Як працює підземна бурова машина, журнал популярна механіка
Працюючи цілодобово, гірники щодня вивозять з кар'єру і підземного рудника понад 4500 т сіруватих «каменів». Щоб перетворитися в чистий кольоровий метал, руда проходить десятки складних технологічних етапів на різних підприємствах. Її подрібнюють і подрібнюють, занурюють у воду і сушать, переплавляють і перемішують, на кожній стадії відокремлюючи ще трохи чистої міді від порожньої породи і домішок. На одному з останніх етапів мідь фактично розбирається на окремі іони, розчиняється в рідині і збирається знову за допомогою електролізу.
З тієї ж руди виходять і інші цінні метали: цинк, свинець, золото, срібло, селен, телур, індій, галій, германій, кадмій, вісмут. Деякі корисні речовини, наприклад сірчана кислота, - побічні продукти виробництва міді. Вичавити з видобутої руди все соки - це ціле мистецтво.
Робота в підземному руднику - пекло для фотографа і рай для репортера. Тут мешкають механізми, яких не зустрінеш при світлі дня, і один з них - бурова машина Sandvik DL421, заради зустрічі з якої ми і спустилися в шахту. Вона важить 22 т, може бурити отвори завглибшки до 54 м під будь-яким кутом і вміє виконувати більшу частину роботи в безпілотному режимі. «Для нас це феррарі», - посміхається наш провідник, заступник головного інженера по підземним гірничим роботам Дмитро Данилов. «Бачимо, вона червона», - погоджуємося ми.
а також насосні станції для відкачування води - невід'ємна частина будь-якої шахти. Поки що шахта Сафьяновского рудника щодо неглибока, тому руду з неї вивозять на поверхню самоскидами. У більш глибоких шахтах прямо на низьких горизонтах встановлюють обладнання для дроблення, а на поверхню подрібнену руду доставляють за допомогою спеціального ліфта.
підземне місто
Щоб зрозуміти, чим саме займається в шахті настільки просунута бурова машина, потрібно освіжити в пам'яті, як працює сам рудник. Рудне тіло може залягати в товщі породи на різній глибині і під різними кутами. Воно може мати будь-яку форму (штоки, пласти, жили) або зовсім являти собою безліч окремих гнізд. Для простоти давайте уявимо собі вертикальний циліндр.
Спочатку руду видобувають відкритим способом. З кар'єра поступово виймають як руду, так і пусту породу. Борти кар'єру будуються уступами, що надає йому вельми впізнаваний образ. Глибина розробки відкритим способом має свої межі, які встановлені ще на стадії проектування, і залежить від форми і глибини залягання рудного тіла. Наприклад, Сафьяновскій кар'єр в даний час розрісся до 900 м в діаметрі, а його розрахункова глибина становить 265 м.
Для видобутку руди з б? льшіх глибин будується шахта. Це ціле підземне місто, обстановкою нагадує метро, а організацією руху - підземну парковку. «Поверхи» в шахті називаються горизонтами. Переміщатися між ними можна по похилих каналах - з'їздів.
Робоче місце для буріння
У Сафьяновском руднику горизонти будуються через кожні 20 м. Ми були на 60-му горизонті. Цифра вказує глибину щодо рівня моря. Правда, місто Реж, в якому знаходиться наш кар'єр, розташований на 200 м вище рівня моря, так що насправді ми спустилися під землю на глибину 260 м.
Канали проходять вибуховим способом: бурова машина проробляє в породі горизонтальні свердловини, в них закладають вибухівку. Після вибуху обрушилася породу вивозять за межі шахти. Стінки отриманого в результаті тунелю бетонують, а місцями навіть посилюють арматурою. Створюється міцна опалубка, що захищає канал від обвалення.
Весь фокус шахтних робіт полягає в тому, що людина ні за яких обставин не повинен перебувати в очисний камері, звідки, власне, і дістають руду. Тому алгоритм видобутку виглядає наступним чином. На черговому горизонті описаним вище способом будується бетонований горизонтальний канал - квершлаг, який вважається капітальної гірської виробленням. Від нього йде бурової орт - гірнича виробка, яка проходить прямо крізь рудне тіло. Її було бетонують, але закріплюють спеціальними шпурамі. До кінця бурового орта підходить бурова машина і бурить серію свердловин, переважно вгору і в сторони.
Стоячи на місці і повертаючи бур з боку в бік, машина може зробити кілька свердловин в одній площині, так званий віяло. Відступивши пару метрів назад, вона бурить новий віяло. Коли зроблено кілька віял, підривники закладали вибухівку в кожну свердловину.
Після вибуху над буровим ортом утворюється камера глибиною 20 м (до попереднього горизонту), заповнена рудної гірничою масою. Заходити в неї не можна, тому що там немає опалубки. Руду з камери виймає шахтні навантажувально-транспортні машини на радіоуправлінні. Оператор управляє нею в зоні прямої видимості, але з безпечного місця. Зрозуміло, на кожному горизонті виробляється безліч таких камер.
Бурова машина SANDVIK DL421
При власній довжині всього 11 м ця машина може пробурити свердловину глибиною до 54 м. Це можливо завдяки револьверному механізму нарощування бура. В касеті, що нагадує барабан револьвера, зберігається 29 «патронів» - двометрових штанг із зовнішнім різьбленням з одного боку і внутрішньої з іншого. Ще одна штанга живе безпосередньо на хвостовику перфоратора.
Пробуривши свердловину на глибину близько 2 м, машина залишає першу штангу всередині, від'єднує перфоратор і відводить його назад, встановлює між перфоратором і першій штангою нова ланка і закручує різьблення. Можна бурити далі і при бажанні повторити цю операцію до 29 разів.
