Способ управления добычей фрезерного торфа Советский патент 1988 года по МПК E21C49/00 

со сх

1C

Од

со

Изобретение относится к добыче нефти, а именно к способам управления технологическими операциями добьК чи фрезерного торфа с адаптацией к внешним условиям, а также может быть использовано и в других отраслях, например в сельском хозяйстве.

Цель изобретения - повьшение эффективности способа за счет сокраще- ния продолжительности технологических циклов и увеличения дополнительного количества циклов в с езоне.

Способ осуществляют следующим образом.

На метеогидрометрической площадке оборудованной непосредственно на торфодобывающем производственном участке непрерывно определяют испаряемость и степень осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи, количество осадков, скорость ветра. При отсутствии запретов на проведение технологических операций по осадкам (не.более 1-3 мм), степени осушенности (не ме- нее 3-6 Дж/кг) и скорости ветра (не более 10 м/с) начинают первый цикл добычи торфа в установленные сроки.По среднесезонной постоянной величине межоперационной испаряемости, устанав ливаемой на испарителе, например для топливного торфа, равной 2,0-2,5 кг/м определяют сроки проведения операций технологического цикла - фрезерования, ворошения и валкования. После завершения цикла (после уборки торфа) определяют выходные параметры цикла: уборочную влагу (W|) и цикловой сбор (Чц) торфа. Уборочную влагу определяют путем отбора проб из на- валов убранного торфа, размещенных у основания складочных единиц, с помощью известных устройств механизированного отбора проб торфа, например ОПТ-1.

Цикловой сбор определяют с помощью серийных торфоуборочных машин, дополнительно оборудованных известными массоизмерительными устройствами, например МТФ-43А. Полученные показатели сравнивают с заданными (расчетны- ми) для данного вида торфяной продукции. Если результат сравнения для циклового сбора больше или меньше 5%, то вносят поправочный коэффициент Кj, учитывающий отклонение удельной загрузки площади по сухому веществу (циклового сбора). Если результат сравнения для уборочной влаги торфа

ю

15

, 20 25 30 , Q

5

выше или менее 3%, то также вносят поправочный козффициент Kj, учитывающий отклонение данного выходного параметра от заданного. По результатам сравнения в следующем технологическом цикле изменяют глубину фрезерования пропорционально цикловому сбору с помощью известного оборудования и с учетом внесенных поправочных коэффициентов рассчитывают новую суммарную межоперационную испаряемость, т.е. то пропорциональное количество влаги, которое необходимо удалить из расстила при увеличении или уменьшении снимаемого слоя торфяной залежи.

Результаты сравнения приводятся в табл. i.,

Ра счет суммарной межоперационной испаряемости производят по формуле

KI-IG ± fc VIO-R -To),

где JCP суммарная межоперационная испаряемость в последующем цикле, кг/м (фактическая); Л„ - суммарная межоперационная испаряемость в предьщущем цикле, кг/м (расчетная или плановая);

q - результат сравнения фактического циклового сбора с расчетным, %;

- результат сравнения убороч- ной влаги с ра ;четной для конкретного вида торфяной продукции, %;

К и Kj - поправочные коэффициенты; 10 - перевод числа, выраженного в %, в относительную величину,

Далее определяют новую межоперационную испаряемость в цикле перед каждой технологической операцией через постоянные соотношения межоперационной испаряемости к суммарной следующего вида, при одном ворошении в цикле:

АбЕ . JM. 05-05

т т U,J,U,J,

«5 J-P

где J межоперационная испаряемость, ° затрачиваемая на период сущ- ки расстила от фрезерования до ворошения Jg - межоперационная испаряемость, затрачиваемая на период сушки расстила от ворошения до валкования,

при двух ворошениях в цикле: jJi6P..jJbjL n,3 : 0,4 : 0,3,

Jqa Jcf Jop

где J,o j - межоперационная испаряемость от первого до второго ворошения, при трех ворошениях в цикле:

Jl&P . JUiP . iip. :%. о 3-0 3-0 2-0 2

т т т-ти , J . и , J , VJ , ,1. , и,

JOP -Jcp -Jc Jop где J, oft межоперационная испаряэ or

емость в цикле от второго

до третьего ворошения,кг/м.

Оптимальное количество ворошений в цикле, необходимое для расчета меж- операционной испаряемости, определяют в зависимости от типа торфа, начальной и конечной уборочной влаги торфа на данной производственной площади по табл. 2.

Найденные величины межоперационных испардемостей устанавливают на приборе и по ним определяют межоперацион- ное время сушки торфа в расстиле,т.е. времй начала очередной технологической операции в цикле.

Аналогично указанному способу проводят последующие циклы добычи .торфа в течение полевого сезона, .после осуществления управляющих воздействий.

Пример 1. При добыче фрезерного торфа в Ленинградской области (тип торфа верховой), например, для топлива, при трех нормативных ворошениях в цикле, осуществляют следующее.

Устанавливают на исполнительном механизме послойной экскавации торфяной залежи среднюю глубину фрезеро- вания, например 12 мм, соответствующую плановому цикловому сбору, а на приборах и индикаторах - необходимые уставки для ограничения сроков проведения технологических операций по ис- паряемости, осадкам, скорости ветра и и степени осушенности производственных площадей. По достижении влагопо- тенциала в поверхностном слое торфяной залежи не менее 3-6 Дж/кг, ско- ростя ветра не выше 10 м/с и осадков не более 1-3 мм дают команду на проведение первой операции технологического цикла - фрезерование, и начина- ют вести учет суммарной испаряемости, которая для данного примера составила 8,09 кг/м. По величине нормативной межоперационной испаряемости, постоянной и равной для данного примера 8:0,9:4 2,022 кг/м (средняя величина равна 2,0-2,5 кг/м), контролируемой прибором с учетом ограничений по метеогидрометрическим факторам (при превышении или сниженгп; заданных величин прерывают технологический цикл) определяют 1ежоперацион ное время проведения следующих технологических операций - три ворошения, а также валкование. Время проведения цикла 2 сут, т.е. нормативное.

После завершения первого технологического цикла уборочная влага торф в навалах у основания штабеля соста- .вила .49% при плановой влажности 45%, а цикловой сбор - 108% при плановом 100%. Результаты сравнения показали, что уборочная влага и цикловой сбор Bbmie плановых показателей. В следующем технологическом цикле толщину послойной экскавации торфа уменьшают известным методом на 8%, т.е. фрезеруют на глубину не 12 мм, а 11 мм. По предлагаемой формуле рассчитывают новую суммарную испаряемость, котора равна J 8,09-0,96 7,77 кг/м . Затем определяют сроки проведения операций следующего технологического цикла с учетом осуществления управляющих воздействий на глубину фрезерования и. новые уставки межоперационной испаряемости.

При этом дополнительно определяют известным способом содержание влаги при фрезеровании, например, с помощь влагомера или путем отбора проб и их анализа, которая составила 76,3%, По табл. 2 находят для фактических входных (начальное влагосодержание, равное 3,20 кг/кг, тип торфа - верховой) и выходных (конечное влагосодержание, равное 0,82 кг/кг) параметров, оптимальное количество ворошений, которое соответствует трем,т.е. совпадает с нормативным. Найденное значение суммарной испаряемости подставляют в рекомендуемые постоянные

1с

соотношения межоперационных испаряе- мостей в цикле при трех ворошениях, т.е.

, jJjftp . :lsM . JBK 7,,77 7,77 7,77 7,77

0,3 : 0,3 : 0,2 : 0,2,

откуда находят новые уставки межоперационных испаряемостей, с-оответст- венно:

2,33

7,77.0,2 1,55 кг/м2;

1,56 кг/м.

Найденные величины межоперационных испа ряемостей устанавливают в качестве.новых уставок и по ним оп- 10 ределяют откорректированное межопера- |ционное время, т.е. сроки проведения технологических операций в цикле.

Получены следующие выходные параметры цикла. Содержание влаги в уб- }5 ранной продукции VJy 45,6%, что соответствует заданным условиям (AWu +0,6% 3%). Цикловой сбор торфа q -101% от планового, что соответt|. 15 ч (вместо 20 ч), что соответствует сокращению сроков проведения цикла за 5 ч или на 25%.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

После завершения первого технологи ческого цикла при добыче торфа на удобрение уборочная влага составила 57,5% при плановой 55%, а цикловой сбор 104,5% при плановом 100%, что в пределах допустимого.

Однако учитьтая, что изменились входные (начал-ьное влагосодержание ,, 3,55 кг/кг) и выходные параметры (ко

ствует управлякщему воздействию ( нечное влагосодержание для удобрения +1% 5%). Длительность активной

1,22 кг/кг) технологического процесса, определяют оптимальное количество ворошений в цикле, которое равно двум. Затем определяют новые уставки межоперационных испаряемостей, соответственно:

сушки материала в цикле tn 1 ч вместо 20 ч по плану, что соответствует сокращению сроков проведения цикла на 3ч или на 15%.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

После завершения первого технологического цикла уборочная влага составила 39% при плановой 45%, а цик- ловой сбор 91% при плановом 100%, Глубину фрезерования торфяной залежи увеличивают на 9%, т.е. с 12 мм до 13,1 мм. Суммарная испаряемость в новом технологическом цикле составила

/ .

Jp- 1,04

8,094,04 8,41 кг/м ,

Начальное влагосодержание сфрезе- рованного слоя снизилось в результате повышения коэффициента недобора и составило 3,16 кг/кг. Тип торфа тот же - верховой. По табл. 2 определяют оптимальное число ворошений - два.

Из соотношений для двух ворошений

JiftP . .. . :1м„

- 8,41

0,3 ,4 ;.0,3

8,41 8,41

находят новые уставки межоперационн испаряемостей, соответственно

8,41 0,3 2,52 кг/м 8,41 0,4 3,27 кг/м2; 8,41 0,3 2,52 КГ/MS

С

по которым аналогичным образом находят межоперационное время и сроки, проведения технологических операций. Получены следующие выходные параметры цикла:

W,,3% (А ,3% 3%), что допустимо;

q 99,1% ( -0,9% 5%) ,что допустимо;

t|. 15 ч (вместо 20 ч), что соответствует сокращению сроков проведения цикла за 5 ч или на 25%.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

После завершения первого технологического цикла при добыче торфа на удобрение уборочная влага составила 57,5% при плановой 55%, а цикловой сбор 104,5% при плановом 100%, что в пределах допустимого.

Однако учитьтая, что изменились входные (начал-ьное влагосодержание ,, 3,55 кг/кг) и выходные параметры (конечное влагосодержание для удобрения

1,22 кг/кг) технологического процесса, определяют оптимальное количество ворошений в цикле, которое равно двум. Затем определяют новые уставки межоперационных испаряемостей, соответственно:

8,09 8,09 8,09

0,3

0,4 0,3

2,43 кг/м2; 3,23 кг/м2; 2,43 кг/м%

а по ним аналогично указанным примерам устанавливают межоперационное и, соответственно, сроки проведения технологических операций данного цикла добычи торфа на удобрение .

После управляющих воздействий - изменения; уставок межоперационных испаряемостей по сравнению с посто- янньми нормативными и равными между собой (8,09 : 4 2,02 кг/м) и определения количества ворошений (два вместо нормативных трёх), получены следующие выходные параметры цикла

+1,6 3%),что 5%), что

0

5

Wy 56,5% (AWy допустимо;

q 102% (Aq, +2% 4 допустимо;

t j. 16 ч (вместо 20 ч), что соответствует сокращению сроков проведения цикла на 4 ч или на 20%.

Сокращение длительности сушки торфа в расстиле осуществляется за счет оптимального выбора режима сушйи,количества ворошений в цикле и величин межоперационной эффективной:испаряемости. При которых более интенсивно

протекает тепло- и массообмен между сфрезерованной крошкой и внешней средой при прочих равных погодных условиях и по которым изменяют сроки про- ведения технологических операций. Форм ула изобретения 1. Способ управления добычей фрезерного торфа, включающий определение суммарной межоперационной испаряе- мости, степени осушенности, количества осадков, скорости ветра и контроль за вьшолнением операций технологического цикла, отличающийся тем, что,с целью повьппения эффектив- ности способа за счет сокращения продолжительности технологических циклов и увеличения дополнительного количества циклов в сезоне, перед операцией сушки дополнительно определяют влагу фрезерной крошки в расстиле,- после окончания технологического цикла определяют цикловой сбор торфа и ее уборочную-влагу, сравнивают с заданными параметрами для данного вида торфяной продукции, а при расхождении результатов сравнения в последующем цикле изменяют толщину снимаемого слоя торфяной залежи пропорционально цикловому сбору и длительность сушки торфа в расстиле через межоперационную -испаряемость, по которой изменяют сроки проведения последующих технологических операций, причем суммарную межопера- цЬонную испаряемость определяют по формуле

, 10 К/1оЧ н б - 2

.- ,

где JCP суммарная межоперационная испаряемость в последующем

цикле, кг/м (фактическая); J - суммарная межоперационная испаряемость в предьщущем цикле, кг/м (расчетная или плановая);

q - результат сравнения факти- ческого циклового сбора с плановым, %;

AW - результат сравнения уборочной влаги торфа для данного вида торфяной продукции, %; К - поправочный коэффициент,учи- тьшающий отклонение уборочной влаги торфа, %; К - поправочный коэффициент,учитывающий отклонение массовой доли уборочной влаги, %; перевод числа, выраженного в %, в относительную величину;

с 5 05g5

0

.

0 5

при этом поправочный коэффициент,учитывающий отклонение удельной загрузки площади по сухому веществу, определяют по формуле

К 1,5- АР + 100% - при увеличении (межоперационной испаряемости) в последующем цикле

Ч

К 1,3- i Р + 100% - при уменьшении (межоперационной испаряемости) в последующем цикле

где ДР - отклонение удельной загрузки площади по сухому веществу, %;

а поправочный коэффициент, учитывающий отклонение уборочной влагн торфа, определяют по формуле

К 3 AWu + 100% - при снижении

(межоперационной испаряемости) в последующемцикле Wif,

К 1,3 ДУц- -100% - при увеличении (межоперационной испаряемости) в последующем цикле W.

2.Способ по П.1, о т ли ч а ю - щ и и с я тем, что сначала определяют оптимальное количество ворошений

.в зависимости от типа, начальной и уборочной влаги торфа на производственной площади, а затем определяют перед циклом межоперационную испаряемость.

3.Способ попп, 1и2, отличающийся тем, что Ъ ежопераци- онную испаряемость определяют через соотношение межоперационных испаряе- мостей в цикле по равенству

Jjj, 0,5.:0,5 при одном ворошении;

Jjp 0,3:0,4:0,3 при двух ворошениях;

0,3:0,3:0,2:0,2 при трех во- пошениях.

Таблица 1

Изобретение относится к области добычи торфами м.б. использовано в других отраслях, например в сельском хозяйстве. Цель изобретения - повьше- ние эффективности способа за счет сокращения производительности технологических циклов и увеличения дополнительного количества циклов в сезоне. На метеогидрометрической площадке, оборудованной на торфодобывающем производственном участке, непрерывно определяют испаряемость и степень осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи, количество осадков и скорость ветра. Перед операцией сушки дополнительно определяют влагу фрезерной крошки в расстиле. Ведут контроль за выполнением технологического цикла и после окончания его определяют цикловой сбор торфа и уборочную вла гу крошки. Затем сравнивают с заданными параметрами для данного вида торфяной продукции. При расхождении результатов сравнения в последующем цикле изменяют толщину снимаемого слоя торфяной залежи пропорционально цикловому сбору и длительность сушки торфа в расстиле через межоперационную испаряемость. Ее определяют по заданной формуле. По межоперационной испаряемости изменяют сроки проведения последующих технологических операций. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л

Сравнение уборочной влаги и циклового сбора торфа с заданными

значениями

45 А9 -«-4 100 108 +8

45 39 -6 100 91 -9

45 50 +5 100 90 -10

Торф на 51 добре55 57,5+2,5 100 104,5+4,5

55 53 -2 100 94 -6

55 50 -5 100 96 -4

,3«8+100 110,4%; Кг Уменьшают 3,4+100 112%; (1-8x на 8% и ii ,.10 хопределяAWa 4%«i 5%; К - Толщина

1,3 5+100 106.5%; J расстила

Jp(1+0-5 10 -106,5.10)не изме- 0,947 JP

няется

Оптимальное количество ворошений в цикле

Диапазон начальных влагосодержаний влаги торфа в расстиле, кг/кг (%) (при фрезеровании)

Конечное влагосодержание 0,82кг/кг заданной уборочной влаги (45%, W)

Низинный торф

Верховой и переходный торф

е

3,17 и более 76,0 и более

1,94-3,16 66,0-75,9

менее 1,94 менее 66,0

Т а б л и ц а 2

влаги торфа в расстиле, нии)

Конечное влагосодержание 1,22 кг/кг заданной уборочной влаги (55%, W)

Низинный торф

Верховой и переходный торф

4,26 и более 81,0 и более

2,85-4,25 7 4, 0-80,9

менее 2,85 менее 74,0