Дар вулкана: "город" на глубине тысяча метров
Обсудить 0
Трясет прилично. Если кому довелось ездить по проселку в кузове грузовика, ощущения сопоставимые. Ухабы, лужи. Это дорога для сильных машин. Из фонарика на каске вырывается мощный луч и пляшет по стене тоннеля. В легкой дымке от выхлопа транспортера луч жирный, почти осязаемый. Дымок удаляется из тесного тоннеля быстро, но не мгновенно. Однако, когда транспортер останавливается, на глубине 1075 м никакой затхлости или духоты не ощущается. Шахта отлично проветривается, и воздух тут на удивление свежий.
Мы находимся в подземном руднике (тут все произносят это слово с ударением только на первый слог) Гайского горно-обогатительного комбината, входящего в структуру Уральской горно-металлургической компании. На самом нижнем вырабатываемом сейчас горизонте. В будущем добыча продолжится еще ниже, на глубинах до 1700 м.
Гайский ГОК ведет разработку медных руд в Оренбургской области 60 лет — с 1959 года. Комбинат был создан на базе богатейшего месторождения медно-колчеданных руд, которое геологи открыли в середине XX века. В составе уникальной гайской руды кроме меди содержатся цинк, свинец, сера, золото, серебро, а также редкие и рассеянные элементы. С 1999 года ГОК входит в состав Уральской горно-металлургической компании и является крупнейшим поставщиком для металлургических предприятий холдинга. Подземный рудник Гайского месторождения — это сложное производство с глубиной разведанных запасов руды 1700 м. Основными видами товарной продукции Гайского ГОКа являются медный и цинковый концентраты. Всего в 2018 году ГОК добыл 9,0 млн т руды.
На глубинных перекрестках
Рудник здесь часто образно называют подземным городом, но, откровенно говоря, на город это совсем не похоже. Ближайшая аналогия — техническое многоэтажное сооружение, состоящее из горизонтов-этажей, связанных вертикальными шахтными стволами, по которым руда перемещается между горизонтами и поднимается на поверхность (здесь говорят «на-гора»). По шахтным стволам передвигаются и люди.
Boomer S1D Машина используется в основном для бурения шпуров при горизонтальной проходке.
Шахтные стволы венчают копры — фактически машинные отделения подъемных устройств. Если самый быстрый лифт в Москве (в одном из небоскребов) разгоняется до скорости 7 м/с, что раз в десять больше скорости лифтов в обычных жилых домах, то клеть, на которой мы спускались на более чем километровую глубину, движется еще быстрее — 8 м/с, так что на месте мы были уже через пару-тройку минут. Если же на борту только груз, клеть мчится в полтора раза быстрее.
Рудник: взгляд с высоты Трудно поверить, что под этой заснеженной равниной находится огромное подземелье, уходящее вглубь более чем на километр.
Каждый горизонт являет собой паутину горизонтальных тоннелей, по которым передвигается техника — транспортеры для людей и руды, буровые машины. Чтобы представить себе масштабы сооружения, можно упомянуть лишь одну цифру: совокупная длина подземных дорог, по которым могут ездить колесные машины, — 250 км. Чтобы избежать ДТП, на 26 перекрестках пришлось установить специальные светофоры из двух светодиодных модулей — красного и зеленого, — защищенных взрывонепроницаемой оболочкой.
Буровая машина Solo используется для веерного бурения и создания глубоких шпуров. Управляет ей оператор с помощью пульта и джойстиков.
В мире сильных машин
А взрывы в руднике звучат нередко. Никаких шахтеров с отбойными молотками и прочей пролетарской архаики вы в меднорудной шахте Гайского ГОКа не увидите. Проходка осуществляется буровзрывным методом. Для создания горизонтальных тоннелей используются, как правило, буровые дизельные гидравлические установки на пневмоколесном ходу Boomer S1D производства шведской компании Atlas Copco. Машина сама передвигается по тоннелям, а прибыв к забою, начинает бурить в стене узкие каналы — шпуры — длиной до 3,7 м.
Когда нужное количество шпуров пробурено, в них вставляются заряды взрывчатки (вручную, если речь идет о твердых «колбасках», или с помощью шланга, если взрывчатка сыпучая). После взрыва отбитая руда/порода вывозится специальным транспортером, официальное название которого — погрузочно-доставочная машина (ее еще называют ковшевой). Здесь на руднике используется ПДМ марки Caterpillar R1700G. Это приземистая, как и все шахтные транспортеры, но «мускулистая» и очень маневренная машина, напоминающая боевую технику. В свой ковш она забирает сразу 14 т груза.
Виктор Лягушкин стал первым фотожурналистом, кому разрешили посетить «пустоту». Это выработка породы размером 150×150 м и высотой 200 м. Из нее выбрана вся руда, и теперь камеру заливают бетоном. Людям внутри находиться запрещено — здесь трудятся только роботы.
После того как выработан узкий тоннель, в него заводят буровую установку для так называемого веерного бурения. В отличие от Boomer S1D, которая высверливает в камне сравнительно короткие шпуры строго по горизонтали и по вертикали, установка Solo компании Sandvik бурит каналы, достигающие нескольких десятков метров по всем направлениям. Буровая коронка уходит все глубже в скалу, а машина автоматически наращивает длину штанги, привинчивая к ней все новые и новые секции. После закладки взрывчатки в веерные шпуры отбивается сразу большое количество руды, а узкий тоннель превращается в просторную камеру. Управление обеими буровыми машинами требует от человека лишь выполнения функций оператора — и никаких физических усилий.
Металлизированная пена Продукт флотационного разделения руды, содержащий значительное количество металла, имеет вид плотной пузырящейся пены.
Подземный автосервис
Прежде чем руда поднимется на-гора, ее необходимо доставить в специальный бункер. Если бункер недалеко от забоя, туда отправляется непосредственно ковшевая машина. Если путь неблизок, она переваливает руду в кузов шахтного самосвала Sandvik TH540 грузоподъемностью 40 т — это еще один внушительного вида «крепыш». Для попадания в бункер отбитая руда сбрасывается в прямоугольную в плане яму, прикрытую крупносетчатой решеткой. Если отдельные куски породы не проходят в ячейки, их дополнительно дробят гидромолотом. Впрочем, на пути руды еще встретится дробильная установка, после чего на конвейере сырье устремится к дозаторной машине. Она занимается непосредственно загрузкой скипов — специальных коробов, в которых руда будет поднята наверх.
Обогащение изъятием
Медь встречается в природе в разных видах, в том числе в виде самородков. Но последнее — большая редкость. Есть руды с относительно высоким содержанием меди, например 14%. Да, это много, особенно если учесть, что сегодня на Гайском ГОКе извлекают руды с содержанием ценного цветного металла менее 1%! Таким образом, загруженный под завязку 40-тонный шахтный самосвал везет меньше 400 кг меди. Но и такой вариант оказывается вполне рентабельным. Правда, пока эта медь станет, например, электрическим проводом или частью высококачественного сплава, ей предстоит немало технологических превращений. И начинаются они прямо здесь, в Гае, на обогатительной фабрике, куда руду привозят на 45-тонных БелАЗах.
Термин «обогащение» может ввести в заблуждение. В обыденном понимании это слово обозначает прибавление богатства. На самом деле то, что происходит на горно-обогатительных комбинатах, точнее назвать экстракцией, извлечением полезного содержимого. Масса получаемого продукта в итоге гораздо меньше исходного сырья. Первоначально прибывшая руда перемалывается в специальных мельницах.
Измельченная руда поступает в цех флотации. Во флотационной машине смесь руды с водой аэрируется (насыщается пузырьками воздуха). В нее также подается специальный реагент, который обволакивает крошечные песчинки, содержащие наибольшее количество меди, придавая им гидрофобные свойства.
Несмачиваемые крупицы руды выталкиваются наверх пузырьками воздуха, образуя плотную пену с металлическим отливом.
Пена снимается с поверхности жидкости, все остальное осаждается. Это лишь очень упрощенное описание процесса.
На самом деле этапы перемалывания и флотационного разделения имеют несколько стадий и чередуются между собой. Совершенство технологий обогащения определяется двумя показателями: полнотой извлечения из руды медесодержащего компонента и содержанием меди в конечном продукте.
В последние годы в Гайском ГОКе была проведена серьезная модернизация оборудования, в частности, замена флотационных машин.
В результате содержание меди в отгружаемом концентрате достигает сегодня 19%, что считается высоким показателем.
Вся техника, с которой мы познакомились в тоннелях рудника, практически никогда не видит дневного света. Поскольку нагрузки на машины велики, у них достаточно ограниченный ресурс, и часто гонять их наверх смысла нет. Поэтому мастерские по ремонту и обслуживанию как транспортеров, так и буровой техники оборудованы прямо под землей. Например, на горизонте 990 м работает настоящий автосервис, где в момент нашего посещения ремонтировали тот самый 40-тонный шахтный самосвал.
Но вот вопрос: пусть эта машина никогда не выезжает на поверхность, но как она попала на такую глубину? Оказывается, в руднике оборудованы наклонные спуски, соединяющие все горизонты с поверхностью. И да, даже на километровый горизонт можно заехать на машине (на легковой с низким клиренсом не стоит!), правда, рулить придется километров двадцать.
Мельницы — это огромные барабаны, заполненные рудой, водой и шарами из высокопрочных стальных сплавов. Во время вращения барабанов шары постепенно перетирают руду в порошок.
Не заблудишься
С непривычки все эти подземные чертоги выглядят немного пугающе. Под ногами каменное крошево и, как уже говорилось, всегда лужи. Ходят здесь только в резиновых сапогах. Вода натекает от работающих буровых машин, где она применяется для охлаждения коронок, сочится и из природных источников. Стены тоннелей производят странное впечатление: вроде бы это камень, но какой-то ненастоящий.
А и верно! На самом деле своды и стены тоннелей в целях безопасности укрепляют. В пробуренные шпуры вставляют так называемые анкеры — трубчатые элементы, которые под давлением воды расширяются и намертво закрепляются в канале. Опорными плитками анкеры удерживают металлическую шахтную сетку, а на нее набрызгивается бетонный раствор. Застывая, он образует эдакие плавные неровности явно неприродного происхождения. Все подземные дороги хорошо освещены, по стенам идут кабели коммуникаций. Но нельзя ли затеряться в этой паутине тоннелей? Современные технологии дают четкий ответ: нет!
Перед спуском в шахту нам, гостям Гайского ГОКа, выдали все необходимое: каску, спецовку, брюки, сапоги, специальное устройство для самоспасения, которое не даст задохнуться и снабдит кислородом в случае ЧП, и даже новенький комплект шахтерского исподнего. А еще в обязательный набор входил фонарик на каску и батарейный блок к нему.
Перед спуском каждый работник смены прикладывает батарейный блок к считывающему устройству, таким образом регистрируясь. В самом фонарике находится датчик. И хотя никакая радиосвязь поверхности с подземельем невозможна, датчик все время взаимодействует с приемными устройствами, расположенными по всему руднику и имеющими кабельное соединение с диспетчерской. В результате в каждый момент диспетчер может видеть на своем дисплее, сколько человек находится в шахте, кто они поименно и где работает каждый из них. При необходимости одним кликом мыши любому из сотрудников смены может быть послан сигнал — требование связаться с диспетчером по одному из установленных под землей телефонов.
