ООО «Альцевское торфопредприятие»

О торфе

Торф (нем. Torf), горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затруднённого доступа воздуха. От почвенных образований торф принято отличать по содержанию в нём органических соединений (не менее 50% по отношению к абсолютно сухой массе).

Общие сведения 

Органическое вещество торфа состоит из растительных остатков, претерпевших различную степень разложения. Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в общей массе торфа продуктов распада растительных тканей, утративших клеточную структуру, называют степенью разложения торфа. Различают торф слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20—35%) и сильноразложившийся (свыше 35%). По условиям образования и свойствам торф подразделяют на верховой, переходный и низинный.

Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями генезиса, химическим составом растений-торфообразователей и степенью разложения торфа. Элементный состав торфа: углерод 50—60%, водород 5—6,5%, кислород 30—40%, азот 1—3%, сера 0,1—1,5% (иногда 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ 1—5%, битумов 2—10%, легкогидролизуемых соединений 20—40%, целлюлозы 4—10%, гуминовых кислот 15— 50%, лигнина 5—20%.

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.

Рис. Торф

Рис. Массив торфа

Образование торфа

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

Происхождение торфа 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 торфа. 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 торф на разных участках торфяных болот обладает различными свойствами.

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

Классификация торфа

В соответствии с составом исходного растительного материала, условиями образования торфа и его физико-химическими свойствами торф относят к одному из 3 типов: верховому, переходному и низинному. Каждый тип по содержанию в торфе древесных остатков подразделяется на три подтипа: лесной, лесотопяной и топяной. торф разных подтипов отличается по степени разложения. торф лесного подтипа имеет высокую степень разложения (иногда до 80%), у топяного торфа — минимальная степень разложения; лесотопяной торф занимает промежуточное положение. Подтипы торфа делятся на группы, состоящие из 4—8 видов (табл. 1). Вид — первичная таксономическая единица классификации торфа. Он отражает исходную растительную группировку и первичные условия образования торфа, характеризуется определённым сочетанием доминирующих остатков отдельных видов растений (а также характерных остатков). Пластообразующими видами торфа называют совокупность нескольких первичных видов торфа, 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 (ссылка на источник http://wiki.laser.ru/index.php/%D0%A2%D0%BE%D1%80%D1%84). 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

Разработке торфяного месторождения предшествуют осушение и подготовка поверхности. Подготовка поверхности месторождения выполняется после сооружения осушительной сети и окончания предварительного осушения залежи. 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 торфа.

Развитие способов добычи торфа

В СССР торф добывался фрезерным (более 95% общей промышленной добычи), экскаваторным и бескарьерно-глубинным способами.

Экскаваторный способ

Прообраз экскаваторного способа — элеваторный, которым до Октябрьской революции 1917 добывалось около 1,3 млн. тонн кускового торфа Выемка торфа осуществлялась вручную. Элеваторные машины транспортировали торф-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 1922 до 1962. Комплексно-механизированный экскаваторный способ включает выемку торфа из залежи ковшевым устройством, переработку торфа-сырца, его формование и выстилку торфяных кирпичей на поле сушки, уборку и складирование.

Фрезерный способ

Фрезерная добыча торфа 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 торфа: измельчение верхнего слоя (фрезерование) залежи на глубине до 25 мм, сушка сфрезерованного торфа., уборка и штабелирование готового торфа Продолжительность высыхания слоя от 1 до 2  суток. Число таких циклов в сезоне 20—28; при пневматическом способе уборки до 40—50 циклов. Для добычи торфа фрезерным способом применяются 3 схемы: уборочно-перевалочная, бункерная механическая и бункерная пневматическая. Добытый торфяными машинами торф в среднем около 6 мес хранится в полевых штабелях. Наиболее эффективный способ хранения и борьбы с самовозгоранием торфа — изоляция штабелей от атмосферного воздуха слоем сырого торфа; с начала 1975 года - внедряется изоляция полимерной плёнкой.

Бескарьерно-глубинный способ

Бескарьерно-глубинным способом добывают кусковой торф. для коммунально-бытовых нужд. Сущность его заключается в экскавации торфа 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 торфа-сырца повышает коэффициент объёмной усадки, являясь предпосылкой получения не только плотной, но и прочной продукции. Переработка снижает влагоёмкость топливного торфа. Механическая переработка торфа осуществляется рабочими органами различных типов: шнековыми, шнеково-ножевыми, спирально-конусными, конусными, щелевыми, дробильными, перетирателями.

Ссылка на источник

Литература

    Успенский Н. Н., Указатель русской литературы по торфу, М., 1930;

    Библиографический указатель литературы по торфу, т. 1—11, М. — Калинин, 1960—75;

    Макаров И. К.. Нейштадт М. И., К истории литературы по торфу, «Торф», 1930, № 3—4;

    Тюремнов С. Н., Торфяные месторождения, 2 изд., М.—Л., 1949;

    Чуханов З. Ф., Хитрин Л. Н., Энерготехнологическое использование топлива, М., 1956;

    Торфяные месторождения и их комплексное использование в народном хозяйстве, М., 1970;

    Использование торфа и выработанных торфяников в сельском хозяйстве, Л., 1972;

    Торф в народном хозяйстве, М., 1968;

    Лиштван И. И., Король Н. Т., Основные свойства торфа и методы их определения, Минск, 1975.

    Н. А. Копёнкина (Образование торфа, Классификация торфа),

    М. И. Нейштадт (Краткий исторический очерк),

    В. И. Чистяков.

По вопросам сотрудничества получить консультацию специалиста

© 2018 - 2019 гг. OOО«Альцевское торфопредприятие»