Новые разработки земснарядов целевого назначения проекта «Экотех»
Переоценить значение торфа для отраслей современной промышленности и сельского хозяйства достаточно сложно. Торф полезен человечеству как в качестве топлива так и в сельскохозяйственных масштабах. На топливо тратится всего лишь 30% мирового запаса торфа, остальные 70% применяются для садоводства и сельского хозяйства. Верхний торфяной слой обладает подходящими свойствами для животноводства, цветоводства, растениеводства и овощеводства в тепличных условиях. Торф является отличным удобрением, при этом хорошим для данной сферы торфом является тот, что разложился на 40%. Он добывается из болот и заросших водоемов. Торф благоприятствует плодородию почвы, улучшает ее структуру. В связи с тем, что в торфе практически не содержатся микро и макроэлементы, он богат на полезные кислоты, которые стимулируют рост и развитие. Он хорош для почвы любого вида, потому что имеет газопоглотительное преимущество. Фактически торф можно разделить на два вида: легкий и тяжелый. Легкий имеет степень разложения в 15 %, а тяжелый аж 40% и выше. В сельском хозяйстве торф хорошо способствует обеспечению долгого сохранения влаги, а также кислородному обмену.
В современном мире ресурсы торфа охватывают около 400 млн. гектаров, однако в эксплуатацию введено лишь около 300 млн. гектаров. Добычей торфа занимается всего 23 стран мира. Лидирующими из них являются России, в которой сосредоточено около 150 млн. гектаров и Канада, где торфяные угодья составляют 110 млн. гектаров. Торф играет важную роль на мировом рынке, особенно растительный торф, который больше всего экспортируется. Но в нашей стране по причинам экономического и технологического характера, на сегодняшний день добыча минерала значительно упала. В связи с кризисом, оборудование перестало обновляться, мощность предприятий, специализированных на торфах также уменьшилась. Сегодня показатели добычи стараются возобновить, однако процесс требует значительного финансирования и больших объёмов трудозатрат.
Российское правительство поставило цель до 2030 года увеличить уровень добычи и переработки торфа для улучшения коммунально-бытовых, смежных и сельскохозяйственных условий. Основным необходимым критерием является усовершенствование промышленной базы, т.е. необходимо разработать новое оборудование, которое позволит эффективно добывать и применять его в известных отраслях народного хозяйства.
Торф – возобновляемый ресурс и его образуется гораздо больше, чем добывается. В настоящее время существуют два основных традиционных способа добычи торфа: фрезерный способ (получение фрезерного торфа) и экскаваторный (получение кускового торфа). Оба традиционных способа имеют ряд недостатков и применимы в большей степени для больших месторождений при их промышленном освоении. В современных условиях, при разработке небольших месторождений торфа традиционные технологии добычи экономически не целесообразны в виду сложности осушения месторождений, длительных сроков производства подготовительных работ и больших затрат на подготовку производственных площадей к эксплуатации.
ООО «Техразвитие» предлагает обратить внимание на ещё один способ добычи минерала: гидромеханизированная добыча торфа с применением малогабаритных плавучих земснарядов. В настоящее время работы по проектированию навесного фрезерного оборудования для этих земснарядов идут к завершению. Основным оценочным критерием данного оборудования является его многофункциональность. При незначительном изменении и дополнении конструктива увеличивается возможность применения этого оборудования как для добычи торфа, сапропеля, а также использовать его для проведения очистных и дноуглубительных работ водоёмов и промышленных отстойников.
Земснаряды для добычи торфа и сапропеля
ООО «Техразвитие» предлагает линейку земснарядов на базе земснаряда проекта ДГЗ-120 ( дизель — гидравлический земснаряд ) предназначенных для:
— подводной разработки торфяных и илистых (сапропелевых) грунтов
— углубления и очистки дна малых водоёмов и рек
— восстановление водоема
— намыв сапропеля на поля для коренного улучшения плодородия
— рекреационные работы
— добыча сапропеля для последующего производства органо-минеральных удобрений и гуминовых вытяжек
— выполнение вскрышных работ для последующей разработки строительных материалов;
— добыча тора для производства торфяного топлива
— добыча торфа для вторичного использования и т.д.
Такой спектр назначения земснаряда в основном определяется выбором ГЗУ (грунтозаборное устройство). Выбор технологического оборудования и его особенности при гидромеханизированном способе разработки обводненных сапропелевых и торфяных месторождений должен основываться с учетом целого ряда факторов, которые и определят эффективность проведения добычных работ способом гидромеханизации. Выбор технологии и оборудования зависят от поставленных задач и тщательного изучения инженерно-геологических особенностей полезного ископаемого.
Краткая характеристика земснаряда предназначенного для подводной
разработки торфяных грунтов
- Конструкция земснаряда – блочная, разборная. Конструкция и габариты земснаряда в разобранном виде позволяют осуществлять транспортировку морскими 20-ти футовыми контейнерами, автомобильным и железнодорожным транспортом.
- Производительность , м³/час ——————————————————————- от 120
- Дальность транспортирования пульпы по горизонтали, м ——————————— до 800
- Способ рыхления грунта —————————————————— фрезерно- шнековый
- Способ перемещения в забое:
— свайно- тросовый
— тросовый
— с помощьюгидравлическойВРК
6. Разрабатываемые грунты: гидросмеси с водородным показателем рН от 6 до 8, плотностью до 1100 кг/м³, температурой от +5 до +70 ⁰С, с твёрдыми включениями объёмной концентрации до 50%, средней крупностью частиц до 6 мм, максимальной крупностью отдельных частиц до 10 мм.
7. Максимальная глубина разработки при угле наклона рыхлителя к горизонту 40⁰, м до 6
8. Мощность ДГУ (дизель-генераторная установка), кВт —————————————— 150
9. Грунтовой насос, тип ———————————————————————- погружной
Данный насос обеспечивает работоспособность с различными углами наклона, позволяет осуществлять плавную работу с регулированием производительности и возможностью постоянного контроля.
10. Средняя осадка, м ———————————————————————————- 0,5
11. Высота земснаряда от горизонта воды, м ——————————————————— 3
12. Максимальные габариты земснаряда (Д×Ш×В), м ———————————— 12,0×5,0×3,5
13. Масса земснаряда конструктивная, тн ————————————————- не более 15
14. Система управления механизмами с единого пульта управления:
— дизель-генераторная установка ———————————— первой степени автоматизации
— электропривод ———————————————- централизовано из рубки управления
— регулируемый гидропривод ——————————— централизовано из рубки управления
15. Эксплуатация при температуре окружающей среды, ⁰С —————————- от +5 до +50
Краткое описание фрезерно-шнекового рыхлителя
Рыхлитель фрезерно-шнекового типа землесосного снаряда является основным рабочим органом для отделения торфяных грунтов от массива, разрушения отдельных кусков (диспергирования) и принудительного перемещения разрушенного торфа во всасывающее устройство земснаряда.
Общий вид грунтозаборного устройства фрезерно-шнекового типа
1 — шнек левого вращения; 2 — защитный кожух; 3 — цельнометаллический вал; 4 — шнек правого вращения; 5 — боковые открылки; 6 — всасывающее устройство; 7 — гидроцилиндр изменения угла наклона; 8 — ось вращения.
Основные технические параметры работы ГЗУ фрезерно-шнекового типа:
— при разработке торфяных грунтов (лесотопяной залежи) со средней влажностью по всей глубине экскавации 83% расход электроэнергии на фрезерование составляет — 0,96 кВт×час/м³, при 1,72% — 0,68 кВт×час/м³, при 0 — 0,24% кВт×час/м³;
— оптимальная скорость всасывания (Vвc) на входе во всасывающий наконечник для торфяных грунтов в пределах 3÷4 м/с;
— необходимая скорость папильонирования (Vп) с учётом коэффициента просора торфа (Кпр=0,9) Vп= 4÷5 м/мин;
— мощность привода папильонажных лебёдок для разработки торфяных грунтов Nп.л.=5 кВт;
— скорость вращения режущих фрез V= 10÷30 об/мин;
— глубина фрезерования h ≤ 50 мм;
— скорость перемещения земснаряда в забое V= 0,03÷0,05 м/сек;
— коэффициент сопротивления резанию при изменении глубины фрезерования от 5 до 15 мм изменяется от 3,4 до 1,9 кг/см²;
— соотношение коэффициентов сопротивления резанию в зависимости от угла резания и от толщины снимаемой стружки для выбранного оптимального угла резания 45⁰ и толщины стружки 2÷4 см рекомендуется соотношение Кп/Кт = 60;
— для торфа без органических включений удельный расход энергии уменьшается с 6,7 кВт×час /100 м³, при скорости подачи 0,74 м/сек до 5,2 кВт×час /100 м³, при скорости подачи 2,22 м/сек;
— для залежей с пнистостью 3% удельный расход энергии уменьшается с 17,2 кВт×час /100 м³, при скорости подачи 0,74 м/сек до 12,6 кВт×час /100 м³, при скорости подачи 2,22 м/сек;
— сплошное фрезерование целесообразно применять с содержанием древесных включений до 2÷3%;
— удельный расход энергии на фрезерование илистых грунтов вместе с органическими включениями при содержании последнего в пределах 2÷3% составляет в среднем 0,5 кВт×час/ м³.