Комплекс гидромеханизированной добычи торфяного сырья с модулем обезвоживания в бегущем магнитном поле

Представлены результаты экспериментов по интенсификации водоотделения из торфяного сырья после воздействия магнитного поля, выявлены зависимости и определена восприимчивость торфяной пульпы к магнитной обработке, изучены фильтрационные особенности и химический состав ее водной составляющей. Представлены результаты физического моделирования первичного обезвоживания торфяного сырья нарушенной структуры в тонком слое с определением рационального давления отжатия. Описаны геотехнология добычи торфяного сырья обводненного месторождения и средства гидродобычи с применением земснаряда в тандеме с плавучим комплексом по добыче и переработке торфяного сырья, включающие установку понижения влагосодержания формуемого сырья при послойном механическом отжатии. Установка реализует первичное обезвоживание торфяного сырья непосредственно на борту комплекса, исключая порожнее транспортирование переувлажненного сырья. На основании проведенных экспериментов подобраны размеры пресс-поддонов для установки обезвоживания торфяной пульпы, обоснована рациональная величина высоты столба поддонов, обеспечивающая заданные параметры качества продукта переработки непосредственно на борту комплекса.

Вагапова Э. А., Иванов С. Л., Иванова П. В., Худякова И.Н. Комплекс гидромеханизированной добычи торфяного сырья с модулем обезвоживания в бегущем магнитном поле // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 7. – С. 21–36. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_7_0_21.

Вагапова Эльнара Абдуллаевна¹ — аспирант, e-mail: el.rezvanova@mail.ru, ORCID ID: 0009-0003-2296-1152,
Иванов Сергей Леонидович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: lisalisa74@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7014-2464,
Иванова Полина Викторовна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: Ivanova_PV@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-8338-418X,
Худякова Ирина Николаевна¹ — канд. техн. наук, e-mail: Khudyakova_IN@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-0186-659X,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Вагапова Э.А., e-mail: el.rezvanova@mail.ru.

1. Валиев Н. Г. О., Гревцев Н. В., Лебзин М. С. Гидромеханизированный способ добычи торфа: современное состояние и перспективы // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 4. — С. 141—150.

2. Пиирайнен В. Ю., Михайлов А. В., Баринкова А. А. Современный взгляд на решение проблем экологии Уральского алюминиевого завода // Цветные металлы. — 2022. — № 7. — С. 39—45. DOI: 10.I7580/tsm.2022.07.04.

3. Дементьев В. А. Эксплуатация обводненных месторождений. — М.: Изд-во «Горная книга», 2010. — 208 с.

4. Тяботов И. А., Горбунов А. В., Усманов А. И., Усманова В. А. Биоэнергетика на основе торфа / Уральская горная школа — регионам: Сборник докладов международной научно-практической конференции. — Екатеринбург, 2016. — С. 553—554.

5. Usup А., Afentina А., Aguswan Y. Climate change mitigation through forest fire prevention and peatland rewetting programs in Central Kalimantan Indonesia // Journal of Ecological Engineering. 2021, vol. 22, no. 11, pp. 230—238. DOI: 10.12911/22998993/143264.

6. Konstantinova E., Brunina L., Persevica A. Sustainable management of peat extraction fields / Environment Technology Resources Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. 2019, vol. 1, pp. 114—117. DOI: 10.17770/etr2019vol1.4116.

7. Лях Д. Д., Худякова И. Н., Иванов С. Л. Обоснование параметров модуля формования торфяного сырья и энергомассовых характеристик комплекса оборудования по добыче и переработке торфа // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6. — С. 93—108. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_93.

8. Заровняев Б. Н., Попов В. Ф., Шубин Г. В., Будикина М. Е., Соколова М. Д. Перспективы освоения месторождений торфа Арктических и Субарктических районов России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 168—177. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-168-177.

9. Ivanova P., Ivanov S., Mikhailov A., Shishlyannikov D. Extraction mechanization of soft soils // Journal of Applied Engineering Science. 2021, vol. 19, no. 3, pp. 610—617.

10. Михайлов А. В., Гармаев О. Ж., Федоров А. С., Гарифуллин Д. Р. Эффективность карьерной добычи торфа с полевым механическим обезвоживанием // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 7. — С. 30—41. DOI: 10.25018/02361493-2019-07-0-30-41.

11. Лебедева А. И., Макаров С. А. Проблема искусственного обезвоживания торфа / Теоретические исследования и экспериментальные разработки студентов и аспирантов: Сборник научных трудов. — Тверь, 2018. — С. 136—140.

12. Горячев В. И. Искусственное обезвоживание торфа: Монография. — Тверь: ТвГТУ, 2012. — 183 с.

13. Chmielewska I. Effect of fibre content on the geotechnical properties of peat // Studia Geotechnica et Mechanica. 2023, pp. 1—11. DOI: 10.2478/sgem-2023-0003.

14. Бондарев Ю. Ю., Иванов С. Л. Создание оборудования горно-энергетического комплекса для производства топлива из торфяного сырья / Современные технологии в горном машиностроении: Cборник научных трудов семинара. — М.: МГГУ, 2014. — C. 421—427.

15. Jucha W., Mareczka P., Okupny D. Using remote sensing materials to assess the effects of peat extraction on the morphology and vegetation cover of a raised bog // Mires and Peat. 2020, vol. 26, pp. 19. DOI: 10.19189/MaP.2019.OMB.StA.1835.

16. Yaltanets I. M., Dementyev V. A., Kazakov V. A. Structure of integrated mechanization at a hydromechanized enterprise in the operation of peat and sapropel fields and production of peat-sapropel fertilizers // Power Technology and Engineering. 2022, vol. 55, pp. 652—658.

17. Барбин М. Б., Долина Л. Ф., Каминский В. С., Сафронова К. И., Соколова М. С. Интенсификация процессов обезвоживания. — М.: Недра, 1982. — 224 с.

18. Голубев И. А., Голубев А. В., Лаптев А. Б. Практика применения аппаратов магнитной обработки для интенсификации процессов первичной подготовки нефти // Записки Горного института. — 2020. — Т. 245. — С. 554—560. DOI: 10.31897/ PMI.2020.5.7.

19. Lekomtsev A. V., Ilyushin P. Y., Stepanenko I. B., Mekhanoshina O. R., Bakaneev V. S., Korobov G. Y., Kang W. Technology of stable water-oil emulsion breaking by magnetic impact // Chemical and Petroleum Engineering. 2021, vol. 57, no. 1-2, pp. 98—105. DOI: 10.1007/ s10556-021-00901-4.

20. Классон Р. Э., Кирпичников В. Д., Стадников Г. Л., Ефимов П. Н., Мокрашанский Б. В., Леман М. Н., Ремизов Л. А. Гидроторф. Ч. 1—4, кн. 2. М.: Науч.-техн. упр. В.С.Н.Х. СССР, 1923—1927. — 298 с.

21. Сорокина И. Д., Дресвянников А. Ф. Синтез и оценка эффективности использования железо-алюминиевого коагулянта для очистки воды // Вестник Казанского технологического университета. — 2009. — № 4. — С. 146—158.

22. Кузубова Л. И., Морозов С. В. Очистка нефтесодержащих сточных вод: аналитический обзор. — Новосибирск: СО РАН, ГПНТБ, НИОХ, 1992. — 72 с.

23. Морозов В. В., Фомин В. Н. Обезвоживание сапропеля магнитной обработкой // Техника в сельском хозяйстве. — 1993. — № 5-6. — С. 31.

24. Классен В. И. Омагничивание водных систем. — М.: Химия, 1978. — 240 с.

25. Mirna A., Azwar M., Makruf N. Determination of cation exchange capacity and analysis of cation availability in hemic and sapric peat with different preparation and extraction methods // Ilmu Pertanian (Agricultural Science). 2021, vol. 6, no. 1, pp. 47—53. DOI: 10.22146/ ipas.52411.

26. Вагапова Э. А., Худякова И. Н., Иванов С. Л. Обоснование и выбор оборудования для первичного обезвоживания торфяного сырья при его гидромеханизированной добыче из неосушенной залежи // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S18. — C. 3—11. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-7-18-3-11.

27. Шерстнев В. И., Усманов А. И. Исследование влияния качественной характеристики торфа на процесс обезвоживания // Теория и практика мировой науки. — 2018. — № 5. — C. 48—51.

28. Шерстнев В. И., Лебзин М. С., Резник М. А., Галембо А. А. Исследование процессов обезвоживания с учетом изменения параметров прессования / Уральская горная школа — регионам: Cборник докладов международной научно-практической конференции. — Екатеринбург, 2017. — C. 622—623.

29. Михеев И. И., Горячев В. И., Щербакова Д. М. Аналитическое обоснование рациональных конструкторско-технологических параметров ленточно-роликового пресса для обезвоживания торфа // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Технические науки. — 2019. — № 3(3). — C. 64—70.

30. Шерстнев В. И., Лебзин М. С. Влияние водных свойств и структуры торфа на процесс его механического обезвоживания / Экономические, экологические и социальные проблемы горной промышленности Урала: Cборник научных статей. — Екатеринбург, 2017. — C. 128—131.

31. Горячев В. И., Михеев И. И., Яблонев А. Л., Фомин К. В. Выбор пресса для обезвоживания торфа в технологии фракционирования торфяного сырья гидроразмывом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S38. — С. 22—30. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-7-38-22-30.

32. Ivanov S. L., Khudyakova I. N., Vagapova E. A., Ivanova P. V. Modeling of the process of mechanical dehydration of raw peat materials in the working tools of mining machines // Journal of Physics: Conference Series. 2021, vol. 1753, no. 1, article 012048. DOI: 10.1088/17426596/1753/1/012048.

33. Великанов В. С. Прогнозирование нагруженности рабочего оборудования карьерного экскаватора по нечетко-логистической модели // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 29—36. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.29.

34. Михайлов А. В., Родионов Е. А., Звонарев И. Е. Анализ условий вертикальной выемки торфяного cырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 48—54. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-48-54.

35. Ivanov S. L., Ivanova P. V., Kuvshinkin S. Yu. Evaluation of working hours of quarry excavators of a promising model range in real operating conditions // Journal of Mining Institute. 2020, vol. 242, pp. 29—36. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.228.

36. Kuvshinkin S. Y., Ivanova P. V. Developing a methodology for estimation of excavation techniques for given operating conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012121. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012121.

37. Фомин К. В. Расчет взаимных спектральных плотностей моментов сопротивления на рабочих органах торфяного фрезерующего агрегата // Записки Горного института. — 2021. — Т. 251. — С. 745—756. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.14.

38. Фомин К. В. Методика оценки спектральной плотности момента сопротивления на рабочем органе торфяного фрезерующего агрегата // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 58—67. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.58.

39. Штин С. М. Гидромеханизированная добыча торфа и производство торфяной продукции энергетического назначения. — М.: Изд-во «Горная книга», 2012. — 360 с.

40. Штин С. М. Инновационные технологии в гидромеханизации горных и строительных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — СВ 1. — C. 377—378.