Многообразие технологических процессов производства торфяной продукции

1. Сеинов Н.П., Шейдеров А.И., Жариков И.Ф.,

Нуриджанян Г.З. Перспективные направления повышения эффективности открытой угледобычи за счет совершенствования техники и технологии горных работ // Уголь, 2002, №10.

2. Каплан A.B., Пикалов В.А., Соколовский В.В.

Выбор горно-транспортного оборудования и оценка возможности финансирования при освоении Восточно-Бейского каменноугольного месторождения / Труды научно-практической конф. "Качество, надежность, эффективность, эксплуатация горнотранспортного оборудования: современное состояние и перспектива. (31 янв. - 4 фев.) Сб. тезисов докл. - Екатеринбург, 2000г. "

3. Щадов В.М. Технолого - организационные

основы формирования стратегии развития открытой уг-

ледобычи / Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. д.т.н.- М.: МГГУ, 2001.

4. Маттис А.Р., Зайцев Г.Д. Проблемы созда-

ния экскаваторов для безвзрывной технологии и пути их решения // Горный информационно-аналитический бюллетень - М.: МГГУ - 2003, №.5.

5. Маттис А.Р., Зайцев Г.Д. О целесообразно-

сти освоения производства экскаватора ЭКГ-12В для безвзрывной добычи полезных ископаемых // Открытые горные работы, 2000, №3.

6. Ненашев A.C., Ермолаев В.А., Рыбаков Б.Н.

Снижение потерь угля на разрезах Кузбасса.: Обзор/ ЦНИИЭИуголь,- М., 1981.

— Коротко об авторах ---------------------

Зайцев Г.Д. — кандидат технических наук,

Зайцева A.A. — кандидат технических наук, Институт горного дела СО РАН, г. Новосибирск.

-------------------------------------------- © А.Н. Васильев, 2004

УДК 622.331 А.Н. Васильев

МНОГООБРАЗИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ТОРФЯНОЙ ПРОДУКЦИИ

Семинар № 12

А нализ элементов различных техноло-.¿л. гий разработки торфяных месторождений показывает, что объектной устойчивостью обладают элементы (операции) технологического процесса. Именно они переходят из одной технологической схемы в другую и используются при поиске инвариантных элементов технологических процессов. Создание и развитие технологического процесса производства фрезерного торфа связаны с формированием ряда операций, через которые раскрывается содержание технологий и которые характеризуются устойчивостью. Такими операциями являются: фрезерование, ворошение, рыхление, валкование, уборка, погрузка, вывозка и штабелирование [1].

Сущность (назначение) операций остается неизменной, хотя количественные и качественные параметры сушимого слоя и время проведения операций в технологических схемах будут различными. Неизменность сущности операций определяет традиционность самой технологии, несмотря на изменяющиеся типы машин. Эти операции (элементы) являются первичными. Остальные операции, используемые в технологических способах разработки торфяных месторождений, являются синонимами или сочетаниями названных операций. Так, разбрасывание торфяной крошки на слой высушенного торфа представляет собой не что иное, как элемент фрезерования торфяной залежи, так как

в процессе фрезерования происходят резание и набрасывание торфяной крошки на поверхность залежи.

Реальные операции имеют определенные формы и характеризуются количественными и качественными параметрами. Так, при изменении глубины фрезерования слоя залежи и последовательности проведения отдельных операций технологического цикла формируется целостная технологическая схема производства фрезерного торфа. Раскрывается воспроизводство всех необходимых условий ведения технологического процесса (послойная сушка или сушка на всю толщину) для обеспечения заданного качества торфяной продукции и выполнения плановых объемов производства фрезерного торфа в определенные периоды сезона, а также создаются соответствующие условия сушки. Значения этих параметров, количество операций в цикле зависят от качественных характеристик залежи, применяемого оборудования и метеорологических условий сушки.

Динамическая общность названных инвариантных операций технологий разработки торфяных месторождений проявляется в следующих взаимодействиях рабочих органов машин со слоем фрезерного торфа: простых (независимых) технологических взаимодействиях, сложных (зависимых) технологических взаимодействиях и инверсионных взаимодействиях.

Простые (независимые) технологические взаимодействия, между рабочими органами машин и слоем торфяной крошки при выполнении операций, характеризуются логическим (последовательным) и независимым развертыванием в пространстве и во времени операций технологического процесса производства фрезерного торфа, выполнение которых не оказывает взаимодействия ни на форму слоя фрезерной крошки, ни на взаимовлияние слоев фрезерной крошки.

Пространственное выполнение технологических операций определяется гидротехническими условиями, качественной характеристикой залежи, площадью производственного участка, метеорологическими условиями. Операции формируются и развиваются последовательно или параллельно во времени.

Простые (независимые) технологические взаимодействия реализуются через комплекты машин, работа которых может быть организована на любой технологической площадке

в соответствии с пространственным выполнением (размещением) технологических

операций. Простые (независимые) технологические взаимодействия реализуются в одно - или многослойном одноцикловом, однородном по свойствам, расстиле фрезерной крошки.

Сложные (зависимые) технологические взаимодействия характеризуются влиянием выполняемой операции на форму слоев и динамику процесса сушки торфяной крошки и реализуются в многослойном разнородном по составу расстиле. При данных взаимодействиях выполняемые операции технологического цикла образуют связанную структуру многослойного расстила фрезерной крошки.

Инверсионные взаимодействия (от латинского туегею - переворачивание, обращение) характеризуются такими изменениями форм, свойств и положений слоев фрезерной крошки, когда формируется заданная структура слоя. Заданность структур слоев фрезерной крошки диктуется функционально необходимыми решениями, которые позволяют повышать эффективность технологий, требуют или нетрадиционного использования известной техники или разработки новой.

Если во втором типе взаимодействий заданность структуры технологии происходит за счет перемешивания слоев фрезерной крошки, то в инверсионных взаимодействиях повышение эффективности технологий происходит за счет нетрадиционного использования известной техники. Создание третьей структуры технологий сопровождается сохранением или изменением конструкций машин.

Сохранение требуемых форм операции ворошения, т.е. переворачивания слоя фрезерной крошки на 180°, наблюдается при определенных скоростях выполнения операции.

Создание инверсионной структуры слоев фрезерной крошки при выполнении операции фрезерования сопровождается изменением конструктивного состояния фрезера, то есть добавлением разделителя потоков крошки с различной влажностью.

Сохранение естественных форм операции фрезерования происходит в том случае, когда сушат торф в тонких слоях с последующим набрасыванием влажного торфа на высушенный слой в предыдущем цикле. Этот

тип взаимодействия изменяет динамику процесса сушки торфа, позволяет максимально использовать потенциальные возможности погодных условий сушки и закрывает всю систему взаимодействий, которые могут существовать между рабочими приемами операций и слоем фрезерной крошки.

Создание нетрадиционных структур технологий, основанных на нетрадиционных формообразованиях при сохранении или изменении конструкции оборудования, закрывает весь диапазон возможных взаимодействий в технологиях.

Для технологий разработки торфяных месторождений фрезерным способом взаимодействия между рабочими приемами выполняемой операции и слоем фрезерной крошки представлены только тремя указанными выше видами. Осуществив отбор инвариантных операций, наложив на них взаимодействия, можно перейти к образованию новых технологических схем производства фрезерного торфа.

Производство фрезерного торфа протекает в полевых условиях и поэтому в значительной степени зависит от погодных условий. Существующая организация технологического процесса, когда на карте создается несколько (от 4 до 12) валков или осуществляется от 4 до 12 проходов по карте при уборке из расстила в штабель, увеличивает продолжительность технологического цикла, так как фрезерование залежи возможно после уборки торфа.

Повышение эффективности технологического процесса в новых технологиях достигается, за счет создания одного многоциклового наращиваемого валка на карте шириной 20 м. При этом операции фрезерования, вал-кования, уборки, погрузки вывозки и штабелирования могут быть выполнены с наиболее эффективными инверсионными взаимодействиями со слоем фрезерной крошки. Вынесение операций уборки и штабелирования торфа за пределы технологического цикла сушки увеличивает количество дней в сезоне по уборке и штабелированию, а значит повышается сезонная производительность уборочных и штабелирующих машин.

Желательно создавать также один валок на карте низинного типа залежи, но исходя из конструктивных особенностей технологического оборудования и возможностей его работы на верховой и низинной залежах, ре-

комендуется принимать два валка на картах низинного типа.

Вынесение технологических операций за пределы технологического цикла сушки позволяет повысить сезонную производительность труда и сократить разрыв между технологическими циклами сушки торфа.

Новая организация технологического процесса производства фрезерного торфа с применением бункерных уборочных машин включает в себя все преимущества способа добычи торфа с раздельной уборкой из наращиваемых валков и сверх того позволяет увеличить сезонные сборы.

Повышение сезонных сборов в технологии уборки торфа с откосов многоцикловых валков происходит за счет более быстрого освобождения площади и сбора высушенного торфа на карте в валок, и за счет сокращения продолжительности сушки торфа в расстиле с последующей досушкой его до кондиционной влажности на откосах многоцикловых наращиваемых валков. Данная технология позволит применить вариант организации технологического процесса с дифференцированными цикловыми сборами, что также приведет к повышению сезонного сбора. Уборку высушенного торфа необходимо осуществлять с откосов валков послойно [2]. Начинать уборку торфа необходимо с создания одноциклового валка на карте с целенаправленным формированием многоцикловых наращиваемых валков.

Внедрение технологии послойной уборки торфа с откосов многоцикловых валков потребует конструктивных изменений рабочих органов машин. Во ВНИИторфяной промышленности разработаны и апробированы на Турундаевском предприятии механизмы, позволяющие осуществлять послойную уборку с откосов валков.

Толщина слоя торфа на откосах валков при раздельном способе уборки составляет от 100 до 160 мм, в зависимости на какой валок осуществляется валкование всего высушенного слоя торфа. Такая толщина слоя замедляет процесс досушки торфа на откосах валков. Для устранения указанного недостатка в технологии послойной уборки торфа с откосов многоцикловых валков бункерными уборочными машинами предусматривается такая организация процесса валкования при которой толщина слоя торфа на откосах валков составляет 30-40 мм.

Для равномерной сработки поверхности карт и подвалковой полосы целесообразно многоцикловой валок в течение сезона смещать по ширине карты, тем самым отпадает необходимость в срезке подвалковой полосы и разравнивании срезанного слоя по поверхности карт. Многоцикловой валок располагается вдоль картового канала в любом месте по ширине карты.

В технологии уборки торфа с откосов многоцикловых валков, при послойной уборке торфа бункерными машинами расположение слоев торфа на откосах штабеля перевернуто по отношению к расположению слоев при традиционной технологии. Последний слой расстила свалкован, первым будет убран и заштабелирован [3].

Оценка эффективности предлагаемого способа производства фрезерного торфа выполнялась в полевых условиях в сравнении с традиционной технологией на торфопред-приятии Васильевский Мох, Святинский

производственный участок Тверской области. Увеличение сезонного сбора составило 50 % по сравнению с традиционной технологией при сушке торфа в расстиле. Фактическое увеличение сезонных сборов зависит от организации технологического процесса валкования.

Внедрение технологий уборки торфа с откосов многоцикловых валков бункерными уборочными машинами позволит увеличить производительность уборочных и штабелирующих машин в два раза, снизить потери торфа при уборке на 25...30 %, увеличить сезонные сборы торфа на 25 % по сравнению с раздельным способом уборки из наращиваемых валков, увеличить количество выполненных циклов на 10 %, уменьшить риск невыполнения плана производства фрезерного торфа в 2 раза (повышение надежности выполнения плана на 15 % по сравнению с существующей технологией), убирать торфяную продукцию с заданной влажностью и вести технологический процесс с дифференцированными цикловыми сборами.

1. Афанасьев А.Е., Васильев А.Н., Смирнов В.И Принципы классификации операционной организации технологических процессов разработки торфяных месторождений фрезерным способом //Горный журнал. Известия вузов, №2, 2001. С.39-47.

2. Васильев А.Н. Уборка торфа из многоцикловых валков // Технология и комплексная механизация торфя-

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ного производства. Сб. научных трудов ТГТУ. Тверь: ТГТУ, 2000. С. 61-63.

3. Васильев А.Н. Инверсионные технологии производства фрезерного торфа //Горный информационноаналитический бюллетень, №12. - М.: Изд-во МГГУ. 2003. - С.92-93.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------

Васильев Алексей Николаевич - доктор технических наук, доцент, Тверской государственный технический университет.