Характеристика, добыча и применение торфа

Торф-это природный биологический материал, образующийся в результате не полностью разложившихся остатков отмерших болотных растений, продуктов их распада (гумуса), в условиях повышенной влажности и ограниченного доступа кислорода.

  В зависимости от характера залегания торф подразделяется на 3 типа:

1. Верховой (степень разложения превышает 20%)

2. Низинный (степень разложения превышает 40%)

3. Переходный (низинный торф, не законченный свое формирование. Степень разложения 25-35%)

Торф является сложной полидисперсной многокомпонентной системой, то есть он содержит частицы разных размеров и его физические свойства зависят от свойств отдельных частей, степени разложения и соотношений между ними. Для данного материала характерно большое влагосодержание в естественном залегании (88—96 %), пористость до 96—97 % и высокий коэффициент сжимаемости при компрессионных испытаниях [1].

Место образования торфа – торфяные болота, которые встречаются как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах. Ежегодно при отмирании растений, которые падают на дно и служат материалом для заполнения бассейнов, образуется торф.

Добыча торфа.

Технологический процесс добычи торфа и производства торфяного топлива- процесс сложный, трудоемкий и многооперационный. Добывают его на торфяных месторождениях, участках земной поверхности, которые содержат торфяную залежь по размерам, качеству и условиям залегания пригодную для разработки.

Применения торфа известны давно. Еще в 1713г. впервые в России Петр Великий приказал разрабатывать торфяники для получения топлива. На сегодняшний день существует две основные способами добычи торфа:

1. Карьерный

2. Поверхностный

При карьерном способе торф вырезается большими частями, делится на куски определенного размера и отправляется на дальнейшую переработку. Недостатком данного способа является необходимость дальнейшей сушки и обработки материала, что вынуждает перевозить сырой материал, создает непроизводительную нагрузку на транспорт. При этом добыча торфа сосредоточена в одном определённом месте.

При поверхностном способе природный биологический материал срезается с поверхности грунта тонким слоем в 2–3 см, предварительно его разрыхляют и просушивают. Иными словами, собирается уже подготовленный к использованию торф [2].

По данным Международного торфяного общества мировые торфяные ресурсы составляют около 400 млн. га (рис.1).

Рисунок 1- Мировые запасы торфа

Большинство торфяников расположено в Северной и Центральной Европе, Северной Америке, северной части Азии и Юго-Восточной Азии. Небольшие участки - в Латинской Америке, тропической Африке и в районе Карибского бассейна.

Основные площади российских торфяников расположены на Северо-западе Европейской части страны, Западной Сибири, недалеко от западного берега Камчатки и в других дальневосточных регионах.

Рисунок 2 – Размещение торфа на территории РФ

Согласно данным Международного Торфяного Общества (International Peat Society, IPS) общая площадь торфяных болот в России составляет около 0,6 млн. км², таким образом, Россия занимает 2-е место по этому показателю после Канады (1,2 млн. км²). Но несмотря на то, что Россия занимает 2 место по запасам торфа, по объему добычи она занимает 5 место (рис.2).

Также стоит заменить, что торф является возобновляемым ресурсом. Ежегодно в мире образуется около 3,0 млрд. м³ торфа, что примерно в 120 раз больше, чем используется. При это м в России восстанавливается до 250 млн тонн торфа в год.

Рисунок 3 - Доли крупнейших торфодобывающих стран

Ежегодно в мире добывается около 25 млн. тонн торфа, 5 % из которых приходится на Россию (рис.3).

Исходя из различных статистических данных, на территории России находится от 40% до 45% всех мировых запасов торфа и имеет будущее для расширения использования торфа для местной энергетики, повышения плодородия почв, решения экологических задач, экспорта торфа и торфяной продукции.

Реальная оценка этого полезного ископаемого производится не в его фактическом объёме, а в переводе в единицы условного топлива. Если все запасы Российской Федерации в среднем оцениваются в 176 млрд тонн, то в виде условного топлива показатель торфа ниже – 61,7 млрд тонн. В то же время этот показатель намного выше, чем у запасов нефти и газа в сумме.

Способ производства.

В настоящее время в Российской Федерации наиболее распространенной технологией добычи торфа является технология производства фрезерного торфа с применением скреперно-бункерного способа уборки торфа. Данный способ по сравнению с другими имеет наименьшие трудоемкость и себестоимость продукции.

Торфяные месторождения для разработки фрезерным способом предварительно осушают и на их поверхности подготовляют производственные площади, которые планируют по определенным схемам.

Следующей технологической разработкой является технология уборки торфа из наращиваемых валков, данный способ активно применятся торфодобытчиками Финляндии.

Данная технология позволяет увеличивать примерно в два раза количество уборочных дней, снизить потери торфа при уборке на 20 - 30%, увеличить сезонные сборы до 25%, сократить повторность операции валкования на 10%, что позволяет увеличить количество технологических циклов в течение сезона до 10%, повысить надежность добычи торфа.

Важным преимуществом данной технологической схемы, является возможность увеличения концентрации фрезерного торфа в штабелях путем образования укрупненных складочных единиц, вследствие чего снижаются потери от намокания и мерзлоты пропорционально величине удельной поверхности и сокращаются потери торфа от саморазогревания.

В таблице 1 представлены преимущества и недостатки каждой технологии:

 Таблица 1

Краткое сравнение технологий уборки торфа