Cenny ładunek

[preamble]KANADA.Nawet w bardzo mroźne zimy w północnej części prowincji Saaskatchewan firma górnicza Cameco musi budować podziemną barierę w postaci zamarzniętej wody gruntowej wokół złoża rudy uranu w kopalni McArthur River. Wydobywa się tam rudę o najwyższej zawartości uranu.

Basen Athabasca w północnej części kanadyjskiej prowincji   Saskatchewan to miejsce, które warto oglądać wczesnym rankiem, kiedy pierwsze promienie słońca wydobywają z mroku zimowy krajobraz. Powietrze jest kryształowo czyste, jednak mróz sięgający 40 stopni poniżej zera sprawia, że górnicy woleliby pracować w podziemnej kopalni, gdzie panują bardziej znośne temperatury.

Maszyny Sandvik w McArthur River

• Trzy wiertnice Sandvik DU331-TW
• Dwie wiertnice Sandvik 6200W
• Dwie pompy wodne Sandvik KW130
• Jedna ładowarka Sandvik LH410
• Jedna wiertnica Sandvik H205D
• Jeden kombajn chodnikowy Sandvik AM75

Około 500 metrów pod powierzchnią ziemi znajduje się złoże rudy o największej na świecie zawartości uranu. Wiedziano o nim już w latach 80. zeszłego wieku, jednak eksploatacja rozpoczęła się dopiero w 2000 r., a dopiero niedawno kopalnia osiągnęła najwyższy poziom produkcji.

– Ruda zalega w warstwie piaskowca nasiąkniętego wodą – mówi Curtis Taylor, kierownik ds. prac wiertniczych w kopalni McArthur River. – Wygląda to jak gąbka. Z wywierconego otworu wydobywa się 500 galonów [ok. 1900 litrów] wody na minutę. Kiedy zamykamy otwór, może  on mieć ciśnienie hydrostatyczne nawet 600 psi. Zwykłe wiertło do głębokich otworów jest tu nieprzydatne.

Na głębokości 520 metrów panuje wzorowy porządek, a wzdłuż betonowych ścian i stropu chodnika biegną rury o różnych średnicach.

Taylor zatrzymuje się przed tablicą z planem kopalni. Specyficzna budowa geologiczna Basenu  Athabasca, sprawia, że pokład rudy musi zostać oddzielony od otaczającego piaskowca. Dopiero potem można wykonać wiercenie w celu eksploatacji.

– To są zmrożone otwory – mówi Taylor, wskazując na kolorowe linie na planie. – Ich głębokość sięga 130 metrów. Do ich wiercenia stosujemy urządzenie wiertnicze Sandvik DU331-TW wyposażone w żerdzie o średnicy sześć i jedna czwarta cala. Stosujemy podwójne orurowanie otworów – rura zewnętrzna jest stalowa, a wewnętrzna z PVC – aby umożliwić krążenie schłodzonej solanki.

Firma Cameco

McArthur River to największa kopalnia rudy uranu firmy Cameco. Produkuje rocznie około 8,5 tysięcy ton tego minerału. Rudę z McArthur River przewozi się do pobliskiego Key Lake, gdzie jest wzbogacana, w wyniku czego uzyskuje się oktatlenek triuranu  (U3O8).

Cameco posiada kopalnie uranu w Kanadzie, USA i Kazachstanie i dostarcza 14 procent światowej produkcji uranu, co czyni tę firmę światowym liderem. Udokumentowane i szacowane rezerwy rudy uranu należące do Cameco wynoszą 2000 tysiące ton. Wyprodukowany uran jest sprzedawany na całym świecie jako paliwo do elektrowni atomowych. Obroty firmy w 2012 r. wyniosły 2,3 mld CAD (2,1 mld USD), a zysk netto 266 mln CAD (248 USD).

Wielkie sprężarki na powierzchni pompują solankę do wnętrza kopalni, a potem do każdego otworu. Płynie ona najpierw przez środek wewnętrznej rury z PVC, potem jest kierowana w przestrzeń między rurami, przez cały czas będąc oddzielona od podłoża skalnego przez rurę zewnętrzną. Następnie solanka wraca do obiegu sprężarki w celu ponownego schłodzenia.

– Ten proces schładza podłoże i formuje zamarzniętą, 15-metrową barierę wokół złoża rudy – wyjaśnia Taylor. – Kiedy podłoże jest zmrożone, tworzymy komory eksploatacyjne. Wykonujemy tam odwierty i wydobywamy rudę.

Innymi słowy, otwory są wiercone, aby móc wiercić otwory, co wymaga bardzo precyzyjnej techniki.

Odległość między otworami nie przekracza 2,5 metra. Jeśli wiertło sięgnęłoby dalej niż 3,8 metra od końca kolejnego otworu, zespół Taylora musiałby wiercić ponownie.

– Krytycznym momentem jest ustawienie wiertnicy, istotna jest też precyzja wiercenia, gdy wiertło znajduje się już w otworze – podkreśla Jordan Letkeman, kierownik produktu  Sandvik ds. wierteł ITH do pracy pod ziemią, który wraz ze swoim zespołem pracuje w kopalni McArthur River. Zadaniem zespołu jest właśnie takie dokładne ustawienie wiertnicy.

Rynek związany z uranem jest skomplikowany, także politycznie. Tsunami, które spowodowało awarię elektrowni atomowej w Fukuszimie, w Japonii, w 2011 r., stało się pośrednio przyczyną tego, że wiele krajów zrewidowało swoje plany rozwoju energetyki atomowej. Takie wydarzenia nie mijają bez echa, ale większość społeczeństw z reguły dość szybko uznaje, że energia atomowa jest jednak bezpieczna i przyjazna dla środowiska.

– Uważamy, że ma ona przyszłość – mówi Cameron Chapman, kierownik operacji w McArthur River.

Przedsiębiorstwo produkuje obecnie 8620 ton uranu rocznie. Na początku eksploatacji było to 8480 ton. Popyt wcale się nie zmniejsza, zapewnia Chapman.

Dane wiertnicy Sandvik DU331-TW

Wiertnica Sandvik DU331-TW Wassara ITH zamontowana na wysięgniku:
• Maszt HH o udźwigu 27 000 kg
• SAHR (Spring Applied Hydraulic Release)
• Rama HD do pracy pod ziemią
• Zespół podwozia HD
• Przegub wysięgnika o obrocie 360 stopni
• Manualne centralne smarowanie
• Klucz łańcuchowy do zwalniania młotków, zamontowany na podajniku z cylindrem          hydraulicznym
• System elektryczny z łagodnym startem
• Pompa hydrauliczna do wlewania oleju
• Wtyczka 2 x 100 A

Moduł pompy trójnurnikowej Sandvik KW130:
• Wydajność pompy – 350 litrów na minutę
• Ciśnienie robocze 2 600 psi
• Wbudowany napęd redukcyjny przekładni
• Zamontowana na silniku pompa ładunkowa
•  Dwa równolegle zamontowane stożki odmulające
• Wtórny system filtrowania wody
• Ultradźwiękowy pomiar przepływu wody

Trzech największych producentów uranu na świecie to Kazachstan, Kanada i Australia. Państwa te dostarczają dwie trzecie światowej produkcji wynoszącej 58 000 ton.

Kazachstan, przodujący w tej dziedzinie, wyprodukował w 2012 r. 21317 ton uranu, czyli 37 procent światowej produkcji, według danych organizacji World Nuclear Association, Kanada zaś blisko 15 procent.

Żadna pojedyncza kopalnia nie może się jednak mierzyć z McArthur River. – Z punktu widzenia geologii wygląda to tak, że mamy tu złoże rudy o wysokiej zawartości uranu, na niewielkim terenie – mówi Chapman. – W strefie numer dwa złoża, gdzie zaczynaliśmy komercyjną eksploatację, wydobędziemy około 136 ton z obszaru o wielkości boiska piłkarskiego.

Oficjalnie wyeksploatowano już połowę złoża. Ta informacja jest jednak oparta na wcześniejszych danych. Chapman uważa, że kopalnia McArthur River będzie pracować jeszcze przez wiele lat. – Obecne plany wydobycia sięgają aż do 2035 r., ale zasoby tego rejonu dalekie są od wyczerpania.

Kopalnia McArthur River jest położona ok. 600 kilometrów na północ od miasta Saskatoon. Niektórzy pracownicy dojeżdżają do kopalni z małych osad położonych jeszcze dalej na północ. Jednak większa część załogi kopani liczącej 430 osób oraz 250 zatrudnionych na krócej lub dłużej podwykonawców przylatuje tu na tygodniowe zmiany z południa. Dla nich jedynym środkiem transportu do kopalni i do domu sa samoloty wyczarterowane przez Cameco, korzystające z leżącego niepodal pasa startowego.

Do kopalni prowadzi także niewielka droga, używana jedynie do przewozu rudy i wyposażenia. Kobiety i mężczyźni pracujący w McArthur River mają osobne pomieszczenia mieszkalne. Jest tu także siłownia, hala do koszykówki, sauna oraz świetlica.

Po jedenastogodzinnym dniu pracy żółte autobusy przewożą tych, którzy nie lubią mrozu, przez kilkusetmetrowy odcinek między kopalnią a kompleksem mieszkalnym.

Czeka tam na nich domowe jedzenie w kafeterii, w której przez całą dobę dostępne są także kanapki i przekąski.

Syn Chapmana, 25-letni Dallas, jest pracownikiem kopalni uranu w trzecim pokoleniu. Obecnie obsługuje najnowszą wiertnicę DU331-TW firmy Sandvik, opracowaną wspólnie przez Sandvik i Cameco. Ma o niej równie dobrą opinię jak ojciec.

– Możemy teraz wykonywać zmrożone otwory w tydzień. Wcześniej było to trzy tygodnie – mówi Dallas.

Specjalna dostawa

– Nie chodzi tu o ich wielkość – mówi  Jordan Letkeman, kierownik produktu ds.  wiertnic ITH w Sandvik.

W należącej do firmy Cameco kopalni McArthur River eksploatacja małego złoża wymaga bardzo specjalnych metod.

– Jest to czasochłonne, ale wszystkie działania muszą być wykonywane perfekcyjnie – podkreśla Letkeman. – Jeżeli na przykład nie wykonają prawidłowo zmrożonej bariery, eksploatacja złoża nie będzie możliwa.

Pierwsze wiertnice firmy Sandvik, 6200W, trafiły do kopalni w 1998 r., a w 2001 r. zmodernizowano je. Po dokonaniu kilku modyfikacji przez długi czas były standardowym wyposażeniem kopalni.

Nowa wiertnica DU331-TW, zaprojektowana specjalnie pod kątem potrzeb kopalni, została dostarczona w 2009 r.

– Nowa maszyna ma maszt wyciągowy o udźwigu 27 000 kg i może wiercić znacznie głębiej niż wymagane 130 metrów – informuje Curtis Taylor, kierownik ds. zmrożonych otworów w Cameco.

Nowe wyposażenie jest także mniejsze oraz łatwiejsze w montażu i demontażu.

– Mogliśmy dzięki temu zmniejszyć wysokość chodników z siedmiu-ośmiu metrów do sześciu i pół. Oznacza to dla nas znaczne oszczędności – zapewnia Taylor.

Tekst: Pontus Höök/Zdjęcia: Henrik Ek