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. 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:
- добыча и использование торфа в топливно-энергетических целях и в сельском хозяйстве;
- 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:
- чистота и стерильность, полностью отсутствуют патогенная микрофлора, болезнетворные микроорганизмы, техногенные загрязнения и семена сорных трав;
- 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);
- 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.
Торф – полезное ископаемое, состоящее из остатков растений, находящихся на разных стадиях разложения. Он востребован в сельском хозяйстве и энергетической промышленности. Благодаря высокому содержанию углерода, обеспечивающему отличную теплоту сгорания, материал используют в качестве биотоплива. Сейчас купить торф можно по выгодной цене. Он обогащает грунт сбалансированным составом органических и минеральных питательных веществ. Его разбавляют песком и почвой для достижения оптимальной кислотности и воздухопроницаемости.
Добывается торф открытым способом. Его залежи всегда находятся на поверхности. В основном это заболоченная местность. Россия занимает 4-5 место по объемам производства данного полезного ископаемого, уступая Финляндии, Ирландии, Швеции и Эстонии. В Московском регионе основная приходится на Дмитровский район.
Способы добычи торфа
Существует 2 способа извлечения полезного ископаемого – фрезерный и кусковый. Несколько десятков лет назад торф вырезали вручную и формировали кирпичи для последующей просушки. Сейчас большая часть процессов автоматизирована. Это повышает скорость его добычи и удешевляет стоимость.
Фрезерная добыча торфа
Торф извлекают фрезерным способом короткими циклами. Большая часть работ автоматизирована на 100%. Верхний слой пласта надрезается на глубине до 25-40 см (определяется исходя из погодных условий). Он проходит следующие этапы:
- ворошение. Позволяет ускорить процесс испарения влаги из торфа, способствует измельчению и рыхлению;
- валкование. Высушенный торф собирают в валки с треугольным сечением и оставляют для дальнейшего просушивания;
- сбор. Из высушенного вещества формируют штабеля и брикеты для дальнейшего хранения и транспортировки.
Фрезерный метод отличается простотой реализации. Он позволяет совершить от 10 до 50 циклов сбора с одного участка за сезон. Недостаток метода – сильная зависимость от погодных условий. Это обусловлено способом сушки, которому могут помешать дожди или другие осадки.
Отказ от данного метода добычи торфа не рассматривается. Высокая эффективность извлечения полезного ископаемого гарантирована при ограниченном количестве циклов.
Сейчас торф фрезерным методом добывают на месторождениях всех типов. До начала цикла проводят осушение торфяного массива, очистку от растительности и снятие верхнего слоя очеса.
Кусковый способ
Добыча производится экскаваторным способом. Для этого используется специальное оборудование. Оно извлекает из открытого карьера сырец и формирует из него брикеты заданной формы. Наряду с экскаватором используют стилочную машину, выполняющую функции валкования. Данная технология используется при добыче на залежах низинного торфа, степень разложения которых превышает 15%, а зольность достигает 23%.
Виды торфа
Приняв решение купить торф , необходимо определить задачи, для которых он будет использоваться. Все виды данного ископаемого классифицируют по месту добычи и степени разложения:
- верховой. Возникает на возвышенностях. Он формируется из растений, получающих большое количество кислорода. Особенность верхового торфа – высокая кислотность. Для использования в сельском хозяйстве его гасят известью. Он обладает наименьшим количеством микроэлементов;
- переходной. Образуется на равнинах. Имеет средние характеристики;
- низинный. Образуется в низинах из растений с высоким содержанием питательных веществ. Обладает нейтральной кислотностью. Сейчас купить торф такого типа можно для составления почвосмесей.
По степени разложения выделяют слаборазложившейся, средне разложившийся и сильно разложившийся торф . Этот параметр оказывает непосредственное влияние на цвет вещества и способствует определению его возраста.
Переработка торфа
Торф – восстанавливаемый природный ресурс. Ежегодно он образуется в количествах, в 120 раз превышающих весь уровень мировой добычи. Поэтому многие рассматривают его как источник энергии.
Качественный торф не требует обработки перед использованием. Это положительно сказывается его стоимости.
Сейчас торф перерабатывают для решения широкого спектра задач. Он используется в строительстве для теплоизоляционных работ, находит применение в медицине. Благодаря способности нейтрализовывать и впитывать тяжелые металлы данное полезное ископаемое способствует защите экологии. Оно служит фильтровальным элементом на сточных сооружениях.
Зачастую обусловлена стремлением удовлетворить нужды сельского хозяйства. Его превосходные характеристики делают плодородными самые бедные и безжизненные почвы.
Добычу торфа наладило множество компаний. Данное полезное ископаемое можно купить в непосредственной близости от места предполагаемого использования. Это поможет сократить затраты на транспортировку.
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.
Изучением погребенных межледниковых торфяных отложений занимались многие ученые: В. Н. Сукачев, В. С. Доктуровский, Н. Я. Кац и С. В. Кац, В. П. Гричук, С. Н. Тюремнов, Г. Ф. Мирчинк и др.
Четвертичный период для европейской части Советского Союза характеризуется неоднократными оледенениями. Первое оледенение (лихвинское) доходило до линии Мозырь - Рославль - Центральная полоса - Кострома. Второе, максимальное, оледенение (днепровское) покрывало значительно большую часть Советского Союза, спускаясь двумя языками по р. Днепру до широты г. Кременчуга и по Дону до устья р. Медведицы. Третье (валдайское) оледенение достигло границы: Слуцк - Минск - Орша - Калинин - Ростов - Галич.
Каждый из ледников, отступая, оставил толщи валунных суглинков и флювиогляциальных отложений, а в межледниковые эпохи с потеплением климата на территории, занятой ледниками, развивалась пышная растительность, в том числе и болотная, отложившая мощные толщи торфа. Находки торфяных отложений, перекрытых мореной, приурочены главным образом к территории, находящейся в границах валдайского оледенения, и относятся к днепровско-валдайской межледниковой эпохе.
К более древней лихвинско-днепровской межледниковой эпохе относятся в основном ископаемые озерные отложения, обнаруженные близ г. Лихвина Калужской области. Общая мощность их достигает 14 м. Состоят они из нескольких слоев, различных не только по минеральному составу, но и по заключающимся в них растительным остаткам и пыльце.
На границе песков и озерных отложений найдена пыльна ивы. В нижних слоях озерных отложений преобладает пыльца сосны и ели; в других образцах найдены пыльца пихты и ели, а также древесина ивы, ели, лиственницы и остатки многих водных растений. В вышележащих слоях к пыльце этих пород прибавляется пыльца липы, дуба, вяза и лещины. Здесь же найдены макроскопические остатки: листья бука, семена граба, древесина тисса, семена телореза (Stratiotes) и кувшинки наяды (Najas marina), а также плоды водяного ореха (Тгара natans). Кроме того, найдены остатки вымершей в Европе кувшинки (Euryale ferox u Е. europes, современный ареал - Восточная Азия, южнее Маньчжурии). Эта последовательность смен ископаемых остатков свидетельствует о постепенном потеплении климата.
Вышележащие находки отмечают вновь наступившее похолодание: здесь найдены лишь пыльца сосны, ели, березы и ивы. Таким образом, климат лихвинско-днепровской межледниковой эпохи пережил холодную, теплую и вторую холодную фазы.
Межледниковые отложения торфа обнаруживаются преимущественно в откосах оврагов, в крутых берегах рек и озер, иногда при рытье колодцев, глубоких карьеров. Обычно их погребают мощные толщи ледниковых отложений; такие же ледниковые отложения, но более раннего оледенения и подстилают их.
Наиболее часто встречаются отложения торфа днепровско-валдайского межледниковья. Формировались отложения торфа в многочисленных понижениях рельефа, образовавшихся после отступания днепровского ледника. В начальной стадии жизни водоемов откладывались озерные отложения минерального состава (тонкослоистые глинисто-алевритистые, часто сильно гумусированные породы), затем породы биогенного состава (сапропели) с семенами термофильных растений - бразений и наяд, а также орешками и пыльцой крупнолистной липы. Последние часто переслаивались минеральными (пески, глины) прослоями, что свидетельствует о периодическом колебании уровня воды в водоемах.
Ко времени максимума дуба на месте таких водоемов образовывались гипновые и гипново-сфагновые болота. В это время отлагался гипновый торф (Drepanocladus sendtneri) с остатками шейхцерии, вахты, тростника и сфагновых мхов, что свидетельствует о высоком обводнении межледниковых торфяников в первые периоды их развития. После максимума дуба (фаза похолодания) фациальный состав торфяных отложений резко менялся, гипновый низинный торф перекрывался или сфагновым (Sph. centrale) или древесно-сфагновым низинным видами торфа.
Начало спада кривой дуба и исчезновения Dilichium указывает на понижение температуры (Н. Я. Кац). В фазе граба, смешанного широколиственного леса и ольхи сфагновый или древесно-сфагновый виды торфа сменялись осоковым и древесным. В последующую фазу сосны и ели отлагался древесный торф часто с примесью верховых сфагновых мхов повышенной степени разложения. Формирование древесных торфов на толще гипновых показывает о некоторой подсушенности межледниковых торфяников этого периода. В дальнейшем торфообразовательный процесс был прерван новыми ледниковыми этапами, в результате чего торфяники были погребены под толщей ледниковых отложений. В отдельных случаях вскрывается неполная серия межледниковых слоев торфа.
Для отложения верховых пластов торфа во многих случаях или не было подходящих условий, или полный цикл развития торфяника (от евтрофной до олиготрофной стадии), по-видимому, не успел завершиться вследствие кратковременности последнего межледникового периода. В некоторых случаях отложившиеся слои верховых видов торфов были уничтожены ледником.
Как и современные торфяные отложения, межледниковые отложения характеризовались различной мощностью, зависящей от условий их образования и скорости накопления тех или иных видов торфа. По данным многих исследователей (Л. Н. Возпячук, В. С. Доктуровский, Д. К. Зеров, П. К. Заморный, Н. Я. Кац и С. В. Кац, С. Н. Тюремнов, Е. И. Скобеева и др.), мощность погребенного торфа и сапропеля в европейской части Союза колеблется от 0,7 до 2,5 м, в Потылихе под Москвой мощность погребенной толщи торфа доходит до 3,8 м. Мощность торфяных отложений в Белоруссии колеблется от 1,5-2 до 4 м. Часто пласты погребенного торфа переслаиваются минеральными наносами или сапропелевыми отложениями мощностью до нескольких метров. Отмечены случаи, когда мощность погребенного торфяного пласта (с сапропелем) достигала 10 м.
Большая уплотненность погребенного торфа свидетельствует о том, что до перекрытия мореной мощность их была значительной.
Межледниковые отложения торфа по своему ботаническому составу почти не отличаются от современных торфов.
Стратиграфия этих отложений напоминает строение некоторых современных притеррасных торфяников. Основная масса придонных гипновых погребенных торфов сложена остатками Drepanocladus sendtneri, D. vernicosus D. aduncus, D. revolvens, Scorpidium scorpioides, Calliergon trifarium, C. giganteum часто с примесью остатков шейхцерии, осок, вахты, тростника и папоротника. Цвет этих торфов темно-коричневый с бронзовым оттенком.
Древесные или древесно-осоковые межледниковые виды торфа сложены остатками сосны, ели, березы, ивы, реже ольхи, часто с плодами граба, липы и орешника и остатками осок (Carex pseudocarpus, С. caespitosa, С. rostrata, С. acutiformis) с примесью вахты, тростника и белокрыльника. Почти во всех погребенных торфяниках в верхней части залежи встречается лигнитоподобный древесный торф с примесью сфагновых мхов (Sph. teres, Sph. warnstorfii, Sph. centrale и др.).
Обнаруженные в межледниковых залежах в гипновом торфе Brasenia purpurea, Tilla platyphylos, Aldrovanda vesiculosa, Stratiotes aloides, Salvinia natans, Xajaiis minor, Najas flaxilis являются типичными представителями никулинского межледниковья, которые в залежах современных торфяников не встречаются. Многие из них встречаются лишь на юге Дальнего Востока в Маньчжурии, Японии, Индии, Северной Америке, Африке, Австралии. Наряду с бразенией в межледниковых торфах обнаружены остатки древесных пород (граба, бука), не встречающихся теперь в этих широтах. Эти находки указывают на более теплый климат того времени.
Толща погребенных торфов подстилается сапропелем, представленным плотными корками толщиной 10-12 см, в которой также отмечены элементы водной флоры. Иногда вскрываются погребенные торфяники, сложенные на всю мощность древесными торфами.
На юге европейской части СССР (Украина) найдены погребенные торфяники, залежь которых несколько отличается от погребенных торфов средней полосы. Здесь в основании откладывались осоковые и осоково-сфагновые виды торфа с остатками сфагновых (Sph. fallax, Sph. obtnsum, Sph. centrale, Sph. subsecundum, Sph. contortum) и гипновых (Dr. vernicosus, Dr. sendtneri).
Гипновый торф сложен в основном из остатков Drepanocladus с примесыо Calliergon trifarium, который в настоящее время не встречается на Украине, остатков осок и других растений. Гипновые торфы перекрыты шейхцериевым или осоковым видами торфа. Большое количество семян водных растений обнаружено в толще этих торфов (Nuphar, Najas marina, Stratiotes aloides, Ceratophyllum, Brasenia, Potamogeton).
Залежь погребенных торфяников Белоруссии, как правило, сложена в нижних слоях слабо разложившимся гипновым торфом с примесью остатков древесины сосны и березы, перекрытым толщей травяных и травяно-гипновых видов торфа. Пласты торфа топяных видов, в свою очередь, перекрываются древесно-моховыми и древесно-травяными видами с примесыо пушицы и шейхцерии. Самые верхние слон торфа сложены древесным видом с остатками сосны, березы, ели и ольхи. Степень разложения их высокая; во многих случаях торфы напоминают плотные лигнитовые угли.
Большинство вскрытых межледниковых торфяных отложении формировалось на отложениях днепровской морены. Перекрыты они, как правило, отложениями Валдайского ледника или одновозрастными образованиями различного генезиса (при нахождении их ил территории за границей распространения последнего оледенения). К таковым относятся лессовидные суглинки (район г. Канева), древнеаллювиальные пески и суглинки (район г. Москвы), делювиальные образования и т. п.
По характеру напластования погребенных торфов ясно прослеживается динамика накопления торфяных отложений, всецело связанных с жизнью палеоводоемов. Последние испытывали периодические колебания уровней, тесно связанные со слабыми тектоническими движениями платформенных областей. Это нашло свое отражение в цикличном напластовании торфа, сапропелей и песков или смене древесных видов торфа гипновыми с увеличением зольности по отдельным прослойкам. В наиболее глубоких частях водоемов шло накопление сапропелей, окрайковые участки водоемов и низкие берега постепенно заболачивались и заторфовывались.
Отдельные межледниковые торфяные отложения не охватывают своим развитием всей межледниковой эпохи, к которой они относятся, но совокупность отложений в различных местах находок позволяет установить последовательность смен растительности, свидетельствующую о том, что в течение, например, днепровско-валдайской межледниковой эпохи имела место смена климатических периодов, сходных с установленными для послеледникового времени (В. Н. Сукачев).
Приведены разрез и диаграмма пыльцы погребенной озерной котловины в сильно расчлененном рельефе морены днепровского оледенения близ г. Ростова Ярославской области. Диаграмма пыльцы в основании указывает на длительный период распространения еловых лесов, сменяющихся сосново-березовыми. Выше диаграмма отражает абсолютное преобладание пород смешанно-дубового леса, постепенно уступающих первое место ольхе и орешнику. Самая верхняя толща погребенных отложений была срезана движением льдов валдайской ледниковой эпохи.
Условия образования межледниковых видов торфа мало отличались от условий формирования современных торфяных отложений (климат, водно-минеральный режим и др.), поэтому и основной качественный показатель торфа - степень разложения - как современных отложений, так и погребенных торфов одного вида строения мало отличается.
Под давлением толщи перекрывающих пород в течение продолжительного геологического времени погребенные слои торфа подвергались значительному уплотнению и обезвоживанию. Влажность их значительно ниже и колеблется от 52 до 72%. Естественная зольность межледниковых торфов почти не отличается от зольности одноименных современных видов. Вторичное зазоление отдельных видов наблюдается в основном на контакте с минеральной кровлей и подстилающими породами. Основной составной частью золы погребенных торфов является песок.
Структура погребенных торфов близка к структуре современных одноименных видов торфа, но благодаря длительному пребыванию под мощной толщей минеральных отложений представляется более плотной, спрессованной. Химический состав погребенных торфов незначительно отличается от состава современного торфа.
Некоторому изменению химического состава погребенных видов торфа способствует в какой-то мере минеральная кровля (давление, изменение температуры и др.), но главное на погребенной стадии продолжается процесс старения торфа. Все это является показателем более глубокого изменения первоначального растительного материала в направлении, по которому идет химическое старение торфа - исчезновение соединений углеводного характера и накопление группы соединений характера негидролизуемых остатков или остаточного угля (В. Е. Раковский).
Технический анализ межледниковых торфов на зольность и теплоту сгорания позволяет считать их вполне пригодными для производственного использования. Но пока имеется мало данных о площадях распространения межледниковых торфяников, и эксплуатация погребенных торфов затруднена из-за мощной толщи прикрывающих их минеральных пород.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
