Способ разработки торфа в зимний период Советский патент 1989 года по МПК E21C49/00 

щины оттаявшего слоя торфяной залежи с помощью мерзлотомера и в этот период на всей производственной площади производят по слойную экскавацию уплотненной замерзшей залежи при этом- уборку совмещают с обезвоживанием торфяной крошки, после чего осуществляют транспортирование торфд .к месту переработки.

Кроме того, процесс обезвоживания мороженой крошки осуществляют за счет сепарации измельченного при фрезеровании льда, содержащего поровую замороженную воду торфа и сублимационной сушки жидкой фазы торфа путем продувки крошки воздухом с отрицательной температурой.

Кроме того, процесс транспортирования мороженой крожки к месту переработки осуществляют во взвешенном состоянии путем пневмотранспорта.

При этом торфяную крошку, ИСПОЛЬ

зуемую.в качестве сырья для кормо™ производства и пневмопровод дополнительно охлаждают наружным воздуггом с отрицательной . температурой.

Для обеспечения ускорения сроков гюрехода на зимнюю экскавацию торфа и снижения льдистости поверхностг-ый слой залежи перед промерзанием уапоу няют до первоначального состоянияj, после чего очищают от устойчивого снежного покрова с помощью например ротационного щеточного рабочего органа

Сущность способа заключается в следугацемо

При наступлении похолоданий и заморозков и понижении температуры наружного воздуха дo- 3-0 C, контролируемой термометром уплотняют по- верхностнб й слой производственной плоп;ади перед промерзанием до первоначальной плотности двутрех кратного прохода трактора с катком по рабочим картам. При необходимости осуществляют дополнительное профилирование и выравнивание карт в продольном направлении с использованием имеющихся на участке профилировщиков, а также очистку от снега, Фиксирутот дату перехода среднесуточН) температур воздуха через граничное значение -1 С методом ск6льз ч П)1ей средней с периодом осреднения 3 сут. После этого определяют глубину промерзания торфяной з.алежи с помощью мерз лотомера путем бурения шпуров ДКЕ

А67

,

-

10

15

20

25

1914

метром 10-20 мм на контрольной пло- ща,цке5 соответствующей средней качественной характеристике сырья, добываемого на данной производственной площади. При достижении глубины промерзания не менее 50 мм (выбирается с учетом микрорельефа поверхности карт и проходимости технологического оборудования без нарушения мерзлого слоя) начинают окончательную очистку производственной площади (в зоне фрезерования) от снежного покрова и осу- ш,ествляют первое фрезерование, поверхностного слоя торфяной залежи, находящегося в криогенном четырехф азном состоянии (твердая, жидкая, газообразная и пластическая- цементирукмцая фаза - лед), на минимальную глубину 20 мм, соответствукщую средней плановой величине циклового- сбора торфа в летний период, в пересчете на сухое вещество. При этом используют известное фрезерукхцее устройство, например, фрезу с проходными ножами конструющи КИИ. Полученную фрезерованную смесь торфяной крошки и измельченного льда с размерами частиц до 5-7 мм подают известным ротационным рабочим органом в сепарирующее устт ройство для отделения воздушным потоком частичек льда, именнцих различные по сравнению с частичками торфа и древесными включениями удельный вес gg и, соответственно, скорость витания.

Обезвоженный за счет сепарации льда и сублимационной сушки жидкой фазы fopф с содержанием флаги 72-78% перемещают с помощью транспортного :аморазгружающего средства к месту погрузки или ( складирования), вводят в пневмопровод и с концентрацией 7- 25 кг/кг транспортируют воздушным потоком на завод, где органическое звщество торфа перерабатывают методом гидролиза в кормовые продукты для животноводства, например гидролизный торфяной сахар, осахаренный торф, различные кормосмеси на основе осаха- ренного торфа и другие ценные продукты.

Для повьштения эффективности добычи торфа в зимний период одновремен- рр но с увеличением глубины промерзания торфяной залежи средняя глубина промерзания торфяной залежи в цент- ральной части европейской территории СССР см, в северных районах

30

40

45

SO

51

Урала и Западной Сибири 73-81 см увеличивают глубину фрезерования Н до 100 мм, в зависимости от требуемого фракционного состава торфяной кров1ки, ограничений по удельной энер гремкости процесса (до 2 кВт ч/м) и эффективности использования технологического оборудования и производственных площадей.

При повышении среднесуточной температуры наружного воздуха и переходе ее через граничные значения-О С контролируют с помощью мерзлотомера толщину .оттаявшего слоя торфа, H. и при достижении Н,. 2-11 мм, что соответствует отношению

Н : Н OJO - 0,11, заканчивают зимний процесс добычи торфа и переходят в установленные капендарньте сроки на летнюю добычу фрезерного торфа на этой же производственной площади по известной технологической схеме.

Пример, После окончания сезо на добычи фрезерного торфа по известной технологической схеме осуществляют паспортизацию производственной площади и выбор 2-3 контрольных пло щадок с характерными свойствами раз- рабатываемой торфяной залежи (тип, степень разложения, зольность и другие показатели) для кормопроизводства.

Осу1дествляют в осенний период.подготовку производственной площади к зимней добыче торфа, для чего выравнивают и профилируют карты, ремонти- рую-т осустительную сеть, переезды и технологическое оборудование, конт- ролируют сроки перехода среднесуточной температуры наружного воздуха через + 3°С, после чего (перед промерзанием) уплотняют поверхностный разрыхленный слой торфяной залежи до первоначальной неразрыхленной плотности. Отбирают с контрольных площадок пробы торфа до и после уплонения и по известной методике определяют степень уплотнения торфа, которую сравнивают с нормативной плотностью для конкретной залежи. Так, например, при двукратном проходе трактора с катком степень уплотнения залежи в эксплуатационном (0,5 0,6 м) слое составляет 0,89, а при трехкратном проходе 1,02 от перво-: начальной нормативной плотности залежи.

0

0

5 п

д 5

5

5

1916

Контролируют дату перехода среднесуточной температуры воздуха через - °С, после чего периодически определяю глубину промерзания торфяной залежи путем бурения на контрольной площадке шпуров, например, диаметром 15 мм, определяют сроки начала зимней добычи торфа по глубине промерзания торфяной залежи, измеренной в шпурах, а также определяют до операции фрезерования толщину снежного покрова Hj. на контрольных площадках с помощью, например, мерной рейки.

Сравнивают полученные данные с необходимыми для ускорения промораживания залежи значениями Н(.40 т 50 мм. Удаляют щеточным механизмом избыток снежного покрова (при К 7 750 мм) с поверхности карт до указанных значений. Определяют содержание влаги торфяной крошки перед сепарацией льда и после обезвоживания кроргки методом отбора проб или по известным формулам, например, через льдистост ь.

Транспортируют торфяную крошку с содержанием влаги 72-78% к месту загрузки в пневмопровод. Загружают (подают) торфяную мороженую крошку через распределительное устройство с помощью шнекового дозатора в пневмопровод, транспортируют по пневмопроводу торфяную крошку воздушным потоком с концентрацией от 7 до 25 кг/кг к месту переработки.

Дополнительно охлаждают пневмопровод и крошку наружным воздухом с отрицательной температурой. Используют на заводе торфяную крошку с содержанием влаги 72-78% для кормопроизводства, определяют сроки окончания зимней добычи торфа по тоодаине оттаявшего слоя. Заканчивают добычу торфа зимой при толп1,ине оттаявшего слоя Нт 2-11 мм, граничное значение которого определяют по отношению Н : Нф О, 10-0,1 1, добывают на этих же площадях в установленные календарные сроки фрезерный торф по обычной технологии, при этом используют пневмопровод для транспортирования торфа из штабелей на завод в течение всего года.

Использование способа зимней экскавации торфа обеспечивает следующие преимущества.

Предзимнее уплотнение верхнего эксплуатационного слоя торфяной залежи в результате приложения сравни- тельно небольших нагрузок до первоначального (или близкого к нему) состояния структуры порового про. 5.

странства залежи приводит к уменьше нию влагосодержания слоя за счет изменения и уменьшения размеров и количества пор, что снижает льдис- тость, увеличивает плотность и коли- т честно сухого вещества торфа с единицы площади и, тем самым, повьшает эффективность способа в целом,

Регулирование и удерживание толщины снежного покрова на полях добы- чи в пределах до 40-50 мм увеличивает скорость промерзания поверхност ного слоя залежи до 0,18 см/ч и более в связи с резким понижением его температуры за счет увеличения альбедо 20 и интенсивности теплооттока от залежи в атмосферу до 18,4 Вт/м (в период устойчивого снежного покрова, т.е. при мм интенсивность, теплооттока снижается в 7-10 раз, 25 а скорость промерзания замедляется в 20-30 раз), что позволяет увеличить глубину фрезерования в цикле йо 100 мм (зона промораживания с максимальной постоянной скоростью) И;, 2Q

соответственно5 повысить сбор торфа с единицы площади и эффективность способа в целом.

Фрезерование торфяной залежи в криогенном 3%-ном фазном состоянии,, при котором частицы тррфа, волокнис пле остатки растений торфообразова- телей, древесные включения фрезеруются на фракции одного порядка с энергоемкостью до 1,6-1,8 KBt.,- дд

пои 1шает качество сырья и надежность фрезерукщего рабочего органа, позволяет регулировать получение крошки с заданным фракционным-составом, обесг печиваклцим менее энергоемкие режимы, т.е. более эффективные условия обезвоживания, транспортирования по пневмопроводу и йереработки преимущественно однородного сырья.

Обезвоживание фрезерной мороженой крошки на 4-8% за счет отделения от нее измельченного льда (поровой замерзшей воды) до содержания влаги 72-78% при незначительных энергетических затратах, совмещая сепарацию с погрузкой крошки на транспортное 55 средство непосредствейно на полях добычи, перспективность и эффективность добычи торфа в зимний ,

L 35

50

5.

т

е20252Q

дд

с , вен55 ,

35

50

период (особенно для районов Урала и Западной Сибири, где тг адиционная сутака торфа затруднена) .

Непрерывный пневмотранспорт на завод переработки сырья с влагой 72-78% зимой по предлагаемой технологической схеме, а летом, весной и осенью фрезерного торфа повышенной влаги (до 68-72%), добываемого по изнестйой f технологической схеме, также позволяет снизить транспортные рягасоды и повысить надежность поставки, торфяного сырья потребителю в течение всего-года независимо от погодных условий, снизить дополнительные потери от уноса ветром и намокания, повысить годовой коэффициент использования оборудования и производственных площадей в 2-3 раза.

Дополнительная добыча торфяного сырья с влагой 72-78% с одних и тех же производственных площадей и круглогодичной переработки органического вещества торфа в ценные кормовые продукты для сельскохозяйственных животных повышает - эффективность использования торфа, исключает зависимость добычи от погодных условий и позволяет расширить в 2-3 раза сроки добычи на существующих торфодобывающих предприятиях и организовывать новые сырьевые и кормовые базы (особенно в районах северо-запада и Западной Сибири, где запасы верхового торфа особенно велики).

Фор м у, л а изобретения

1. Способ разработки торфа в зимний период, включакщий подготовку производственной площади к добыче, определение сроков проведения добычи, послойную экскавацию, уборку и последующее транспортирование добытой крошки к месту ее переработки,.отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности способа и увеличения сборов с единицы площади за счет исключения зависиг- мости от погодных условий путем исключения полевой сушки.и расширения географии сырьевых баз, перед определением сроков проведения добычи контролируют сроки перехода среднесуточной температуры через +3°С, перед промерзанием уплотняют.поверхностный С.ПОЙ торфяной залежи, затем контролируют дату перехода среднесуточной температуры через -1 С, после чего определяют сроки проведения добычи путем фиксирования граничных значений глубины промерзания и толщины оттаявшего слоя и в этот период пр.оводят послойную экскавацию уплот- не нной залежи в мерзлом состоянии, совмещая ее с уборкой и обезвоживанием крошки, а затем транспортируют ее к месту переработки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем что промороженную крошку обезвоживают продувки 5

ее воздухом для сепарации измельченного льда, содержап1его поровую замороженную воду торфа,

3.Способ по-п,1, отличающийся тем, что крошку транспортируют во взвешенном состоянии по пневмопроводу, охлаждая наружным воздухом отрицательной температуры,

4,Способ по п.I, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что после определения сроков проведения добычи производят .удаление устойчивого снежного покрова с поверхности торфяной залежи .

Изобретение относится к добыче торфа. Цель - повьшение эффективности способа разработки торфа в зимний период и увеличение сборов с единицы площади за счет исключения зависимости от погодных условий путем исключения полевой сушки и расширения географии сырьевых баз. Производствен1 Изобретение относится к добыче- торфа повыше нного влагосодержания, а точнее к способам послойной экскавации торфяной залежи в зимний период с целью исключения зависимости добычи сырья от погодных условий, .расширения сырьевых баз, повышения качества и надежности поставок потребителям различной торфяной продукции, в том числе сырья для кормопр.онзводсТ(Ва. Цель изобретения - повышение эффективности способа и увеличение сбоную площадь подготавливают к добыче, контролируют сроки перехода среднесуточной температуры через t3 С. Перед промерзанием.уплотняют поверхностный слой торфяной залежи. Контролируют дату перехода среднесуточ- иой температуры через -1°С. После этого определяют сроки проведения добычи путем фиксирования граничных значений глубин промерзания И толщины оттаявшего слоя. В этот период проводят послойную экскавацию уплотненной залежи;в мерзлом состоянии, совмещая ее с уборкой и обезоважива- нием торфяной крошки f ТК ). Затем .ТК транспортируют к месту переработки. Обезвоживают промороженную ТК путем проду|1ки ее воздухом для сепарации измельченного льда, содержащего поро- вую замороженную воду торфа. Транспортируют ТК по пневмопроводу, охлаждая наружным воздухом отрицательной температуры. 3 з.п. ф-лы. (Л ров с единицы площади за счет исклю чения зависимости от погодных условий путем исключения, полевой сушки и расширения географии сырьевых баз. Согласно способу, включающему подготовку производственной площади, определение сроков добычи, послойную экскавацию, уборку и транспортирование сырья к месту переработки, операцию определения сроков начала и окончания зимней добычи торфа осуществляют путем фиксирования граничных значений глубины промерзания и тол Од СО