторная добыча крошко-образного торфяного сырья с его стадийным обезвоживанием.

Пути интенсификации добычи торфа на мелкоконтурных и мелкозалежных месторождениях. Одним из вариантов развития технологий добычи торфа в направлении интенсификации обезвоживания следует счи-

тать сушку торфяного сырья в толстых слоях с послойной уборкой в укрупненный валок с последующей его вывозкой на полевой склад увеличенных размеров. Складированное торфяное сырье круглогодично может вывозиться автотранспортом потребителю или в цеховой модуль для дальнейшей переработки.

Результаты проведенных научных исследований по гравитационному обезвоживанию торфа и сушке в полевых условиях, обобщенные и опубликованные в монографии [8], показали, что интенсивность полевой сушки торфа как в сезон, так и за его пределами может быть повышена.

Знания о форме и энергии связи влаги с твердой фазой торфа при различных влагосодержа-ниях торфяного сырья позволяет обоснованно подойти к решению актуальной задачи торфяного производства по оптимизации энергетических затрат на различных стадиях обезвоживания торфа. При сушке тонкого слоя толщиной Нопт в пределах зоны испарения йзи время сушки т = const, что не отражает возможность послойной сработки толстых слоев по мере подсыхания более тонких толщиной hi < йзи (т. е. отсутствует учет радиационного баланса и теплового потока, складывающегося из аккумуляции и глубинного оттока). Для решения этого вопроса воспользуемся значением критерия оптимальности по Л.М. Малкову [1, 4]

К

01 м

Pe(l + wy)

>

X

(1)

где ц - сборы влажного торфа с единицы площади поля сушки, ц = (тс + тв)/^ - площадь поля сушки; Рс - загрузка поля сушки по сухому веществу торфа; Шу - уборочное влагосодер-жание.

Зная, что интенсивность испарения ги = = -Рс (сЦ¥^х), получим

(2)

тогда

■^опт _ -„г „г ~ 'max (3)

Щ-Щ

при AW = W1 - W2 = const.

Значение интенсивности сушки определяется из соотношения

W,

i = —ycV J dW,

w.

(4)

после интегрирования

i = J<y{Wx-W1),

(5)

где V = йх/йт - линейная скорость испарения, м/с.

Подставим уравнение (5) в (3), получим

(6)

где V = //рж.

Предположим, что интенсивность испарения в пределах зоны испарения равна интенсивности влагопереноса из нижележащего слоя в верхний,

■ Ш (ПЛ

ах

С учетом линейной скорости испарения (7) и технологических характеристик рж = усШ, / = PжV/, V/ = йх/йт; Ус = рт(1 - п), Рс = уДшт, / = -Рс(йШ/йт) = усЯопт(йШ/йт) получаем дифференциальное уравнение

к = _ опт "тУс ,

ах

dW W

(8)

После интегрирования по Ш при условии йх ^ Ах = И, Ш2 > окончательно уравнение (6) принимает вид:

\( 4

-^опт ^тУс ^

Wn

(9)

Отсюда следует, что чем тоньше сушимый слой, тем выше Копт. При сушке толстых слоев интенсивность падает (рис. 1, 2).

Уравнение (9) можно записать относительно основной технологической характеристики - загрузки площади сушки по сухому веществу торфа Рс = усй, тогда

К =-а А

опт т ,о

h

/

иД

W,

2)

(1 + Жу). (10)

Следовательно, при постоянной загрузке поля сушки по сухому веществу торфа критерий оптимальности растет с уменьшением квадрата высоты слоя и увеличением влаго-содержания подстилающего слоя Ш2. Значение коэффициента диффузии влаги можно рассчитать, воспользовавшись выражениями [5] ат = /й/(6усАШ), где АШ - изменение влагосо-держания за время сушки торфяной крошки, толщина слоя которой меньше или равна величине зоны испарения. Средние значения

коэффициента диффузии влаги при изменении толщины слоя от 4,040-3 до 30,540-3 м соответственно составили ат = (1,68-6,38)40-6 м2/ч при колебании интенсивности испарения от 0,634 до 0,173 кг/(м2ч).

40

20

%

X 0

С1 ^ CD -20

•1?

-40

-60

2

100 300 400 Hi -103, м

Н0 = 175

\1

Рис. 1. Зависимость интенсивности испарения от толщины навала верхового торфа R = 22-25% (1) и максимальной величины /и = aRB (2)

Fig. 1. Dependence of the evaporation intensity on the thickness of the peat head peat Rm = 22-25% (1) and the maximum value /и = aRB (2)

50 ^

40-

''о"

30-

£

20-

10-

0

\ a

: NN 1 \ ' X b ! \

/У /' Лэ^ f ' / \ / / Ч-

' ' v Q d

100 -1- 200 hi -103, м

Н0 = 175

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2. Схема выполаживания максимумов (а, b, c, d) зависимостей интенсивности испарения от высоты навала (слоя) торфяного сырья (обработка данных, представленных на рис. 2)

Fig. 2. The scheme of the flattening of the maxima (a, b, c, d) of the dependence of the evaporation intensity on the height of the peat (the layer) of peat (processing data presented in Fig. 2)

Для оценки зависимости критерия оптимальности от величины радиационного баланса B преобразуем уравнение (10) с учетом выражения (5) и технологических характеристик. Окончательно выражение принимает вид:

К =

опт

W

= (11)

Значение критерия оптимальности растет с повышением величины радиационного баланса и уменьшением величины теплового потока, что также указывает и на рост сборов торфа с уменьшением влагосодержания согласно уравнению (1).

Таким образом, послойная сработка толстых слоев с позиции интенсификации сушки является предпочтительной по сравнению с сушкой в однослойном расстиле на подстилающей влажной торфяной залежи, что подтверждается и в работах [2, 4, 14, 16], где оценивалась интенсивность сушки торфа в двухслойном расстиле - сушка на остатках подсохшего торфа, оставшегося после уборки первого слоя (Ж2 < [3].

Экспериментальные исследования

В период активного развития торфяной промышленности в СССР различными исследователями проводился грандиозный объем экспериментов, основной целью которых был поиск путей повышения сборов торфа. В результате был сформирован значительный объем эмпирической информации, который зачастую не находил теоретической интерпретации. Анализ экспериментальных данных, полученных за долгие годы полевой работы, позволяет в настоящее время не только оценивать правильность тех или иных теоретических выводов, но и устанавливать новые, неизвестные ранее взаимосвязи.

Фундаментальное подтверждение уравнения (11) следует из анализа результатов экспериментальных исследований зависимости /Ь/Б = / (Ност) работы [4] (рис. 3). Здесь Ь -удельная теплота испарения влаги из торфа, / - результирующее значение интенсивности сушки. Анализ представленных данных показывает, что /Ь/Б тем больше, чем толще слой, на котором производится сушка верхнего, относительно тонкого слоя, так как /Ь/Б растет до 0,9 (Ност « 100 мм, верховой сосново-пушицевый торф, Кт = 25%, 1Ун = 2,5 кг(в)/ кг(с), а для остальных видов торфа это значение было 0,84 (низинный осоковый торф, Кт = 20-25, = 4,2 кг(в)/кг(с) и переходный торф, Кт = 30%, 1Ун = 5,1 кг(в)/кг(с). С уменьшением Ност значения /Ь/Б соответственно уменьшаются до 0,68 и 0,50-0,40. При этой величине Ност возрастает тепловой поток в залежь Ракк « Ргл. Эту толщину слоя назовем Н^ = 20-30, т. е.

кр < И0.

iL/B

Рис. 3. Зависимость относительных затрат тепла на испарение влаги iL/B при сушке торфа в толстых слоях: 1 - низинный осоковый торф; 2 - переходный торф; 3 - верховой сосново-пушицевый торф [15, 20]

Fig. 3. Dependence of relative heat costs on moisture evaporation iL/B when peat drying in thick layers: 1 - low sedge peat; 2 - transitional peat; 3 - upland pine-and-cotton grass peat [15, 20]

При Ност < tf^p сушка торфа в толстых слоях с послойной уборкой, а также подсушка торфа нецелесообразны из-за потерь тепловой энергии в залежь (подстилающий слой - торф, минеральный грунт). Значения Н1^ должны уточняться для конкретного типа и вида торфа, его влагосодержания, размеров частиц, степени разложения и других внутренних и внешних характеристик, влияющих на тепломассообмен.

Проверка возможности увеличения сборов торфа при его сушке в многослойном толстом расстиле выполнена на основе экспериментальных данных для q = /(Ност), полученных в полевых условиях 2013 г. в ОАО «ТБЗ Усяж» (Республика Беларусь) [9, 10, 17, 21] и ретроспективных данных, полученных в 1981 г. в Тверской обл. [2, 4, 7] (рис. 4).

Анализ представленных данных показывает устойчивую тенденцию в повышении цикловых сборов торфа с ростом толщины слоя Ност Подтверждение получено для различных сезонов добычи торфа, причем характеристики исходного торфяного сырья отличались. Для малых значений Ност = Н'^ < 20-30 мм сборы незначительно возрастают с 6 до 8 т/га (рис. 4, б) и с 15 до 18,5 т/га (рис. 4, а, табл. 1), что указывает на большую потерю тепловой энергии в подстилающем слое и снижение затрат на испарение влаги (см. рис. 3). Это условие соответствует существующей технологии фрезерной добычи торфа с двухдневной продолжительностью цикла, где толщина слоя сушимого крошкообразного торфа составляет в среднем 33-44 мм с относительно небольшими сборами торфа при сушке на влажной подстилающей залежи [15, 18].

Дальнейший рост Ност приводит к росту значений циклового сбора до 10,5 т/га (рис. 4, б) и 33,5 т/га (рис. 4, а) при Ност = 96 мм и Ност = 102 мм соответственно ((И/Б) = 0,8-0,9, рис. 4) и уменьшении глубинного потока тепла в торфяную залежь (табл. 2, Ргл = 18,3 Вт/м2, Рп = 1-103 Вт/м2). Таким образом, подтверждаются результаты проведенных ранее теоретических исследований по тепловому и радиационному балансу при сушке торфяного сырья в тонких и толстых слоях.

Оптимизация времени сушки торфяного сырья

Следующей особенностью интенсификации процесса сушки и уборки торфа является организационная задача. Она сводится к оптимизации времени на сушку торфа путем исключения вспомогательных технологических операций в дни сушки (ежецикловая уборка,

Рис. 4. Зависимость цикловых сборов торфа от толщины слоя аэрации (без ворошения): а - данные 2013 г.; б - данные 1981 г.

Fig. 4. Dependence of cyclic peat charges on the thickness of the aeration layer (without tumbling): a - 2013 data; b - 1981 data

Таблица 1. Сравнительные итоги опытной эксплуатации технологии сушки торфа в толстых слоях с послойной уборкой (с приведением к показателям технологии добычи фрезерного торфа)

Table 1. Comparative results of the experimental operation of the technology of peat drying in thick layers with layer harvesting (with reduction to indicators of technology of milling peat extraction)

Показатель 2011 г. 2012 г. 2013 г. Диапазон изменения показателя

Отношение показателя Н/С Н С

Выгрузка торфяного сырья на поле сушки, раз 0,26 0,28 0,25 9-7 36-21

Уборка торфа, раз 1,00 0,75 0,86 27-21 35-21

Средняя фактическая продолжительность цикла, сут 0,33 0,25 0,27 5,1-4,4 1,7-1,2

Среднее значение циклового сбора, т/га 4,84 5,87 5,44 98,0-92,0 19,5-16,1

Сезонный сбор, т/га 1,61 1,46 1,55 846-644 576-399

Влага торфа в штабеле (склад), % 0,95 0,97 0,92 47,6-45,0 50,7-46,1

Площадь участка, га 0,3 0,5 0,1 1-0,1

Примечания: Н/С - отношение показателя новой схемы сушки к существующей фрезерной технологии; торф низинный осоковый, Ят = 29-32%.

Таблица 2. Изменение характеристик теплового потока и интенсивности испарения

для навала верхового торфа толщиной Hi

Table 2. The change in the characteristics of the heat flux and the rate of evaporation

of a high-moor peat pile with a thickness of Hi

Толщина Hi -103, м Тепловой поток Р, кВт/м2 Интенсивность испарения, кг/м2с Нкр -10-3, м Примечание

Р ' ак P ' гл Рп V10-3 imax-10-3

100 0,252 0,0183 0,2703 0,194 0,475 73 B = 0,457 кВт/м2; aR = 1,04-10-6 кг/Дж; шн = 86%; Нопт = 175-103 м при Ргл к 10 Вт/м2

150 0,378 0,0120 0,3900 0,069 110

200 0,504 0,0092 0,5132 -0,056 145

300 0,756 0,0061 0,7621 -0,317 209

400 1,040 0,0046 1,0446 -0,611 273

ремонт производственных площадей и осушительной сети, доставка торфяного сырья на поля сушки др.). Этот подход направлен и на оптимизацию сроков проведения технологических операций по сушке торфа, который следует из анализа формул (1) и (11). В этой связи общие сборы торфа будут выражаться соотношением:

?сез = лЛ:0Iгr^;, (12)

где п - число циклов уборки; т - время сушки за сезон добычи торфа. Откуда следует, что сборы торфа за сезон будут определяться числом циклов уборки, величиной Копт и общей продолжительностью сушки.

Обозначим календарную продолжительность сезона добычи через тсез, вспомогательное время через твсп, а дни с осадками через Тос. Тогда

Т^сез-Ксп+^ос) (13)

Подставим уравнение (13) в (12) и окончательно получим зависимость

?сез = "^опг [Чез " Кш + ^ос )] (14)

растущую с повышением разности временных затрат.

Уравнения (12), (13), (14) можно связать с теоретическими зависимостями оптимизации процесса сушки.

Таким образом, оптимизация технологического процесса сушки сводится к увеличению разности временных затрат, количества циклов уборки и критерия оптимальности при прочих постоянных условиях с внедрением технологии производства крошкообразного торфяного сырья с сушкой в толстом многослойном расстиле и раздельной уборкой из многоцикловых валков. В случае отработки ранее осушенных месторождений с учетом показателей уже сформированных технологи-

''А

/ / / / |\ _

// I \\ \ N

/V ¿.¿-C J -

O _

*4ос H3oc H2oc

2

чЛ

;1\\ // -X !\\\\

////Г ' r*VN * * * * * * * * *

O

w

40000

Рис. 5. Схема расположения укрупненных валков (4 уборки) на низинной (а) и верховой (б) торфяной залежи: 1, 2 - валки; 3 - картовый канал; ОАВСС'В'А' - остаточный слой под многоцикловым валком; 1/, 2', 3', 4' - навалы высушенного торфа; Всуш1 - участок поля сушки с бровкой канала (9,2 м); Всуш2 - участок поля сушки в межвалковом промежутке (18 м); УГВ - уровень грунтовых вод

Fig. 5. Scheme of arrangement of enlarged rolls (4 sweeps) on lowland (a) and upper (b) peat deposit: 1, 2 - rolls; 3 - the card channel; ОАВСС'В'А' - the residual layer under a multi-cycle roll; 1', 2', 3', 4' - the bulk of the dried peat; Всуш1 - a section of the drying field with the canal of the canal (9.2 m); Всуш2 - a section of the drying field in the interval diameter (18 m); УГВ - groundwater level

1

4

4

3

3

ческих площадок для верхового типа торфяной залежи целесообразно использовать один укрупненный валок, а для низинного типа -два укрупненных валка (рис. 5). При такой организации работ по сушке торфа в толстых слоях с послойной цикловой уборкой (3-5 уборок на одну выкладку торфа на поле сушки) в промежуточный укрупненный валок вывозка на склад будет осуществляться в свободное от сушки время.

Комплекс технологических операций экскаваторной добычи торфа

Добычной модуль, в соответствии с технологической схемой экскаваторной добычи торфа со стадийным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах, должен включать в себя карьер, участки гравитационного обезвоживания и сушки. Участок гравитационного обезвоживания торфа организуется в непосредственной близости от места экскавации или на специальных площадках, где в навалах опти-

мальной высоты происходит обезвоживание торфа до достижения навалами критической высоты, определяемой равновесным состоянием влаги под действием сил гравитации и капиллярно-осмотических сил с учетом испарения влаги. Имеет смысл рассматривать техническое обеспечение пооперационно. Структура комплекса выполняемых операций для адаптивной технологии экскаваторной добычи торфа со стадийным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах может быть представлена схемой с линейными и параллельными связями между процессами; экскавации и гравитационного обезвоживания; стилочными операциями, операциями сушки и уборки торфяного сырья в укрупненный валок; операциями транспорта и складирования сырья и продукции (рис. 6).

На рис. 6 подкомплекс операций группы А соответствует операциям добычи, Б - операциям полевой сушки, В - операциям вывозки и складирования сырья и продукции. Отдельные

Группа операций В

Рис. 6. Структура комплекса технологических операций экскаваторной добычи торфа со стадийным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах

Fig. 6. Structure of a complex of technological operations for excavating peat extraction with stepwise dehydration of raw materials in an organized bedding and intermediate storage units

операции в группах осуществляются последовательно, а подкомплексы операций групп А, Б и В осуществляются параллельно, что обеспечено демпферными промежуточными накопителями. Сырьевые потоки между отдельными группами операций обеспечиваются внутренними транспортными связями.

Заключение

Энергоемкость добычи крошкообразного торфа по фрезерной технологии зависит от вариации метеофакторов и из-за неблагоприятных погодных условий увеличивается на 7-10%. При использовании адаптивной технологии экскаваторной добычи торфа со стадий-

ным обезвоживанием сырья в организованном расстиле и промежуточных складочных единицах обеспечивается до 65% экономии времени на возобновлении технологического цикла после выпадения осадков. Полный потенциал технологическая схема экскаваторной добычи торфа раскрывает при добыче крош-кообразного торфяного сырья повышенной влаги для производства окускованного топлива в заводских условиях. Одним из важнейших преимуществ технологии является возможность ее рентабельного применения на мелкоконтурных (до 10 га) и мелкозалежных (средняя мощность залежи до 1,0 м) торфяных местрождениях. Следует отметить, что приме-

нение разработанной технологической схемы для производства крошкообразной полевой продукции влажностью 33-55% на залежах с площадью более 40 га и на крупных залежах с мощностью более 6,0 м ограничено. При производстве крошкообразной продукции повышенной влаги (65-70%) ограничение возникает на площадях более 50 га. При производстве крошкообразной продукции для обеспечения экономии энергоресурсов целесообразно использовать интенсивные послойно-поверхностные технологии с включением в них разработанных подходов по сушке толстых слоев с послойной уборкой.

Библиографический список

1. Антонов В.Я. Технология полевой сушки торфа / В.Я. Антонов, Л.М. Малков, Н.И. Гамаюнов. - М.: Недра, 1981. - 239 с.

2. Афанасьев А.Е. Физические процессы теп-ломассопереноса и структурообразования в технологии торфяного производства: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. КГУ - Калинин, 1984. - 40 с.

3. Афанасьев А.Е. Сушка фрезерного торфа в формируемом двухслойном расстиле / А.Е. Афанасьев, А.К. Бавтуто // Физические основы торфяного производства. Межвуз. сб; КГУ - Калинин, 1986. - С. 42-47.

4. Афанасьев А.Е. Оптимизация процессов сушки и структурообразования в технологии торфяного производства / А.Е. Афанасьев, Н.В. Чураев. - М.: Недра, 1992. - 288 с.

5. Афанасьев А.Е. Структурообразование коллоидных и капиллярно-пористых тел при сушке / ТГТУ - Тверь, 2003. - 189 с.

6. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации на 01.01.2012. Вып. 96. Торф: Сводные данные / Российский федеральный геологический фонд. - М., 2012. - 108 с.

7. Ефремов А.С. Особенности гравитационного обезвоживания торфа / А.С. Ефремов, Г.А. Дмитриев, А.Е. Афанасьев // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2014. - № 11. - С. 61-69.

8. Кремчеев Э.А. Гравитационное обезвоживание и полевая сушка в интенсивных технологиях добычи торфа / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» . - СПб., 2015. - 175 с.

9. Кремчеев Э.А. К вопросу оценки интенсивности удаления влаги при полевом обогащении торфа / Э.А. Кремчеев, А.В. Михай-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

лов, А.Е. Афанасьев // Современные проблемы науки и образования. - 2014. -№ 1. URL: http://www.science-education.ru/ ru/article/view?id=12228 (дата обращения: 24.03.2015).

10. Кремчеев Э.А. Модель движения влаги при полевом обогащении торфа в толстом расстиле / Э.А. Кремчеев, Д.О. Нагорнов // Записки Горного института. - 2014. -Т. 209. - С. 59-65.

11. Марков В.И. Торф - важный возобновляемый природный ресурс провинции России (топливо, органика, сорбент, сырье) / В.И. Марков, Н.И. Волкова. URL: http://landscape-planning.ru/wp-content/uploads/2013/07/ Torf_vazhnyj_ vozobnovljaemyj_ prirodnyj_ resurs.pdf (дата обращения: 04.03.2013)

12. Мисников О.С. Анализ технологий разработки торфяных месторождений в странах дальнего и ближнего зарубежья / О.С. Мисников, А.Е. Тимофеев, А.А. Михайлов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 9. - С. 84-92.

13. Панов В.В. Тенденции развития торфяной отрасли России / В.В. Панов, О.С. Мисников // Горный журнал. - 2015. - № 7. - С. 108-112.

14. Расширение использования торфа в малой энергетике в рамках реализации ЭС 2030 как перспективного местного вида топлива для развития систем теплоснабжения изолированных потребителей на уровне муниципальных образований в торфообес-печенных регионах РФ: Отчет о НИР; № ГР 01201062471 / А.В. Михайлов, Э.А. Крем-чеев, Д.О. Нагорнов и др.; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - СПб., 2012. - 85 с.

15. Смирнов В.И. Практическое руководство по организации добычи фрезерного торфа / В.И. Смирнов, А.Е. Афанасьев, А.Н. Болтуш-кин; ТГТУ - Тверь, 2007. - 392 с.

16. Снижение сроков восстановления промышленных запасов региональных торфяных энергоресурсов применением новых технологий добычи: Отчет о НИР; № ГР 0120106247 / Д.О. Нагорнов, Э.А. Кремчеев; СПГГИ (ТУ). - СПб., 2011. - 50 с.

17. Технологическое обеспечение круглогодового производства качественного торфяного топлива для региональных кластеров малой энергетики: Отчет о НИР; № ГР 01201062473 / Э.А. Кремчеев, Д.О. Нагорнов и др. // Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» . - СПб., 2012. - 84 с.

18. Технология и комплексная механизация разработки торфяных месторождений /

A.Е. Афанасьев, Л.М. Малков, В.И. Смирнов и др. - М.: Недра, 1987. - 311 с.

19. Торф в народном хозяйстве / Б.Н. Соколов,

B.Н. Колесник, А.Л. Ямпольский и др. - М.: Недра, 1988. - 268 с.

20. Требования к торфяному сырью для производства окускованного топлива / А.В. Михайлов, А.В. Большунов, Э.А. Крем-чеев, К.В. Епифанцев // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2012. - № 4. - С. 59-63.

21. Kremcheev E.A. Environmentally compatible technology of peat extraction / E.A. Kremcheev, D.O. Nagornov // Life Science Journal. -2014. - Vol. 11 (11s). - P. 453-456.

22. Misnikov O.S. A Study of the Properties of Portland Cement Modified Using Peat Based Hydrophobic Admixtures // Polymer Science. Series D. - 2014. - Vol. 7. - № 3. - P. 252-259.

23. Misnikov O.S. Hydrophobic Modification of Mineral Binders by Additives Produced from Peat / O.S. Misnikov, E.Yu. Chertkova // Eurasian Mining. Gornyi Zhurnal. - 2014. - № 1 (21). - P. 63-68.

24. Smirnov V.I. Modern approaches to gradation of industrial sites of milled peat extraction / V.I. Smirnov, O.S. Misnikov, O.V. Pukhova // Gornyi Zhurnal. - 2014. - № 7. - P. 67-71.

25. Russian peat industry: Results of the past, view into the future / B.F. Zyuzin, O.S. Misnikov, VV. Panov, L.F. Kopenkina // Gornyi Zhurnal. -2013. - № 5. - P. 73-76.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.