УСТРОЙСТВО ПОЛЯ СТИЛКИ И СУШКИ КУСКОВОГО ТОПЛИВНОГО ТОРФА

Полезная модель относится к торфяной промышленности, теплоэнергетике, коммунально-бытовому хозяйству и может быть использована при производстве кускового топливного торфа.
Известно устройство полей стилки и сушки для добычи кускового торфа гидравлическим и экскаваторным способом с использованием комбинированной схемы осушения торфяной залежи, включающее открытые картовые каналы и закрытые дрены с глубиной до 2,5 м и шириной щели до 0,16 м, образованные в пласте торфяной залежи. В нижней части полости дрены уложены перфорированные трубки из винипластовой пленки толщиной до 1 мм. Дрены на залежи верхового типа закложены через 5-10 м параллельно или перпендикулярно картовым каналам. Длина дрен между открытыми коллекторами - валовыми каналами составляет 250 м, а их заданный уклон от 0,001 до 0,002 обеспечивается с помощью специального следящего устройства. (Антонов В.Я. Технология и комплексная механизация торфяного производства: учеб. пособие / В.Я. Антонов, В.Д. Копенкин. - М: Недра, 1983, с. 233-237)
Недостатками известного устройства поля стилки и сушки кускового торфа являются низкая интенсивность осушения поверхностного слоя залежи, значительный объем земляных работ, повышенные требования к предварительному осушению карт, подлежащих дренированию (влажность слоев залежи не должна превышать 92%), необходимость в тщательном содержании и ремонте эксплуатационных полей на торфяном массиве, а также деформация и быстрое разрушение или заиливание дрен.
Известно также устройство полей добычи фрезерного торфа с применением комбинированной схемы осушения, включающее сеть валовых, и картовых каналов, а также мелкий щелевой дренаж. Дрены выполнены глубиной до 1 м в торфяной залежи глубиной не менее 1,5 м. Дрены расположены параллельно валовым и перпендикулярно к картовым каналам на расстоянии между собой 10 м. Длина нарезки дрен составляет 10 или 20 м, а их работоспособность при влажности осушенной залежи не более 90% составляет 1-2 сезона (Смирнов В.И. Практическое руководство по организации добычи фрезерного торфа: учеб. пособие / В.И. Смирнов, А.Н. Васильев, А.Е. Афанасьев, А.Н. Болтушкин. - Тверь: ТГТУ, 2007, с. 43-57).
Недостатками прототипа являются ограниченные технологические возможности из-за того, что нарезку дрен осуществляют только в торфяной залежи глубиной не менее 1,5 м, что создает условия малого срока их службы.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка устройства поля стилки и сушки кускового топливного торфа с комбинированной осушительной системой.
Техническим результатом полезной модели является сокращение сроков полевой сушки в расстиле кускового топливного торфа, повышение сроков службы дренажа, уменьшение объема земляных работ.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что устройство поля стилки и сушки кускового топливного торфа, включающее сеть валовых и картовых каналов, расположенных перпендикулярно друг другу и дрены, согласно полезной модели, поле стилки и сушки расположено на минеральном грунте, поверхность поля, валовые каналы, картовые каналы и дрены покрыты сначала слоем материального заполнителя, сверху слоем насыпного грунта, при этом дрены нарезаны параллельно к картовым каналам и с уклоном в сторону валовых каналов, а слой насыпного грунта на поверхности карты расположен под углом 1-2° от середины к картовым каналам, а в сторону валового канала - под углом 0,5-1,0°. При этом в качестве материального заполнителя используют пористую смесь из гидрофобных сыпучих компонентов, включающую топливный шлак, крупный речной песок и керамзит и/или гравий, в отношениях (0,3÷-0,4):(0,4÷-0,5):(0,1÷0,3). Толщина насыпного грунта соответствует 0,1÷0,2 м, равномерно распределенная по профилированной поверхности поля. Картовые каналы расположены параллельно друг другу, выполнены шириной 0,5-0,7 м, глубиной 0,7-1,0 м и на расстоянии 20-40 м друг от друга. Дрены выполнены глубиной 0,5-0,7 м и шириной щели 0,1-0,3 м на расстоянии 5-10 м друг от друга.
Расположение поля стилки на минеральном грунте позволяет более эффективно использовать карты для добычи продукции, равномерно срабатывать залежь, использовать на уборке машины и механизмы с меньшей проходимостью, эффективно отводить ливневые осадки и ускорить процесс сушки конечной продукции, а также продлить срок службы дренажа.
Использование в качестве материального заполнителя пористой смеси из гидрофобных сыпучих компонентов, включающую топливный шлак, крупный речной песок и керамзит и/или гравий в отношениях (0,3÷-0,4):(0,4÷-0,5):(0,1÷0,3) обеспечивает эффективный отвод влаги при сушке и быстрый отвод ливневых осадков, исключающий обратный перенос влаги с поля стилки в сушимый слой продукции.
Применение насыпного грунта на поверхности поля сушки, картовых каналов позволяет улучшить сток ливневых осадков с поверхности поля и далее отвод в водоприемник по картовым каналам, избегая их заиливания
Расположение слоя насыпного грунта на поверхности карты под углом 1-2° от середины к картовым канавам, а в сторону валового канала - под углом 0,5-1,0° позволяет оптимизировать сток ливневых осадков, при этом увеличение угла наклона приводит к размытию поверхности карты и заиливанию картовых каналов, а уменьшение угла вызывает застаивание осадков на поверхности поле сушки
Толщина насыпного грунта соответствует 0,1÷0,2 м, а его равномерность распределения по профилированной поверхности поля, обеспечивает равномерный по всей площади и достаточный отток влаги при сушке продукции и во время осадков.
Выполнение картовых каналов шириной 0,5-0,7 м, глубиной 0,7-1,0 м и на расстоянии 20-40 м друг от друга позволяет достичь оптимума при отводе влаги при ливневых осадках и сушке продукции. При ширине картового канала меньше 0,5 м происходит его переполнение при ливневых осадках, ухудшается отвод воды в водоприемник, а при ширине больше 0,7 м - увеличивается объем земляных работ и уменьшается процент полезного использования площади сушки. При увеличении расстояния между картовыми каналами происходит ухудшение водоотвода, и при уменьшении необоснованное увеличение объема земляных работ.
Выполнение дрены глубиной 0,5-0,7 м и шириной щели 0,1-0,3 м на расстоянии 5-10 м друг от друга позволяет более эффективно отводить влагу с поверхности поля в картовые каналы.
Устройство поля стилки и сушки кускового топливного торфа поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена комбинированная схема осушения поля стилки и сушки, расположенного на минеральном грунте; на фиг. 2 - разрез Α-A комбинированной схемы осушения поля стилки и сушки.
Устройство поля стилки и сушки кускового топливного торфа включает сеть валовых каналов 1 и картовых каналов 2, расположенных перпендикулярно друг другу и дрены 3. Поле стилки и сушки расположено на минеральном грунте 4, где картовые каналы 2 размещены параллельно друг другу, выполнены шириной 0,5-0,7 м, глубиной 0,7-1,0 м и на расстоянии 20-40 м друг от друга. Параллельно картовым каналам 2 и с уклоном в сторону валовых каналов 1 нарезаны дрены 3 глубиной 0,5-0,7 м и шириной щели 0,1-0,3 м на расстоянии 5-10 м друг от друга.
Поверхность поля, валовые каналы 1, картовые каналы 2 и дрены 3 покрыты сначала слоем 5 материального заполнителя, а сверху слоем 6 насыпного грунта. Слой 6 насыпного грунта на поверхности карты 7 расположен под углом 1-2° от середины к картовым каналам 2, а в сторону валового канала 1 - под углом 0,5÷1,0°. Толщина слоя 6 насыпного грунта, равномерно распределена по профилированной поверхности поля и соответствует 0,1÷0,2 м. В качестве слоя 5 материального заполнителя используют пористую смесь из гидрофобных сыпучих компонентов, включающую топливный шлак, крупный речной песок и керамзит и/или гравий в отношениях (0,3÷0,4):(0,4÷0,5):(0,1÷0,3).
2
Осушительная сеть поля стилки и сушки при наличии атмосферных осадков работает следующим образом. Верхний слой 5 материального заполнителя поглощает выпавшие атмосферные осадки. По мере возрастания интенсивности выпадения осадков, вода заполняет поровое пространство насыпного грунта 6, и материального заполнителя 5, размещенного в картовых каналах 2 и дренах 3. Дальнейшее поступление воды сопровождается ее отводом фильтрацией в сторону уклона к каналам 1 и 2. Объем материального заполнителя 5, насыпного грунта 6 в картовых канавах 2 и дренах 3 определяется их пористостью из расчета заполнения водой порового пространства при ливневых атмосферных осадках 30-40 кг воды на 1 м поверхности поля стилки и сушки.
Использование полезной модели при производстве топливного кускового торфа позволяет увеличить его цикловые сборы на 10-15%, снизить на 50% объем земляных работ при рытье осушительных каналов и закладке дрен, увеличить срок службы дрен до 5-8 сезонов эксплуатации поля стилки и сушки кускового топливного торфа.
В настоящее время полезная модель находится на стадии разработки технического задания на инновационный проект