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

  1. Конструкция  земснаряда – блочная, разборная. Конструкция  и  габариты земснаряда  в  разобранном  виде  позволяют  осуществлять   транспортировку  морскими  20-ти  футовыми  контейнерами,  автомобильным  и  железнодорожным  транспортом.
  2. Производительность , м³/час  ——————————————————————-  от 120
  3. Дальность  транспортирования  пульпы  по  горизонтали, м ———————————  до 800
  4. Способ  рыхления  грунта  —————————————————— фрезерно- шнековый
  5. 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.