Торф запасы. Залежи торфа

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).

ТОРФЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (а. peat deposit; н. Тоrflagerstдtte; ф. gisement de tourbe, tourbiиre; и. yacimiento de turba, depysito de turba, yacencia de turba) — участок земной поверхности, содержащий торфяную залежь , по размерам, качеству и условиям залегания пригодную для разработки. Торфяное месторождение обводнено и покрыто растениями-торфообразователями.

Основные характеристики торфяных месторождений: типы растительного покрова (низинный, переходный, верховой) и его состав (древесный, травяной, моховой ярусы); площадь; микрорельеф (кочковатый, ровный, с грядами и мочажинами); степень обводнения; количество, конфигурация и мощность минеральных наносов; стратиграфия торфяных отложений; количественные и качественные параметры залежи и др. Тип (подтип) современной растительности на торфяных месторождениях, особенно мезотрофный или олиготрофный, не всегда соответствует аналогичному типу (подтипу) торфяной залежи. В процессе развития растительности и увеличения напластований торфа изменяются условия водно-минерального питания. Кроме того, на процесс торфообразования влияют климатические и другие факторы. В зависимости от геоморфологических условий залегания торфяные месторождения подразделяют на пойменные, месторождения террас, водораздельного, моренного рельефа и иного залегания (горных склонов, овражные и др.). торфяные месторождения пойм (плавневых, долинных, надморенных и др.) имеют в плане большей частью удлинённую форму, растительность и залежи низинного типа, мощность торфяных отложений от 0,7 до 4 м; характерно также большое количество минерализованных прослоек.

Торфяные месторождения террас чаще покрыты растительностью верхового и переходного типов; строение залежей изменяется от верхового или смешанного типов (в центральной части) до низинного (на окраинных участках); средняя мощность залежей 2-5 м.

Торфяные месторождения водораздельного, моренного рельефа (зандровых и ) покрыты преимущественно растительностью верхового типа часто с грядово-мочажинными комплексами; в центре содержат участки комплексно-верховых залежей, которые окаймляет магелланикум-залежь; средняя глубина 3-6 м; степень разложения торфа сильно изменяется по глубине (от 5 до 50%). Торфяные месторождения сточных, проточных и замкнутых котловин водоразделов чаще имеют низинный тип растительности или переходный, в центральных частях — верховой; залежи преимущественно низинного типа средней мощности 3-5 м с сапропелем .

Торфяные месторождения горных склонов, овражные и другие геоморфологические типы имеют меньшее распространение и небольшие площади.

Торфяные месторождения разного геоморфологического залегания в зонах интенсивного торфонакопления (северо-западная Европейская часть , Западная Сибирь) могут в процессе развития соединяться и образовывать "системы" торфяных месторождений (торфяные массивы), в единый контур которых входят ранее обособленные торфяные месторождения одного или разных геоморфологических положений, например поймы и террасы, террасы и водораздела и т.д.

Торфяные месторождения разделяют; по размеру площади — на мелкие (до 100 га), средние (от 100 до 1000 га) и большие (свыше 1000 га); по величине запасов — на мелкие (до 10), средние (от 10 до 100 млн. т) и крупные (свыше 100 млн. т). Промышленно разрабатываются месторождения площадью свыше 100 га, месторождения меньшей площади разрабатываются для местных сельскохозяйственных целей. Мелкозалежные месторождения (средняя мощность торфяной залежи до 1,3 м) и высокозольные (средняя зольность торфа свыше 35%) не разрабатываются, используются как земельные угодья для лесопосадок и сельского хозяйства.

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.

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.