Текущее состояние. В настоящее время не существует технологических схем и средств механизации процесса выемки волокнистого торфяной сырья из верхнего слоя месторождения. Поэтому актуальной является задача разработки новых методов добычи сырья из поверхностного слоя залежи и выбора средств механизации с учетом условий их эксплуатации для реализации вновь разработанных методов.

Решаемая научная проблема. Разработан селективный метод добычи торфяного сырья слабой степени разложения, который будет осуществляться с помощью многофункциональных технологических модулей, оснащенных грейферным рабочим органом. Задачами исследования является выбор основных параметров двухчелюстного вильчатого грейфера для реализации метода селективной выемки торфяного сырья.

Методы исследования. В условиях торфяного месторождения проведена серия экспериментов с полномасштабными физическими моделями грейферного оборудования по внедрению элементов грейфера в разные виды торфа и сжатию захваченной области торфяного массива.

Детали исследования. В результате серии полевых экспериментов на физических моделях элемента вильчатого грейфера установлено, что среднее значение необходимого усилия для преодоления сопротивления внедрению модели грейфера: на площадке со магелланикум-торфом – 44,4 кН, с фускум-торфом – 61,5 кН.

Среднее значение нормального напряжения при погружении в массив элемента грейферного оборудования с учетом площади торцевой поверхности составляет для: магелланикум-торфа 89 кПа, фускум-торфа – 123 кПа.

Среднее значение модуля общей деформации Ео в естественном залегании, характеризующего сжимаемость торфяной залежи под действием внешних нагрузок, составляет для магелланикум-торфа 116 кПа и для фускум-торфа 126 кПа.

При расстоянии между рабочими элементами модели челюсти грейфера l=0,25 м образуется единое тело волочения при сдвиге захваченной области материала.

Заключение. Проведена оценка необходимых усилий для реализации процесса поверхностной выемки с помощью элементов вильчатого грейферного оборудования. Установлены диапазоны значений сил сопротивления торфяной залежи внедрению рабочих элементов в разные виды торфа, сложенного магелланикум-торфом и фускум-торфом; средние значения развиваемого нормального напряжения с учетом площади торцевой поверхности рабочего элемента двухчелюстного грейферного оборудования. Представлена зависимость сил сопротивления залежи сдвигу на длину 0,5 м. Определено значение модуля общей деформации торфяной залежи в естественном залегании. Уточнено рациональное расстояние между элементами вильчатого грейфера для обеспечения образования единого тела волочения материала при смыкании челюстей грейфера. Подтверждено, что для реализации поверхностной выемки торфяного сырья возможно использовать вильчатое грейферное оборудование.