Вивченням похованих міжльодовикових торф'яних відкладень займалися багато вчених: В. Н. Сукачов, В. С. Доктуровський, Н. Я. Кац та С. В. Кац, В. П. Гричук, С. М. Тюремнов, Г. Ф. Мірчинк та ін.
Четвертичний період для європейської частини Радянського Союзу характеризується неодноразовими заледеніннями. Перше заледеніння (лихвінське) доходило до лінії Мозир – Рославль – Центральна смуга – Кострома. Друге, максимальне, заледеніння (дніпровське) покривало значно більшу частину Радянського Союзу, спускаючись двома мовами по нар. Дніпру до широти м. Кременчука та по Дону до гирла нар. Ведмедиці. Третє (валдайське) заледеніння досягло кордону: Слуцьк – Мінськ – Орша – Калінін – Ростов – Галич.
Кожен із льодовиків, відступаючи, залишив товщі валунових суглинків та флювіогляціальних відкладень, а в міжльодовикові епохи з потеплінням клімату на території, зайнятій льодовиками, розвивалася пишна рослинність, у тому числі й болотяна, що відклала потужні товщі торфу. Знахідки торф'яних відкладень, перекритих мореною, приурочені головним чином до території, що знаходиться в межах валдайського заледеніння, і відносяться до дніпровсько-валдайської міжльодовикової доби.
До більш давньої лихвінсько-дніпровської міжльодовикової епохи відносяться в основному викопні озерні відкладення, виявлені поблизу Лихвина Калузької області. Загальна потужність їх досягає 14 м. Складаються вони з декількох шарів, різних не тільки по мінеральному складу, але і по рослинних залишках, що полягають в них, і пилку.
На кордоні пісків та озерних відкладень знайдено запорошену верби. У нижніх шарах озерних відкладень переважає пилок сосни та ялини; в інших зразках знайдено пилок ялиці та ялини, а також деревина верби, ялини, модрини та залишки багатьох водних рослин. У вищележачих шарах до пилку цих порід додається пилок липи, дуба, в'яза та ліщини. Тут же знайдені макроскопічні залишки: листя бука, насіння граба, деревина тиса, насіння телореза (Stratiotes) та латаття наяди (Najas marina), а також плоди водяного горіха (Тгара natans). Крім того, знайдені залишки вимерлої в Європі латаття (Euryale ferox u Е. europes, сучасний ареал - Східна Азія, на південь від Маньчжурії). Ця послідовність змін викопних залишків свідчить про поступове потепління клімату.
Вищележачі знахідки відзначають похолодання, що знову настало: тут знайдені лише пилок сосни, ялини, берези та верби. Таким чином, клімат лихвінсько-дніпровської міжльодовикової епохи пережив холодну, теплу та другу холодну фази.
Міжльодовикові відкладення торфу виявляються переважно у схилах ярів, у крутих берегах річок та озер, іноді при копанні колодязів, глибоких кар'єрів. Зазвичай їх ховають потужні товщі льодовикових відкладів; такі ж льодовикові відкладення, але раннього заледеніння і підстилають їх.
Найчастіше зустрічаються відкладення торфу дніпровсько-валдайського міжльодовиків. Формувалися відкладення торфу у численних пониженнях рельєфу, що утворилися після відступу дніпровського льодовика. У початковій стадії життя водойм відкладалися озерні відкладення мінерального складу (тонкошарові глинисто-алевритисті, часто сильно гумусовані породи), потім породи біогенного складу (сапропелі) з насінням термофільних рослин - бразінь і наяд, а також горішками і пилком крупнолистої липи. Останні часто перешаровувалися мінеральними (піски, глини) прошарками, що свідчить про періодичне коливання рівня води у водоймах.
До часу максимуму дуба на місці таких водойм утворювалися гіпнові та гіпново-сфагнові болота. У цей час відкладався гіпновий торф (Drepanocladus sendtneri) із залишками шейхцерії, вахти, тростини та сфагнових мохів, що свідчить про високе обводнення міжльодовикових торфовищ у перші періоди їх розвитку. Після максимуму дуба (фаза похолодання) фаціальний склад торф'яних відкладень різко змінювався, низинний гіпновий торф перекривався або сфагновим (Sph. centrale) або деревно-сфагновим низинним видами торфу.
Початок спаду кривої дуба і зникнення Dilichium свідчить про зниження температури (Н. Я. Кац). У фазі граба, змішаного широколистяного лісу та вільхи сфагновий або деревно-сфагновий види торфу змінювалися осоковим та деревним. У наступну фазу сосни та ялини відкладався деревний торф часто з домішкою верхових сфагнових мохів підвищеного ступеня розкладання. Формування деревних торфів на товщі гіпнових свідчить про деяку підсушеність міжльодовикових торфовищ цього періоду. Надалі торфоосвітній процес було перервано новими льодовиковими етапами, внаслідок чого торфовища були поховані під товщею льодовикових відкладень. В окремих випадках розкривається неповна серія міжльодовикових шарів торфу.
Для відкладення верхових пластів торфу в багатьох випадках або не було відповідних умов, або повний цикл розвитку торфовища (від евтрофної до оліготрофної стадії), мабуть, не встиг завершитися внаслідок короткочасності останнього міжльодовикового періоду. У деяких випадках шари верхових видів торфів, що відклалися, були знищені льодовиком.
Як і сучасні торф'яні відкладення, міжльодовикові відкладення характеризувалися різною потужністю, яка залежить від умов їх утворення та швидкості накопичення тих чи інших видів торфу. За даними багатьох дослідників (Л. Н. Возпячук, В. С. Доктуровський, Д. К. Зеров, П. К. Заморний, Н. Я. Кац та С. В. Кац, С. М. Тюремнов, Є. І (Скобеєва та ін.), потужність похованого торфу і сапропелю в європейській частині Союзу коливається від 0,7 до 2,5 м, в Потилісі під Москвою потужність похованої товщі торфу доходить до 3,8 м. Потужність торф'яних відкладень в Білорусії коливається ,5-2 до 4 м. Часто пласти похованого торфу перешаровуються мінеральними наносами або сапропелевими відкладеннями потужністю до кількох метрів. Зазначені випадки, коли потужність похованого торф'яного пласта (із сапропелем) досягала 10 м-коду.
Велика ущільненість похованого торфу свідчить про те, що до перекриття мореною потужність їхня була значною.
Міжльодовикові відкладення торфу за своїм ботанічним складом майже не відрізняються від сучасних торфів.
Стратиграфія цих відкладень нагадує будову деяких сучасних притеррасних торфовищ. Основна маса придонних гіпнових похованих торфів складена залишками Drepanocladus sendtneri, D. vernicosus D. aduncus, D. revolvens, Scorpidium scorpioides, Calliergon trifarium, C. giganteum часто з домішкою залишків шейхцерії, осок, вах. Колір цих торфів темно-коричневий із бронзовим відтінком.
Деревні або дерево-осокові міжльодовикові види торфу складені залишками сосни, ялини, берези, верби, рідше вільхи, часто з плодами граба, липи та ліщини та залишками осок (Carex pseudocarpus, С. caespitosa, С. rostrata, С. acuti) вахти, тростини та білокрильника. Майже у всіх похованих торфовищах у верхній частині покладу зустрічається лігнітоподібний деревний торф із домішкою сфагнових мохів (Sph. teres, Sph. warnstorfii, Sph. centrale та ін.).
Виявлені у міжльодовикових покладах у гіпновому торфі Brasenia purpurea, Tilla platyphylos, Aldrovanda vesiculosa, Stratiotes aloides, Salvinia natans, Xajaiis minor, Najas flaxilis є типовими представниками нікулинського міжльодовиків, які зустрічаються у покладах. Багато хто з них зустрічається лише на півдні Далекого Сходу в Маньчжурії, Японії, Індії, Північній Америці, Африці, Австралії. Поряд із броденією в міжльодовикових торфах виявлено залишки деревних порід (грабу, бука), що не зустрічаються тепер у цих широтах. Ці знахідки вказують на тепліший клімат того часу.
Товща похованих торфів підстилається сапропелем, представленим щільними кірками завтовшки 10-12 см, у якій також відмічені елементи водної флори. Іноді розкриваються поховані торфовища, складені на всю потужність дерев'яними торфами.
На півдні європейської частини СРСР (Україна) знайдено поховані торфовища, поклад яких дещо відрізняється від похованих торфів середньої смуги. Тут у підставі відкладалися осокові та осоково-сфагнові види торфу із залишками сфагнових (Sph. fallax, Sph. obtnsum, Sph. centrale, Sph. subsecundum, Sph. contortum) та гіпнових (Dr. vernicosus, Dr. sendtneri).
Гіпновий торф складений в основному із залишків Drepanocladus з домішки Calliergon trifarium, який в даний час не зустрічається в Україні, залишків осок та інших рослин. Гіпнові торфи перекриті шейхцерієвим або осоковим видами торфу. Велика кількість насіння водних рослин виявлена в товщі цих торфів (Nuphar, Najas marina, Stratiotes aloides, Ceratophyllum, Brasenia, Potamogeton).
Поклад похованих торфовищ Білорусії, як правило, складена в нижніх шарах гіпновим торфом, що слабо розклався, з домішкою залишків деревини сосни і берези, перекритим товщею трав'яних і трав'яно-гіпнових видів торфу. Пласти торфу болотяних видів, у свою чергу, перекриваються деревно-моховими і деревно-трав'яними видами з домішки пушки і шейхцерії. Найвищі слон торфу складені деревним видом із залишками сосни, берези, ялини та вільхи. Ступінь розкладання їх високий; у багатьох випадках торфи нагадують щільне лігнітове вугілля.
Більшість розкритих міжльодовикових торфових відкладень формувалося на відкладах дніпровської морени. Перекрито вони, як правило, відкладеннями Валдайського льодовика або одновіковими утвореннями різного генези (при знаходженні їх мул території за кордоном поширення останнього заледеніння). До таких відносяться лісоподібні суглинки (район м. Канева), давньоалювіальні піски та суглинки (район м. Москви), делювіальні утворення тощо.
За характером напластування похованих торфів ясно простежується динаміка накопичення торф'яних відкладень, пов'язаних із життям палеоводоемов. Останні зазнавали періодичних коливань рівнів, тісно пов'язані зі слабкими тектонічними рухами платформних областей. Це відбилося у циклічному напластуванні торфу, сапропелів і пісків чи зміні деревних видів торфу гіпновими зі збільшенням зольності по окремих прошаркам. У найбільш глибоких частинах водойм йшло накопичення сапропелів, краєвидні ділянки водойм і низькі береги поступово заболочувалися і загальмувалися.
Окремі міжльодовикові торф'яні відкладення не охоплюють своїм розвитком усієї міжльодовикової епохи, до якої вони відносяться, але сукупність відкладень у різних місцях знахідок дозволяє встановити послідовність змін рослинності, що свідчить про те, що протягом, наприклад, дніпровсько-валдайської міжльодовикової епохи мала місце зміна. , подібних до встановлених для післяльодовикового часу (В. Н. Сукачов).
Наведено розріз та діаграму пилку похованої озерної улоговини у сильно розчленованому рельєфі морени дніпровського заледеніння поблизу м. Ростова Ярославської області. Діаграма пилку на підставі вказує на тривалий період поширення ялинових лісів, що змінюються сосново-березовими. Вище діаграма відбиває абсолютну переважання порід змішано-дубового лісу, поступово поступаються перше місце вільхе і ліщині. Найвища товща похованих відкладень була зрізана рухом льодів валдайської льодовикової доби.
Умови утворення міжльодовикових видів торфу мало відрізнялися від умов формування сучасних торф'яних відкладень (клімат, водно-мінеральний режим та ін.), тому і основний якісний показник торфу – ступінь розкладання – як сучасних відкладень, так і похованих торфів одного виду будови мало відрізняється.
Під тиском товщі перекриваючих порід протягом тривалого геологічного часу поховані шари торфу зазнавали значного ущільнення та зневоднення. Вологість їх значно нижча і коливається від 52 до 72%. Природна зольність міжльодовикових торфів майже відрізняється від зольності однойменних сучасних видів. Вторинне зазолювання окремих видів спостерігається в основному на контакті з мінеральною покрівлею і породами, що підстилають. Основною складовою золи похованих торфів є пісок.
Структура похованих торфів близька до структури сучасних однойменних видів торфу, але завдяки тривалому перебуванню під потужною товщею мінеральних відкладень видається більш щільною, спресованою. Хімічний склад похованих торфів трохи відрізняється від складу сучасного торфу.
Деякій зміні хімічного складу похованих видів торфу сприяє певною мірою мінеральна покрівля (тиск, зміна температури та ін), але головне на похованій стадії продовжується процес старіння торфу. Все це є показником більш глибокої зміни первісного рослинного матеріалу в напрямку, яким йде хімічне старіння торфу - зникнення сполук вуглеводного характеру і накопичення групи сполук характеру негідролізованих залишків або залишкового вугілля (В. Є. Раковський).
Технічний аналіз міжльодовикових торфів на зольність та теплоту згоряння дозволяє вважати їх цілком придатними для виробничого використання. Але поки є мало даних про площі поширення міжльодовикових торфовищ, і експлуатація похованих торфів утруднена через потужну товщу мінеральних порід, що прикривають їх.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.
Масив торфу
Торф – складна полідисперсна багатокомпонентна система; його фізичні властивості залежать від властивостей окремих частин, співвідношень між ними, ступеня розкладання або дисперсності твердої частини, що оцінюється питомою поверхнею або вмістом фракцій розміром менше 250 мкм. Для Т. характерні велике вміст вологи в природному заляганні (88-96%), пористість до 96-97% і високий коефіцієнт стисливості при компресійних випробуваннях. Текстури торфу. - однорідна, іноді шарувата; структура зазвичай волокниста або пластична (торф, що сильно розклався). Колір жовтий чи бурий до чорного.
Слаборозкладний торф у сухому стані має малу щільність (до 0,3 г/см 3), низький коефіцієнт теплопровідності та високу газопоглинальну здатність; торф високої дисперсності (після механічної переробки) утворює при сушінні щільні шматки з великою механічною міцністю та теплотворною здатністю 2650-3120 ккал/кг (при 40% вологості). Слаборозкладний торф - відмінний матеріал, що фільтрує, а високодисперсний використовується як протифільтраційний матеріал. Торф поглинає та утримує значні кількості вологи, аміаку , катіонів(Особливо важких металів). Коефіцієнт фільтрації торфу змінюється не більше кількох порядків.
Короткий історичний нарис
Перші відомості про торф як «горючу землю» для нагрівання їжі сягають 46 р. зв. е. і зустрічаються у Плінія Старшого. У 12-13 ст. Т. як паливний матеріал був відомий у Голландіїі Шотландії. У м. В. Гронінгенівийшла перша у світі книга про Т. латинською мовою Мартіна Шока «Трактат про торф». Численні неправильні уявлення про походження Т. були спростовані в І. Дегнером, який застосував для його вивчення мікроскоп і доказав рослинне походження Т. У Росії вперше відомості про Т. та його використання з'явилися у ст. у працях М. В. Ломоносова, І. Г. Лемана, В. Ф. Зуєва, В. М. Севергіна та ін У 19 ст. Т. присвячені роботи Ст Ст Докучаєва, С. Р. Навашина, Г. І. Танфільєва та ін. У Росії дослідження природи Т. носили ботанічний характер. Після Великої Жовтневої соціалістичної революціїбули створені наукові, виробничі та навчальні організації з комплексного вивчення Т. та його використання у народному господарстві (Інсторф, Московський торф'яний інститут та ін.). Роботами радянських вчених виявлено географічні закономірності розповсюдження торф'яних покладів, створено класифікацію видів торфу та торф'яних покладів, складено кадастри та карти торф'яних родовищ, вивчено хімічний склад та фізичні властивості Т. (І. Д. Богдановська-Гієнеф, Д. Га. А. Герасимов, В. С. Доктуровський, Є. К. Іванов, Н. Я. Кац, М. І. Нейштадт, Н. І. П'явченко, В. Є. Раковський, В. Н. Сукачов, С. М. Тюремнов та ін.). Проблемами використання Т. СРСРзаймаються Всесоюзний науково-дослідний інститут торф'яної промисловості (Ленінград) з філіями у Москві та селищі Радченко у Калінінській області, інститут торфу АН БРСР, проблемні лабораторії Калінінського, Каунаського та Томського політехнічних та ін. інститутів.
Утворення торфу
Рис. 1. Схема розташування торфовищ по рельєфу
Торф – попередник генетичного ряду вугілля(На думку ряду вчених). Місце утворення Т. – торф'яні болота (див. Болото), що зустрічаються як у долинах річок (заплави, тераси), так і на вододілах (рис. 1).
Походження Т. пов'язане з накопиченням залишків відмерлої рослинності, надземні органи якої гумифікуються і мінералізуються в поверхневому шарі болота, що аерується, званому торфогенним горизонтом, ґрунтовими безхребетними тваринами, бактеріямиі грибами. Підземні органи, що знаходяться в анаеробному середовищі, консервуються в ній і утворюють структурну (волокнисту) частину Т. Інтенсивність розпаду рослин-торфоутворювачів у торфогенному шарі залежить від виду рослини, обводненості, кислотності та температури середовища, від складу мінеральних речовин, що надходять. Незважаючи на щорічний приріст відмерлої органічної маси, торфогенний обрій не припиняє свого існування, будучи природною «фабрикою» торфоутворення. Оскільки на торф'яних родовищах росте багато видів рослин, що утворюють характерні поєднання (болотні фітоценози), і умови середовища їх проростання відрізняються за мінералізації, обводненості, реакції середовища, що сформувався Т. на різних ділянках торф'яних боліт має різні властивості.
Відомий так званий похований Т., який відклався в періоди між заледеніннями або виявився перекритим пухкими відкладеннями різної потужності внаслідок зміни базису ерозії. Вік похованого Т. обчислюється десятками тисячоліть; на відміну від сучасного, похований Т. характеризується меншою вологістю.
Класифікація торфу
Рис. 2. Основні види будови торф'яного покладу.
Відповідно до складу вихідного рослинного матеріалу, умовами утворення Т. та його фізико-хімічними властивостями Т. відносять до одного з 3 типів: верховому, перехідномуі низинному. Кожен тип за вмістом у Т. деревних залишків поділяється на три підтипи: лісовий, лісотоп'янийі туп'яний. Т. різних підтипів відрізняється за ступенем розкладання. Т. лісового підтипу має високий ступінь розкладання (іноді до 80%), у болотного Т. - мінімальний ступінь розкладання; лісотоп'яний Т. займає проміжне положення. Підтипи Т. поділяються на групи, що складаються з 4-8 видів (табл. 1). Вид - первинна таксономічна одиниця класифікації Т. Він відображає вихідне рослинне угруповання та первинні умови утворення Т., характеризується певним поєднанням домінуючих залишків окремих видів рослин (а також характерних залишків). Пластоутворюючими видами Т. називають сукупність кількох первинних видів Т., що мало відрізняються один від одного за своїми властивостями і утворюють великі горизонтально однорідні шари, що залягають. Відкладення пластообразующих видів тієї чи іншої протяжності і потужності (товщини), які закономірно змінюються у певній послідовності, утворюють торф'яну поклад. На характер будови покладу певної кліматичної зони впливають геоморфологічні, геологічні, гідрогеологічні, гідрологічні умови кожної конкретної ділянки болота. Залежно від поєднання окремих видів торфів за глибиною торф'яного покладу останні поділяються на типи. У промисловій класифікації торф'яних покладів виділяються 4 типи: низинний, перехідний, верховий та змішаний. Первинна одиниця класифікації – вид торф'яного покладу (рис. 2). У Європейській частині СРСР виділяються 25 основних видів торфових покладів, у Західному Сибіру - 32.
| Тип | Лісовий підтип | Лісотоп'яний підтип | Топяний підтип | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Деревна група | Дерев'яно-трав'яна група | Деревно-мохова група | Трав'яна група | Трав'яно-мохова група | Мохова група | |
| Низинний | Вільховий Березовий Ялиновий Сосновий низинний Івовий |
Деревно-тростниковий Деревно-осоковий низинний |
Деревно-гіпновий Деревно-сфагновий низинний |
Хвощовий Тростниковий Осоковий Вахтовий Шейхцерієвий низинний |
Осоково-гіпновий Осоково-сфагновий низинний |
Гіпновий-низинний Сфагновий низинний |
| Перехідний | Дерев'яний перехідний | Деревно-осоковий перехідний | Деревно-сфагновий перехідний | Осоковий перехідний Шейхцерієвий перехідний |
Осоково-сфагновий перехідний | Гіпновий перехідний Сфагновий перехідний |
| Верховий | Сосновий верховий | Сосново-пушицевий | Сосново-сфагновий | Пушицевий Шейхцерієвий верховий |
Пушицево-сфагновий Шейхцерієво-сфагновий |
Медіум-торф Фускум-торф Комплексний верховий Сфагново-мочажинний |
Торф'яні родовища
Торф'яні родовища - промислові скупчення торфу, чітко обмежені територіально і пов'язані з ін. скупченнями. Розмір площі, що займає торф'яні родовища і болоти у світі, становить близько 350 млн. га, з них близько 100 млн. га має промислове значення. На території Західної Європи розташовано 51 млн. га, Азії – понад 100 млн. га, Північної Америки – понад 18 млн. га. Дані про запаси Т. та його видобутку в СРСРі там наведено у табл. 2. Розвідані запаси Т. СРСР по районах наведено в табл. 3.
Вивченість торф'яного фонду економічними районами країни нерівномірна. Так, у Центральному районі РРФСРпонад 70% фонду розвідано детально, а Західно-Сибірському детальна розвідка становить 0,6% фонду району і 82,8% - прогнозна оцінка.
Пошук торф'яних родовищ включає аналіз картографічних та аерофотознімальних матеріалів, пошуково-розвідувальний етап доповнюється польовими роботами. Попередня розвідка виконується на родовищах площею понад 1000 га визначення доцільності їх використання. Детальна розвідка провадиться з метою отримання даних для складання проекту розробки та використання торф'яного родовища.
| Країна | Запаси торфу, Млрд. т (40% вологості) |
Річний видобуток торфу, Млн. т |
|---|---|---|
| СРСР | 162,5 | 90,0 |
| Фінляндія | 25,0 | 1,0 |
| Канада | 23,9 | 1,0 |
| США | 13,8 | 0,3 |
| Швеція | 9,0 | 0,3 |
| ПНР ( Польща) | 6,0 | 1,3 |
| ФРН ( Німеччина) | 6,0 | 1,5 |
| Ірландія | 5,0 | 5,0 |
| Республіка, економічний район | Загальна площа торфових родовищ у межах промислового покладу, млн. га |
Запаси торфу, млрд. т (40% вологості) |
|---|---|---|
| РРФСР | 56,6 | 149,9 |
| Північно-Західний | 8,9 | 19,8 |
| Центральний | 1,4 | 5,2 |
| Центрально-чорноземний | 0,04 | 0,1 |
| Волго-В'ятський | 0,5 | 2,0 |
| Поволзький | 0,1 | 0,3 |
| Уральська | 2,7 | 9,1 |
| Західно-Сибірський | 34,1 | 103,9 |
| Східно-Сибірський | 3,1 | 4,0 |
| Далекосхідний | 5,7 | 5,2 |
| Калінінградська область | 0,1 | 0,3 |
| Українська РСР | 9,9 | 2,3 |
| Білоруська РСР | 1,7 | 5,4 |
| Латвійська РСР | 0,5 | 1,7 |
| Литовська РСР | 0,3 | 0,8 |
| Естонська РСР | 0,6 | 2,3 |
| Грузинська РСР | 0,02 | 0,1 |
| Вірменська РСР | 0,001 | 0,0024 |
Розробка торфових родовищ
Рис. 3. Машина для попереднього осушення покладу.
Розробці Т. передують осушеннята підготовка поверхні. Підготовка поверхні родовища виконується після спорудження осушувальної мережі та закінчення попереднього осушення покладу (рис. 3). Незалежно від того, для яких цілей буде використовуватися поклад, з її поверхні видаляється деревна, а іноді і мохова рослинність, шар покладу, що розробляється, на глибині 25-40 см звільняється від деревних включень або вони подрібнюються на фракції менше 8-25 мм. Розділена картовими канавами та валовими каналамина певні ділянки ( карти) поверхня поля планується в поздовжньому напрямку перпендикулярно валовим каналам і профільується з поперечним ухилом у бік картових канав шнековим профільником. Виконання цих робіт сприяє зниженню рівня ґрунтових вод та зменшенню вологості торф'яного покладу до 86-89%, що забезпечує продуктивну роботу механізмів з видобутку, сушіння та збирання Т.
Рис 4. Машина для зведення лісу та пакетування деревини
Усі операції з підготовки поверхні торф'яного родовища механізовані (див. Торф'яні машини). Видалення деревної рослинності при підготовці включає зрізання (валку) дерев та чагарника з одночасним пакетуванням та укладанням дерев у пакетах на поверхню покладу спеціальною машиною (рис. 4). Потім пакети вантажаться на тракторні причепи-самоскиди і вивозяться на проміжні прирейкові склади.
Рис. 5. Машина для підготовки полів шляхом глибокого фрезерування.
Пні та деревні включення корчовальними машинами витягуються з покладу або переробляються машинами глибокого фрезерування (рис. 5) з подальшою сепарацією та вивезенням залишків дерев за межі полів. Для отримання Т. із усередненими кондиційними властивостями застосовуються машини для перемішування покладу або дренажно-збагачувальні машини, що витягують фрезами або барами торф'яну масу з шару покладу, що переробляють та розстилають шар Т. на поверхні поля. Дрібні деревні залишки і тріска забираються з робочої поверхні карт машинами з робочим органом, що розжарює або барабанно-ланцюговим.
Рис. 6. Збиральна перевалочна машина.
У СРСР Т. видобувається фрезерним(понад 95% загального промислового видобутку), екскаваторнимі безкар'єрно-глибиннимметодами. Прообраз екскаваторного способу - елеваторний, яким до Жовтневої революції 1917 р. добувалося близько 1,3 млн. т (1913) кускового Т. Виїмка Т. здійснювалася вручну. Елеваторні машини транспортували Т.-сирець із кар'єру, перемішували його та формували в цеглу. Операції з сушіння, збирання та навантаження проводилися вручну. У 20-ті роки. був розроблений спосіб гідравлічного видобутку торфу (« гідроторф») з повною механізацією виробничих процесів. Він застосовувався з до. Комплексно-механізований екскаваторний спосіб включає виїмку Т. із покладу ковшовим пристроєм, переробку Т.-сирцю, його формування та вистилання торф'яної цегли на полі сушіння, прибирання та складування. Фрезерний видобуток Т. отримав розвиток у СРСР з кінця 40-х рр. ХХ ст. Вона повністю механізована і відрізняється меншими трудомісткістю, металомісткістю та енергоємністю. Основні технологічні операції фрезерного способу видобутку Т.: подрібнення верхнього шару (фрезерування) покладу на глибині до 25 мм, сушіння сфрезерованого Т., прибирання та штабелювання готового Т. Тривалість висихання шару від 1 до 2 діб. Число таких циклів у сезоні 20-28; при пневматичному способі збирання до 40-50 циклів. Для видобутку Т. фрезерним способом застосовуються 3 схеми: збирально-перевалочна (рис. 6), бункерна механічна та бункерна пневматична. Добутий торф'яними машинами Т. у середньому близько 6 місяців зберігається в польових штабелях. Найбільш ефективний спосіб зберігання та боротьби з самозаймання Т.- ізоляція штабелів від атмосферного повітря шаром сирого Т.; впроваджується (1975) ізоляція полімерною плівкою.
Навантаження торфу у вагони для перевезення торфу в Радовицькому
Безкар'єрно-глибиннимспособом добувають кускової Т. для комунально-побутових потреб. Сутність його полягає в екскавації Т. з вузьких траншей, переробці, формуванні та вистиланні торф'яної цегли на полі видобутку - сушіння з одночасним задавлюванням траншей видобувною машиною.
У процесі переробки торфу завдяки збільшенню питомої поверхні матеріалу, що диспергується, покращуються властивості продукції. Диспергування Т.-сирцю підвищує коефіцієнт об'ємної усадки, будучи передумовою отримання як щільної, а й міцної продукції. Переробка знижує вологоємність паливного Т. Механічна переробка Т. здійснюється робочими органами різних типів: шнековими, шнеково-ножовими, спірально-конусними, конусними, щілинними, дробильними, перетирачами.
Комплексне використання торфу
У 16-17 ст. з торфу випалювали кокс, отримували смолу, Т. застосовували у сільському господарстві, медицині тощо. Наприкінці 19 – початку 20 ст. почалося промислове виробництво торф'яного півкоксу та смоли. У 30-50-х роках. Т. стали використовувати в енергетиці, а також для виробництва газу та як комунально-побутове паливо. У 50-х роках. проведено дослідження з енерготехнологічного застосування Т. Можливість використання торфу з одного родовища одночасно для сільського господарства та промисловості призвела до створення нового напряму – комплексного використання Т.; цьому сприяють різноманітні властивості різних видів. Так, у верховому Т., що слабо розклався, зміст. вуглеводівдосягає 40-50%; в Т., що сильно розклався. гумінові кислотистановлять 50% і більше. Окремі види Т. багаті бітумами, Зміст яких досягає 2-10%. Верхній Т., що мало розклався, має високу водо- і газопоглинальну здатність, низький коефіцієнт теплопровідності.
Рис. 7. Приготування торфових компостів на родовищі.
Торф високого ступеня розкладання знаходить різноманітне застосування сільському господарстві (табл. 4). Його використовують для приготування компостів (рис. 7), сумішей з мінеральними туками та вапном, для виробництва торфоаміачних та торфомінерально-аміачних добрив (див. Органо-мінеральні добрива). Торф, що містить вівіаніт, застосовують як фосфорне добриво, вапно - як вапняне добриво Низинний Т., внесений у великих дозах (500 т/га і більше), сприяє окультуренню дерново-підзолистих ґрунтів, покращенню їх фізичних та фізико-хімічних властивостей.
Розробка торфових родовищ
(, Маслов світ боліт. Томськ. Вид-во ТДПУ. 2013. С. 232-241)
Мета розробки – ефективно осушити родовище, тому осушення виконується з метою створення умов підготовки торф'яного родовища до розробки. Розробка торф'яних родовищ включає такі технологічні процеси: осушення торф'яного покладу, підготовка осушеного масиву до експлуатації, видобуток торфу, його сушіння, збирання та транспортування, ремонт виробничих площ, їх рекультивація. Усі ці роботи механізовані.
У зв'язку з цим послідовність, параметри та технології осушення боліт під видобуток торфу суттєво відрізняються від таких під землеробство та лісівництво. Тому далі приділимо увагу лише цим особливостям.
Які основні цілі переслідуються під час осушення під видобуток торфу?
Підвищити вихід повітряно-сухого торфу,
Створити умови для проходження різних торф'яних машин,
Створити умови для повнішого вироблення промислових запасів торфу на родовищі.
Осушення під видобуток торфу.Осушення для видобування торфу проводиться з метою зниження його вологості, яка прямо пов'язана з глибиною залягання рівнів грунтових вод. На початку сезону видобутку торфу глибина ґрунтових вод має бути не менше 0,6–0,7 м для забезпечення прохідності торфодобувних машин.
Застосовують для осушення систематичну мережу каналів, іноді закритий або щілинний дренажі. Елементи осушувальної мережі різняться залежно від способу видобутку: фрезерний, екскаваторний.
0 " style="border-collapse:collapse">
Рис. 126. Схема осушення торфових родовищ для видобутку фрезерного торфу: 1 – водоприймач; 2 – магістральний канал; 3 - нагірно-ловчий канал; 4 – валові канали; 5 – картові канали; 6 – межа болота. Розміри в метрах
Рис. 127. Схема осушення верхового болота для видобутку торфу: а- План, б– профіль; 1 – магістральний канал; 2 – межа промислового покладу торфу; 3 – валовий канал; 4 – картові канали; 5 – з'єднувальний канал; 6 – водоприймач
https://pandia.ru/text/79/128/images/image003_41.jpg" alt="(!LANG:рис 130" width="623" height="165 src=">!}
Транспорт торфу здійснюється в основному вузькоколійною (750 мм) залізничною колією у вагонах, дрібним споживачам – автомобілями або тракторами (рис. 130).
Рис. 130. Навантаження торфу у вагони вузької колії та в збиральний транспорт
Зі скороченням обсягів видобутку торфу багато вузькоколійок стали непридатними або були розібрані. То навіщо то розібрали вузькоколійну дорогу Рязань – Солотча – Криуша – Спас – Клепики – Тума, оспівану К. Паустовським, яка проходить через курортну зону з селами та містом, пов'язаними з життям: вона могла б стати привабливим центром туризму?!
Видобуток торфу. Способи видобутку торфу поступово вдосконалювалися у напрямі підвищення продуктивності праці та обсягу видобутку. Перші добувачі торфу – селяни застосовували різьблений спосіб видобутку з ям неподалік кордонів болота. Вирізали торф з його покладу у вигляді цегли, яку висушували і використовували на паливо (рис. 131).
Для цього способу характерне використання лише ручної праці. Це виражалося у викопуванні окремих ям, які мають системи розташування. Вода, що заповнювала яму (кар'єр), заважала видобутку.
Для довідки. Видобуток торфу в царській Росії був виснажливою працею. Робітник, стоячи по коліна у воді на дні ями, нарізав лопатою плитки торфу і подавав їх на поверхню. За зміну він нарізав до трьох тисяч плиток. Це означає, що за день піднімав лопатою 16 т торфу! І це не рахуючи кількох тисяч ударів лопатою по волокнистому, погано піддається різанню торфу.
Поступово з розвитком централізованого осушення ділянки різьбленого торфу набували системи кар'єрів, що нагадують зовні кар'єри машинно-формувального видобутку торфу. У подальшому система різьбленого торфу була механізована, але зберігся важливий ознака цього – структура торфу не змінювалася при його добуванні.
Машинно-формувальний спосіб метушні наприкінці XIX століття. Головною особливістю цього способу було формування торфу - порушення його структури, але при цьому виходила велика міцність та щільність. І якщо спочатку вилучення торфу з кар'єру проводилося вручну, то надалі за допомогою транспортера (елеваторний спосіб).
Цікаво. За елеваторного способу в кар'єрі знаходилося 15-29 осіб. Безперервно рухався елеватор. Стоячи на уступі, робітник – «ямник» лопатою вирізав шматки торфу, піднімав їх на висоту до 1 м і закидав у елеватор. Зміна тривала 10 годин. Норма 19 т торфу. З елеватора торф надходив у прес, з якого безперервною стрічкою виповзав торф'яний брус. Поруч стояли 12-річні хлопчики, які розтинали торф'яний брус на цеглу. Цегла перекладалася у вагонетки і відвозилася для сушіння.
Найбільшого поширення набув екскаваторний спосіб вилучення торфу, який використовувався до 60-х років XX століття (рис. 132). На рамі, яка опускалася в кар'єр, були встановлені невеликі ковші, за допомогою яких торф зачерпувався і транспортером подавався на поверхню.
До відома. Із застосуванням цього способу були збудовані великі торф'яні підприємства на Уралі для постачання торфу на газогенераторні станції заводів важкої промисловості, де торф'яний газ використовувався як технологічне паливо.
Технологічне вдосконалення видобутку торфу викликало до життя гідравлічний спосіб (гідроторф), при якому струменем гідромоніторів торф'яний поклад розмивався, перетворюючи торф на рідку масу. Ця маса витягувалась торфососом і трубопроводами подавалася на поля сушіння, які розміщували за межами болота. Поля сушіння обмежували земляними дамбочками заввишки до 40 см. Торф'яна маса рахунок випаровування підсихала, її надалі розрізали на шматки вручну і з допомогою спеціальних гусениць трактора. Варіантів такої технології було достатньо.
Натиск водяного струменя використовувався в золотодобувній промисловості. Однак широке розвиток гідромеханізація отримала з того часу, як російський інженер поклав властивість водяного струменя високого тиску розмивати грунти, основою гідравлічного способу видобутку торфу. Розмивання мокрого торфу водою стало справжньою революцією у торфовидобуванні. Але винахідник пішов далі. У 1918 році була створена модель торфососа, який засмоктував торф'яну масу, переробляв її, перетворюючи на однорідне місиво, і потужним натиском переправляв торф на поля розливу.
На зміну гідравлічному методу прийшов фрезерний метод видобутку торфу. Дуже перспективний спосіб видобутку! Цей спосіб у порівнянні з іншими має найменші трудомісткість та собівартість продукції .
 |
Чому така назва? Фрезерний спосіб отримав свою назву від початкової операції – фрезерування. Фрезерування – процес обробки торф'яного покладу фрезами. Обертаючись навколо власної осі і заглиблюючись у торф'яну поклад при поступальному русі фрези знімають невеликий шар завтовшки (1-3 см), перетворюючи його на крихту). Торф перетворюється на порошок, який тут же сушиться, проводиться неодноразове зворушення для поліпшення висихання, потім згрібають торф'яну крихту у валки, які збирають за допомогою пневмозбиральних машин і укладають у штабелі, що розміщуються на краю торф'яної карти (рис. 133).
Рис. 133. Фрезерування та збирання торфу: робочий орган – фреза ( а); ділянка торф'яного поля після фрезерування ( б); збирання готового фрезерного торфу ( в); пневмоприбиральні машини ( г)
Сушіння нафрезерованої крихти здійснюється на тій же площі, де було виконано фрезерування в природних умовах просто неба за рахунок використання сонячної енергії і тепла повітряних мас. Після збору готового фрезерного торфу знову виконується фрезерування на тій же площі, а за ним і наступні операції. Процес неодноразово повторюється лише у тому ж послідовності. Цей спосіб залежить від погодних умов та є сезонним.
Останніми роками фрезерний метод став головним методом видобутку торфу (близько 95 % промислової видобутку). Тому що всі роботи механізовані.
Технологія видобутку включає наступні машини: 1) скреперно-бункерний комплекс, необхідний для збирання торфу; 2) скреперно-перевалочний комплекс для механічного збирання торфу послідовним переваленням торфу з одного валка в інший; Усі комплекси виконують також операції з ворошення торфу, утворення валків торфу та його штабелювання.
 |
Історична довідка. Фрезерний спосіб видобутку торфу розроблений радянськими фахівцями у 1927–1929 роках. Ідея фрезерування торфових покладів відома була в багатьох країнах, але фрезерний торф там отримували як сировину для подальшої штучної досушування та переробки в брикети. Радянські ж інженери поставили собі завдання отримати фрезерним способом готове паливо (рис. 134).
Рис. 134. Паливо: торф'яні брикети ( а), торф'яні шайби (б)
В 1922 інженери і запропонували машини для пошарового фрезерування торф'яного покладу. У 1923 р. інженером був заявлений до патентування новий спосіб отримання паливного торфу, названий ним «спосіб отримання торф'яного торфу у вигляді порошку та крихти з болот». У цій заявці сушіння торфу передбачалося в товстому шарі.
У 1927 році Інсторфом був запропонований метод видобутку фрезерного торфу з фрезеруванням на невелику глибину - 5-30 мм, що забезпечувало невелику товщину шару, що висохнув, при більш низькій вологості торф'яної крихти і, як наслідок, різке скорочення термінів сушіння торфу. Ця обставина полегшувала умови для механізації операцій технологічного процесу видобутку торфу.
Рис. 135. Прибирання шматкового торфу
При другому способі (щілинному) проводиться щілинне фрезерування торф'яного покладу на глибину 0,4-1,0 м. Ці комплекси включають машини для перевертання і групування шматків, що підсохли, прибирально-транспортні машини. Отримуване торф'яне паливо має розміри 15-20 мм (гранульований), 60 мм (дрібнокласковий) і до 100-120 мм (екскаваторний).
Завантаження...
