Ресурсы 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

DIV_ADBLOCK159">

Особое внимание уделяется предварительному осушению торфяника. Предварительное осушение является необходимым условием стабилизации торфяной залежи за счёт отвода вековых запасов воды и её уплотнения. Без предварительного осушения невозможно придать каналам необходимые глубины из-за оплывания и оползания русла. Особенно это относится к верховым болотам. И еще одно предназначение этого этапа – создать условия для развертывания работ по подготовке производственных площадей.

После предварительного осушения торфяная залежь обеспечивает необходимую проходимость для тяжёлых торфодобывающих машин. Предварительное осушение начинают за 3–4 года, а заканчивают не менее чем за год до начала добычи торфа.

При карьерном способе добычи торфа проводящая осушительная сеть состоит из магистрального канала и впадающих в него карьерных каналов. Осушение проводят осушителями, длина которых должна обеспечить работу машин по добыче торфа в течение 3–5 лет. Осушители выводят под прямым углом в карьерные каналы. Расстояние между карьерными каналами 400–1200 м в зависимости от используемых машин и свойств торфа. Расстояние между осушителями принимают в зависимости от типа торфяной залежи: на верховой – 10–20 м, на низинной – 50–70 м.

Подготовительные работы. После осушения и частично одновременно с ним проводится подготовка осушенных площадей к эксплуатации, т. е. к добыче торфа. В этот вид работ входят: сводка леса, их сбор и вывоз; глубокое фрезерование торфяной залежи на глубину до 0,5 м с отбором древесных включений; вывоз пней и углубление картовых каналов. Извлеченные из торфа пни, складированные по краям месторождения – непременное «украшение» торфопредприятий. Современные технологии позволяют измельчать пни вместе с другой растительной массой на фракции 8–25 мм и оставлять в добываемом торфе.

Может возникнуть вопрос, откуда в торфяной залежи пни. Выше мы рассматривали, как образуется болото, какая растительность преобладает в разные по климатическим условиям временные периоды его формирования. При смене климата меняется и растительность. Например, травянистая растительность при похолодании заменяется древесной и т д. Так образуется торфяная залежь, слоистая по строению. И в ней сохраняются остатки деревьев, не подверженные распаду. Вот они то и мешают при промышленной добыче торфа. Поэтому важным показателем при добыче торфа является ее пнистость.

Под пнистостью понимается отношение объема пней, погребенных в торфяной залежи, к общему объему залежи, выраженное в процентах. Для практических целей имеет значение не только общий процент пнистости, но и характер распределения пней в толще торфяного пласта и степень их сохранности. Высокой пнистостью обладает, например, медиум-залежь, виды залежей смешанного типа. Во всех типах залежей хорошо сохраняется сосновый пень, в низинных залежах – сосновый и еловый пни. Лиственные породы разрушаются полностью. Пнистость определяется по данным зондирования при разведке торфяного месторождения.

После завершения этих трудоемких работ выполняется планировка поверхности полей, расположенных между картовыми и валовыми каналами, в продольном направлении с профилированием их под уклон к картовым каналам. Такое профилирование необходимо для ускорения стекания дождевых вод и снижения влажности верхнего слоя торфа, которая обычно составляет 75–89 %, а это, в свою очередь, повышает производительность торфодобывающих машин.

Готовая продукция торфопредприятий и её качество характеризуются следующими параметрами: содержание влаги, зольность, плотность, прочность и крошимость, засоренность (фрезерного торфа), водопоглощаемость. Хранят её на полевых складах в штабелях. Штабели фрезерного торфа с влажностью до 40% под воздействием микроорганизмов, жизнедеятельности бактерий и химических реакций могут самовозгораться. Во избежание этого штабели изолируют от воздуха слоем сырого торфа с влажностью более 70%, а появляющиеся щели забивают сырым торфом.

DIV_ADBLOCK162">

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).

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.

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 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. 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.

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 100 000 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.

Научные исследования сосредоточиваются в основном на изучении отдельных торфяных месторождений, видах залежей и видах торфа . Это осложняет оценку потенциальной значимости торфяных ресурсов отдельных стран и тем более ограничивает прогнозирование освоения их для тех или иных целей. На международных конгрессах по торфу докладывались некоторые результаты работ, выполненных в данном аспекте. Неоднократно, например, отмечалось влияние геоморфологических, геологических, климатических и гидрогеологических факторов на образование, формирование и характер торфяных залежей.

В зависимости от этих факторов, хотя и в различной интерпретации, классифицируются торфяные залежи и оцениваются возможности их освоения и направления использования. Последовательно над решением этой задач» работают ученые Финляндии, Польши, Швеции, США, Италии и других стран. Торфяные месторождения Италии, например, классифицируются по типам с учетом геоморфологических условий географического положения. По геоморфологическому принципу предлагают классифицировать торфяные месторождения и английские ученые.

По мнению ученых, геоморфологические особенности образования торфяных месторождений не в одинаковой мере проявляют- себя в различных географических условиях. Общепринятые связи» торфообразующего рельефа и стратиграфии торфяных залежей иногда нарушаются. Так, отмечается, что на образовании торфяников; Исландии очень сильно сказалось выпадение большого количества осадков (до 2200 мм в год) и слабое испарение в условиях прохладного океанического климата. Поэтому торфяники занимают не только плоские поверхности равнин и бассейнов, но и холмы и, нижнюю часть горных склонов. Несмотря на это, собственно верховых торфяников в Исландии нет. Таким образом, здесь как бы нарушаются связи между типом залежи и геоморфологическими условиями образования торфяного месторождения.

Рассматривая возможные пути построения классификации для: оценки торфяных залежей различных географических зон, ученые США считают, что ни одна классификация не может служить для всех целей. В своих рекомендациях о принципах построения классификации они указывают, что главными объектами классификации являются органические горизонты, а не топография местности и климатические зоны или геология бассейнов. Установление определенных диагностических («ключевых») горизонтов (слоев) профиля залежи торфа является первым и наиболее важным шагом в классификации. Для правильного определения диагностических, горизонтов торфа используется степень изменения вещества торфа.

Целесообразность построения классификации торфяников в: зависимости от потенциальной реакции роста лесов на осушение торфяников и внесение удобрений отмечается шведскими учеными Хотя эта классификационная схема не окончательная, она представляет образец определенного подхода к решению этого вопроса и является модификацией схемы, подготовленной учеными Финляндии.

В работах канадских ученых подчеркивается, что одним из препятствий к эффективному сравнению результатов исследований» технических свойств разных видов торфа является отсутствие адекватной системы классификации. Для внесения такой адекватности в теорию и практику оценки торфа они считают возможным рассматривать структуру торфа как естественную основу для количественной классификации материала, как в сухом, так и в сыром состоянии. По их мнению, разнообразие торфа, встречающееся в природе, может быть сведено к относительно небольшому числу общих структурных типов торфов.

Макро- и микроскопическое изучение этих основных структурных типов, по мысли авторов, должно привести к разработке математической модели для каждого- типа, которая будет адекватно отражать природное состояние. Основные компоненты торфов можно свести к относительно небольшому количеству структурных сущностей, которые можно оценить количественно.

Делается попытка осуществить экологический подход к классификации торфяных болот различных географических районов Европы (Ирландия, восточная часть Англии, Шотландия, центральная часть Англии, район Мазурских озер Польши и т. д.) в пределах модели торфяной залежи с постепенным изменением водного режима. Модель переносится на действительность биотического процесса, последовательность типов болот регулируется жизненными процессами болотных растений, включающими отложения торфа (накопление энергии) внутри экологической системы.

Высказывается возможность применения «негенетической классификации для предсказания качества торфяных залежей в любой зоне пород». Основанием для этого является знание геологической обстановки во время и после аккумуляции. Качество торфа зависит от интенсивности роста растительности, образующей торф, и от возможности аккумуляции и сохранения этой растительности при отсутствии выветривания и загрязнения осадками. Геологические образования залежей торфа зависят от размера, формы и вещества депрессии (впадины), содержащей залежи, и топографического положения, связанного с прошедшей и настоящей картиной земли и поверхности воды района.

Минералы и горные породы / Описание минерала Торф

Любая почва со временем истощается, поэтому необходимо её удобрять, иначе выращивание на ней разнообразных культурных растений становится процессом затруднительным, а порой даже невозможным. Чаще всего огородники в роли подкормки для улучшения качественных показателей состояния почвы используют органические удобрения.

Одним из таких удобрений является торф, который образуется из частиц болотных отмерших и перегнивших растений. Как полезное ископаемое он добывается в руслах рек, болотах или других водоёмах. С древних времён этот вид сырья используется в сельском хозяйстве, а также во многих других сферах деятельности человека.

Образование торфа в природе

Торф – горючее природное полезное ископаемое растительного происхождения. По внешнему виду этот материал представляет собой массу тёмно-коричневого или чёрного цвета плотного состава, состоящую из частично разложившихся под действием воздуха остатков болотных растений, смешанных с земельным грунтом.

Наличие высокой влажности и отсутствие кислорода препятствует разложению болотной растительности. Считается, что залежи сырья являются первой стадией образования каменного угля. Как полезное ископаемое он образуется на границах водораздела, в долинах рек и чаще всего на торфяных болотах. Там же и происходит его накопление на протяжении многих тысячелетий.

Залегание ископаемого может происходить на небольших (до десяти метров) глубинах либо на поверхности почвы, что очень упрощает его добычу.

По оценкам мировых учёных, торфяники занимают почти 3% поверхности суши земли, а залежи их могут насчитывать от 250 до 500 миллиардов тонн.

Виды и характеристики материала

В зависимости от условий происхождения и произрастания растений, а также характера их накопления, образующих ценный природный материал, сырьё условно делят на три типа:

Каждый торфяной тип в свою очередь делится на следующие подтипы, которые обусловлены видом растений, служащих основным составом:

Топяной.
Лесотопяной.
Лесной.

А также можно выделить шесть групп сырья, из которого может получаться торф:

В сельскохозяйственной деятельности условно этот природный материал разделяют на две группы: тяжёлый (тёмный), лёгкий (светлый).

Для того чтобы досконально разобраться с природными особенностями этого полезного ископаемого продукта, необходимо ознакомиться с его составом и свойствами. Основными составными компонентами является:

Гумус (частично разложившиеся органические продукты).
Вода.
Минеральные вещества.

В состав его входит:

Водород – 5%.
Кислород – 2–3%.
Углерод – 40–60%.
Фосфор, сера, калий в незначительном количестве.

Структура, свойства и внешний вид этого природного ископаемого способны изменяться по мере разложения веществ, входящих в его состав. Так, изменение цвета продукта может происходить от светло-жёлтого окраса до чёрного оттенка. В зависимости от степени разложения также изменяется и структура материала - она может быть аморфной либо волокнообразной. Изменяется и пористость ископаемого.

С увеличением разложения в составе торфа становится большее количество остатка, который не поддаётся гидролизу, а также увеличивается процентное содержание гуминовых кислот, при этом уменьшается содержание легко гидролизуемых и водорастворимых веществ.

Основной особенностью материала считается способность к накоплению продуктов фотосинтеза и углерода. Добавление торфа в состав почвы улучшает её влаго- и воздухопроницаемость, а также питательный и микробиологический состав. Кроме того, продукты торфа способны ослаблять действие пестицидов в почве, оздоровлять её, снижая уровень нитратов.

Метод определения величины разложения

Качественные показатели оцениваются по следующим критериям: влажность, зольность, теплота сгорания и величина разложения.

Чтобы правильно провести подкормку почвы на участке, в первую очередь необходимо знать степень разложения торфяного состава. Простейшим способом определения величины может воспользоваться любой владелец огородного участка. Для этого нужно горстью торфа, зажатой в кулаке, провести по листку белой бумаги.

Если:

Применение торфа

В настоящее время с развитием науки и техники появляется широкая возможность рационального использования этого природного ископаемого во многих сферах народного хозяйства.

Топливо

В качестве топлива торфяная смесь используется главным образом на электрических станциях. Теплота сгорания продукта, его зольность и влажность считаются основными качественными показателями при использовании.

Количество теплоты, выделяемой при сгорании торфяных продуктов, а также их размер зольности, целиком зависят от природы возникновения торфа. Влажность топлива из торфа образуется под влиянием природных особенностей материала и технологического характера его производства. Именно от качества технологического оборудования, на котором изготавливается топливный материал, и соблюдения процесса его изготовления в основном и зависят показатели теплоты сгорания торфа.

Торфяная естественная зольность имеет огромные колебания. Максимальная зольность, которая допускается для отопительного торфа, допустима до 23%. А рабочий показатель влажности торфа приближается к 40%.

Брикеты

Брикет – это вид бытового облагороженного топлива. Брикет изготавливается из торфяной фрезерной крошки, которая имеет влажность не выше 15%, путём уплотнения торфа на специальном прессовочном оборудовании.

Для проведения операции по брикетированию к фрезерному торфу предъявляются следующие требования: разложение материала должно быть более 20% при использовании торфов верхового типа, а для низинного типа этот показатель не должен быть ниже 15%, зольность торфа для брикета не ниже 20%.

Для производства брикетного топлива лучшим сырьём считается торф типа низинного и подтипа – лесотопяного или лесного. Из верхового типа лучше использовать сосновый торф.

Газификация

Газификацией считается непрерывный процесс превращения твёрдого топлива на основе торфа в газообразное состояние. Это превращение осуществляется в специальных газогенераторах путём взаимодействия разогретого до раскалённого состояния торфа с кислородом, водяного пара или их совмещённого состава. Получившийся таким способом газогенераторный газ характеризуется низким содержанием сернистых активных соединений.

Для газификации в основном употребляется торф твёрдой кусковой формы с влажностью не более 45%, степенью разложения более 20% и уровнем зольности менее 12%.

Коксование

Коксование – это процесс обработки торфяного топлива методом сухой перегонки в печах. В результате процесса сухой перегонки торфа образовывается остаток твёрдого типа, который называется торфяным коксом. Кроме того, получаются побочные продукты (различные смолы, смольная вода). Эти продукты служат в дальнейшем ценным сырьём для получения парафина, воска, уксусной кислоты, фенолов и многих других полезных веществ.

Степень технологической переработки торфа и свойства исходного материала существенно влияют на качественные показатели торфяного кокса. Для проведения процесса коксования пригоден торф со степенью разложения не менее 35% и зольностью не более 5%. Основным источником для коксования могут служить залежи верхового торфа с высокой степенью разложения.

Химическая переработка

Торф считается богатейшим сырьём для производства ценных химических продуктов: битумов, спирта, кормовых дрожжей, кислот гуминовых и прочих веществ.

Для выработки качественных гидролизных продуктов (спирт, кормовые дрожжи, фурфурол и пр.) лучшим материалом является торф верхового типа степенью разложения 10–15%.

Из торфов низинного типа с высокой степенью разложения получаются качественные гуминовые кислоты, которые применяются в промышленности при изготовлении керамики, силиката, для увеличения ёмкости аккумуляторных батарей. Гуминовые кислоты в сельском хозяйстве являются прекрасным стимулятором роста растений. Верхний тип торфа является отличным сырьём для приготовления битума.

Строительство

Как материал для строительства, торф имеет широкое применение в дорожной и гидротехнической отрасли (дорожные насыпи, приканальные дамбы). При строительстве технических сооружений специального назначения часто используются торфяные панели и торфоизоляционные плиты. Лучшим материалом для этих целей считается сфагновый торф с разложением 5–12%.

А вот изоляционные плиты изготавливаются из материала, добытого на участках специальных месторождений с комплексным видом залежи.

Сельское хозяйство

Торфяные месторождения в сельском хозяйстве могут использоваться во многих направлениях деятельности. Весьма перспективным считается применение месторождений торфа, конечно, при соответствующей агротехнической обработке, в качестве сельскохозяйственных полезных угодий, для выращивания различных культур. Лучшими для такого использования являются пойменные и овражные месторождения, а также выработанные фрезерные участки и карьерные площади.

Кроме того, очень широкое использование этот бесценный материал получил в медицинской области. Как надёжный и прекрасный материал для упаковки может применяться во время транспортировки и хранения различных овощей и фруктов.

Как видим из статьи, область применения природного ископаемого весьма разнообразна и многогранна.