Торфяные залежи. Групповой химический состав органической части различных типов торфа

Советский Союз располагает крупнейшими в мире запасами торфа. На территории СССР сосредоточено более 60% мировых торфяных ресурсов. Торфяная промышленность нашей страны превратилась в комплексно-механизированную отрасль и обеспечивает добычу торфа для энергетики, сельского хозяйства, коммунально-бытовых и других нужд.

Торфяные месторождения являются важным природным потенциалом нашей страны. Они распространены на значительной территории - от Кольского полуострова на севере до Закавказья на юге, от районов Прибалтики и Белоруссии на западе до Камчатки и Сахалина на востоке.

К настоящему времени разведано более 60 тысяч торфяных месторождений общей площадью около 50 млн. га (в границах промышленной залежи), с запасами торфа 162 млрд. т.

Торфяные месторождения в пределах территории СССР залегают преимущественно на отложениях четвертичного периода, гораздо реже на отложениях неогена и палеогена, а в отдельных случаях, например в Карелии, часто непосредственно на кристаллических породах Балтийского щита. Наиболее крупные скопления торфяных запасов сосредоточены на территории обширных аллювиальных равнин.

Торфяные месторождения, представляя собой значительную ценность для комплексного использования в биохимическом, энерго - и агрохимическом направлениях, в то же время являются важным резервом потенциально-плодородных земель.

Разнообразие торфяных месторождений по типам залежи, видам торфа, их генезису и сырьевым свойствам обусловливает необходимость всесторонних знаний о происхождении и природных особенностях торфа.

Решениями нашей партии и правительства поставлены задачи дальнейшего наиболее прогрессивного и комплексного использования торфяных ресурсов. Подчеркнута водоохранная и водорегулирующая роль торфяных месторождений.

Таким образом, торфяные ресурсы приобретают все более важное значение для различных отраслей народного хозяйства. В этой связи необходимо совершенствовать и углублять исследования торфяных месторождений, выявляя не только общие запасы торфа, но и, подвергая тщательному анализу стратиграфические особенности торфяной залежи, характер торфообразователей, виды торфа, содержание микровключений, наличие гуминовых и других кислот, их молекулярной структуры, свойств и т. д.

В отличие от других геологических образований торфяное месторождение имеет свою особенность, обусловливающую, с одной стороны - необходимость его исследования как геологического тела (торфяной залежи), возможного к использованию для различных целей (производства топлива, удобрений, химических продуктов), с другой, как участка поверхности - почвы, способной к освоению в качестве плодородной земли для сельскохозяйственной мелиорации и лесомелиорации.

Расширение масштабов промышленного торфяного производства, все возрастающие объемы использования торфа в сельском хозяйстве и комплексное освоение новых заторфованных районов страны требуют быстрейшего углубленного проведения геологоразведочных работ на торфяных месторождениях.

Возникла необходимость совершенствования методов и повышения научно-технического уровня разведки и картирования торфяных месторождений, более широкого использования материалов аэрофотосъемки, средств механизаций и наиболее рациональных схем производства полевых работ при разведке торфяных месторождений и целых торфяных регионов.

Чем глубже и всестороннее будут изучены торфяные ресурсы, тем успешнее будут осуществляться задачи широкого вовлечения торфа для нужд народного хозяйства.

Громадные богатства торфа до революции почти не использовались. В царской России торф в незначительном количестве потреблялся только на топливо, и единственными способами разработки торфяных массивов были элеваторный и резной.

После Великой Октябрьской социалистической революции задача по восстановлению, а затем и расширению промышленности и народного хозяйства в целом требовала создания мощной энергетической базы. По сравнению с 1913 г. в СССР добыча топливного воздушно-сухого торфа увеличилась более чем в 40 раз.

Особенно выявилось значение торфа как местного топлива во время Великой Отечественной войны, когда крупные угольные и нефтяные бассейны находились во временной оккупации или были отрезаны от важнейших жизненных центров нашей Родины.

По сравнению с дореволюционным временем произошел громадный сдвиг в области механизации добычи торфа: от тяжелого подуручного элеваторного способа перешли полностью к механизированному - фрезерному способу.

Фрезерная крошка, получаемая при этом способе добычи, используется не только для непосредственного сжигания и брикетирования, но и в сельском хозяйстве для приготовления удобрений и для химической переработки.

Другим видом использования торфа является изготовление фасонной изоляции высокого качества из торфа малой степени разложения, парниково-тепличных грунтов и другой продукции.

Из малоразложившегося влагоемкого верхового торфа изготовляется подстилка для скота, являющаяся, после его использования прекрасным удобрением. Сильно минерализованный низинный торф используется на удобрение.

В медицинской практике торф применяется при внекурортном грязевом лечении многих заболеваний.

Научно-исследовательская мысль продолжает напряженную работу в изучении возможностей всестороннего использования торфа и дальнейшей механизации его добычи. Торфяные месторождения изучаются наряду с другими ландшафтными единицами с целью установления причинной обусловленности их природными факторами. Основным отличием торфяного месторождения является избыточно увлажненный пласт торфа, подстилающий растительный покров, состоящий из взаимно связанных фитоценозов влаголюбивой растительности.

В настоящее время стоит важная задача глубокого и всестороннего изучения причин и условий образования торфа. В области познания генезиса процесса торфообразования сделано особенно много в последние десятилетия и главным образом советскими химиками и биологами в содружестве с болотоведами. В основном сущность его сводится к тому, что органические растительные и животные остатки, поступающие в почву, в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха не подвергаются полному распаду и минерализации, а превращаются в результате биохимических и физико-химических процессов в своеобразный комплекс органических соединений, относительно устойчивых против дальнейшего разложения и минерализации.

Торф - органическая горная порода, содержащая не более 50% минеральных веществ (от абсолютно сухого вещества торфа), образовавшаяся в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода. По внешнему виду торф в естественном его состоянии представляет более или менее однородную по составу и окраске массу черного или коричневого цвета различных оттенков. Естественная влажность его составляет 86-95%.

Сухое вещество торфа в основном состоит из: 1) не полностью разложившихся растительных остатков; 2) продуктов разложения растительных тканей в виде потерявшего клеточную структуру темного аморфного вещества (гумуса); 3) минеральных веществ, остающихся после сгорания торфа в виде золы.

Растительный покров на разных торфяниках и даже на отдельных участках одного и того же торфяника часто различен, различны условия его произрастания и распада (перехода в торф).

Вид торфа - первичная таксономическая единица классификации торфов. Он отражает исходную группировку растительности и условия своего образования, характеризуется более или менее определенным ботаническим составом, зольностью, содержанием гумуса и другими свойствами.

Торфяная залежь - закономерное вертикальное напластование торфов отдельных видов от поверхности до минерального дна торфяного месторождения или подстилающих озерных отложений. Торфяные залежи послеледникового времени (голоцена) - наиболее молодые геологические отложения земной коры; максимальный возраст их составляет 10-12 тыс. лет.

Торфяные залежи отличаются от других органических отложений земной коры тем, что процесс торфообразования наблюдается и в настоящее время. Изучая этот процесс, можно восстановить историю растительности для отдельных торфяно-болотных районов в связи с изменением климатических условий в голоцене. Поскольку для своего образования торф требует определенных условий, распределение торфяных месторождений на земной поверхности неравномерно. В частности, южная часть СССР имеет сравнительно небольшой процент заторфованности. Для средней и северной частей Советского Союза процент заторфованности значительно выше.

Основное условие процесса торфообразования - избыточная влажность. Воды, питающие торфяные залежи, различаются по степени минерализованности; атмосферные воды бедны минеральными солями, грунтовые и речные воды богаты ими.

В зависимости от характера питающих вод различна растительность торфяного месторождения: на торфяниках преимущественно атмосферного питания произрастают растения олиготрофного (верхового) типа, не требующие богатого минерального питания, например, сосна, пушица, сфагновые мхи. На торфяниках грунтового и речного питания - растения евтрофного (низинного) типа, нуждающиеся для своего произрастания в большем количестве минеральных солей, например, береза, ольха, осоки, зеленые мхи.

Торфы, отлагаемые в основном верховой растительностью, называются верховыми, низинной растительностью - низинными. Эти же названия, верховой и низинный, присвоены двум основным типам торфяной залежи в зависимости от преобладания в них торфов того или иного типа.

Болотом называется избыточно увлажненный участок земной поверхности, покрытый слоем торфа глубиной не менее 30 см в неосушенном виде.

Избыточно увлажненные участки земной поверхности, покрытые слоем торфа мощностью менее 30 см в неосушенном состоянии или вовсе лишенные его, называются заболоченными землями.

Заболоченность - процентное отношение общей площади всех болот и заболоченных земель к площади территории; заторфованность - процентное отношение площади болот в границах промышленной залежи к общей площади территории.

Определение болота и заболоченных земель исходит из производственного признака и граница между ними весьма условна. Определение болота как природной единицы остается в болотоведении дискуссионным и граница между болотом и торфяником, болотом и заболоченными лугами или лесами до сих пор не установлена. Как природное образование болото характеризуется обильным и продолжительным увлажнением почвенного слоя застойной водой, растительным покровом из болотной растительности и торфонакоплением.

Торфяное месторождение - это геологическое образование, состоящее из напластований видов торфа и характеризующееся в своих естественных границах избыточным увлажнением и специфическим растительным покровом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Одноклассники

Для питомников, теплиц, садоводческих и других сельскохозяйственных предприятий, компания «Торфяная Поляна» выпускает субстраты и питательные грунты. Широкая линейка продукции позволяет подобрать нужную смесь под определенный вид растительных культур. Производимые грунты отличаются по типу торфа, содержанию питательных веществ, минеральных добавок, кислотности и другим показателям. Также планируется производство удобрения из торфа и расширение линейки продукции для газонов, экзотических, цветочных и других видов растений.

Наличие в штате компании опытных технологов и агрономов позволяет изготавливать смеси по индивидуальному заказу.

Эффективность полученных грунтов проверяется в специальных тестовых теплицах. При этом проводится анализ продукта и выдается экспертное заключение.

Субстраты упаковываются в удобные для транспортировки и применения полиэтиленовые мешки объемом от 5 л. Также планируется поставка продукции в биг бойлах объемом в несколько тысяч литров.

Помимо субстратов «Торфяная Поляна» занимается производством брикетов из торфа. По сути, торфяные брикеты - это фрезерный торф, спрессованный в куски правильной геометрической формы. Технология не только упрощает транспортировку продукта, но позитивно влияет на теплоотдачу сгораемого топлива, которая близка к показателям каменного угля. Производство брикетов разделено на 3 этапа.

Подготовка и непосредственно сушка до влажности в 12-17%.

Прессование высушенного продукта.

Охлаждение, складирование и упаковка брикетов.

Весь производственный цикл полностью автоматизирован, что исключает влияние на процесс человеческого фактора.Высокое качество товара достигается путем постоянного контроля. На каждом производственном этапе, будь то добыча торфа, брикетирование или изготовление торфогрунтов, проводится анализ и соответствующая корректировка продукции.

Торф — природный органический материал, горючее полезное ископаемое; образовано остатком скопления растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50 - 60% углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др. Запасы торфа в России составляют свыше 186 млрд. тонн.

Решаются проблемы интенсификации и повышения эффективности производства в добывающих отраслях промышленности, которые имеют здесь особенную форму проявления, связанную с наличием и такого важного фактора производства, как земля, с её запасами полезных ископаемых.

Это касается и такого полезного ископаемого, как торф, который, кроме традиционного своего применения в качестве энергетического и бытового топлива, основы в органо-минеральных удобрениях и т.д.

Значение торфяной промышленности в России обусловлено взглядом на торф как один из видов местного топлива. Помимо топливных целей, возрастает внимание к торфу как компоненту органических удобрений. Торф можно использовать в виде подстилки для скота, тепличных грунтов, хорошего антисептического средства для хранения фруктов и овощей, для изготовления тепло и звукоизоляционных плит, в качестве сырья для производства физиологически активных веществ; известны высокие качества торфа как фильтрующего материала.

Впервые в России добыча торфа для топливных целей была начата в Санкт-Петербурге в 1789 г., а в 1893 г. его уже широко разрабатывали в Смоленской губернии. Периодом наиболее активного использования торфа как топлива в промышленных масштабах считается довоенный. К 1940 г. все электростанции Ярославской, Ивановской, Владимирской, Кировской и Калининской областей работали на торфяном топливе.

Ресурсы торфа

Кроме того, торфяное топливо достигло 20 - 40% в топливных балансах энергосистем Мосэнерго и Ленэнерго.

В связи с прогрессом в разведке и разработке природного газа и нефти доля торфа в топливном балансе страны уменьшается (рис.). Однако это не означает уменьшения абсолютных размеров добычи торфа в качестве топлива.

Наша страна обладает большими запасами торфа, которые составляют более 60% мировых ресурсов. Исследования показывают, что в ряде районов торф как топливо успешно конкурирует не только с бурым, но и с каменным углём.

Развитие торфяной промышленности осуществляется по двум основным направлениям:

1. добыча и использование торфа в топливно-энергетических целях и в сельском хозяйстве;
2. производство новых видов торфяной продукции путём энерго-технологической, химической и биохимической переработки торфа.

Следует отметить, что по мере выработки торфяных ресурсов в ряде районов европейской части России будут вовлекаться в производство торфяные месторождения на Северо-западе и в Западной Сибири - в экономических районах, отличающихся преимущественно худшими природно-климатическими условиями добычи торфа. Это следует рассматривать как фактор экстенсивного развития отрасли, который тем не менее должен сопровождаться интенсификацией процесса добычи торфа.

Непревзойденными преимуществами торфа и торфяной продукции являются:

1. чистота и стерильность, полностью отсутствуют патогенная микрофлора, болезнетворные микроорганизмы, техногенные загрязнения и семена сорных трав;
2. влагоёмкость и воздухоемкость (рыхлость и сыпучесть материала) при высокой ионообменной способности позволяет адсорбировать и удерживать оптимальное соотношение влага-воздух, постепенно отдавать растениям элементы минерального питания);
3. содержание в составе натуральных природных гуминовых кислот, обладающих стимулирующим действием на развитие растений и полезной микрофлоры.

Месторождения торфа: Архангельская, Владимирская, Ленинградская, Московская, Нижегородская, Пермская, Тверская области. Всего в России насчитывается 7 крупных торфяных баз с эксплуатационными запасами 45 млрд.т.

На сегодняшний день Россия занимает одно из лидирующих мест в области добычи полезных ископаемых. Первое место, конечно же, занимают нефть и природный газ. В России существуют такие главные виды добычи минералов, как:

• Добыча природного газа
• Добыча нефти
• Добыча угля
• Добыча урана
• Добыча сланца
• Добыча торфяная

Как известно, добыча полезных ископаемых представляет собой достаточно тяжелый процесс, при котором необходимо достать из-под земли газообразные, твердые или жидкие ископаемые. Именно такая добыча охватывает первый экономический спектр. Главными задачами самой добычи являются: найти месторождение какого-либо полезного ископаемого, после чего его вынимают из недр Земли и затем доставляют на место переработки.

Однако, хотелось бы уделить значительное внимание торфяной промышленности, которая на сегодняшний день претерпевает дефицит.

Групповой химический состав органической части различных типов торфа

Торфяная промышленность

Торфяная промышленность представляет собой категорию промышленности, которая обеспечивает страну топливом, а также удобрениями. Сегодня, торф, используют в сельском хозяйстве, на химических предприятиях, электростанциях.

Так что же собой представляет торф? Торф имеет характерный бурый цвет. Он образовывается в течении долгого времени из практически разложившихся остатков растений, в основном мхов.

Залежи торфа

Месторождениями торфа являются болота и водоемы, которые почти заросли. В России, территории с наличием торфа располагаются в лесах. По сути, торф состоит из 60% углерода, что делает его важнейшим биоматериалом, т.к. он имеет достаточно высокую теплоту сгорания. Из торфа также делают различные теплоизоляционные средства, например, плиты.

Напомним, что в 2010 году в России произошел страшный пожар, связанный с возгоранием торфяных территорий, в результате чего пострадали леса. После инцидента, стало очевидно, что торфяная промышленность будет еще долго восстанавливаться.

Сейчас во всем мире получают приблизительно 25 млн. тонн торфа. В 1985 году добыча торфа достигла апогея, а именно за год было получено 380 млн. тонн. Однако, начиная с 90-х годов, уровень добычи минерала значительно упал до 29 млн. тонн.

Развитие торфяной промышленности в России

Торфяная промышленность стала зарождаться еще в XII-XIII вв.

Первыми странами по его добычи и применении стали Шотландия и Голландия. А начиная уже с XVI в. добыча торфа стала развиваться в Германии, Франции и Швеции. Россия немного отставала от европейских стран, ведь впервые добываться минерал стал в 1700 году, когда под руководством Петра I под Воронежем, впервые, нашли залежи торфа. Спустя 3 года залежи обнаружили и под Азовом. Намного позже, к концу XVIII в. торфоразработки начались вблизи Санкт-Петербурга и в Смоленской области. Практически до XX в. добыча нефти велась примитивным путем, т.е. с помощью самого простого оборудования: формовочные рамы, устройства для измельчения торфа и различные черпательные приборы. В основном, добывали формованный и резной торф. До места переработки, торф увозили на лошадях, а также водными путями, через каналы и реки. Во времена помещиков, в губерниях создавались различные комитеты и школы, где изучали способы добычи и переработки торфа. Конец XIX в. ознаменовал переход к добыванию полезных ископаемых фабрично-заводским путем, благодаря чему полезные ископаемые добывались уже усовершенствованным оборудованием.

Как ни странно, с начала XX в. Россия стала опережать европейские страны в технологиях по добычи торфа, а также по количеству. В Московской области было образовано примерно 40 торфоразработок. Именно в России в 1913 году построили первую во всем мире электростанцию, которая перерабатывала торф в топливо. Инженеры В. Кирпичников и Р. Классон разработали схему добычи торфа гидравлическим путем. В 1914 благодаря такому способу, России удалось построить индустриальные предприятия по переработке торфа. Уже в 20-х годах в эксплуатацию начали вводиться экскаваторы, что гораздо упростило добычу всех полезных ископаемых. Из Урала стали поставлять торф на предприятия тяжелой индустрии, на которых использовали торфяной газ в качестве технологического топлива. В конце 20-х годов создаются целые научные центры и институты торфяной промышленности. В 1988 году добыча торфа превысила показатели за все предыдущие года. В сравнении с 1914 годом, она возросла в 93 раза.

На сегодняшний день, предприятия, специализирующиеся по переработке торфа сочетаются в целые комплексы. Например, в смоленской области есть предприятие «Смоленксторф», оно добывает около 100000 тонн фрезерного торфа, перерабатывая его в энергетическое сырье, около 280 000 тонн добываются для сельскохозяйственных целей и т.д.

Подробно о способах и видах добычи торфа

Как упоминалось ранее, большее количество месторождений торфа находятся на поверхности. Торф добывают лишь по двум главным схемам:

• с поверхности земли (вырезание верхнего слоя почвы)
• из карьеров (с помощью экскаваторов)

Существует всего 5 видов торфа:

• фрезерный (отрезной)
• гидроскреперный
• гидроторф
• кусковой
• багерный

Фрезерный торф - один из самых распространенных видов. Он добывается на глубине всего 2 см благодаря трактору, который разрыхляет почву, измельчает торф и превращает его в мелкую крошку. Затем торф высыхает на солнце, собирается в валки, и затем разрыхляется еще один слой. После каждого такого процесса, торф добывается на одном и том же месте еще 5 - 6 раз. Собранный торф доставляют на специальную площадку и там собирают в отдельные бурты. Подходящим сезоном для добычи такого торфа является летний период, когда возможно природная сушка минерала. Фрезерный способ применяется также для получения кускового торфа.

Кусковой торф получают экскаваторным путем. Каждый такой кусок торфа весит не менее 500 г. Данный способ добычи практически не отличается от предыдущего способа, но единственное отличие заключается в том, что он нуждается в погодных условиях. Кусковой торф можно добывать в любое время года. Такой торф добывают из глубины 50 см с помощью специального диска с цилиндром, в котором прессуется торф.

Гидроторф получают гидравлическим путем, который впервые был предложен в 1914 году, как это упоминалось ранее.

Резной торф добывают из торфяных кирпичей ручным способом, иногда машинно-формовочным.

Что касается транспортировка торфа с мест добычи, то она проводится после окончательного высушивание торфа и вывозится железнодорожным узкоколейным путем. Для сельскохозяйственных целей, торф транспортируется автотранспортным путем.

Торф в сельском хозяйстве

Торф полезен человечеству не только в качестве топлива, но и в сельскохозяйственных масштабах. 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, разложившийся всего на 25%, отлично подходит в качестве подстилки для животных. Перед эксплуатацией торф обычно хорошо проветривают, но не высушивают до предела. Иногда его специально замораживают, чтобы потом он легче размельчался и распределялся по участкам, которые следует удобрить. Т.к. торф содержит слишком малое количество фосфора и калия, необходимо добавлять к нему навоз, суперфосфат и немного хлористого калия.

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 хорошо 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.

Торфяная промышленность сегодня

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 угодия составляют 110 млн. гектаров. Торф - возобновляемый ресурс и его образуется гораздо больше, чем затрачивается. Мировой запас торфа сосредоточен в России, ведь там содержится 60% ресурсов. Но по добыче, Россия стоит на четвертом месте, ее опережает Канада, Финляндия и Ирландия.

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 играет важную роль на мировом рынке, особенно растительный торф, который больше всего экспортируется.

В Тверской области сосредоточено самое крупное месторождение торфа - 21%. Благодаря этому, Тверская область полностью обеспечивается энергией и плодородием почв. ОАО «Тверьторф» выпускает самое большое количество торфяной продукции по всей России. В 90-х годах, 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 больше рабочей силы.

Главнейшей проблемой, связанной с торфяной промышленностью, является разработка нормативно-правовой и законодательной базы. Существуют некие противоречия в правовом статусе торфяных залежей, в котором не хватает четкости применения кредитов, предоставленных налоговой службой. Также заметны недочеты в расчетах платежей и налогах на земельный участок. Поэтому сегодня торфяная промышленность претерпевает серьезный застой.

Российское правительство поставило цель до 2030 года увеличить уровень добычи и переработки торфа для улучшения коммунально-бытовых, смежных и сельскохозяйственных условий. Первым необходимым критерием является усовершенствовать промышленную базу, т.е. разработать новое оборудование, только тогда торф смогут эффективно применять на электростанциях, специализирующихся на теплоснабжении. В будущем, из-за своих полезных свойств, торф смогут применять в медицине. Торфяной экстракт обогащен минералами, поэтому его свойства отлично подходят к человеческому организму, особенно лечебно воздействует на кожу и подкожные ткани. К 2030 году будет предусмотрено восстановление торфяной базы, постройка котельных и тепловых электростанций в дальних регионах, главным ресурсом которых станет торф.

ТОРФЯНАЯ ЗАЛЕЖЬ (а. peat deposit; н. Тоrflager, Тоrfablagerung; ф. gite de tourbe; и. yacimiento de turba, deposito de turba, criadero de turba) — геологическое тело, образованное напластованием торфов различных видов, закономерная смена которых отражает изменения условий водно-минерального питания, растительного покрова и процесса торфообразования. Основные характеристики торфяной залежи: генетический тип и вид, размеры (площадь) в границе промышленных глубин и в нулевой границе, глубина, мощность торфа, мощность минеральных прослоек, наличие и мощность сапропеля , влажность , степень разложения, зольность , и др.

Торфяные залежи подразделяются на четыре типа: , смешанный и . К низинному типу относятся залежи с мощностью низинных торфов свыше половины общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м; к переходному типу — залежи, сложенные переходными торфами не менее чем на половину общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м. Смешанный тип включает залежи, в которых слой верховых торфов составляет менее половины общей глубины, но не менее 0,5 м; нижние слои могут быть сложены низинными или переходными торфами. Верховой тип включает залежи, где слой верховых торфов составляет не менее половины общей глубины; нижняя часть залежи может быть сложена переходными или низинными торфами.

Типы торфяной залежи подразделяются на подтипы (лесной, лесо-топяной и топяной) и виды, в зависимости от преобладания или сочетания соответствующих подтипов, групп или видов торфов; иногда учитывается и очерёдность напластования. Каждый вид залежи имеет осреднённый показатель глубины, степени разложения, зольности и влажности. Наибольшие средние глубины имеют торфяные залежи верхового типа топяного подтипа (5 и более м), наименьшие — лесного подтипа (1,2-1,7 м). Средние показатели степени разложения наиболее высокие у торфяной залежи лесного подтипа (45-55%), низкие — у топяного подтипа (20-30%). Средняя влажность имеет обратную зависимость — у топяных торфяных залежей — высокая (91-93%), у лесных — наименьшая (88-89%). Наиболее низкая средняя зольность у торфяных залежей верхового типа (2,7-4%), наиболее высокая — у низинного типа (6,5- 12%). Коэффициенты вариации для степени разложения и зольности не превышают 30%, для влажности — 2%. Чаще других встречаются залежи верхового и низинного типов; торфяные залежи верхового типа распространены большей частью в лесной зоне на торфяных месторождениях водораздельных зандровых и моренных равнин, вторых и третьих террас. Торфяные залежи низинного типа — преимущественно на торфяных месторождениях пойм, поименно-притеррасных и частично на месторождениях котловин водораздельного моренного рельефа . Строение торфяных залежей и их качественная характеристика предопределяет направление использования и способ разработки. Например, фускум, комплексная верховая и магелланикум залежи разрабатываются фрезерным способом, продукция используется как термоизоляционный и подстилочный материал (верхняя слаборазложившаяся часть), а также как топливо; залежи низинного типа — для сельского хозяйства и топлива.

Термин «торф» применяется к полезному ископаемому, которое обладает горючими качествами, и формируется в процессе разложения мхов на болотах. Его используют как топливо или удобрение. Из него делают огромное количество торфоперегнойных горшочков, применяемых для выращивания рассады. Из него даже делают воск, красители, этиловый спирт, кормовые дрожжи. В этой статье мы расскажем о том, как добывают торф.

Добыча торфа

Торф добывают такими методами:

• гидравлический
• фрезерный
• экскаваторный (кусковой)
• резной.

Таблица 1. Способы добычи торфа

Наименование способа добычи	Описание
Фрезоторф	Фрезоторф (фрезерный способ добычи торфа) — самый распространённый, но и самый чувствительный к изменению погодных условий способ добычи торфа. При фрезерном способе торф разрыхляется на глубину до 2 см с помощью трактора с установленным на нём навесным оборудованием. Такое оборудование являет собой фрезерный барабан или ножевой фрезер. Вращаясь вокруг собственной оси и углубляясь в залежи, фрезы снимают небольшой по толщине слой, превращая его в крошку. Разрыхленный таким образом торф сохнет на солнце. Во время сушки торф переворачивается 1-3 раза с помощью ворошилки, которая также устанавливается на тракторе. После того, как фрезерный торф достигает нужной влажности, он собирается в валки прямо на поле. Фрезерование, шевеление и валкование образуют собой так называемый «цикл сбора». Сразу после валкования начинается новый процесс фрезерования поверхности болота. Торф, собранный в валки, хуже вбирает влагу и потому останется сухим. После выполнения 4-6 циклов сбора торф, с помощью ленточного конвейера из валков грузится на прицепы и доставляется на специальную площадку для последующего складирования в бурты. Фрезерный торф может быть высушен лишь при сухой солнечной погоде, потому его добыча возможна лишь летом на протяжении достаточно короткого периода времени. Фрезерный торф являет собой сыпучую смесь мелких частиц разного размера. Процесс фрезерования используется и для производства кускового топливного торфа. В этом случае торфяная залежь сначала разрыхляется (на глубину до 500 мм) и переделывается, а затем формируется в куски необходимых размеров.
Гидроторф	Гидравлический способ разработки торфа, изобретённый в 1914 году инженерами Р. Э. Классоном и Кирпичниковым В., получил широкое развитие в 20-х и 30-х годах XX века и способствовал в тот период созданию крупных торфяных предприятий индустриального типа.
Кусковой	Экскаваторный или кусковой способ добычи при экскаваторном способе получают торфяное топливо в виде больших кусков весом по 500-1000 г.Экскаваторный способ добычи ещё называют кусковым, процесс заготовки кускового торфа не очень отличается от фрезерного, но меньше зависит от погодных условий. Кусковой торф добывается с помощью навесного диска с гидравлическим цилиндром. Диск поднимает торф на поверхность из глубины около 50 см. В цилиндре он прессуется под давлением, а затем выталкивается наружу через прямоугольные сопла и волнообразно укладывается на поверхности поля. В результате получают так называемый волнообразный кусковой торф. Сформированный кусковой торф через несколько часов сушки на солнце почти не вбирает в себя влагу. Достаточно хорошо высушенный кусковой торф (как и фрезерный) собирают в валки, где длится его просушка. После этого на поверхность поднимают ещё одну порцию торфа. Таким образом валкуют 1-3 слоя торфа, после чего его собирают и транспортируют для вкладывания в бурты.

Однако самыми распространенными методами являются фрезерный и резной. Материал, полученный фрезерным способом, называют фрезерным торфом. Залежи торфа этим методом добываются с поверхности тонкими пластами. Технология выглядит таким образом:

• вначале фрезеруют верхний пласт торфяного месторождения. Пласт полученного материала включает частицы размером 15 - 25 м
• далее нужно ворошить сфрезерованный слой торфа. Это делается для того, чтобы усилить процесс испарения
• далее сухой торф собирается в валики с треугольным поперечным сечением
• после этого осуществляется штабелирование убранного торфа и, если необходимо, его изоляция.

На протяжении одного сезона можно осуществить от 10 до 50 таких циклов. Такой метод используется на любых месторождениях. Подготовительные мероприятия для такого способа заключаются в осушении торфяного массива, очистке его поверхности от крупных остатков. Достоинства этого метода состоят в небольшой трудоемкости и себестоимости.
Получение кускового торфа происходит таким образом:

• добывается и перерабатывается торф-сырец с формованием из этой массы кирпичиков
• кирпичи выстилаются на поле
• сушится и убирается продукция в штабели.

Запасы торфа

Месторождение торфа представляет собой участок земной поверхности, который содержит торфяные залежи.
Во время развития растительного покрова и роста пластов торфа, происходит изменение условий водно-минерального питания. Помимо этого на образование торфа оказывают влияние климатические и прочие факторы. Все зависит от геоморфологических условий залегания.Выделяют такие месторождения:

• пойменные
• террасовые. Они характеризуются наличием верхового и переходного типов. Средний уровень залежей от 2 до 5 метров
• водораздельного рельефа. Такие участки имеют растительность верхового типа. Средний уровень залежей от 3 до 6 метров
• горные, овражные. Такие месторождения встречаются реже. Площадь их небольшая
• долинные.

По размеру бывают:

• мелкие, содержащие не более 100 гектар
• средние, содержат от 100 до 1000 гектар
• крупные, имеют размер более 1000 гектар.

Сегодня в мире добывают примерно 25 млн. т торфа. Наибольший уровень добычи зафиксирован в 1984 и1985 годах. Тогда было добыто примерно 380 млн. т торфа за один год. После этого объем добываемого торфа начал снижаться и в 1992 году достигал лишь 29 млн. т. Больше всего получаемого торфа расходуется для производства тепла и электроэнергии, примерно 30% расходуется на нужды сельского хозяйства.
Российская Федерация занимает лидирующую позицию в мире по запасам торфа. Часть России в общемировых залежах, достигает 40-60%. Месторождения торфа равномерно распределены по всему государству, но вследствие огромных запасов нефти и газа, объем добычи торфа ежегодно падает.

Массив торфа

Торф - сложная полидисперсная многокомпонентная система; его физические свойства зависят от свойств отдельных частей, соотношений между ними, степени разложения или дисперсности твёрдой части, оцениваемой удельной поверхностью или содержанием фракций размером менее 250 мкм. Для Т. характерны большое влагосодержание в естественном залегании (88-96%), пористость до 96-97% и высокий коэффициент сжимаемости при компрессионных испытаниях. Текстура торфа. - однородная, иногда слоистая; структура обычно волокнистая или пластичная (сильноразложившийся торф). Цвет жёлтый или бурый до чёрного.

Слаборазложившийся торф в сухом состоянии имеет малую плотность (до 0,3 г/см 3), низкий коэффициент теплопроводности и высокую газопоглотительную способность; торф высокой дисперсности (после механической переработки) образует при сушке плотные куски с большой механической прочностью и теплотворной способностью 2650-3120 ккал/кг (при 40% влажности). Слаборазложившийся торф - отличный фильтрующий материал, а высокодисперсный используется как противофильтрационный материал. Торф поглощает и удерживает значительные количества влаги, аммиака , катионов (особенно тяжёлых металлов). Коэффициент фильтрации торфа изменяется в пределах нескольких порядков.

Краткий исторический очерк

Первые сведения о торфе как «горючей земле» для нагревания пищи восходят к 46 г. н. э. и встречаются у Плиния Старшего . В 12-13 вв. Т. как топливный материал был известен в Голландии и Шотландии . В в г. Гронингене вышла первая в мире книга о Т. на латинском языке Мартина Шока «Трактат о торфе». Многочисленные неправильные представления о происхождении Т. были опровергнуты в И. Дегнером, применившим к его изучению микроскоп и доказавшим растительное происхождение Т. В России впервые сведения о Т. и его использовании появились в в. в трудах М. В. Ломоносова , И. Г. Лемана, В. Ф. Зуева, В. М. Севергина и др. В 19 в. Т. посвящены работы В. В. Докучаева, С. Г. Навашина, Г. И. Танфильева и др. В России исследования природы Т. носили ботанический характер. После Великой Октябрьской социалистической революции были созданы научные, производственные и учебные организации по комплексному изучению Т. и его использованию в народном хозяйстве (Инсторф, Московский торфяной институт и др.). Работами советских учёных выявлены географические закономерности распространения торфяных залежей, создана классификация видов торфа и торфяных залежей, составлены кадастры и карты торфяных месторождений, изучены химический состав и физические свойства Т. (И. Д. Богдановская-Гиенэф, Е. А. Галкина, Д. А. Герасимов, В. С. Доктуровский, Е. К. Иванов, Н. Я. Кац, М. И. Нейштадт, Н. И. Пьявченко, В. Е. Раковский, В. Н. Сукачев, С. Н. Тюремнов и др.). Проблемами использования Т. в СССР занимаются Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности (Ленинград) с филиалами в Москве и посёлке Радченко в Калининской области, институт торфа АН БССР, проблемные лаборатории Калининского, Каунасского и Томского политехнических и др. институтов.

Образование торфа

Рис. 1. Схема расположения торфяников по рельефу

Торф - предшественник генетического ряда углей (по мнению ряда учёных). Место образования Т.- торфяные болота (см. Болото), встречающиеся как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах (рис. 1).

Происхождение Т. связано с накоплением остатков отмершей растительности, надземные органы которой гумифицируются и минерализуются в поверхностном аэрируемом слое болота, называемом торфогенным горизонтом, почвенными беспозвоночными животными, бактериями и грибами . Подземные органы, находящиеся в анаэробной среде, консервируются в ней и образуют структурную (волокнистую) часть Т. Интенсивность распада растений-торфообразователей в торфогенном слое зависит от вида растения, обводнённости, кислотности и температуры среды, от состава поступающих минеральных веществ. Несмотря на ежегодный прирост отмершей органической массы, торфогенный горизонт не прекращает своего существования, являясь природной «фабрикой» торфообразования. Поскольку на торфяных месторождениях произрастает много видов растений, образующих характерные сочетания (болотные фитоценозы), и условия среды их произрастания отличаются по минерализации, обводнённости, реакции среды, сформировавшийся Т. на разных участках торфяных болот обладает различными свойствами.

Известен так называемый погребённый Т., который отложился в периоды между оледенениями или оказался перекрытым рыхлыми отложениями разной мощности в результате изменения базиса эрозии. Возраст погребённого Т. исчисляется десятками тысячелетий; в отличие от современного, погребённый Т. характеризуется меньшей влажностью.

Классификация торфа

Рис. 2. Основные виды строения торфяной залежи.

В соответствии с составом исходного растительного материала, условиями образования Т. и его физико-химическими свойствами Т. относят к одному из 3 типов: верховому , переходному и низинному . Каждый тип по содержанию в Т. древесных остатков подразделяется на три подтипа: лесной , лесотопяной и топяной . Т. разных подтипов отличается по степени разложения. Т. лесного подтипа имеет высокую степень разложения (иногда до 80%), у топяного Т. - минимальная степень разложения; лесотопяной Т. занимает промежуточное положение. Подтипы Т. делятся на группы, состоящие из 4-8 видов (табл. 1). Вид - первичная таксономическая единица классификации Т. Он отражает исходную растительную группировку и первичные условия образования Т., характеризуется определённым сочетанием доминирующих остатков отдельных видов растений (а также характерных остатков). Пластообразующими видами Т. называют совокупность нескольких первичных видов Т., мало отличающихся друг от друга по своим свойствам и образующих большие горизонтально залегающие однородные слои. Отложения пластообразующих видов той или иной протяжённости и мощности (толщины), закономерно сменяющиеся в определённой последовательности, образуют торфяную залежь. На характер строения залежи определённой климатической зоны влияют геоморфологические, геологические, гидрогеологические, гидрологические условия каждого конкретного участка болота. В зависимости от сочетания отдельных видов торфов по глубине торфяной залежи последние подразделяются на типы. В промышленной классификации торфяных залежей выделяются 4 типа: низинный, переходный, верховой и смешанный. Первичная единица классификации - вид торфяной залежи (рис. 2). В Европейской части СССР выделяются 25 основных видов торфяных залежей, в Западной Сибири - 32.

Табл. 1. - Классификация видов торфа.

Тип	Лесной подтип	Лесотопяной подтип		Топяной подтип
	Древесная группа	Древесно-травяная группа	Древесно-моховая группа	Травяная группа	Травяно-моховая группа	Моховая группа
Низинный	Ольховый Берёзовый Еловый Сосновый низинный Ивовый	Древесно-тростниковый Древесно-осоковый низинный	Древесно-гипновый Древесно-сфагновый низинный	Хвощёвый Тростниковый Осоковый Вахтовый Шейхцериевый низинный	Осоково-гипновый Осоково-сфагновый низинный	Гипновый-низинный Сфагновый низинный
Переходный	Древесный переходный	Древесно-осоковый переходный	Древесно-сфагновый переходный	Осоковый переходный Шейхцериевый переходный	Осоково-сфагновый переходный	Гипновый переходный Сфагновый переходный
Верховой	Сосновый верховой	Сосново-пушицевый	Сосново-сфагновый	Пушицевый Шейхцериевый верховой	Пушицево-сфагновый Шейхцериево-сфагновый	Медиум-торф Фускум-торф Комплексный верховой Сфагново-мочажинный

Торфяные месторождения

Торфяные месторождения - промышленные скопления торфа, четко ограниченные территориально и не связанные с др. скоплениями. Размер площади, занимаемой торфяными месторождениями и болотами в мире, составляет около 350 млн. га, из них около 100 млн. га имеет промышленное значение. На территории Западной Европы расположен 51 млн. га, Азии - свыше 100 млн. га, Северной Америки - свыше 18 млн. га. Данные о запасах Т. и его добыче в СССР и за рубежом приведены в табл. 2. Разведанные запасы Т. в СССР по районам приведены в табл. 3.

Изученность торфяного фонда по экономическим районам страны неравномерна. Так, в Центральном районе РСФСР свыше 70% фонда разведано детально, а в Западно-Сибирском детальная разведка составляет 0,6% фонда района и 82,8% - прогнозная оценка.

Поиск торфяных месторождений включает анализ картографических и аэрофотосъёмочных материалов, поисково-разведочный этап дополняется полевыми работами. Предварительная разведка выполняется на месторождениях площадью свыше 1000 га для определения целесообразности их использования. Детальная разведка производится с целью получения данных для составления проекта разработки и использования торфяного месторождения.

Табл. 2. - Запасы и добыча торфа в СССР и за рубежом (1975).

Страна	Запасы торфа, Млрд. т (40% влажности)	Годовая добыча торфа, Млн. т
СССР	162,5	90,0
Финляндия	25,0	1,0
Канада	23,9	1,0
США	13,8	0,3
Швеция	9,0	0,3
ПНР (Польша)	6,0	1,3
ФРГ (Германия)	6,0	1,5
Ирландия	5,0	5,0

Табл. 3. - Распределение разведанных запасов торфа в СССР (1975).

Республика, экономический район	Общая площадь торфяных месторождений в границах промышленной залежи, млн. га	Запасы торфа, млрд. т (40% влажности)
РСФСР	56,6	149,9
Северо-Западный	8,9	19,8
Центральный	1,4	5,2
Центрально-чернозёмный	0,04	0,1
Волго-Вятский	0,5	2,0
Поволжский	0,1	0,3
Уральский	2,7	9,1
Западно-Сибирский	34,1	103,9
Восточно-Сибирский	3,1	4,0
Дальневосточный	5,7	5,2
Калининградская область	0,1	0,3
Украинская ССР	9,9	2,3
Белорусская ССР	1,7	5,4
Латвийская ССР	0,5	1,7
Литовская ССР	0,3	0,8
Эстонская ССР	0,6	2,3
Грузинская ССР	0,02	0,1
Армянская ССР	0,001	0,0024

Разработка торфяных месторождений

Рис. 3. Машина для предварительного осушения залежи.

Разработке Т. предшествуют осушение и подготовка поверхности. Подготовка поверхности месторождения выполняется после сооружения осушительной сети и окончания предварительного осушения залежи (рис. 3). Независимо от того, для каких целей будет использоваться залежь, с её поверхности удаляется древесная, а иногда и моховая растительность, разрабатываемый слой залежи на глубине 25-40 см освобождается от древесных включений или они измельчаются на фракции менее 8-25 мм. Разделённая картовыми канавами и валовыми каналами на определённые участки (карты ) поверхность поля планируется в продольном направлении перпендикулярно валовым каналам и профилируется с поперечным уклоном в сторону картовых канав шнековым профилировщиком. Выполнение этих работ способствует понижению уровня грунтовых вод и уменьшению влажности торфяной залежи до 86-89%, что обеспечивает производительную работу механизмов по добыче, сушке и уборке Т.

Рис 4. Машина для сведения леса и пакетирования древесины

Все операции подготовки поверхности торфяного месторождения механизированы (см. Торфяные машины). Удаление древесной растительности при подготовке включает срезку (валку) деревьев и кустарника с одновременным пакетированием и укладкой деревьев в пакетах на поверхность залежи специальной машиной (рис. 4). Затем пакеты грузятся на тракторные прицепы-самосвалы и вывозятся на промежуточные прирельсовые склады.

Рис. 5. Машина для подготовки полей методом глубокого фрезерования.

Пни и древесные включения корчевальными машинами извлекаются из залежи или перерабатываются машинами глубокого фрезерования (рис. 5) с последующей сепарацией и вывозкой древесных остатков за пределы полей. Для получения Т. с усреднёнными кондиционными свойствами применяются машины для перемешивания залежи или дренажно-обогатительные машины, извлекающие фрезами или барами торфяную массу из слоя залежи, перерабатывающие и расстилающие слой Т. на поверхности поля. Мелкие древесные остатки и щепа убираются с рабочей поверхности карт машинами с накалывающим или барабанно-цепным рабочим органом.

Рис. 6. Уборочная перевалочная машина.

В СССР Т. добывается фрезерным (более 95% общей промышленной добычи), экскаваторным и бескарьерно-глубинным способами. Прообраз экскаваторного способа - элеваторный, которым до Октябрьской революции 1917 добывалось около 1,3 млн. т (1913) кускового Т. Выемка Т. осуществлялась вручную. Элеваторные машины транспортировали Т.-сырец из карьера, перемешивали его и формовали в кирпичи. Операции по сушке, уборке и погрузке производились вручную. В 20-е гг. был разработан способ гидравлической добычи торфа («гидроторф ») с полной механизацией производственных процессов. Он применялся с до . Комплексно-механизированный экскаваторный способ включает выемку Т. из залежи ковшевым устройством, переработку Т.-сырца, его формование и выстилку торфяных кирпичей на поле сушки, уборку и складирование. Фрезерная добыча Т. получила развитие в СССР с конца 40-х гг. Она полностью механизирована и отличается меньшими трудоёмкостью, металлоёмкостью и энергоёмкостью. Основные технологические операции фрезерного способа добычи Т.: измельчение верхнего слоя (фрезерование) залежи на глубине до 25 мм, сушка сфрезерованного Т., уборка и штабелирование готового Т. Продолжительность высыхания слоя от 1 до 2 сут. Число таких циклов в сезоне 20-28; при пневматическом способе уборки до 40-50 циклов. Для добычи Т. фрезерным способом применяются 3 схемы: уборочно-перевалочная (рис. 6), бункерная механическая и бункерная пневматическая. Добытый торфяными машинами Т. в среднем около 6 мес хранится в полевых штабелях. Наиболее эффективный способ хранения и борьбы с самовозгоранием Т. - изоляция штабелей от атмосферного воздуха слоем сырого Т.; внедряется (1975) изоляция полимерной плёнкой.

Погрузка торфа в вагоны для перевозки торфа в Радовицком

Бескарьерно-глубинным способом добывают кусковой Т. для коммунально-бытовых нужд. Сущность его заключается в экскавации Т. из узких траншей, переработке, формовании и выстилке торфяных кирпичей на поле добычи - сушки с одновременным задавливанием траншей добывающей машиной.

В процессе переработки торфа благодаря увеличению удельной поверхности диспергируемого материала улучшаются свойства продукции. Диспергирование Т.-сырца повышает коэффициент объёмной усадки, являясь предпосылкой получения не только плотной, но и прочной продукции. Переработка снижает влагоёмкость топливного Т. Механическая переработка Т. осуществляется рабочими органами различных типов: шнековыми, шнеково-ножевыми, спирально-конусными, конусными, щелевыми, дробильными, перетирателями.

Комплексное использование торфа

В 16-17 вв. из торфа выжигали кокс , получали смолу, Т. применяли в сельском хозяйстве, медицине и т.д. В конце 19 - начале 20 вв. началось промышленное производство торфяного полукокса и смолы. В 30-50-х гг. Т. стали использовать в энергетике, а также для производства газа и как коммунально-бытовое топливо. В 50-х гг. проведены исследования по энерготехнологическому применению Т. Возможность использования торфа из одного месторождения одновременно для сельского хозяйства и промышленности привела к созданию нового направления - комплексного использования Т.; этому способствуют многообразные свойства различных его видов. Так, в верховом слаборазложившемся Т. содержание углеводов достигает 40-50%; в сильноразложившемся Т. гуминовые кислоты составляют 50% и более. Отдельные виды Т. богаты битумами , содержание которых достигает 2-10%. Малоразложившийся верховой Т. обладает высокой водо- и газопоглотительной способностью, низким коэффициентом теплопроводности.

Рис. 7. Приготовление торфяных компостов на месторождении.

Торф высокой степени разложения находит разнообразное применение в сельском хозяйстве (табл. 4). Его используют для приготовления компостов (рис. 7), смесей с минеральными туками и известью, для производства торфоаммиачных и торфоминерально-аммиачных удобрений (см. Органо-минеральные удобрения). Торф, содержащий вивианит , применяют как фосфорное удобрение, известь - как известковое удобрение. Низинный Т., внесённый в больших дозах (500 т/га и более), способствует окультуриванию дерново-подзолистых почв, улучшению их физических и физико-химических свойств.

Разработка торфяных месторождений

(, Маслов мир болот. Томск. Изд-во ТГПУ. 2013. С. 232-241)

Цель разработки – эффективно осушить месторождение, поэтому осушение выполняется с целью создания условий для подготовки торфяного месторождения к разработке. Разработка торфяных месторождений включает следующие технологические процессы: осушение торфяной залежи, подготовка осушенного массива к эксплуатации, добыча торфа, его сушка, уборка и транспортирование, ремонт производственных площадей, их рекультивация. Все эти работы механизированы.

В связи с этим последовательность, параметры и технологии осушения болот под добычу торфа существенно отличаются от таковых под земледелие и лесоводство. Поэтому далее уделим внимание только этим особенностям.

Какие основные цели преследуются при осушении под добычу торфа?

Повысить выход воздушно сухого торфа,

Создать условия для прохождения различных торфяных машин,

Создать условия для более полной выработки промышленных запасов торфа на месторождении.

Осушение под добычу торфа. Осушение для целей добычи торфа проводится с целью снижения его влажности, которая прямо связана с глубиной залегания уровней грунтовых вод. В начале сезона добычи торфа глубина грунтовых вод должна быть не менее 0,6–0,7 м для обеспечения проходимости торфодобывающих машин.

Применяют для осушения систематическую сеть каналов, иногда – закрытый или щелевой дренажи. Элементы осушительной сети различаются в зависимости от способа добычи: фрезерный, экскаваторный.

0 " style="border-collapse:collapse">

Рис. 126. Схема осушения торфяных месторождений для добычи фрезерного торфа: 1 – водоприёмник; 2 – магистральный канал; 3 – нагорно-ловчий канал; 4 – валовые каналы; 5 – картовые каналы; 6 – граница болота. Размеры в метрах

Рис. 127. Схема осушения верхового болота для добычи торфа: а – план, б – профиль; 1 – магистральный канал; 2 – граница промышленной залежи торфа; 3 – валовый канал; 4 – картовые каналы; 5 – соединительный канал; 6 – водоприёмник

https://pandia.ru/text/79/128/images/image003_41.jpg" alt="рис 130" width="623" height="165 src=">
Транспорт торфа осуществляется в основном по узкоколейному (750 мм) железнодорожному пути в вагонах, мелким потребителям – автомобилями или тракторами (рис. 130).

Рис. 130. Погрузка торфа в вагоны узкой колеи и в уборочный транспорт

С сокращением объёмов добычи торфа многие узкоколейки пришли в негодность или были разобраны. Так зачем то разобрали узкоколейную дорогу Рязань – Солотча –Криуша – Спас – Клепики – Тума, воспетую К. Паустовским, которая проходит через курортную зону с деревнями и городом, связанными с жизнью: она могла бы стать притягательным центром туризма?!

Добыча торфа . Способы добычи торфа постепенно совершенствовались в направлении повышения производительности труда и объёма добычи. Первые добытчики торфа – крестьяне применяли резной способ добычи из ям недалеко от границ болота. Вырезали торф из его залежи в виде кирпичей, которые высушивали и использовали на топливо (рис. 131).

Для этого способа характерно использование только ручного труда. Это выражалось в выкапывании отдельных ям, не имеющих системы в расположении. Заполнявшая яму (карьер) вода мешала добыче.

Для сведения. Добыча торфа в царской России была изнурительным трудом. Рабочий, стоя по колено в воде на дне ямы, нарезал лопатой плитки торфа и подавал их на поверхность. За смену он нарезал до трех тысяч плиток. Это значит, что за день подымал лопатой 16 т. торфа! И это не считая нескольких тысяч ударов лопатой по волокнистому, плохо поддающемуся резанию торфу.

Постепенно с развитием централизованного осушения участки резного торфа приобретали систему карьеров, напоминающих внешне карьеры машинно-формовочной добычи торфа. В последующем система резного торфа была механизирована, но сохранился важный признак этого способа – структура торфа не менялась при его извлечении.

Машинно-формовочный способ возни в конце XIX столетия. Главной особенностью этого способа было формование торфа – нарушение его структуры, но при этом получалась большая прочность и плотность. И если в начале извлечение торфа из карьера проводилось вручную, то в дальнейшем с помощью транспортера (элеваторный способ).

Интересно. При элеваторном способе в карьере находилось 15-29 человек. Непрерывно двигался элеватор. Стоя на уступе, рабочий - «ямщик» лопатой вырезал куски торфа, поднимал их на высоту до 1 м и забрасывал в элеватор. Смена длилась 10 часов. Норма 19 т. торфа. Из элеватора торф поступал в пресс, из которого непрерывной лентой выползал торфяной брус. Рядом стояли 12-летние мальчики, которые рассекали торфяной брус на кирпичи. Кирпичи перекладывались в вагонетки и отвозились для сушки.

Наибольшее распространение получил экскаваторный способ извлечения торфа, который использовался до 60-х годов XX века (рис. 132). На раме, которая опускалась в карьер, были установлены небольшие ковши, с помощью которых зачерпывался торф и транспортером подавался на поверхность.

К сведению. С применением этого способа были построены крупные торфяные предприятия на Урале для поставки торфа на газогенераторные станции заводов тяжелой промышленности, где торфяной газ использовался как технологическое топливо.

Технологическое совершенствование добычи торфа вызвало к жизни гидравлический способ (гидроторф), при котором струей гидромониторов торфяная залежь размывалась, превращая торф в жидкую массу. Эта масса извлекалась торфососом и по трубопроводам подавалась на поля сушки, которые размещали за пределами болота. Поля сушки ограничивали земляными дамбочками высотой до 40 см. Торфяная масса за счёт испарения подсыхала, её в последующем разрезали на куски вручную и с помощью специальных гусениц трактора. Вариантов подобной технологии было достаточно.

Напор водяной струи использовался в золотодобывающей промышленности. Однако широкое развитие гидромеханизация получила с тех пор, как русский инженер положил свойство водяной струи высокого давления размывать грунты, в основу гидравлического способа добычи торфа. Размывание мокрого торфа водой стало подлинной революцией в торфодобыче. Но изобретатель пошел дальше. В 1918 году была создана модель торфососа, который засасывал торфяную массу, перерабатывал ее, превращая в однородное месиво, и мощным напором переправлял торф на поля разлива.

На смену гидравлическому способу пришёл фрезерный способ добычи торфа. Весьма перспективный способ добычи! Этот способ по сравнению с другими имеет наименьшие трудоемкость и себестоимость продукции.

Почему такое название? Фрезерный способ получил свое название от начальной операции - фрезерование. Фрезерование – процесс обработки торфяной залежи фрезами. Вращаясь вокруг собственной оси и заглубляясь в торфяную залежь при поступательном движении фрезы снимают небольшой по толщине слой (1-3 см), превращая его в крошку). Торф превращается в порошок, который здесь же сушится, проводится неоднократное ворошение для улучшения высыхания, затем сгребают торфяную крошку в валки, которые собирают с помощью пневмоуборочных машин и укладывают в штабеля, размещаемые на краю торфяной карты (рис. 133).

Рис. 133. Фрезерование и уборка торфа: рабочий орган – фреза (а ); участок торфяного поля после фрезерования (б ); сбор готового фрезерного торфа (в ); пневмоуборочные машины (г )

Сушка нафрезерованной крошки осуществляется на той же площади, где было выполнено фрезерование в естественных условиях под открытым небом за счет использования солнечной энергии и тепла воздушных масс. После сбора готового фрезерного торфа вновь выполняется фрезерование на той же площади, а за ним и все последующие операции. Процесс неоднократно повторяется в одной и той же последовательности. Этот способ зависит от погодных условий и является сезонным.

В последние годы фрезерный способ стал основным способом добычи торфа (около 95 % промышленной добычи). Потому что все работы механизированы.

Технология добычи включает следующие машины: 1) скреперно-бункерный комплекс, необходимый для уборки торфа, 2) скреперно-перевалочный комплекс для механической уборки торфа последовательной перевалкой торфа из одного валка в другой, 3) пневмо-бункерный для уборки фрезерной крошки. Все комплексы выполняют также операции по ворошению торфа, образованию валков торфа и его штабелированию.

Историческая справка. Фрезерный способ добычи торфа разработан советскими специалистами в 1927–1929 гг. Идея фрезерования торфяных залежей известна была во многих странах, но фрезерный торф там получали как сырье для последующей искусственной досушки и переработки в брикеты . Советские же инженеры поставили перед собой задачу получить фрезерным способом готовое топливо (рис. 134).

Рис. 134. Топливо: торфяные брикеты (а ), торфяные шайбы (б)

В 1922 году инженеры и предложили машины для послойного фрезерования торфяной залежи. В 1923 г. инженером был заявлен к патентованию новый способ получения топливного торфа, названный им «способ получения торфяного торфа в виде порошка и крошки с поверхности болот». В этой заявке сушка торфа предусматривалась в толстом слое.

В 1927 году Инсторфом был предложен метод добычи фрезерного торфа с фрезерованием на небольшую глубину – 5-30 мм, что обеспечивало небольшую толщину сохнущего слоя при более низкой влажности торфяной крошки и, как следствие, резкое сокращение сроков сушки торфа. Это же обстоятельство облегчало условия для механизации операций технологического процесса добычи торфа.

Рис. 135. Уборка кускового торфа

При втором способе (щелевом) проводится щелевое фрезерование торфяной залежи на глубину 0,4–1,0 м. Эти комплексы включают в себя машины для переворачивания и группирования подсохнувших кусков, уборочно-транспортные машины. Получаемое торфяное топливо имеет размеры 15–20 мм (гранулированный), 60 мм (мелкокусковой) и до 100–120 мм (экскаваторный).