Гидромеханизированная добыча торфа и производство торфяной продукции энергетического назначения

УДК 
ББК 
 
 
 
 
 

 

 
 

 

 

 
 

Ш 91 

622.271.6(075.8) 
33.22 
Ш 91 
 
 
 
 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» 
СанПиН 1.2.1253—03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом
России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение
Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.11 
 

 

Рецензенты: 
•  д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Технология и комплексная механизация торфяного производства» А.Е. Афанасьев (Тверской государственный технический университет); 
• кандидат техн. наук, доц. кафедры «ТМ и ТТК» А.П. Гришко (Московский государственный горный университет) 
 
 
 
 
 
 
Штин С.М. 
Гидромеханизированная добыча торфа и производство торфяной

продукции энергетического назначения / Под ред. И.М. Ялтанца. — М.:
Издательство «Горная книга», 2012. — 360 с. 
ISВN 978-5-98672-251-1 (в пер.) 
Изложены данные о торфяных горных породах, разрабатываемых плавучими землесосными снарядами. Рассмотрена структура комплексной механизации
при разработке обводненных месторождений торфа. Приведены технологические схемы и методики расчета показателей основных технологических процессов добычи торфа и производства торфяной продукции энергетического назначения. 
С.М. Штин — канд. техн. наук, доц. кафедры ТО МГГУ. 
Для инженерно-технического персонала горно-добывающей промышленности. Может быть полезна для аспирантов и студентов высших учебный заведений, обучающихся по специальности «Открытые горные работы». 
 
 
УДК 622.271.6(075.8)
ББК 33.22 

© С.М. Штин, 2012 
© Издательство «Горная книга», 2012 
ISВN 978-5-98672-251-1 

 

© Дизайн книги. Издательство «Горная 
книга», 2012 

 

4 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В разделах данной книги изложены вопросы физико-механических, 

тепловых и энерготехнических свойств торфов, технологии и структуры 
комплексной механизации основных производственных (технологических) процессов добычи торфяных грунтов. 

В книге содержатся ценные сведения по производству торфяной 

продукции в современных условиях, а также перспективе развития торфяной промышленности России и дана экономическая оценка применяемых способов добычи торфяного полезного ископаемого. 

Особое внимание в работе уделено технологическим процессам 

гидромеханизированного (плавучими земленосными снарядами) способа 
добычи торфа и влиянию этого способа на физико-механические характеристики торфа-сырца. В связи с этим автором данной работы произведена 
модернизация основных технических параметров узлов земленосного 
снаряда, в частности параметров фрезерно-шнекового грунтозабойного 
устройства, погружного грунтового насоса осевого типа на всасывающей 
линии земленосного снаряда и др. 

Рассмотрен 
порядок 
и 
организация 
производства 
горно
подготовительных вскрышных и гидродобычных работ, обеспечивающих 
наиболее полную выемку полезного ископаеморго (торфа), с выполнением требований по охране окружающей среды. 

В последних разделах книги автором приводятся сведения по пере
работке торфа, с целью получения торфо-пеллетного топлива. Большой 
интерес представляет экономическое обоснование технологических па

раметров топливно-энергетического комплекса для получения этого 
(торфяного) топлива и обеспечения теплом населенного пункта численностью до 15 000 жителей. 

Данная книга является трудом, где автором обобщены некоторые 

результаты теоретических достижений ряда авторов и организаций и 
личных результатов научных исследований в области эксплуатации торфяных месторождений. 

Книга призвана оказать помощь в решении и развитии технологиче
ских задач, выполняемых с использованием плавучих земленосных снарядов при разработке обводненных торфяных месторождений. 

С учетом того, что обобщение некоторых результатов и структура 

содержания в представленном виде делается впервые, автор будет признателен всем приславшим свои замечания и пожелания по данной книге. 

Председатель оргкомитета Съездов гидромеханизторов России и редакционной 
коллегии издательства МГГУ, действительный член Международной академии 
информатизации, доктор технических 
наук, профессор, лауреат конкурса "Золотое перо горняка-2000". 

И.М. Ялтанец 

6 

ВВЕДЕНИЕ 

Запасы торфа в России составляют 37,2 % от мировых. Торф отно
сится к возобновляемым природным ресурсам, ежегодный прирост которых составляет более 60 млн т (40 %-ной влажности) при скорости накопления 0,2—2,5 мм в год. 

Актуальность использования торфа в РФ в топливном направлении 

среди других направлений (энергетическое, сельскохозяйственное, химико-технологическое, природоохранное, строительное, медицинское и др.) 
обуславливается его приоритетом по сравнению с дальнепривозными 
(уголь, нефть, мазут) видами топлива и уступает только газу. Торф относится к местным полезным, экологически безопасным, неравномерно 
распределенным в географическом плане ресурсам; при сжигании его в 
атмосферу выбрасывается диоксида серы в 50 раз меньше по сравнению с 
сжиганием мазута и угля. Практически отсутствуют канцерогенный бензапирен. Выбросы окиси углерода компенсируются его аккумуляцией 
торфяно-болотными и лесными экосистемами. Использование переработанного торфа на топливо экономически целесообразно. 

Указом Президента Российской Федерации Д. Медведева: “О неко
торых мерах по повышению энергетической и экологической безопасности российской экономики” от 4.06.2008 г. №889, а также решением Совета Безопасности РФ от 30.01.2008 г. определена необходимость создания в стране индустрии переработки отходов и местного углеводородного сырья. Определена актуальность создания базовых проектов по организации топливно-энергетических комплексов для внедрения экологи

чески чистых ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих высокую рентабельность производства, небольшие сроки строительства и 
окупаемости. 

Добыча, производство и переработка торфа относятся к сложным 

физико-химическим и технологическим процессам, базирующихся на научных основах физико-химической механики дисперсных материалов, 
учитывающих особенности изменения структуры влажных материалов 
при сушке. Последние обусловлены огромным количеством воды 
(
92
96%
ω =
−
ñ
) в естественном состоянии и для получения торфяного 

продукта требуется удалить до 5—7 кг влаги. Причем удаление влаги связано с оптимизацией процессов сушки и структурообразования в технологии торфяного производства, активно изменяющих свойства твердой 
фазы (прочность Ri, плотность γi , крошимость, влагосодержание W, устойчивость к внешним воздействиям и др.). В процессе удаления влаги из 
торфа вследствие протекающих процессов тепломассопереноса и структурообразования происходит изменение его энергетических, физикомеханических и технологических характеристик, определяющих качество 
производимой торфяной продукции. 

Качество готовой продукции (удельная теплота сгорания и тепло
плотность) определяется ее влагой ω(%) или влагосодержанием W, зольностью, плотностью (насыпной плотностью) прочностью Ri, крошимостью, засоренностью торфяного сырья, водопоглощаемостью, однородностью торфяного сырья. 

Гидромеханизированная технология обеспечивает возможность из
менять технологические параметры торфа с целью повышения низшей 
удельной теплоты его сгорания в процессе добычи. Влиять на повышение 
теплоплотности (удельная теплота сгорания единицы объема топлива) 
торфяной продукции в процессе ее производства на основе изменения 
структуры торфа. Изменение структуры торфа направлено на понижение 
рейтинга исходного материала, а механическое обезвоживание торфяной 
пульпы, термическое воздействие на поверхностный (объемный) слой 
торфа в сочетании с механическим уплотнением обеспечивают получение 
торфяной продукции с однородной, тонкопористой структурой. 

8 

1. ТОРФ 

 
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

Торф, горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе ес
тественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха.От почвенных образований торф принято отличать по содержанию в нем органических соединений (не менее 50 % по отношению к абсолютно сухой 
массе). 

Органическое вещество торфа состоит из растительных остатков, 

претерпевших различную степень разложения. Перегной (гумус) придает 
торфу темную окраску. Относительное содержание в общей массе торфа 
продуктов распада растительных тканей, утративших клеточную структуру, называют степенью разложения торфа. Различают торф слаборазложившийся (до 20 %), среднеразложившийся (20—35 %) и сильноразложившийся (свыше 35 %). По условиям образования и свойствам торфа 
подразделяют на верховой, переходный и низинный. 

Торф имеет сложный химический состав, который определяется ус
ловиями генезиса, химическим составом растений-торфообразователей и 
степенью разложения торфа. Элементный состав торфа: углерод 50—
60 %, водород 5—6,5 %, кислород 30—40 %, азот 1—3 %, сера 0,1—
1,5 % (иногда 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ 1—5 %, битумов 2—
10 %, легкогидролизуемых соединений 20—40 %, целлюлозы 4—10 %, 
гуминовых кислот 15— 50 %, лигнина 5—20 %. 

Торф — сложная полидисперсная многокомпонентная система; его 

физические свойства зависят от свойств отдельных частей, соотношений 
между ними, степени разложения или дисперсности твердой части, оцениваемой удельной поверхностью или содержанием фракций размером 
менее 250 мкм. Для торфа характерны большое влагосодержание в естественном залегании (88—96 %), пористость до 96—97 % и высокий коэффициент сжимаемости при компрессионных испытаниях. Текстура 
торфа — однородная, иногда слоистая; структура обычно волокнистая 
или пластичная (сильноразложившийся торф). Цвет желтый или бурый до 
черного. 

Слаборазложившийся торф в сухом состоянии имеет малую плот
ность (до 0,3 г/см 3), низкий коэффициент теплопроводности и высокую 
газопоглотительную способность; торф высокой дисперсности (после 
механической переработки) образует при сушке плотные куски с большой механической прочностью и теплотворной способностью 2650—
3120 ккал/кг (при 40 % влажности). Слаборазложившийся торф — отличный фильтрующий материал, а высокодисперсный используется как 
противофильтрационный материал. Т. поглощает и удерживает значительные количества влаги, аммиака, катионов (особенно тяжелых металлов). Коэффициент фильтрации Т. изменяется в пределах нескольких 
порядков. 

 
1.2. ОБРАЗОВАНИЕ ТОРФА 

Торф — предшественник генетического ряда углей. Место образо
вания торфа — торфяные болота, встречающиеся как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах (рис. 1). 

Рис. 1.1. Схема расположения торфяников по рельефу