Обоснование параметров модуля формования торфяного сырья и энергомассовых характеристик комплекса оборудования по добыче и переработке торфа

Представлен алгоритм оценки агрегатированного торфодобывающего комплекса горного оборудования (АТДК ГО) и выбора технических параметров его функциональных элементов для добычи и переработки торфяного сырья в заранее установленных условиях его работы. Обоснованы причины разработки и внедрения подобных комплексов для реализации актуальных климатосберегающих технологий. Представлены экспериментальные данные по формованию торфяного сырья. Проанализированы группы оборудования для формирования комплекса и выявлены их функциональные зависимости от производительности в виде энергомассовых характеристик. Зависимости для добычного оборудования отражены на единой номограмме. Функциональные зависимости представлены в виде формул по каждой группе. Представленный алгоритм для оценки торфодобывающего комплекса реализован в прикладной компьютерной программе, дано описание ее работы в системе «добыча-переработка» при его функционировании на неосушенном месторождении с соответствующими видами потерь сырья и влаги. Графически отражены результаты оценки с помощью представленной программы. Проведен анализ и выявлены тенденции снижения величины энергомассовых параметров на 1 тонну произведенной торфяной продукции в зависимости от количества функциональных элементов комплекса и перечня выполняемых операций на примере работы комплекса с условным объемом добычи в 50 000 т.

Ключевые слова: агрегатированный торфодобывающий комплекс горного оборудования, торфяное сырье, структурные решения комплекса, базовый и функциональные элементы комплекса, математическая модель комплекса, формование, алгоритм оценки, неосушенное торфяное месторождение, добыча, энергомассовые параметры.

Как процитировать:

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.

Благодарности:

Информация об авторах:

Лях Дарья Дмитриевна¹ — аспирант, e-mail: severdar@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-9917-4785,
Худякова Ирина Николаевна¹ — канд. техн. наук, e-mail: irikhudyakova@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-0186-659X,
Иванов Сергей Леонидович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: lisalisa74@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7014-2464,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

 

Контактное лицо:

Лях Д.Д., e-mail: severdar@mail.ru.

Список литературы:

1. Галиев Ж. К., Галиева Н. В. Развитие топливно-энергетического комплекса в соответствии с Энергетической стратегией России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 6. — С. 215–220. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-215-220.

2. Инишева Л. И., Порохина Е. В., Сергеева М. А., Кобак К. И. Торфяные болота и их биосферная роль // Биосфера. — 2019. — Т. 11. — № 3. — C. 128–133.

3. Lempinen H. «Barely surviving on a pile of gold»: Arguing for the case of peat energy in 2010s Finland // Energy Policy. 2019, vol. 128, pp. 1–7.

4. Мисников О. С., Панов В. В. Туманное будущее торфяной отрасли России // Техника и технология горного дела. — 2018. — № 1. — С. 42—56.

5. 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.

6. Болтушкин А. Н., Беляков В. А. Совершенствование технологии добычи фрезерного торфа низкой степени разложения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 2. — С. 13—19. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-2-0-13-19.

7. Regan S., Flynn R., Gill L., Naughton O., Johnston P. Impacts of groundwater drainage on peatland subsidence and its ecological implications on an Atlantic raised bog // Water Resources Research. 2019, vol. 7, no. 55, pp. 6153–6168. DOI: 10.1029/2019WR024937.

8. Фадеев Д. В., Звонарев И. Е. Патент РФ № 2655235, 24.05.2018. Плавучая платформа. 2018. Бюл. № 15.

9. 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.

10. Пермякова Е. К. Технические решения для разработки обводненных торфяных месторождений / Современные тенденции и инновации в науке и производстве. Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции. — Уфа: Научно-издательский центр «Вестник науки», 2019. — С. 61—66.

11. Горячёв В. И., Михеев И. И., Щербакова Д. М. Технологический круглогодичный комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья // Труды Инсторфа. — 2019. — № 20(73). — С. 25—28.

12. Lishtvan I. I., Kurzo B. V., Gaidukevich O. M., Sorokin A. I. Prospects for local mineral and raw materials use for the development of the southwestern region of Gomel region // Nature Management. 2020, vol. 2, pp. 77–87.

13. Якупов Д. Р., Иванова П. В., Иванов С. Л. Физическое моделирование сопротивления перемещению грузов по поверхности торфяного месторождения на стенде // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-1. — С. 117—129. DOI: 10.2 5018/0236_1493_2021_51_0_117.

14. Худякова И. Н., Вагапова Э. А., Иванов С. Л. Выбор и обоснование параметров технологического оборудования комплекса добычи торфяного сырья из натуральной залежи // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — СВ 4. — С. 3—15.

15. Зюзин Б. Ф., Жигульская А. И., Яконовская Т. Б., Оганесян А. С., Смирнов К. С. Машины и оборудование для разработки торфяных месторождений, как класс горных машин для открытых горных работ / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Сборник трудов XVIII международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека». — Екатеринбург, УГГУ, 2020. — С. 36—39.

16. 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.

17. 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.

18. Великанов В. С. Прогнозирование нагруженности рабочего оборудования карьерного экскаватора по нечетко-логистической модели // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 29—36.

19. Hu P., Zhu J., Gong J., Zhang D., Liu C., Zhao Y., Guo Y. Development of a comprehensive driving cycle for construction machinery used for energy recovery system evaluation: A case study of medium hydraulic excavators // Mathematical Problems in Engineering. 2021, vol. 2021. DOI: 10.1155/2021/8132878.

20. Юдин С. А. Основные теоретические и экспериментальные результаты обоснования инвариантов предельных напряженно-деформированных состояний при взаимодействии рабочих органов горных машин с торфяной залежью / Теоретические исследования и экспериментальные разработки студентов и аспирантов. Сборник научных трудов. — Тверь, ТГТУ, 2018. — С. 162—169.

21. Фомин К. В., Крылов К. С., Харламов В. Е., Морозихина И. К. Оценка плотности распределения воздействий со стороны поверхности карты на элементы ходовых конструкций торфяной машины // Труды Инсторфа. — 2019. — № 20(73). С. 32—36.

22. Казаков Ю. А. Анализ условий функционирования горнотранспортного агрегата для транспортировка экскаваторного торфяного сырья / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Сборник трудов XVII Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека». — Екатеринбург, УГГУ, 2019. — С. 57—60.

23. Chen Y., Wang A., Li X. Load classification design of excavator multiway valve // HsiAn Chiao Tung Ta Hsueh / Journal of Xi'an Jiaotong University. 2020, vol. 54, no. 9, pp. 100— 108. DOI: 10.7652/xjtuxb202009011.

24. 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. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012121.

25. 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: DOI:10.31897/PMI.2020.2.228.

26. Бабокин Г. И. Оценка влияния технических параметров, условий и режима работы одноковшового экскаватора на эксплуатационную энергоэффективность // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 11. — С. 199–207. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-11-0-199-207.

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

28. 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.

29. Yablonev A. L., Gorlov I. V., Kozyreva L., Fomin K. Optimization of driving trailers transmission for peat transportation // E3S Web of Conferences. 2018, vol. 41. DOI: 10.1051/ e3sconf/20184103001.

30. Федоров А. С., Казаков Ю. А., Фадеев Д. В. Параметры мундштука шнекового пресса с учетом требований к торфяной формованной продукции // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № S9. — С. 3—15.

31. Menegaki M., Michalakopoulos T., Roumpos C. Exploring the effect of physical, human and technical factors on bucket wheel excavators' efficiency: a fuzzy cognitive map approach // International Journal of Mining and Mineral Engineering. 2019, vol. 10, no. 2-4, pp. 189—204. DOI: 10.1504/IJMME.2019.104447.

32. Zhang L., Zhao J., Long P., Wang L., Qian L., Lu F., Song X., Manocha D. An autonomous excavator system for material loading tasks // Science Robotics. 2021, vol. 6, no. 55. DOI: 10.1126/scirobotics.abc3164.

33. 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.

34. Яблонев А. Л., Гусева А. М. Обоснование параметров шнекового пресса для добычи кускового торфа // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Сборник трудов XVII Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека». — Екатеринбург: УГГУ, 2019. — С. 172—175.

35. Khudyakova I. N., Vagapova E. A., Ivanov S. L. Raw peat production and processing from flooded fiel ds and approaches to maintain dehydration // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018, vol. 194, no. 3. DOI: 10.1088/1755-1315/194/3/032010.

36. Кремчеев Э. А. Особенности структуры комплекса технологических операций при экскаваторной добыче торфа со стадийным обезвоживанием сырья // Записки Горного института. — 2018. — Т. 231. — С. 225—234.