价值连城 的货物

[preamble]加拿大,是一个冰雪的国度。仙境般的萨斯喀彻温省北部被严冬的冰雪覆盖,这里的采矿企业卡梅科必须使用冰冻地下水的方式建造出一座地下围墙,用以包裹住麦克阿瑟河铀矿的矿体 —— 这里出产着世界上品级最高的铀矿石。

阿萨巴斯卡盆地位于有草原之省称号的加拿大萨斯喀彻温省,这里是地球上最先见到阳光的地方之一。清晨的第一缕曙光照耀大地,冰雪在靴子的踩踏下吱嘎作响,即使是最厚的鞋底也无济于事,脚依旧会冻僵。空气虽然清新,却也寒气逼人,在零下40度的低温和刺骨的寒风中,矿工们正匆忙地赶往更加温暖的地下矿井。

麦克阿瑟河铀矿的山特维克设备

• 5台山特维克CRH10SD天井钻机
• 3台山特维克DU331-TW钻机
• 2台山特维克6200W钻机
• 2台山特维克KW130水泵
• 1台山特维克LH410装载机
• 1台山特维克H205D凿岩台车
• 1台山特维克AM75掘进机

地下大约500米的深处,埋藏着世界上储量最大且品级最高的铀矿矿体。该矿于上世纪80年代被发现,直到2000年以后才启动开采,但是矿井的生产效率在最近才达到顶峰。

麦克阿瑟河铀矿的冰冻钻孔总工长Curtis Taylor说道:“铀矿位于一个充满地下水的砂岩地层,这样的地层就像是一块海绵。我们在钻孔作业时,单个钻孔中每分钟就有500加仑的水流出。如果把钻孔封闭,静水压力可达600磅/平方英寸。普通的深孔钻机无法承受如此之高的压力。”

520米的地下深处,一切都被混凝土覆盖,十分整洁有序。沿水平巷道铺设着各种直径的管道,一眼望不到尽头。

Taylor在一面墙前停下了脚步,墙上挂着一块画满矿井说明的标牌。鉴于阿萨巴斯卡盆地与众不同的地质条件,必须把矿体与周围的砂岩隔离开来,才可以进行钻孔作业。

他指着牌子上一些笔直的彩色线条说:“这些就是冻结钻孔,它们深达130米。我们采用一台山特维克DU331-TW钻机和6.25英寸的钻杆进行钻孔。然后我们在孔内安装不锈钢和PVC塑料的双层内管,冷冻盐水可通过这些管道进行循环。”

关于卡梅科

麦克阿瑟河铀矿是卡梅科公司储量最为丰富的铀矿,每年开采1,900万吨矿石。来自麦克阿瑟河铀矿的矿石会被运至附近的基湖,进而加工成氧化铀黄饼(U3O8)。

卡梅科的铀产量占世界总产量的14%左右,位于加拿大、美国以及哈萨克斯坦矿山,使之成为了世界上最大的铀生产企业。依靠已探明的4.65亿磅铀储量,再加上可能的储量和丰沛的资源,卡梅科稳坐世界的第一把交椅。公司生产的铀销售给世界各地的发电厂。2012年,公司的总收入为23亿加元(21亿美元),实现净利润2.66亿加元(2.48亿美元)。

位于地面的庞大压缩机将盐水泵入矿井,注入到每个孔中。盐水先流到PVC塑料内管的中心位置,然后由内向外被冲刷出来,利用外部套管与岩床隔离。盐水然后流回压缩机环状管进行重新冷冻。

Taylor说: “这样可以冷却土地,形成一面冷冻墙,就像是围墙一样包围着矿体。”

确切地说,这是一道15米厚的冰墙,可以阻挡盆地的水进入矿井。

Taylor介绍说:“一旦地面冻住,我们便开始挖掘洞室,用于矿石的钻探和开采。”

简单地讲,他们现在钻孔是为将来钻孔做准备,这是一个特别要求精细度的技术活。

孔与孔之间的距离不能超过2.5米。如果钻孔位置发生了偏移,距离旁边的孔洞边缘超过3.8米,Taylor的团队就不得不再钻一个孔。

山特维克潜孔式(ITH)地下钻机产品经理Jordan Letkeman,他一直与麦克阿瑟河铀矿的团队协作,以确保将一台精确的钻机安装在准确的位置上。他说:“钻机的安装至关重要。既要保证钻头能够容易地钻出孔来,又要保证钻头进入孔中后向前运行的精确。”

无论从政治还是市场稳定性方面来说,铀产业都既微妙又敏感。2011年,福岛第一核电站因遭遇海啸发生核泄漏事故,很多国家开始重新审视对核能的利用。所有类似事件在历史上都产生了巨大影响,不过事后社会通常会重塑对核能的信心,仍将核能视作一种环保安全的能源。

卡梅科公司分管麦克阿瑟河铀矿的运营经理Cameron Chapman表示:“我们深信,核能是未来不可或缺的一部分。”

山特维克DU331-TW技术参数

山特维克DU331-TW吊臂式水力潜孔钻机:
• 承重60,000磅的起重桅杆
•  SAHR(弹簧制动液压释放)夹紧和卸扣器底座
•  精确井下钻架
•  精确底架装置
•  360度悬挂式枢轴
•  手动式集中润滑给油器
•  用来打开冲击式凿岩机的链式扳手,装配在液压给进机构上
•  软启动电气系统
•  液压注油泵
•  2个100安倍的插头

山特维克KW130三柱塞泵组件:
•  水泵流量为350升/分钟
•  工作压力为2,600磅/平方英寸
•  内置齿轮减速传动
•  安装在发动机上的电荷泵
•  两个平行安装的清淤锥形管体
•  二次水过滤系统
•  超声波水流量计

该铀矿目前的年产量为8,620吨,而最初启动开采时的年产量为8,480吨。Chapman表示,需求并未下降。

全世界每年铀产量为58,000吨,世界前三大产铀国 —— 哈萨克斯坦、加拿大和澳大利亚 —— 的产量约占三分之二。

据世界核协会统计,哈萨克斯坦是世界第一大产铀国,2012年的产量为21,317吨,占全球总产量的37%。加拿大则占全球产量的15%。

不过,仍然没有任何一个铀矿可以与麦克阿瑟河铀矿相匹敌。Chapman表示:“从地质学的角度看,我们高品级的铀矿体集中在一个相对较小的空间里。我们首先从矿体的2号矿区启动了商业开采,基本上足球场大小的地方就可以开采出重达136吨的铀。”

原则上来说,铀矿的开采量已完成了储量一半。不过,那是基于之前的预估。Chapman相信,麦克阿瑟河铀矿还可以继续运营数十年。他说:“我们目前的铀矿开采期限可至少延长至2035年。而且,这个区域还在不断发现新的铀矿潜在储量。”

站在铀矿附近的最高峰上,从100米的高度俯瞰下来,铀矿的地面结构一览无余。整个铀矿看上去出奇地小。

麦克阿瑟河铀矿位于萨斯卡通市以北大约600公里处。有一些工人从更靠北的居民社区赶来上班。然而,430名员工中的大部分人以及250名长期或短期合同工则从南部乘坐飞机来上班,轮班以星期为单位。对于他们来说,卡梅科公司的私有飞机跑道和租赁飞机是进出铀矿的唯一方式。

通往铀矿的唯一通道,仅用作运输设备和矿石。在铀矿工作期间,不论男女都可以在附近的宿舍区里拥有一个单间。宿舍区里还配有健身房、篮球场、桑拿室和大大的社交活动厅。

通常,每天的工作时间为11个小时。下班后,要是不想冒着严寒从铀矿跋涉数百米回到宿舍区,可以搭乘黄色的班车。

他们可以在一个宽敞的餐厅里享用家常便饭,而且餐厅还全天24小时供应三明治和小吃。Taylor说:“他们把我们照顾得很好。”

Taylor的儿子Dallas,今年25岁,他是第三代铀矿工人。他现在是最新一代山特维克DU331-TW钻机的操作员,这款设备由山特维克与卡梅科合力开发而成。他和父亲一样,言语中流露出十足的自信。

“有了这台钻机,我们用一周左右的时间就可以打一个冻结钻孔并开始后期处理,而旧的钻机则需要花费大约三周的时间。”

量身定制

山特维克潜孔式(ITH)地下钻机产品经理Jordan Letkeman说:“设备并不是越大越好,而是越小越好。”

在这个铀矿中,卡梅科必须在面积较小的矿体中精工细作。

Letkeman说道:“他们必须保证操作正确。如果没有冰墙,采矿便无计可施。他们花费了大量时间以确保万无一失。”

首台山特维克6200W钻机于1998年交付使用,2001年时进行过翻修。这台设备大体上是一台标准配置的设备,只进行了一些关键改装。

新式的DU331-TW钻机按照铀矿的规格设计定制,自2009年起陆续交付使用。

麦克阿瑟河铀矿的冻结钻孔总工长Curtis Taylor说:“新的设备有一个承重60,000磅的起重桅杆,大大超出了130米钻孔的要求。”

此外,这个设备的尺寸更小,更易四处移动和停放。

Taylor说:“我们也因此得以缩小了水平巷道的尺寸。以前我们需要挖掘7到8米高的水平巷道,而现在我们只需挖掘6.5米高即可。这对于铀矿来说可以大幅节省成本。”

文:Henrik Ek/ 图:Pontus Höök