Извлечение подземного клада

На разведанное месторождение меди вслед за геологами приходят горняки. Первое, что им нужно выяснить, - какой способ лучше для извлечения данной руды. Это чрезвычайно сложная и ответственная задача. От ее решения во многом зависят стоимость меди, условия труда горняков, выбор машин и многое другое.

Если месторождение залегает близко к земной поверхности, вопрос о способе его разработки всегда решится в пользу карьера. И тогда недра откроются солнцу и ветру. Вначале выполняют так называемое вскрытие месторождения: его откапывают - удаляют лежащую сверху толщу горных пород. Затем из образовавшейся большой ямы - котлована, или карьера, начинают извлекать саму руду.

Карьер - это гигантская ступенчатая воронка, углубление в земле, подобное древнему амфитеатру. Крупные карьеры достигают в поперечнике нескольких километров, а по глубине - более полукилометра. Ступени (горняки называют их уступами) бывают шириной в несколько десятков метров. На них прокладывают автомобильные или железные дороги, магистрали мощных ленточных конвейеров. С уступа на уступ ведут пологие откосы - съезды. Поднимаясь по ним, горный транспорт вывозит груз на поверхность. Руду отправляют на обогатительную фабрику, а породы, которые прикрывают к ней доступ, ссыпают в отвалы, расположенные неподалеку от карьера.

Самые мощные, самые крупные из когда-либо созданных человеком машин можно встретить сегодня именно в карьере. Здесь работают огромные шагающие экскаваторы, которые весят больше Эйфелевой башни! На сорок метров ввысь поднимают свое многоковшовое колесо диаметром в десяток метров могучие роторные экскаваторы! Каждая из этих машин заменяет сразу тысячи землекопов.

У открытого способа добычи много преимуществ перед подземным. Производительность труда в карьере гораздо выше, чем в шахте, а добытая руда дешевле. Шахтеры вынуждены оставлять под землей много руды в так называемых целиках - естественных подземных колоннах, которые противостоят громадному давлению толщи вышележащих пород. В карьере нет необходимости в целиках, и руду извлекают практически полностью. На самое главное преимущество карьера - освобождение горняка от тяжелого труда под землей.

Извлечение подземного клада

Однако сделать выбор между карьером и подземной шахтой подчас весьма непросто. Если для извлечения одного кубического метра руды предстоит вынуть два-три кубических метра покрывающей породы, выберут карьер, но если речь идет о 30-40 кубических метрах, то нужно строить шахту. Сложность возникает, когда запасы месторождения, скажем, в 10-15 раз меньше по объему, чем толща прикрывающих его пород. Чтобы решить вопрос, окупит ли добытая руда расходы на вскрытие месторождения, нужен точнейший расчет, к которому сегодня привлекают мощные электронно-вычислительные машины.

Но сегодня горнякам приходится опускаться за медью в недра земли на очень большую глубину. Глубина некоторых шахт в Южной Африке, Индии, Южной Америке перешла рубеж 1500 метров. В СССР шахтеры добывают медную руду на глубине до 800 метров.

Меднорудная шахта не похожа на угольную. Рудник образует под землей просторные залы с высокими сводами, поддерживаемые мощными колоннами невыбранной руды. Добыча минерала в этих "колонных залах" почти полностью механизирована, а некоторые ее процессы автоматизированы. Главный союзник горняков в отбойке руды - взрыв. С помощью самоходной установки бурят в рудном пласте скважины, затем начиняют их взрывчаткой и взрывают. Небольшой экскаватор грузит взорванную руду в самосвалы. Если рудник расположен не очень глубоко от поверхности земли, то самосвалы вывозят груз по наклонным подземным коридорам. Из глубоких шахт руду поднимают по вертикальному стволу грузовые лифты-скипы,

Недавно казахские ученые и инженеры создали для подземной добычи руды полуавтоматический комплекс оборудования, которому нет аналогов во всем мире. Особые комбайны по командам немногих операторов бурят скважины, закладывают взрывчатку, грузят руду. Специалисты считают, что эта работа - первый шаг на пути создания мощных роботов, которые в будущем полностью избавят шахтеров от работы под землей. Прототипы таких роботов уже появились в забоях Джезказганского месторождения.

А способ подземной разработки руды, предложенный новосибирскими учеными, вообще делает ненужным пребывание рабочих в забое! Да и из привычных машин там оставлен один только конвейер. Сверху сквозь рудный пласт бурят слегка наклонные скважины под взрывчатку. Затем следует взрыв, и куски разрушенной руды сыплются прямо на конвейер... Это не только эффектное, но и чрезвычайно эффективное решение - производительность труда на руднике, как показал промышленный опыт, увеличивается в десять раз!

Но сегодняшняя забота горняков не только в том, чтобы поскорее и подешевле добыть руду. После добычи остаются безжизненные горы породы, которую пришлось вынуть из недр по пути к руде, искусственные кратеры открытых разработок. Эти последствия не просто - неприглядное зрелище. Ветер поднимает и далеко разносит пыль с искусственных холмов-отвалов. На лежащих поблизости полях, засоренных этой пылью, резко снижается урожайность. Для восстановления разрушенного верхнего, наиболее плодородного, слоя почвы (толщина которого может быть всего два с половиной сантиметра!) природе необходимо от 300 до 1000 лет, а иногда и больше! .. Поэтому одна из главных проблем, на которую ныне обращено внимание горняков, - как избежать скопления отвалов и таких последствий.

Одно из решений автор недавно увидел воочию.

...Из-за густых зарослей акации и тамариска на вас, смешно наклонив голову, с любопытством смотрит страус нанду. В каштановых рощицах разгуливают южноамериканские ламы и шотландские пони. Прозрачную гладь прудов утюжат лебединые семейства. Птичий гомон, детский смех да еле слышное журчание ручейков - вот и все звуки, которые нарушают тишину этого уголка.

Не сказка ли это! Быть может, мы попали в заповедный парк? Здесь неподалеку от города Орджоникидзе Днепропетровской области еще пять лет назад шумел и лязгал механизмами огромный кратер. Но сегодня эти места не узнать.

Рекультивация - название совсем еще молодой отрасли науки и техники, которая превращает в цветущий сад место, казалось бы, навсегда потерянное для всего живого. Ее благороднейшая цель - вылечить землю, вернуть ей плодородие, сделать ее более красивой.

Теперь в самом начале строительства, например карьера, перед тем, как в дело вступят мощные экскаваторы, тонкий плодородный слой почвы над будущей воронкой аккуратно, метр за метром, срезают бульдозеры, скреперы. Затем его бережно укладывают на многолетнее хранение. Так рядом с будущим карьером вырастает гора плодородной земли. После окончания горных работ сбереженную почву вернут на прежнее место, она оживит перекопанные земли.

Необычные превращения происходят и с холмами бросовой породы. Их разравнивают, покрывают плодородным слоем, засевают сельскохозяйственными культурами или устраивают на них декоративные террасы, сажают кустарники, деревья. Карьеры заполняют водой, превращая в озера, рыбные пруды, водохранилища.

Но пора вернуться к медной руде, которая прямиком из-под земли попадает на обогатительную фабрику.