Основными технологическими операциями фрезерного способа добычи торфа являются: фрезерование, то есть измельчение верхнего слоя залежи, сушка фрезерованного торфа, уборка и штабелирование готового торфа.
Использование при добыче торфа пассивных фрез позволяет сохранить исходные ценнейшие свойства торфа. Данная технология добычи торфа обеспечивает сохранность природной, то есть длинноволокнистой структуры торфа и существенно уменьшает долю пылевой фракции.
Применение
Торф с древних времен привлекал внимание человека. Упоминания о торфе как "возгораемой земле", которой западноевропейцы пользовались для нагревания еды, случаются еще в трудах римского историка Плиния Старшего (I ст. н. э.). В странах Западной Европы добыча и использование торфа широко развивались в XII—XVIII столетиях. В России торфяное топливо впервые по достоинству оценил Петр I, который в 1696 году отдал приказ добывать торф в Воронеже и искать его в окрестностях Азова, как "в местах бездровних".
Постепенно торф стали использовать в качестве торфяного кокса, а также при выработке осветительного газа. Начало промышленного производства торфяного полукокса и смолы пришлось на конец XIX — начало ХХ столетия
В СССР в годы индустриализации и Великой Отечественной войны торф играл решающее значение как энергоноситель на заводах Урала и Сибири. Так, на Уралмашзаводе в Свердловске существовала газогенераторная станция, на которой методом пиролиза из торфа получали горючий газ. Этот газ использовался во всех технологических процессах при производстве вооружений, включая газосварку и плавильное производство. Непосредственно после Великой отечественной войны пятилетними планами промышленного развития СССР предусматривалось интенсивное развитие торфяной топливной промышленности. Позже, с открытием и освоением Западно-Сибирской нефтегазовой провинции, роль торфа в энергетике СССР постепенно снижается.
Последним крупным проектом энергетического применения торфа было строительство и эксплуатация энергоблока Ново-Свердловской ТЭЦ на торфе с сжиганием 5 млн тонн торфа в год. В начале 80-х годов от использования торфа отказались в силу экологических причин и энергоблок перевели на природный газ.
Сегодня торф используют в сельском хозяйстве и животноводстве, медицине, биохимии и энергетике. Развитие современных производственных технологий позволяет получать очень плодородные грунты для выращивания пищевых растений, удобрения, стимуляторы роста растений, изоляционные и упаковочные материалы, активный уголь, графит и тому подобное.
2.1.5 У́голь
Состав Основные слагающие угля — это органические компоненты и минеральные включения.Органические компоненты, различаемые под микроскопом, с характерными морфологическими признаками, цветом и показателем отражения именуются микрокомпонентами (мацералами).Минеральные включения в углях — глинистые минералы, сульфиды железа, карбонаты, оксиды кремния и другие.Глинистые минералы в среднем составляют примерно 60…80% общего количества минеральных веществ. Чаще всего они представлены иллитом, серицитом, монтмориллонитом, каолинитом. Реже отмечается галлуазит. В угольных пластах иногда содержатся прослои тонштейнов, в которых главным породообразующим минералом является каолинит. Из сульфидов железа наиболее характерны пирит, марказит и мельниковит. Карбонаты представлены кальцитом, сидеритом, доломитом, анкеритом. Кальцит часто образует тонкие прослойки либо заполняет трещины в угле. Сидерит встречается в виде округлых или овальных образований (оолитов) или заполняет полости растительных фрагментов. Оксиды кремния представлены в углях кварцем, халцедоном, опалом и другими минералами. Халцедон встречается сравнительно реже, обычно совместно с кварцем. Прочие минеральные включения представляют в основном гидрооксиды железа, фосфаты, полевые шпаты, соли.
Общая характеристика
В России в зависимости от стадии метаморфизма различают: бурые угли, каменные угли, антрациты и графиты. Интересно, что в западных странах имеет место несколько иная классификация: соответственно, лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты.
-Бурые угли. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.
-Каменные угли. Содержат до 12 % влаги (3…4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32 % летучих веществ, за счет чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.
-Антрациты. Почти целиком (96 %) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности
-Графиты минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Структура слоистая. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии (дигексагонально-дипирамидальный), до тригональной (дитригонально-скаленоэдрический). Слои слабоволнистые почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые. Образует листоватые и округлые радиально-лучистые агрегаты, реже — агрегаты концентрически-зонального строения.
Происхождение
Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода, накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 350 миллионов лет.
Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создается в болотах, где стоячая вода, обедненная кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определенной стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.
Под давлением наслоений осадков толщиной в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.
В результатах движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счет эрозии или самовозгорания, а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности.
Способы добычи
Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.
Применение
В Англии в 1735 году научились выплавлять чугун на коксе. Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива.
2.1.6 Битуминозные пески
Состав Горючее полезное ископаемое, органическая часть которого представляет собой природный битум.
Общие характеристики
По содержанию битума делятся на богатые, или интенсивные (более 10 % по массе битума), средние (5…10 %) и тощие (до 5 %). Битумы подразделяют на несколько типов: мальты (вязкие жидкости, плотностью 0,86…1,03 г/см3, динамичной вязкость 10 Па); асфальты (твердые легкоплавкие вещества, плотностью 1,03…1,10 г/см3, температура плавления < 100 °С); асфальтиты (твердые вещества, плотность 1,05…1,20 г/см3, температура плавления 100…300 °С); кериты (твердые неплавкие вещества, плотность 1,7…2,0 г/см3). Содержание смолисто-асфальтеновых веществ в битумах этих типов составляет (%) соответственно 35…60, 60…75, 75…90 и более 90. В битумах обнаружено свыше 25 химических элементов.