Добыча торфа экскаваторным способом технология

Экскаваторный способ добычи торфа

ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ ДОБЫЧИ ТОРФА (а. peat excavating method; н. Тоrfgewinnung mit Bagger, Baggertorfgewinnung; ф. extraction de la tourbe par excavateur, tourbage par excavateur; и. metodo de produccion de turba por excavadoras) — карьерный способ разработки торфяной залежи экскаватором на всю её промышленную глубину. Применяется при добыче кускового торфа для коммунально-бытовых нужд из залежей в основном низинного типа со степенью разложения свыше 15% и зольностью до 23%. Экскаваторный способ добычи торфа предложен советским инженером И. С. Панкратовым в 1921 и опробован на торфопредприятии «Каданок». До 1970 широко применялся в CCCP при добыче кускового торфа в основном для энергетического использования, затем добыча торфа этим способом для энергетики была запрещена в целях охраны недр и полностью заменена послойно-поверхностным способом добычи кускового торфа. Технологический цикл экскаваторного способа добычи торфа включает: экскавацию торфа из карьера и переработку его перерабатывающим устройством, смонтированом на экскаваторе; транспортирование, формование и выстилку сформованных торфяных кирпичей на поверхность полей сушки рядом с карьером; сушку на открытом воздухе с переворачиванием (механически или вручную) и выкладкой (при необходимости) фигур сушки — клеток (вручную), уборку высушенного торфа.

На добыче кускового торфа применяются многорядные многоковшовые экскаваторы (багеры), багерно-элеваторные машины, торфяные экскаваторы с бункером-накопителем, скреперно-элеваторные машины, дизельные экскаваторы с гидравлическим приводом (см. Торфяные машины и комплексы). Для транспортирования торфа на поля сушки используются стилочные машины с электрическим и дизельным приводами, а также (преимущественно на багерно-элеваторных машинах) канатные транспортёры. На сушке применяют дисковые торфоукладчики. Уборка осуществляется комплектами торфяных уборочных транспортёров, машинами с карусельным рабочим органом и комплектами уборочных машин с 2-3 самоходными саморазгружающимися кузовами. За сезон уборки проводится максимально 1,5-2 технологических циклов.

В CCCP экскаваторным способом добывают около 500 тысяч т кускового торфа для коммунально-бытового потребления. За рубежом этот способ добычи для аналогичных целей используется в крайне небольших объёмах в Финляндии и Ирландии.

Источник

Торф: свойства, способы добычи и применение

Продукт неполного разложения остатков органических пород, находящийся в природе в виде рыхлых осадочных горных пород, носит название торфа. Он является возобновляемым полезным ископаемым биологического происхождения. Служит в качестве топлива, удобрения, химического сырья, теплоизоляционного материала.

Классификация торфа

Существует ряд показателей применяющихся для классификации торфа:

• Зольность. Она отражает процент содержания минералов в сухом веществе.

• До 5% – малозольный.
• От 5 до 10% – среднезольный.
• Свыше 10% – высокозольный.

• Характер залегания.

• Низинный торф. Представляет собой сформировавшуюся массу разложившихся веществ растительного происхождения.
• Переходный. Промежуточная фаза формирования торфа.
• Верховой. Органический слой горной породы, находящийся в начальной стадии торфообразования.

• Степень гумификации. Показывает уровень насыщения почвы питательными веществами, необходимыми для жизнедеятельности высших растений.

• Слаборазложившийся торф. Разложению подверглось менее 20% остатков флоры.
• Среднеразложившийся. От 20 до 35%.
• Разложившийся. Свыше 30% бывшей растительности пребывает в стадии распада.

Способы добычи торфа

Так как в силу объективных природных факторов, торф залегает на поверхности земли, то сама торфодобыча производится открытым способам на профильных месторождениях. Выполняется она путём срезания небольших, предварительно просушенных и взрыхлённых верхних слоёв почвы, толщиной в 2-3 см; или – в более глубоких карьерах с помощью техники, выбирающей весь объём торфяника на полную глубину залегания, отправляемого затем на сушку и обработку.

В зависимости от применяемой технологии и используемого оборудования, различают следующие основные способы торфодобычи:

Гидроторф

Гидравлический метод размывания залежей с помощью водяной струи высокого давления, разработанный в начале XX-го века, наиболее целесообразен в больших организациях. Технология процесса включает в себя несколько этапов:

• Размыв залежей.
• Торфосос на предварительно подготовленные площади с равномерным распределением слоями толщиной в 20-40 см.
• Удаление избытков воды с помощью истечения её в нижележащий грунт (55% влаги), а также – естественного испарения (25% влаги).
• Формирование кирпичей самоходными гусеницами.
• Сушка кирпичей.
• Уборка сформированного воздушно-сухого торфа в штабели.

Фрезоторф

Добыча торфа фрезерным способом представляет собой 5-6 кратное рыхление почвы с последующей в каждом случае сушкой, переворачиванием, формированием валков. Выполняется этот неоднократно повторяемый процесс с помощью ножевого фрезера или фрезерного барабана, ворошилки и устройств валкования. После выполнения «цикла сбора», валки с помощью конвейеров погружаются на прицепы и отвозятся на место хранения, где формируются в бурты.

Способ достаточно распространённый, но вместе с тем и сильно зависимый от сухой солнечной погоды, требующейся для просушки исходного сырья.

Экскаваторный или кусковой

Достоинство этого метода заключается в значительно меньшей зависимости от благоприятной погоды. С помощью экскаватора, оснащённого навесным оборудованием в виде диска и цилиндра, торф извлекается с глубины в 50 см и прессуется. Готовые формирования, укладываемые волнообразно, высушиваются на солнце. После чего их собирают, досушивают в валках и отвозят для складирования в бурты.

Резной

Старинный способ добычи с помощью подручного инструмента или технических приспособлений, заключается на нарезании торфовых кирпичей прямоугольной формы, предназначенных в дальнейшем для сушки и функционального употребления.

Хранение и транспортировка

Специфика хранения и транспортировки столь ценного сырья для топливной индустрии и сельского хозяйства, каким является торф, заключается в необходимости сохранения его природных качеств.

Складирование и хранение полезного ископаемого производится на открытых площадках и в складах. При этом очень важно принимать профилактические меры против самовозгорания сложенного материала. Перевозка торфа осуществляется железнодорожным (обычно – узкоколейным) и автомобильным транспортом. В случае создания оптимальных условий хранения, защищающих от непогоды, она может производиться круглогодично.

Безотходная переработка

Одним из наиболее перспективных направлений оптимального использования торфа, является его безотходная переработка, разработанная в недалёком прошлом ведущими специалистами отрасли.

Преимущества данного метода:

• Отсутствие отходов.
• Получение высококачественного топлива, естественных удобрений, водяного пара.
• Низкая энергоёмкость.
• Малые тепловые потери.
• Высокая скорость переработки.
• Значительный КПД торфа использования.

Процесс осуществляется в два этапа:

• Первый заключается в нагреве оперативно подаваемых порций торфа (весом не более 1,05 кг) до температуры в 120 0 C. С целью доведения перерабатываемой массы до уровня 15% влажности. Происходит это за счёт удаления влаги и сопутствующего образования топочных газов. Влага и газы подвергаются очистке, а затем используются для энергетических нужд муниципальных образований.
• Второй этап осуществляется за несколько секунд, в течение которых полученный продукт, изолированный от кислорода, доводят до 530 0 C. В результате чего получаются:

• Калийные удобрения или полукокс, предназначенный для использования при выплавке металла.
• Сконденсированный пиролизный газ, применяемый в качестве топлива.

Область применения

Практическое использование торфа обусловлено уникальностью его состава, процессом происхождения и значительным набором ценных физических свойств, среди которых наиболее выделяются:

• Влагоёмкость – от 6 до 30 л/кг. Величина варьируется в зависимости от содержащихся биоматериалов и степени разложения.
• Зольность – от 2 до 18%.
• Скорость прохождения влаги – 0,1-4,0 метра в сутки. Увеличивается по мере углубления залежей.
• Плотность – порядка 1 тонны на кубометр.
• Пористость – 98%.
• Удельная теплота сгорания, доходящая, для субстанции достигшей высокого уровня разложения, до 25МДж/м 3 .

В основном торф применяется в качестве:

• Топлива. Обусловленность энергетического использования этого вида биологического сырья определяется: высоким содержанием углерода и малым количеством негорючих примесей и остатков. Торф в этом отношении оказывает при сгорании значительно меньшее вредное воздействие на атмосферу, чем мазут, уголь или сланцы.
• Удобрения. Насыщенная аминокислотами и гуминовыми кислотами, а также обладающая бактерицидными свойствами природная порода естественного происхождения находит широкое применение для улучшения почвенной структуры. Однако, для повышения эффекта, верховой торф (низинный можно использовать и непосредственно) необходимо смешивать с минеральными и органическими удобрениями, в противном случае применение его будет приносить мало пользы.
• Сырья для изготовления медицинских препаратов, таких как воск, фенол, спирты и кислоты. Кроме того, на основе это замечательного природного материала готовят бактерицидные грязи и торфяные ванны.
• Средства утилитарного назначения. Это – абсорбенты для впитывания масел, нефтепродуктов, и целого ряда опасных химических веществ, негативно воздействующих на природу в случае возникновения техногенных аварий. Также в список входят: подстилочные материалы для животных, торфяные биотуалеты и средства теплоизоляции.

Месторождения в России и мире

176 млн. га – площадь, занимаемая торфяные месторождения в мире. В то время как общая территория торфяников на планете (неразработанных месторождений) оценивается в 421 млн. га. Распределение территорий месторождений среди ведущих стран мира сложилось следующим образом:

• 56,8 млн. га – Россия.
• 29,2 млн. га – страны СНГ.
• 26,0 млн. га – Индонезия.
• 12,9 млн. га – Канада.
• 10,2 млн. га – США (без Аляски).
• 10,0 млн. га – Финляндия.

Самые большие месторождения в России располагаются в Сибири – это порядка 80% залежей полезного ископаемого. Особенно богата запасами торфа Томская область, имеющая на своей территории самые крупные в мире Васюганские болота. На их месте располагаются следующие месторождения:

• Васюганское – 2310,4 тыс. га
• Коноваловское-Югорское-Карасье – 373,5 тыс. га.
• Пасол и Когот – 210,3 тыс. га.
• Малое Васюганское – 141,7 тыс. га.
• Лебяжье-Исанское – 53,3 тыс. га.

Кроме них, в области также расположены торфяные залежи:

• Озёрное большое – 572,4 тыс. га,
• АндрюшкиноII – 77,7 тыс. га,
• Александровское – 75 тыс. га,
• Кулай – 72 тыс. га.

Страны, добывающие торф

По итогам 2015 года ведущими мировыми разработчиками торфа были:

• Финляндия – 6,5 млн. тонн в год.
• Ирландия – 4,1 млн. тонн.
• Швеция – 3,7 млн. тонн.
• Германия – 3 млн.
• Белоруссия – 1,8 млн. тонн.
• Россия – 1,5 млн. тонн.
• Канада – 1,2 млн. тонн.
• Латвия – 1 млн. тонн.
• Эстония – 1 млн. тонн.

Россия в последние пять лет смогла увеличить объёмы производства этого ценнейшего природного сырья на 39,1%. Причём основными потребителями торфа выступили сельскохозяйственные производители, осуществляющие стратегию замещения импорта продовольственной продукции. Что стало актуальным в связи с введёнными санкциями.

Источник

Добыча торфа экскаваторным способом технология

Специалистами нашей компании разработана опытно-промышленная технология добычи торфа в Северной климатической зоне экскаваторным способом с устройством временных отвалов сырья и получением из них воздушно-сухого торфа» . Ознакомиться с технологией можно по данной ссылке: /prezentacija_dobychi_torfa.pdf

Технология применяется в условиях, когда традиционный, фрезерный способ добычи торфа невозможно применить, ввиду климатических условий района добычи ( низкая солнечная радиация и короткий летний период с минимальными количеством солнечных дней, обеспечивающих сушку торфа в естественных полевых условиях).

Торфяное сырье, экскавируемое из торфяной залежи вывозится автотранспортом на специальные площадки, расположенные на суходолах. Влага торфа-сырца верховой залежи в естественных условиях залегания находится в пределах 90-92 %, но после осушения, экскавирования и последующей транспортировки на технологическую площадку, за счет частичного сброса гравитационной воды, влага торфяного сырья составляет примерно 87-88 %, что позволяет работать на отвале серийной болотоходной технике. Торфяное сырье может заготавливаться как в летний период, так и в зимний.

Размещение технологической площадки для обезвоживания торфяного сырья, ее размеры, количество работающих на отвалах, вопросы противопожарной безопасности при производстве работ и хранении торфяной крошки, а также другие вопросы обосновываются расчетом при проектировании площадки.

Такая технология заготовки торфяного сырья в отвалы по сути моделирует традиционную технологическую карту для добычи торфа фрезерным способом из осушенной торфяной залежи. Качество работ, при формировании отвалов существенно влияет на сроки начала работ по обезвоживанию торфяного сырья, а также на цикловой и сезонный сборы просушенного торфа.

Площадка должна размещаться на суходоле, на хорошо фильтрующем воду грунте.

Источник

Добыча торфа

Торф — это самое молодое полезное ископаемое, которое образовалось 10 000-12 000 лет назад. Процесс его накопления продолжается до сих пор. Торф представляет собой остатки растений, которые разлагаются в среде с ограниченным доступом кислорода. В нем содержится более 50% органических веществ и до 85-95% влаги.

Промышленная добыча торфа началась в XII-XIII веках. В Голландии и Шотландии его использовали в качестве топлива, так как на этих территориях не хватало леса и, соответственно , древесины. В XVI-XVII столетиях месторождения начали разрабатывать во Франции, Швеции и Германии.

В России торфяная промышленность возникла относительно поздно. Первые разработанные месторождения появились в 1789 году под Санкт-Петербургом. Но лишь в середине XIX века использование торфа в роли топлива стало выгодным. Началась масштабная промышленная разработка месторождений.

«Золотым веком» отечественной торфодобывающей промышленности считается первая половина ХХ столетия. В 20-30-х годах в СССР до 40% электростанций работали на этом полезном ископаемом. Именно тогда и было изобретено большинство методов его получения и переработки.

Позднее торф начал вытесняться другими энергоресурсами – углем, газом и нефтью. В начале нулевых годов ряд стран (Финляндия, Швеция, Ирландия) вновь стали наращивать добычу этого полезного ископаемого. Возрождалась в это время торфяная промышленность и в России. Сейчас темпы роста приостановились, но объемы добычи остаются более-менее стабильными.

В нашей статье мы ответим на два главных вопроса:

• Какие этапы и технологии добычи торфа существуют
• Какие объемы торфа добываются в России и мире в настоящее время

В первой главе нашей статьи мы подробно расскажем о технологиях добычи , способах разведки и подготовки торфяных месторождений.

Технология добычи торфа

Добыча торфа – это сложный технологический процесс, который состоит из множества этапов. Он начинается с разведки запасов полезного ископаемого и заканчивается складированием готового, частично переработанного материала. После этого торф отвозят непосредственно потребителю или на заводы для дальнейшей переработки.

Процесс добычи торфа состоит из следующих этапов:

1. Поиска и подготовки месторождений
2. Непосредственной добычи
3. Постобработки

Дальше вы узнаете детали каждого из этапов.

Поиск и подготовка месторождений

Перед описанием методов разведки запасов торфа мы в нескольких словах расскажем, чем отличается торфяная залежь и месторождение.

Торфяная залежь – это напластования торфа разных видов. Тип ее определяется способом питания (грунтовые воды, осадки, периодическое затопление реками и озерами) и степенью минерализации воды. Вид зависит от торфа, который входит в состав залежи.

Разделяют 4 основных типа залежей:

• Верховые (питание водами со скудной минерализацией, в основном осадками)
• Низинные (питание грунтовыми водами с высокой минерализацией)
• Переходные (питание грунтовыми водами и осадками в одинаковой мере)
• Смешанные

Торфяное месторождение – это территория с очерченными границами, в состав которой входит одна или несколько залежей. Месторождение отличается высокой влажностью , покрыто болотной растительностью. В нем содержатся промышленные запасы торфа. После подготовки здесь можно начинать добычу.

А теперь мы поговорим о том, как проводится поиск месторождений.

Поиск и разведка торфяных месторождений

Разведка месторождений и запасов торфа состоит из нескольких этапов:

• Общий поиск
  На этом этапе изучаются геологические карты, проводится аэрофото- и космическая съемка. По собранным данным определяют, где находятся месторождения и какую территорию они занимают.
• Детальный поиск
  Тут месторождение изучается по более детальным картам, намечаются его контуры. Профиль залежи определяется зондированием в нескольких точках с расстоянием не менее 100 м одна от другой. Детальный поиск позволяет приблизительно спрогнозировать, сколько запасов торфа есть в месторождении.
• Поисково-оценочные работы
  На этом этапе анализируются данные поисковых работ и делается оценка промышленного значения месторождения.
• Предварительная разведка
  Она проводится на месторождениях площадью свыше 300 га. На всей территории зондируют залежь, определяют типы и виды торфа в разных пластах. Также оценивают влажность, количество древесной растительности, пней. Этот этап дает возможность спланировать подготовительные работы и более точно оценить рентабельность промышленной добычи на данном торфяном месторождении.
• Детальная разведка
  Она проводится на месторождениях или участках площадью до 10 га. Цель этого этапа такая же, как и у предыдущего. Но на малой площади есть возможность более детально провести исследование месторождения.
• Доразведка
  Она проводится на уже освоенных месторождениях или тех , где добыча была прекращена. Доразведка дает возможность оценить, сколько еще полезного ископаемого осталось, стоит ли продолжать (начинать заново) его добычу.

После завершения разведки переходят к подготовке месторождения к дальнейшей эксплуатации.

Подготовка торфяного месторождения

При подготовке торфяного месторождения к добыче нужно решить три главные проблемы:

1. Уменьшить влажность
2. Убрать деревья, кустарники и пни
3. Выровнять рельеф

Давайте подробнее разберемся с каждым пунктом.

Осушение месторождения

Естественная влажность торфяных залежей – 88-92%. Для добычи торфа определенными методами ее нужно снизить до 82-86%, а в некоторых случаях – до 75-81%. Чтобы получить такие показатели, необходимо осушить месторождение.

Основные задачи осушения:

• Понижение уровня грунтовых вод (до 0,8 м от поверхности земли для низинной залежи и до 1 м – для верховой)
• Обеспечение быстрого отвода влаги после весеннего паводка и дождей
• Уплотнение торфа и увеличение его несущей способности (для проезда техники)
• Увеличение продуктивности месторождения (повышение выхода воздушно-сухого торфа)

Для осушения месторождения прокладывается система открытых каналов. Непосредственно из залежи вода собирается в картовые каналы, расположенные на расстоянии 20-40 м друг от друга. Они впадают в валовые, а те – в соединительные и магистральные. Все каналы соединяются между собой под углом 90°. Для проезда техники в каналах устанавливают мостики в форме трубы, чтобы вода могла свободно проходить через них.

Кроме основных каналов существуют дополнительные – ловчие и нагорные. Первые предназначены для перехвата грунтовых вод, вторые расположены по краю месторождения и вбирают стоки с возвышенностей. На полях для сушки торфа и в сильно заболоченных местах устанавливают систему закрытых дренажей с подземными трубами. Самостоятельно она не используется и всегда комбинируется с открытыми каналами.

Все каналы собираются в водоприемники. Чаще всего это естественные реки и озера, но иногда возле торфяников обустраивают искусственные пруды. На месторождениях, где добыча ведется экскаваторным методом , роют карьерные каналы. Они соединяются с магистральными, впадающими в водоприемники.

Очистка от деревьев и кустарников

На торфяниках редко растет густой лес со старыми деревьями. Поэтому очистка территории от пней и кустарников проводится путем корчевания. С помощью специальной техники дерево вынимают из земли вместе с корнем, дополнительно обрезают крону. Затем его погружают в автомобиль и увозят.

После удаления кустов и деревьев выявляют и выкорчевывают большие пни, очищают торфяник от веток. Ведь верхние слои залежи всегда содержат полуразложившиеся куски древесины. Их удаляют путем глубокого фрезерования. Машина с фрезой врезается в торф на 40 см. Путем измельчения она превращает в стружку любую древесину. Затем верхний слой убирается. Качество такого торфа невысокое, но и его можно использовать для отопления.

Выравнивание рельефа

Большинство торфяников находятся на равнинной или слегка холмистой местности. Но их поверхность может быть покрыта кочками, высота которых достигает 60-70 см. Для нормальной работы техники нужно выровнять поверхность месторождения. Делают это с помощью нескольких проходов бульдозера.

На торфяниках без высоких кочек выравнивать поверхность нет необходимости. Это происходит само собой во время глубокого фрезерования при удалении древесных остатков.

Подготовка торфяного месторождения длится 3-4 года. В течение первых 2-3 лет залежь осушается. Еще год идет на очистку от растительности, деревьев и кустарников.

В следующей части статьи мы познакомим вас со способами добычи этого полезного ископаемого.

Методы добычи торфа

Много столетий торф добывали вручную, с помощью примитивных приспособлений (лопаты, кирки, топора, тесака). С появлением современной техники процесс стал полностью механизированным.

Существует много способов добычи торфа. И единой классификации тут нет.

В зависимости от полученного материала, методы разделяют на:

В ГОСТ 21123-85 описаны такие способы добычи торфа как:

• Фрезерный
• Скрепер-бульдозерный
• Экскаваторный
• Фрезформовочный
• Кусковой

Но наиболее полная, на наш взгляд, классификация методов добычи торфа была предложена в монографии «Перспективное использование выработанных торфяных болот», выпущенной в 20 1 3 году в Твери под редакцией В. В. Панова. В ней учитывается все, вплоть до особенностей механизации процесса и состава технологий.

Согласно этой монографии, способы добычи можно поделить на четыре большие группы:

• Фрезерный
• Машиноформовочный
• Гидравлический
• Резной

Каждый из перечисленных видов добычи имеет свои подвиды, включая те, которые описаны в ГОСТ 21123-85. О них мы и расскажем далее.

Фрезерный метод добычи торфа

Фрезерный способ добычи торфа является самым популярным. Этим методом получают 80-90% продукции. Полезное ископаемое не только извлекается из залежи, но и частично перерабатывается (измельчается, просушивается, иногда брикетируется).

Метод начал использоваться сравнительно недавно, в 50-60 годах прошлого века. Сейчас он почти вытеснил все другие. Основные его преимущества – простота, высокая степень механизации и экономическая выгода.

Фрезерный способ добычи состоит из таких этапов:

1. Фрезерование верхних слоев залежи
   Вращающаяся фреза, прикрепленная к трактору, врезается на 5-20 см в толщу залежи. Она не только срезает слой породы, но и измельчает ее. Фреза прикреплена к трактору. После ее прохождения на поле остается слой торфяной крошки толщиной 10-20 см.
2. Рыхление и ворошение
   С помощью прикрепленных к тракторам ворошилок (вращающихся железных лопастей) проводят рыхление торфа 2-3 раза с перерывами в несколько часов. Это ускоряет сушку полезного ископаемого.
3. Валкование
   Длинным лопатовидным ковшом (валкователем) сухой торф собирается прямо на поле в валки. Этап начинается, когда влажность торфа достигнет 45-58%. Валки имеют треугольную пирамидальную форму и расположены параллельно картовым каналам.
4. Сбор и штабелирование готовой продукции
   Уборка проводится разными способами: с помощью бороны лежачего типа, бульдозера, специальной уборочной машины. При сборе бороной или бульдозером торф перегружается на трактор с прицепом и отвозится в штабеля. Машина для механической уборки оборудована бункером для перевозки.

Весь цикл сборки занимает 1-2 дня. Машины работают по картам – участкам торфяника , разделенным между собой каналами. Ширина одной карты 20 м (на низинных залежах) или 40 м (на всех остальных). Стандартная длина карты – 500 м. На одном участке работают 2-3 трактора.

Существует несколько модификаций добычи фрезерного торфа:

• Селективный
  Метод применяется для добычи конкретного вида торфа. На месторождении определяются горизонтальные и вертикальные границы пласта, и добыча идет исключительно на этом участке.
• Раздельный с укрупнением валков
  При таком способе добычи валки укрупняются и убираются после 5-6 циклов фрезерования. Метод позволяет сократить потерю торфа на 20-30%, уменьшить время эксплуатации уборочной техники, увеличить количество добытого за сезон полезного ископаемого на 10-15%.
• Механический
  Уборка производится машинами с бункерами, из которых торф отгружается в штабеля. Это позволяет уменьшить потерю продукта при перегрузке в кузов.
• Пневматический
  Здесь для уборки торфа используются пневматические машины. Они собирают фрезерованную крошку непосредственно с поля. Гораздо реже уборка проводится из валков. С помощью такого оборудования можно собирать очень тонкие слои торфа. Производительность увеличивается на 50%, уменьшаются потери продукции, а уборочный цикл сокращается до 1 дня.
  Пневматические машины состоят из нескольких сопел и циклона, создающего поток воздуха. Торф засасывается вместе с воздухом в сопло, где под воздействием центробежной силы прилипает к стенкам. При снижении скорости воздушного потока продукт попадает в бункер, откуда отгружается в штабель.
  При пневматической сборке идет частичная сортировка торфа. Самые мелкие и сухие частицы улетают в атмосферу. Таким образом сокращаются потери продукта при непосредственной доставке потребителю. Метод оптимален при добыче фрезерного торфа для топливных брикетов и подстилки.
• Фрезформовочный
  При этом способе добычи фрезерный торф сразу формируется в брикеты. Фрезерование проводится щелевым способом, при котором торф извлекается из небольших канавок глубиной 40 см. Машина с фрезой (фрезформовочный комбайн) оснащен шнековым прессом. Торфяная крошка сразу после фрезерования направляется в этот пресс. В нем она продавливается через специальные мундштуки и выходит наружу в форме цилиндрической ленты. Опускаясь на землю позади комбайна, спрессованная лента разламывается на куски.
  Брикетированный торф просушивается на поле , после чего собирается трактором с элеватором и отгружается в штабеля. Материал используется для отопления частных домов, хозяйственных построек и небольших котельных. Недостаток таких брикетов – низкая прочность и повышенная ломкость.
• Скрепер-бульдозерный метод
  После фрезерования и рыхления торфяная крошка не собирается в валки, а сразу убирается бульдозером со скреперным ковшом. Метод подходит для небольших месторождений.

К преимуществам фрезерной добычи торфа относят:

• Высокую степень механизации при доступной цене оборудования для добычи фрезерного торфа
• Возможность селективной выработки небольших участков и месторождений с получением продукта определенного состава и характеристик
• Получение частично переработанной продукции – измельченного торфа с пониженной влажностью
• Высокий процент выхода продукта
• Низкую себестоимость торфа

К недостаткам метода относят:

• Необходимость проводить осушение месторождения перед началом эксплуатации
• Пожароопасность торфяных выработок
• Зависимость от погодных условий – сбор торфа нельзя проводить в дождливую и слишком жаркую погоду
• Окисление торфа во время сушки, что ведет к снижению содержания углерода и некоторых ценных органических веществ
• Потерю продукции при сушке (развевается ветром), транспортировке и складировании (штабеля могут размываться осадками)

Модифицированные методы добычи фрезерного торфа позволяют нивелировать некоторые недостатки. Например, при повторном наращивании валков и прессовании брикетов продукт не так чувствителен к смене погоды, уменьшаются потери от ветра. Пневматический способ позволяет сократить цикл , предотвращает окисление органических веществ. Ведь просушка проходит не естественным способом под солнцем, а под воздействием потоков воздуха.

Машиноформовочный метод добычи торфа

Этот метод добычи торфа еще называют экскаваторным, хотя определение не совсем верное. Ведь для получения продута используются и другие типы техники. Основная отличительная черта машиноформовочного способа – получение кускового торфа.

Появились машиноформовочные методы в начале ХХ века и долгое время являлись основными. Но со второй половины столетия они начали вытесняться фрезерным способом торфодобычи.

Основное оборудование, которое используется при этих методиках, – экскаватор, элеватор и прессовая машина. Выемка проводится в карьерах на всю глубину залежи. После завершения работ остаются рвы глубиной до 4 м и шириной 6-7 м.

Этапы машиноформовочного метода добычи торфа следующие:

1. Извлечение торфяной массы из карьера
2. Передача породы на пресс
3. Прессование торфа и нарезка на куски
4. Сушка на поле или в валках
5. Штабелирование готовой продукции

В зависимости от видов техники, которая используется при торфодобыче, выделяют такие разновидности машиноформовочного метода:

• Элеваторный
  При этом способе торф подавался на элеватор вручную. Затем он транспортировался на пресс, где формировались брикеты. Готовые куски просушивались на солнце.
  Сейчас элеваторный метод не используется.
• Экскаваторный багерный (многоковшовый)
  Для добычи торфа используются многоковшовые экскаваторы, которые ворошат породу, а затем извлекают ее из карьера. Транспортировка на поля сушки проводится канатным транспортером или стилочной машиной на гусеничном ходу. В первом случае брикеты прессуются уже в ходе транспортирования, во втором – на полях сушки.
• Экскаваторный одноковшовый
  Методика такая же, как и в предыдущем случае. Только вместо многоковшовой машины используется одноковшовая. Метод менее эффективный и применяется только на небольших месторождениях.
• Скреперно-элеваторный
  Это самый популярный и современный метод. Порода с глубины 50 см вырезается специальной фрезой. Ее диск соединен с гидравлическим цилиндром. Уже на этом этапе формируются куски торфа, которые по элеватору передаются в пресс. После прессования и сушки получаются брикеты весом 0,5-1 кг.
• Экскаваторный с временными отвалами
  Данный метод является комбинацией фрезерного и машиноформовочного. В зимнее время экскаватором формируют отвалы торфа. Порода в отвалах не подмачивается грунтовыми водами и лучше подсыхает. Когда начинается сезон, торф измельчают и рыхлят фрезой. Затем материал собирают формовочными машинами, делают брикеты и подсушивают. Уборка может проводиться и более простым способом, со штабелированием торфяной крошки.

Машиноформовочный метод добычи торфа имеет много преимуществ. Но его недостатки (прежде всего – высокие материальные затраты) не позволяют сделать его основным.

Достоинства метода:

• Меньшая зависимость от климатических условий и возможность добывать торф в северных районах, где сезон начинается ранней весной и заканчивается поздней осенью (в отвалы породу складируют даже зимой)
• Качество кускового торфа выше, он меньше окисляется и сохраняет свой состав, поэтому сырье для химической промышленности чаще всего добывают таким способом
• Насыпная плотность продукта выше, что дает возможность экономить на транспортировке
• Торф в кусках, из-за его высокой пористости, можно высушить на поле до влажности 35% без потери качественных характеристик
• Кусковой торф намного меньше склонен к самовозгоранию
• За один цикл можно собрать больше продукции с единицы площади, что делает выгодной добычу на малых месторождениях
• Влажность кусков ниже, а плотность выше , чем у фрезерной крошки; в результате повышается теплота сгорания брикетов
• Ниже потеря продукции с пылью

К недостаткам метода можно отнести:

• Более высокую влажность исходного материала, что увеличивает время сушки
• Сложность и энергозатратность оборудования для добычи торфа машиноформовочным методом
• Более низкая рентабельность по сравнению с фрезерным способом
• Образование глубоких рвов и карьеров после завершения разработки месторождения, что усложняет рекультивацию и негативно влияет на экологию

Машиноформовочные методы добычи торфа используются на небольших месторождениях. Таким способом добывают продукцию для химической промышленности. Брикеты также поступают в розничную торговлю для отопления загородных домов, небольших построек, ферм.

Гидравлические методы добычи торфа

Гидравлический способ добычи торфа был изобретен в 1914 году. Он был одним из первых промышленных методов, позволяющих добывать большие объемы полезного ископаемого. Наибольшего распространения гидравлическая добыча достигла в 20-30 годах прошлого столетия. На ее долю приходилось около 50% всех разработок. Начиная с 50-х годов, метод начал вытесняться фрезерным, и сейчас он занимает лишь незначительную долю в добыче торфа.

Гидравлический способ добычи подходит для крупных месторождений. Он требует довольно высоких затрат электроэнергии и обустройства больших площадей для просушки торфа. Но разработку таким методом можно вести даже на участках, засоренных пнями и остатками древесины.

Сначала месторождение освобождается от крупной растительности (кустов и деревьев). Осушение проводится лишь на тех участках, по которым будет проезжать техника. Исходная влажность торфяника может оставаться на уровне 89-92%.

Разработку ведут на картах, разделенных между собой укрепленными переходами для техники. После размывания образуются карьеры шириной 120-200 м. Глубина карьеров зависит от мощности торфяной залежи.

Последовательность работ при гидравлической добыче торфа:

1. Размыв залежи
   Цель размыва – повысить влажность торфа до 95-97%, разрушить структуру залежи и сделать возможной транспортировку полезного ископаемого на поля для сушки. Делают это струей под сильным напором. Она поступает через трубы с электрическими насосами или переносные брандспойты. На поверхности залежи образуется жидкая гидромасса или торфяная пульпа.
2. Устранение древесных остатков
   После размыва пни и куски дерева всплывают на поверхность. Их захватывают ковшами, прикрепленными к кранам, которые передвигаются по краям участка.
3. Сбор гидромассы
   Сбор гидромассы проводят торфососом, прикрепленным к крану. Он передвигается по краю разрабатываемого участка на гусеницах или скатах. Внутри торфососа есть растиратель, измельчающий торф и древесные остатки. Дальше по гибким трубам с диаметром 440 мм жидкая масса поступает в аккумуляторы.
4. Перекачка на поля сушки
   Из аккумуляторов жидкая пульпа поступает через магистральные трубопроводы с диаметром 750 мм, 675 мм и 570 мм на поля сушки. Длина магистральных трубопроводов – от нескольких сотен метров до 2-3 км. Для перекачки используют торфососы или стационарные электрические насосы.
   Из магистральных трубопроводов гидромасса попадает в картовые и распределятся на полях сушки тонким слоем (18-22 см).
5. Сушка торфяной гидромассы
   На первом этапе, который длится 5-15 дней, происходит обезвоживание торфа. Часть воды уходит в грунт, часть испаряется. Добытый материал превращается в пластичную массу. Ее нарезают кусками в форме кирпичей. Раньше операция проводилась вручную, сейчас используются тракторы с особым строением гусениц. Они проезжают по полю , оставляя за собой торфяные кирпичики определенного размера. Сушка кусков продолжается 30-40 дней, пока они не достигнут влажности 40-45%.
6. Уборка торфа в штабели
   Сухой кусковой торф убирают бульдозером. Затем его погружают в кузов автомобиля либо на элеватор и отправляют в штабеля.

В результате добычи получают измельченный гидроторф в виде прочных брикетов. Их в готовом виде отправляют потребителю. Чаще всего материал используется в энергетике.

Существует несколько модификаций гидравлического метода добычи:

• Гидроскреперный, или экскаваторный
  Гидроторф из размытой залежи извлекают с помощью экскаватора и передают на шнекер, в котором происходит измельчение породы. Из шнекера масса поступает в бункер для просушки, а затем – в формовочную машину. Метод подходит для разработки небольших месторождений.
• Скваженный
  Размывка залежи идет в глубину, с образованием глубокой скважины. Одновременно происходит засасывание торфяной пульпы и транспортировка ее по трубам в перерабатывающий цех. Там материал разделяют на фракции, отжимают из него воду и формируют в брикеты.
  Метод абсолютно не зависит от погодных условий, позволяет осваивать до 90% мощности месторождения (при фрезерном способе добычи торфа осваивается только 50%). Но способ дорогостоящий, требует строительства вблизи месторождений высокотехнологичных цехов.
• С использованием плавающих земснарядов
  Таким методом торф можно извлекать из болот без предварительного осушения. Земснаряды представляют собой плавучие установки с торфососами, которые извлекают жидкий торф из-под воды. Одновременно пульпа измельчается и передается по системе трубопроводов на поля сушки.
  На небольших глубинах используются обычные экскаваторные ковши на понтонах или самоходных плавающих машинах. Они извлекают торф и передают его на шнекеры. Оттуда по трубопроводам масса поступает на поля сушки.
• Гидроэлеваторный
  Размытая гидромасса самостоятельно подтекает к элеватору, который вычерпывает ее из карьера и передает на поля сушки. Метод считается устаревшим и сейчас не используется.

Гидравлический метод добычи торфа – это высокотехнологичный процесс. У него есть целый ряд достоинств. Но существенные недостатки позволили другим способам добычи его вытеснить.

К преимуществам метода относятся:

• Полная механизация: для разработки крупного месторождения требуется минимальное количество персонала (такое преимущество было особенно важным в начале прошлого века, так как в то время торфяное производство базировалось в основном на ручном труде)
• Независимость от климата и погодных условий: работу можно вести круглосуточно на протяжении всего года, на полях сушки пульпа может пребывать даже зимой
• Возможность разработки залежей, сильно загрязненных остатками древесины и пнями
• Минимизация работ по осушению залежи: необходимо осушать только те участки, по которым будет передвигаться техника
• Возможность разрабатывать месторождения с мощными залежами , глубина которых достигает десятков и даже сотен метров
• Пожарная безопасность: увлажненный торф не воспламеняется даже на полях сушки

Недостатками гидравлического метода добычи торфа являются:

• Большие затраты на технику и трубопроводы для пульпы
• Значительный расход электроэнергии для работы насосов и торфососов, необходимость электрификации месторождений
• Большой расход воды для размыва
• Образование торфяных коллоидов в воде, с которыми теряется часть ценных веществ торфа; воды загрязняются и с трудом поддаются очистке (попадая в водоемы, такие стоки вызывают цветение и заболачивание)
• Низкий выход твердого вещества из пульпы
• Необходимость оборудования больших площадей для сушки гидроторфа; для этого земли выводятся из сельскохозяйственного использования, вырубаются леса и нарушается экология

В связи с большим количеством недостатков гидравлический способ добычи торфа потерял свою актуальность. Но некоторые его модификации все же выгодно использовать. Например, в северных регионах можно применять скважинный метод, который абсолютно не зависит от погодных условий. Добыча торфа скреперами из-под воды не нарушает экологию и дает возможность осваивать болотные торфяники без предварительного осушения.

Резной метод добычи торфа

Резной метод добычи торфа – самый старый. Сейчас он практически не используется. Способ полностью построен на ручном человеческом труде. С помощью лопат или специальных секачей из толщи торфяника извлекались куски прямоугольной формы. Затем они расстилались на поверхности залежи для сушки.

Раньше порода транспортировалась тачками и конными тележками. Со временем на месторождениях появились первые элеваторы. Порода на них погружалась вручную и передавалась на поля сушки. На небольших месторождениях для транспортировки использовали гусеничные тракторы с прицепами.

Существует две разновидности ручной добычи:

• Послойная
  Проводится слоями на поверхности залежи, без заглубления.
• Карьерная
  Торф срезается с образованием ямы, затем карьера. Разработка идет на стенках с постоянным углублением.

Резным способом разрабатываются только очень маленькие месторождения. На них не должно быть пней, мощного травяного начеса. Торф должен быть достаточной степени разложения, плотный , не распадаться на куски. В современных условиях метод применяется лишь для кустарной добычи. В некоторых регионах таким способом получают брикеты для отопления собственных домов, дач, коровников.

К плюсам резной добычи торфа можно отнести низкую себестоимость и незначительное влияние на экологию. Но малая продуктивность и необходимость использовать ручной труд полностью нивелируют эти достоинства.

Дальше вы узнаете, как сортируют и обрабатывают торф перед отправкой потребителю.

Сортировка и постобработка торфа

После добычи торф можно сразу отправлять потребителю. Но многие предприятия предпочитают сортировать и частично обрабатывать полезное ископаемое на месте. Это повышает цену продукта, снижает расходы на транспортировку.

Сортировка торфа проводится несколькими способами:

• Просеиванием через грохот
• Разделением на фракции воздушными потоками
• Разделением в водной суспензии с дальнейшим просушиванием

На грохоте из торфа удаляются крупные включения – куски древесины, камни, крупные стебли растений. В дальнейшем они могут поступать в дробильные механизмы, измельчаться и повторно сортироваться. Вместо грохота иногда используют специальные ковши с механизмом для измельчения породы и отверстиями в дне. Они применяются при погрузке фрезерного торфа или при добыче экскаваторным способом.

Фракционирование воздушными потоками происходит следующим образом:

1. Торф из бункера поступает в специальную камеру с ячеистыми перегородками
2. Потоком воздуха он прогоняется через перегородки с разными размерами ячеек
3. В камерах между перегородками оседают крупные , средние и мелкие фракции

При сортировке воздушными потоками торфяная масса дополнительно просушивается.

Гидроторф или торфяная суспензия прогоняются через грохот с ситами, где от них отделяются крупные частицы. Затем масса оправляется в отстойники для удаления лишней воды. Из отстойников она поступает в центрифугу с отбойниками, где измельчается и избавляется от влаги. Дальнейшая сортировка и просушка идут потоками воздуха.

В результате сортировки торфа получают несколько фракций – 0-5, 0-10, 0-20, 0-40, 5-20, 15-40 и фракции с частицами, превышающими 40 мм. Мелкие фракции чаще всего используются в химической промышленности и сельском хозяйстве. Средние идут на изготовление брикетов, а крупные – на подстилку.

После сортировки торф перерабатывается.

Существует несколько методов переработки полезного ископаемого:

• Обогащение
  К торфу добавляют азот, калий, фосфор, вермикулит и другие минеральные вещества. Из такого материала делают сельскохозяйственные удобрения и почвосмеси. Для топлива торф могут смешивать с угольной пылью, продуктами переработки нефти, опилками.
• Прессование
  Из прессованного торфа делают топливные брикеты или гранулы.
• Пиролиз (нагревание до высоких температур с ограниченным доступом кислорода)
  При нагревании до 1400°С из полезного ископаемого можно получить водород, метан и некоторые другие газообразные продукты. Они идут на отопление и производство электроэнергии.
• Гидролиз
  При гидролизе в водную суспензию попадают аминокислоты, битумы, воски, полисахариды, гуминовые кислоты и другие органические вещества. Этот метод используется в химической промышленности, при производстве удобрений.

Подробнее о переработке и применении переработанного полезного ископаемого вы можете прочитать в нашей статье Виды торфа.

В завершении статьи мы поговорим о том, какой объем торфа добывают в разных странах.

Объем добычи торфа в России и в мире

Торфяники в мире занимают площадь около 3,7 миллиона квадратных километров. В них сконцентрировано от 250 до 500 миллиардов тонн полезного ископаемого. Большинство торфяников находится в Северной Америке (32%), Европе (12%), Южной Азии (11%).

Максимальные объемы торфодобычи в мире фиксировались в средине и второй половине прошлого века. Они достигли пика в конце 70-х годов. А уже с начала 90-х добыча этого полезного ископаемого начала резко снижаться. Но после повышения цен на энергоресурсы некоторые страны (Финляндия, Швеция, Ирландия) вновь увеличили добычу этого мате р иала.

Ниже мы разместили сравнительную таблицу объемов добычи торфа в 2013, 2019 и 2020 годах в разных странах.

Сравнительная таблица объемов добычи торфа в 2013, 2019 и 2020 годах по странам

Страна	Добыча в 2013 году (тыс. т)	Добыча в 2019 году (тыс. т)	Добыча в 2020 году (тыс. т)
Финляндия	7 470	11 000	10 000
Ирландия	6 600	1 730	2 000
Швеция	3 300	3 000	2 500
Германия	3 000	4 200	4 000
Беларусь	2 970	2 670	2 600
Россия	1 500	909	800
Латвия	1 380	2 200	1 900
Канада	1 295	1 260	1 300
Эстония	927	890	900
Польша	760	870	700
США	46 5	456	430
Литва	386	500	500
Украина	380	685	680
Другие страны	около 1 700	730	730
Мир в целом	около 32 100	31 900	29 000

Для вашего удобства, ниже мы разместили эту же самую таблицу в виде картинки:

Как видно из таблицы, за последние десятилетия добыча торфа увеличилась в Финляндии, Германии, Латвии, Литве, Украине. В балтийских и скандинавских странах основная масса полезного ископаемого используется в энергетике и для отопления частных домов. Германия занимает одно из ведущих мест по производству торфяных сельскохозяйственных смесей.

В России добыча полезного ископаемого, после кризиса 90-х годов, начала частично восстанавливаться лишь в 2000-х. Около 90% продукции идет на сельскохозяйственные нужды. Наша страна экспортирует торф в такие страны как Германия, Нидерланды, Дания, Япония, на Ближний Восток (в Бахрейн, Саудовскую Аравию). Там материал используют для изготовления питательных смесей для растений, топливных брикетов.

В 2016 году правительством было принято постановление, в котором ТЭЦ, работающие на торфе, приравнивались к объектам зеленой энергетики. За это они получали дотации. Поэтому количество таких электростанций выросло. Это породило дополнительный спрос на торф. Но в 2019 году постановление отменили. В результате ТЭЦ опять стали переходить на другие источники энергии. Добыча и спрос стали падать.

Самые большие запасы торфа в России находятся в Западной Сибири (около 90%). Площадь залежей там превышает 50 тыс. га. Но добыча в этом регионе идет слабо. Торф в основном используется местным сельским хозяйством, небольшими котельными и ТЭЦ. Гораздо интенсивнее торфяники разрабатываются в приморских областях , откуда по морю материал отправляется в другие страны.

Процент экспорта торфа в России по областям:

• Калининградская область – 58%
• Ленинградская область – 19%
• Сахалин – 12%
• Карелия – 6%
• Псковская область – 3%

Средняя цена торфа в 2018 году составляла 150 долларов за тонну. Эксперты прогнозируют подорожание полезного ископаемого. К 2023 году стоимость его может подскочить до 180 долларов за тонну.

Торф – это полезное ископаемое с большим потенциалом. Раньше его в основном использовали для производства электроэнергии. Сейчас это популярное экологическое топливо. Например, его выгоднее использовать в малых котельных, чем уголь. Особенно это актуально для тех регионов, где есть торфяники. Ведь уголь обходится дороже в первую очередь из-за расходов на т р анспортировку.

Все большее значение торф приобретает в сельском хозяйстве. Он является ценным источником органических веществ, часто используется в качестве субстрата для тепличных культур. Удобрения на основе торфа предотвращают деградацию плодородных грунтов.

Но существуют и проблемы добычи торфа. При разработке месторождений нарушаются болотные биоценозы и страдает экология. Высушивание залежей становится основной причиной лесных пожаров. Поэтому темпы роста торфодобывающей промышленности не такие уж быстрые. В последние 10 лет проводится разведка новых месторождений, но многие из них так и не разрабатываются.

Источник