Совершенствование технологий уборки камней с их предварительной диагностикой при мелиорации земель в гумидной зоне

• Автор: Пунинский, Виталий Станиславович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

1.0. Состояние научной проблемы механизированной уборки камней с сель- Ю скохозяйственных угодий
1.1. Характеристика сельскохозяйственных земель, засоренных камнями в гумидной зоне РФ

1.2. Анализ способов уборки камней с сельскохозяйственных угодий

1.3. Средства механизации для уборки крупных, средних и мелких камней

1.4. Современное состояние исследований по технологиям уборки камней при 49 освоении засоренных камнями земель

1.5. Выводы по главе 1

2.0. Теоретические исследования процессов уборки камней

2.1.Теоретические предпосылки усовершенствования технологического процесса уборки крупных, средних И мелких камней
2.1.1.0боснование предварительного уточнения объёма, количества и расположения камней для подбора технологии их уборки

2.1.2 Исследование схем уборки крупных, средних и мелких камней

2.2. Исследование зависимости глубины выборки мелких камней от условий объекта и характеристик применяемых машин
23. Исследования зависимости эксплуатационной производительности кам- ЮЗ
неуборочных машин от организационных и природных факторов
2.4. Выводы по главе 2
3.0. Экспериментальные и производственные исследования технологических Ц2 процессов уборки камней
3.1. Методика исследований
3.2. Исследования способа диагностики скрытых камней Ц4
3.3. Полевые исследования технологий уборки камней с их предварительной 120 диагностикой
3.3.1. Предварительное определение характеристик скрытых камней и их 120 уборка на дренируемых землях
3.3.2. Уборка камней с мелиорируемых полей в гумидной зоне
3.4. Выводы по главе 3
4.0. Рекомендации по технологиям уборки камней с предварительной диагностикой их характеристик и предложения по перспективным модулям техни-

4.1 Технология уборки камней С дренируемых земель гумидной ЗОНЫ
4.2. Технология уборки камней с эксплуатируемых земель
4.3. Технико-экономические показатели рекомендуемых технологий камне- 154 уборочных работ
4.4. Предложения по перспективным модулям техники 15$
Основные выводы и предложения
Список используемой литературы
Приложения

В системе сельскохозяйственного производства работы по освоению залежных и мелиорации засоренных земель играют важную роль [2,4].
Общая площадь земель сельскохозяйственного назначения составляла: на 1980 г 656844 тыс. га; на 1983 г 657440,9 тыс. га; на 2003 г 400746,7 тыс. га. За период с 1990 по 2001 г площади сельскохозяйственных угодий, являющиеся частью земель сельскохозяйственного назначения, сократились с 222409,2 до
221003,6 тыс. га. Площадь пашни уменьшилась на 8444,6 тыс. га.
С 1991 по 2003 г площадь осушаемых угодий сократилась на 3,85%, а орошаемых угодий на 25,97%.
Одной из характеристик состояния сельскохозяйственных угодий в настоящее время является засорённость их камнями.
В гумидной зоне Европейской части РФ 10,7 млн. га мелиорируемых земель засорены камнями [5,6. 7,8, 9,24,25].
Существующие технологии уборки камней имеют серьёзные недостатки: производится сплошная обработка слоя почвы для извлечения камней из-за отсутствия предварительной информации месте расположения камней, их фракционного состава, имеет место снижение естественного плодородия почвы, применяется ручной труд, технологические операции по срокам проведения зависят от продолжительности вегетации возделываемых сельскохозяйственных культур[1, 2, 3, 4, 10,11,12,146].
Анализ состояния мелиоративного фонда и фонда мелиорируемых земель РФ [1, 26, 27, 28 ] показывает, что на 75% засоренной площади присутствуют камни двух и более фракций, за исключением окультуренных или старопахотных земель, где после предшествовавших обработок почвы остались только мелкие камни.
Наличие каменистых включений в почве отрицательно влияет на работу сельскохозяйственной техники, вызывает частые поломки рабочих органов, снижает производительность машин и агрегатов [6]. По данным Северо-

Западной МИС время простоев на устранение поломок от встречи с камнями составили: плугов -31,6%, культиваторов -41,1%, сеялок -49,7%, зерноуборочных комбайнов -54,9%. Мелкие камни вместе с клубнями и корнеплодами пропашных культур попадают в бункер комбайнов, что требует дополнительного труда на их сепарацию [ 3, 29,30].
В связи с этим актуальны исследования направленные на совершенствование технологий уборки камней с их извлечением и сгребанием при выполнении мелиоративных мероприятий.
Существующие технологии уборки камней не отвечают всем требованиям, предъявляемым при освоении земель, трудоёмки, многопроходны [9, 12, 13, 14, 15, 16, 17]. Особенно это касается земель, где необходимо укладывать дренаж. Методы диагностики скрытых камней несовершенны. Так как используются признаки наличия скрытых средних и крупных камней по растительности над ними, которая отличается от основной её массы. Методы геологической сейсмической разведки неприменимы из-за малой для неё глубины поиска неоднородности до 2 м.
Разработанный A.A. Романчуком электромагнитный возбудитель колебаний устройства сейсмической разведки «Сонар» предназначен для поиска одиночных валунов и имеет оптимальное расстояние между излучателем и сейсмоприёмником 0,1...0,2 м, что значительно увеличивает трудоёмкость работ по диагностике скрытых камней и требует дополнительных исследований.
Качество очистки земель от средних и особенно мелких камней не отвечает агрономическим и агротехническим условиям возделывания сельскохозяйственных культур, оно значительно ниже требуемого уровня и ведет к снижению производительности машин и урожайности сельскохозяйственных культур. Если бы была возможность предварительно оценить объём камней на гектаре, их ориентировочные размеры и другие характеристики, можно было бы более эффективно, целенаправленно, адресно вести работы по извлечению скрытых и полускрытых камней с более высокой производительностью и более

В работах H.A. Цытовича, С.С. Вялова, Ю.К. Зарецкого приведены результаты исследований пучения грунтов, подъёма фундаментов сооружений, в том числе из камней, и их осадки при оттаивании. Выводы по результатам их исследований подтверждают важность этих факторов при совершенствовании уборки камней.
Влияние твердых включений в почве на развитие растений изучено Д.Р. Лутцем, К.И. Преображенским, Ф.П. Цыгановым, J. Schuster, B.D. Witney, J. Panoch.
Технологии камнеуборочных работ определяются агротехническими требованиями на возделывание сельскохозяйственных культур [3, 22, 34, 60, 114, 117, 128]. Требованиями, предъявляемыми к камнеуборочным работам, являются максимальное сохранение естественного плодородия земель [5,12,14,18], хозяйственное использование удаляемых камней [7,16,129].
К технологическому процессу уборки и утилизации камней, наряду с функциональными, качественными требованиями, предъявляются требования о предотвращении выпадения из сельскохозяйственного оборота земель, об улучшении мелиоративного состояния земель.
Анализ технических требований и технологических процессов камнеуборочных работ позволил выявить наиболее существенные геометрические и физические параметры[13, 14, 15, 88, 94, 95, 99]. Геометрические параметры: -диаметр камня, объём камней в обрабатываемом или корнеобитаемом слое; -конфигурация формы камней и распределения их фракций на площади сельскохозяйственного угодья; - соотношение количества камней расположенных на поверхности и скрытых в почве; - рельеф поверхности. Физические параметры: плотность почвогрунта, величина твердости камня и его порода, влажность почвогрунта, связность дернины, несущая способность почвогрунтов, проходимость техники.
Разнообразие этих факторов и привело к появлению четырех технологических процессов камнеуборочных работ [9, 15,16,34,68, 92, 95, 129].