CC BY
21
СЕМИ ДОКЛАД
Р 15
НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2
10СКВА.^МГГУл31яянваряя-я4яфевраляя2000я'0дая
А.Е. Афанасьев,
А.Н. Васильев, В.И. Смирнов,
УДК 622.331
А.Е. Афанасьев, А.Н. Васильев, В.И. Смирно ВЛИЯНИЕ ОПЕРАЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ СЛОЯ
Для обеспечения выполнения плановых объемов добычи фрезерного торфа в определенные периоды сезона создаются соответствующие условия сушки. В процессе проведения технологических операций создаются три вида отношений между выполняемой операцией и слоем фрезерной крошки: простые независимые технологические отношения, сложные зависимые технологические отношения и инверсионные отношения.
Простые независимые технологические отношения 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, т.е. выполнение операций не оказывает влияние на пространственную неоднородность фрезеруемого слоя залежи, так как в процессе выполнения операции не происходит перемешивания слоев фрезерной крошки. Простые независимые технологические отношения реализуются в одно и многослойном одноцикловом расстиле фрезерной крошки.
Сложные зависимые технологические отношения характеризуются взаимовлиянием выполняемой операции на кинетику процесса сушки фрезерной крошки, реализуются в многослойном разнородном по составу расстиле фрезерной крошки. В процессе выпол-
нения операций происходит перемешивание слоев фрезерной крошки. При данных отношениях выполняемые операции технологического цикла образуют связанную (перемешанную) структуру
многослойного расстила фрезерной крошки.
Инверсионные отношения (от латинского туегэю - переворачивание, обращение) характеризуются такими изменениями форм, свойств и положений слоев фрезерной крошки, при которой 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 [1].
Формирование сушимого слоя фрезерной крошки можно выполнить восмью способами: из них три слоя (простой, перемешанный и инверсионный) могут располагаться на поверхности залежи, три слоя - на аэрированных толстых слоях влажного сфрезерованно-го слоя и два - (простой и перемешанный) -на сухом слое высушенного торфа в предыдущем цикле (изолированном расстиле от слоя залежи) [2].
Изменяя глубину фрезерования залежи, последовательность и влияние выполняемой операции на слой торфяной крошки формируется технологическая схема производства фрезерного торфа, создаются соответствующие условия сушки.
Протекающие процессы тепломассопере-носа в торфе зависят от природных и технологических (внутренние, частично управляемые) факторов, т.е. от качественной характеристики торфа (типа, вида, степени разложения, влагосодержания, зольности и т.д.), способов (методов) организации, технологии, процессов структурообразования, условий взаимодействия с подстилающим слоем, а также метеорологических (внешних, неуправляемых) условий.
Рассмотрим примеры выполнения технологических операций и их взаимосвязь со слоем торфяной крошки в процессе производства фрезерного торфа на топливо и сельскохозяйственного назначения и относящихся к управляемым факторам.
При фрезеровании торфяной залежи после выпадения осадков, когда нет остатка от предыдущего цикла и фрезеруется одноцикловой расстил - пример простых независимых технологических отношений. Наблюдаемая пространственная неоднородность залежи по влажности приводит к пространственной неоднородности слоя нафрезерованной крошки. Выполняемая операция не оказывает взаимовлияния на пространственную неоднородность по влажности.
Фрезерование залежи при заготовке фрезерного торфа для изоляции штабелей, когда после окончания сезона выполняется несколько циклов добычи торфа для покрытия штабелей влажной торфяной крошкой, -пример простых технологических отношений.
При фрезеровании залежи в устойчивый период ведения технологического процесса, когда сухой слой от предыдущего цикла перемешивается со слоем вновь фрезеруемого слоя залежи, операция фрезерования со слоем торфяной крошки будет находиться в сложных зависимых технологических отношениях, приводящая к изменению кинетики (динамики) сушки слоя крошки. В процессе фрезерования слои сухого и влажного торфа перемешиваются.
Если в процессе фрезерования формируется слой заданной структуры, например, получается двухслойный расстил, как у фрезера Бавтуто А.К. [3], проявляются инверсионные отношения, слои торфа окажутся перевернутыми, внизу слой сухого торфа, а вверху влажного.
Основное назначение операции ворошения - перевернуть слой на 180°. Простые технологические отношения возникают, если ворошат одноцикловой расстил. Толщина слоя одноциклового расстила может быть различной. Так, толщина слоя при производстве фрезерного торфа машинами с пневматическим сбором торфа меньше, с механическим сбором торфа - больше, а при производстве сельскохозяйственного торфа -еще больше.
Если сушат одноцикловой расстил, а затем на него набрасывают слой влажного торфа и во время ворошения ворошат оба слоя одновременно на всю толщину двухциклового расстила, происходит перемешивание слоев, т.е. возникают сложные технологические отношения. То же самое будет происходить при ворошении двухслойного растила, созданного фрезером Бавтуто А. К. [3]. Если ворошить (рыхлить) только на толщину второго слоя, то возникают инверсионные отношения, так как ворошение второго слоя производится за пределами первого нижележащего слоя.
Простые независимые технологические отношения при выполнении операции валко-вания возникают, если валкуется одноцикловой расстил с поверхности залежи (традиционная технология). При валковании двух или более цикловых расстилов, формируемых в процессе сушки торфа в тонких слоях на аэрированном сухом подстиле по технологии предложенной В.И. Смирновым [4, 5], происходит перемешивание слоев расстила, а значит, возникают сложные зависимые технологические отношения. Инверсионные отношения проявляются при формировании двухслойного валка так, что верхний слой состоит из влажного торфа, а нижний слой -из сухого. Слои перевернуты по отношению к расстилу из которого формировался валок.
Простые независимые технологические отношения устанавливаются при уборке торфа по традиционной технологии из одноцикловых валков бункерными и перевалочными уборочными машинами с механическим принципом сбора или из одноциклового расстила при уборке пневматическими машинами. При уборке торфа из двухцикловых или многоцикловых валков, как при раздельном способе уборки [6, 7], когда убирается полностью многоцикловой валок по его длине за один проход погрузчика, происходит перемешивание торфа в процессе выполнения операций погрузки и вывозки, а значит, возникают сложные зависимые технологические отношения.
В случае послойной уборки торфа из многоцикловых валков (пневматическим или механическим способами путем сдвигания торфа с поверхности валка), когда послед-
ний слой расстила свалкован и первым убран, - пример инверсионных отношений.
Простые технологические отношения проявляются при выполнении операции штабелирования из одноциклового навала при традиционной технологии. Сложные зависимые технологические отношения устанавливаются при штабелировании двухциклового или многоциклового навала, когда в процессе штабелирования происходит перемещение навалов (перемешивание торфа) у штабеля. Послойное штабелирование торфа при послойной уборке из многоцикловых валков, когда последний расстил свалкован и первым убран и заштабелирован, - пример инверсионных отношений: расположение слоев торфа на откосах штабеля, перевернутое по
отношению к расположению слоев по традиционной технологии.
В результате анализа различных технологических схем производства фрезерного торфа можно объяснить ограниченное количество отношений между выполняемой операцией и слоем торфяной крошки (их всего три) и ограниченного количества формируемых слоев крошки (восемь). Таким образом, протекающие процессы тепломассопереноса (испарение влаги из расстила и валков, накопление тепловой энергии в валках и складочных единицах) можно регулировать за счет формирования различных отношений между выполняемой операцией и слоем торфяной крошки, создавая, тем самым, определенную его структуру.
1. Федорко В.П. Методологические проблемы технологии открытых горных работ: Авто-реф. дис. докт. техн. наук. - Иркутск, 1998. - 36с.;
2. Афанасьев А.Е., Чураев Н.В. Оптимизация процессов сушки и структурообразования в технологии торфяного производства. - М.: Недра, 1992. -288с.;
3. Бавтуто А.К. Повышение эффективности сушки торфяной крошки путем формирования расстила: Автореф.
Дисс. канд. техн. наук. - Калинин, 1986. - 19 с.;
4. Смирнов В.И. Управление процессом разработки торфяных месторождений: Учебн. пособие для вузов. - М.: Недра, 1985. - 224с.
5. Смирнов В.И. Исследования по интенсификации сушки верхового фрезерного торфа в тонких слоях: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Калинин, 1966. - 20с.;
6. Технологические регламенты на технологический процесс добычи фрезерного
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
торфа с раздельной уборкой его из наращиваемых валков /Малков Л.М., Исаева Л.С., Шейде В.П. - Л.: ВНИИ торфяной промышленности, 1988. -38 с.;
7. Технологическая схема и комплекс оборудования для добычи фрезерного торфа с раздельной уборкой из наращиваемых (укрупнен-ных) валков / Малков Л.М., Кузнецов Н.В., Шейде В.П. -Л.: ВНИИ торфяной промышленности,
1987. - 81с.
/ 7
Афанасьев А.Е., Васильев А.Н., Смирнов В.И. -Тверской государственный технический университет.
