CC BY
24
УДК 38.55.01
Д. С. Леонтьев, Е. Ф. Долгих, А. Н. Киселева
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТОРФЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
D. S. Leontev, E. F. Dolgikh, A. N. Kiseleva THE DEVELOPMENT PROSPECTS OF PEAT INDUSTRY IN THE KURGAN REGION FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «TYUMEN STATE OIL AND GAS UNIVERSITY»
Аннотация: В настоящее время мировая потребность в торфе имеет четко выраженную тенденцию к неуклонному росту. Россия в последние десятилетия теряет ведущие позиции по объемам добычи. Торфяные запасы и ресурсы Курганской области составляют 50,965 млн т, сосредоточенные в 75 разведанных месторождениях и 179 выявленных проявлениях торфа. Ни одно из месторождений в настоящее время не передано в пользование и не разрабатывается. Авторы предлагают развивать торфодобывающую промышленность области, разрабатывать новые инновационные материалы на основе торфа, примером тому являются разработки авторов для нефтяной и строительной промышленности.
Ключевые слова: торф; торфяное месторождение; продукция; торфощелочной раствор; вязкоупругий состав.
Дмитрий Сергеевич Леонтьев
Dmitriy Sergeyevich Leontyev leonfob@mail.ru
Алена Николаевна Киселева
Alena Nikolayevna Kiseleva economschatr@yandex.ru
Введение. Торф - ценнейший природный биологический материал. Из всех видов твердых топлив - это самое молодое отложение, образующееся естественным образом: путем разложения отмерших частей деревьев, кустарников, трав и мхов в условиях повышенной влажности и ограниченного доступа кислорода.
Торфяное месторождение - это участок земной поверхности, содержащий торфяную залежь, по размерам, качеству и условиям залегания пригодную для промышленного использования. Торфяные месторождения характеризуются обводнением, покрыты растениями торфообразователями [1].
В настоящее время торфяные ресурсы в мире составляют около 175 млн га. Мировые запасы (приведенные к 40 %-ной влажности) оцениваются в 500 млрд тонн.
Abstract: The global demand for peat has a pronounced tendency to the steady growth nowadays. In recent decades Russia has lost the leading position in production volumes. Peat stores and resources in Kurgan region comprise 50,965,000 tons. They are concentrated in 75 discovered deposit s and 179 peat manifestations detected. None of the fields is not transmitted into use and not developed nowadays. The authors propose to develop the peat industry in the region, to develop new innovative materials based on the peat. As an example of this the authors offer the development for the oil and construction industries.
Key words: peat; peat deposits; products; peat-alkaline solution; viscoelastic composition.
Евгений Федорович Долгих
Evgeniy Fedorovich Dolgikh mf-3d@yandex.ru
На рисунке 1 представлена гистограмма величин площадей торфяных месторождений основных стран, занимающихся добычей и переработкой торфа. На рисунке 2 представлена гистограмма запасов торфа в странах, занимающихся добычей и переработкой торфа.
Главные добывающие страны [2]: Россия, Индонезия, США, Канада, Финляндия. Наиболее «емкие» потребители торфа - Япония, США, страны Европы и Ближнего Востока, а также страны, в которых развернуты или планируются работы по повышению плодородия почв, предотвращению эрозии земель, осуществлению экологических программ. В России в структуре потребления торфа основная роль принадлежит топливно-энергетическому комплексу. В различные годы доля торфа в топливном балансе составляла: 1923 г. - 13,1 %; 1928 г. - 41,4 %; 1932 г. - 29,3 %; 1940 г. - 20,0 %; 1956 г. - 4,5 %; 1960 г. - 7 %; 1970 г. - 3,1 %; 1980 г. - 1 %; 1985 г. - 0,3 %. В 1965 году торф в качестве топлива использовали 58 электростанций.
60,00
50,00
а 40,00
н
л м
ь 30,00 л
а щ
л 20,00
П
10,00
0,00
56,80
/ У / # # / / / У /
¿у
«* /
/
Страна
Рисунок 1 - Гистограмма величин площадей торфяных месторождений основных стран, занимающихся добычей и переработкой торфа
180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00
У/г/ у/г/'///
с
.О/у
/
Страны
Рисунок 2 - Гистограмма запасов торфа в странах, занимающихся добычей и переработкой торфа
В то время когда мировая потребность в торфе имеет четко выраженную тенденцию к неуклонному росту, Россия в последние десятилетия теряет ведущие позиции по объемам добычи.
Основная причина снижения добычи - снижение спроса на торф по ряду причин, главные из которых: переориентирование топливного комплекса на другие виды топлива (мазут, газ, нефть, уголь); от-
сутствие государственного заказа и прекращение государственной поддержки торфяной промышленности; прогрессирующее старение техники, неспособность машиностроительных предприятий изготавливать машины для торфяных предприятий; отсутствие новых разработок по глубокой переработке торфа с получением новых продуктов высоких потребительских свойств [2].
На фоне стремительного падения объемов добычи и использования торфа в России другие страны, в том числе ближайшие соседи, активно используют торф. Так, в топливном балансе Финляндии на долю торфа приходится до 15-25 %, в Швеции - до 10 %.
Зарубежная практика также показывает, что при реформировании экономических отношений неизбежно смещение соотношения между затратами на привозное и местное топливо в сторону повышения конкурентоспособности местного топлива. Например, если в Финляндии стоимость энергии вырабатываемой из привозного топлива изменяется в зависимости от конъюнктуры на мировых рынках, то стоимость энергии из местного торфяного топлива практически не меняется на протяжении 20 лет.
В настоящее время в нашей стране лидерами по запасам и обработке торфа являются Свердловская, Тверская, Новгородская, Ярославская, Ленинградская, Кировская области, республика Карелия и др.
Территориальным балансом запасов торфа Курганской области учтено 75 месторождений торфа с суммарными запасами 22,619 млн т. Однако ни одно из месторождений в настоящее время не передано в пользование и не разрабатывается, тогда как переработка торфа - одно из прибыльных видов деятельности в настоящее время [3].
Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, низкой плотности, высокой пористости и биологической стерильности верховой торф нашел самое широкое применение в сельском хозяйстве. В первую очередь для улучшения структуры почв. Незаменим торф в тепличном овощеводстве, цветоводстве и растениеводстве. Широкое применение торф нашел в животноводстве в качестве подстилочного материала.
Для сельского хозяйства, в отличие от энергетики, пригоден торф практически любых свойств и качества. В последние годы потребление торфа для сельского хозяйства резко снижено [2].
Производство топливных брикетов - одно из первых и основных направлений развития перерабатывающих производств торфяной промышленности. Торфяные брикеты получают прессованием подсушенного фрезерного торфа на специальных брикетных прессах. Это самое качественное торфяное топливо для ГРЭС, котельных и нужд населения. К сожалению, в последние десятилетия производство топливных брикетов практически полностью прекращено.
Кусковой торф - топливо для коммунально-бытовых нужд, производится специальным комплексом машин в полевых условиях и не уступа-
ет по калорийности дровам, бурому углю, сланцам, низкосортному каменному углю. Кусковой торф как топливо может быть использован в небольших ко -тельных для снабжения теплом населенных пунктов, воинских частей, населения [3].
В последние десятилетия были развернуты работы по поиску новых видов продукции из торфа. В основу создания положены новые направления использования: как сырье для термической переработки с получением газа, кокса, полукокса; как сырье для бактериальных препаратов, кормовых дрожжей и добавок; как химическое сырье для красителей, специальных присадок, изделий бытовой химии, лекарственных средств; как сырье для производства высокоэффективных теплоизоляционных и строительных композиционных материалов; как сырье для косметики, полиграфии; как торфодерновые ковры для озеленения и борьбы с ветровой эрозией, закрепления откосов в дорожном строительстве.
В ряде стран разворачиваются работы по повышению плодородия почв, предотвращению эрозии земель, осуществлению экологических программ. Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты принимают программы по ликвидации пустынь, развитию ландшафтной архитектуры. Ежегодно на мировом рынке производится и продается только растительного торфа и торфяной продукции из него на сумму более 350 млн долларов. Россия на этом рынке практически отсутствует.
Добыча и переработка торфа в мире рентабельна и перспективна для бизнеса.
Основным документом, определяющим главные приоритеты и ориентиры в области энергетики нашего государства, является «Энергетическая стратегия России на период до 2035 года» (ЭС 2035 г.) [2]. В ЭС 2035 г. отмечено, что в настоящее время недостаточным является использование местных видов топлива в региональных энергетических балансах. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года уделяет торфу некоторое внимание, но лишь в связи с необходимостью разработки государственной стратегии использования местных видов топлива, а этой стратегии на сегодня нет.
Методика. Нами разработан состав торфоще-лочного раствора для бурения нефтяных и газовых скважин, включающий торф, щелочной модификатор, ингибитор, полимер, пеногаситель, утяжелитель, смазывающую добавку и воду [4].
Торф обладает свойствами, позволяющими получать высококачественные буровые растворы при минимальных расходах химических реагентов из числа наименее токсичных. Торфяные буровые рас-
творы экологически безвредны, легко очищаются от шлама, после использования они могут применяться для рекультивации нарушенных земель, как в виде растворов, так и образовавшихся неиспользованных остатков торфа на скважинах.
Для оценки эффективности применения разрабатываемых составов для вскрытия продуктивных пластов были проведены исследования торфоще-лочного раствора на определение степени воздействия на фильтрационно-емкостные свойства пород коллекторов (на примере одного из месторождений Западной Сибири) в условиях, моделирующих пластовые. Исследования проводились на установке «Model FDS-350».
Результаты. В результате проведенных исследований, авторы пришли к выводу, что разработанный торфощелочной буровой раствор можно рекомендовать для вскрытия продуктивных пластов, тем более что и торф и нефть имеют органическое происхождение [4; 5].
Также разработан вязкоупругий состав для глушения нефтяных и газовых скважин, включающий торф, щелочной модификатор, ингибитор, пеногаси-тель, полимер и воду [6].
Вязкоупругие составы предназначены для временной защиты пласта от влияния технологических жидкостей как в период строительства и освоения скважин, так и при проведении ремонта скважин.
Ведутся работы по созданию нового гидрофобного цемента с добавкой термомодифицированного торфа.
Так, при добавке термомодифицированного торфа прочность цементного камня увеличилась на 20 %. При добавлении модификатора и гидрофобизатора прочность увеличилась еще на 15 %.
Выводы. В то время когда мировая потребность в торфе имеет четко выраженную тенденцию к неуклонному росту, Россия в последние десятилетия теряет ведущие позиции по объемам добычи.
Торфяные запасы и ресурсы Курганской области составляют 50,965 млн т, сосредоточены в 75 разведанных месторождениях и 179 выявленных проявлениях торфа. Ни одно из месторождений в настоящее время не передано в пользование и не разрабатывается.
Авторы предлагают развивать торфодобывающую промышленность области, разрабатывать новые инновационные материалы на основе торфа, пример тому являются разработки авторов для нефтяной и строительной промышленности.
Список литературы
1 Пьявченко Н. И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение : монография. - М. : Наука, 1985. - 152 с.
2 Поручение Президента Российской Федерации от 6 июля 2013 г. № Пр-1471 о корректировке Энергетической стратегии России на период до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р.
3 Постановление Правительства Курганской области № 244 от 09.06.2010 г. «О целевой программе Курганской области «Модернизация систем коммунального теплоснабжения Курганской области на 2010-2015 годы»
4 Пат. № 2550704 РФ. С 09 К 8/12 (2006.01). Торфощелочной буровой раствор для бурения скважин в многолетнемерзлых породах / Д. С. Леонтьев, А. В. Кустышев, В. П. Овчинников, Д. А. Ба-кин (РФ). - № 2014117048, заяв. 25.04.2014; Опубл. 10.05.2015, бюл. № 13.
5 Леонтьев Д. С., Кустышев А. В. Оценка возможности применения торфощелочного бурового раствора для бурения скважин в многолетнемерз-лых породах // Известия вузов. Нефть и газ. - 2014. - № 6. - С. 29-36.
6 Леонтьев Д. С. Перспективы применения тор-фощелочных растворов при бурении и ремонте нефтяных и газовых скважин // Бурение и нефть. -2016. - № 2. - С. 30-34.
