USD ЦБ — 57,49 +0,21
EUR ЦБ — 67,80 −0,11
Brent — 57,44 +0,19%
пятница 20 октября 17:30

Наука и технологии // Добыча и переработка

Камнепроходцы - начало

23 мая 2015 г., 17:26Neftegaz.RU1273

Бетонщики,бросающие вызов гравитации,гигантские камнепроходцы,огромные,огромные буровые установки выполняют ошеломляющую миссию.-Эти куски скал все ещё неустойчивые и мы не можем продолжать.Они строят гигантскую гидроэлектростанцию,приводимую в действие самым большим ледником в Европе.Для камнепроходцев Исландии наступило время похрустеть.

В 300 км от Рейкьявика и менее 200 км от Северного полюса,это одно из самых отдаленных мест нашей планеты,а также место одного из самых амбициозных строительных проектов в мире,проект гидроэлектростанции Караньюкан.Цель-укротить энергию 2 мощных ледниковых рек,направить ее по 40 км подземному тоннелю и превратить в ценное электричество.Для осуществления этой мощной задачи требуется не одно,а 3 мощных структуры.Во первых дамба,величиной с 20 футбольных полей для укрощения яростных ледниковых рек,во вторых-система тоннелей равная по длине английскому каналу,чтобы доставить поток воды к конечной ступени проекта в 40 км оттуда,гидростанции,выдолбленные в камне на расстоянии 1 км в глубине горы.У электростанции тоннели будут резко поворачивать вниз,вода будет падать с высоты в 137 этажей,обрушиваясь на гигантские турбины,стоящие на полу станции с такой силой,что будет производиться огромное количество электричества.

Осуществить 3 этих мегапроекта можно лишь использовав 3 мегамашины.Сначала бетонщик,бросающий вызов гравитации,ответственный за покрытие 90 тыс. кв м поверхности дамбы тоннами жидкого цемента,затем машина для бурения тоннелей,ОК Камнепроходец,это чудовище,длинной в 120 м,которое превращает твёрдый камень в молотое мясо.И наконец гигантский бур-ему потребуется довольно взрывной характер,чтобы вырезать электростанцию из этой скалы.С 3 манипуляторами для стратегического бурения отверстия,затем хирургического помещения зарядов.Этот гигантский бур-именно та машина которая требуется для работы,но эта работа обходится не дешево.Стоимость этого проекта превышает 1,5 млрд $.Создатели этого мегапроекта -правительство Исландии и город Рейкьявик нуждаются в гарантиях успеха .Сейчас,через 3 года после начала строительства они должны торопиться.Скоро наступит зима,которая превратит ледниковые реки в медленные струйки воды .Без сильного потока дамба не наполнится и не даст нужного электричества.Чтобы победить мать природу инженеры должны завершить 2 главных этапа в течение 5 след недель.

Камнепроходцы Исландии

Камнепроходец должен проложить главную секцию тоннеля,который доставит воду от дамбы к электростанции бетонщик должен закончить покрытие дамбы.Обе реки,которые будут питать проект зарождаются здесь- около Ванто Юхуло,самого крупного ледника в Европе.Его покров занимает более 8 тыс. км кв и содержит около 3 млрд литров замёрзшей воды.Это достаточно чтобы накрыть весь Манхеттен кубиком льда высотой в 56 км.Летом этот яростный поток высвобождает система рек,который создал ледник Большой каньон.Как только дамба будет готова этот каньон будет заполняться водой.В конце концов в этом резервуаре накопится более 2 млн литров воды.Этого количества хватит чтобы обеспечить Нью Йорк на год свежей водой.Этот проект оставит огромный отпечаток.Не все в Исландии рады этому-местное население разделилось.Дикая природа погибнет,дамба займет 57 кв км нетронутой гористой местности Исландии,беспокоит эрозия,меняющийся уровень воды в резервуаре будет обнажать слои почвы и они подвергнутся влиянию знаменитого исландского ветра.Беспокоит и то,как это отразится на дикой природе.Резервуар покроет места где гнездятся птицы и обитают северные олени,но есть и другие,кто видит все в ином свете.Местные инженеры используют этот ресурс,который присутствует в Исландии в избытке - воду.

Полученное здесь электричество купит построенный здесь алюминиевый комбинат,значительно увеличив иностранные инвестиции. Многие также с нетерпением ждут постройки новых дорог,как потенциального стимула для развития туризма.Это парадокс для стран с немногочисленными природными ресурсами вроде Исландии.Пора приниматься за работу-сначала надо закончить дамбу,но проще сказать чем сделать.Это массивная структура высотой в 60 этажей и шириной в 8 городских кварталов.Но чтобы удержать мощные горные реки она должна быть как большой,так и сильной .Силу обеспечивает бетон,огромное его количество.Но как уложить бетон на поверхность,подобную склону горы?Существует только одна машина,способная выполнить эту отрицающую закон гравитации задачу-это бетонщик,специально созданный бетоноукладчик.Эта мобильная платформа достаточно мощная,чтобы поднимать тонны жидкого бетона вверх по очень крутой горе и покрывать достаточно крутой склон слоем бетона,достаточно умна,чтобы преодолевать гравитацию.
Инженеры обнаружили слишком большое количество воздуха в смеси,сделанная прямо на площадке,в имеющемся здесь заводе.Пузырьки воздуха влияют на поведение бетона при экстремальных погодных условиях,если смесь плохая-бетон может треснуть. Трещины и вода не смешиваются в стене дамбы.


Чтобы дамба была готова до наступления зимы,Ричарду нужно быстро принять решение.Бетонщик стоит без дела пока проблема с бетоном не будет решена,а время идёт.Приближается зима,и если они не поторопятся,то этот мощный поток превратится в ручеек.Геологи постоянно ведут наблюдения за рекой.Климат,из за близости к северному полюсу,может измениться очень быстро и если команда не успеет нанести покрытие вовремя,то срок окончания строительства может отодвинуться до того момента,когда уровень реки поднимется только следующей весной,через 6 месяцев и к этому времени электростанция будет работать либо в полную мощность,либо в холостую.


До окончания строительства электростанции остается 20 дней.К тому времени как рабочие планируют закончить дамбу, приближается и срок окончания строительства глубоко под землёй в Исландии,завершение важного отрезка тоннеля.Тоннель-это главная часть всего проекта,потому что он доставляет воду,украшенную дамбой к генератору,расположенному в 40 км оттуда,превращая воду в электричество.Перемещение такого количества воды под землю ещё никогда не предпринималось в Исландии,это подобно попытке втиснуть тяжёлую реку в соломинку.Это очень трудная задача в одном из самых сложных районов.Высокогорье Исландии-это в основном базальт,одна из самых твердых пород камней на планете.И существует только одна машина,способная прогрызть этот камень. А теперь заглянем во внутрь этого аппарата-эта мегамашина подобна гигантскому стальному земляному червяку на стероидах,имеет чудовищный вес в 680 тонн и размер в длину более 120 м.Эта машина предназначена для одной цели-поглощение камня.Находящаяся впереди стальная головка достигает почти 8 метров в диаметре.Это та часть,которой бурильщик наносит удар по поверхности камня.

Приводной механизм располагается за резцовой головкой и дает камнепроходцу стабильность и силу,необходимую для превращения крепкого камня в пыль,гидравлические ноги и боковые захваты,действуя совместно не позволяют камнепроходцу двигаться вокруг собственной оси,4 массивных поршня обеспечивают резцовую головку силой давления на поверхность камня равную 1,5 млн кг.Камнепроходец должен преодолеть расстояние в 14 км от начала и до конца.Всего через 3 недели камнепроходейц должен дойти до цели.Здесь работают 3 таких камнепроходца,которые работают 24 в сутки 7 дней в неделю.Эта команда работает на прокладке одного тоннеля с разных позиций.Если всё пойдёт нормально,то три секции соединятся вместе.Но есть одна проблема-инженеры не могут воспользоваться GPS для точного установления камнепроходца .Если хоть один из них собьется с курса,то получатся 3 тоннеля,ведущих в никуда и вода никак не попадёт на электростанцию,а без воды нет энергии.А на дамбе геодезисты проверяют конструкцию,скоро вода с дамбы будет направлена через тоннель к электростанции,где она производит электричество.Если работа будет не сделана должным образом,то на испытании все будет смыто водой.Бесконтрольный поток воды может смыть всю дамбу.


В 2006 году на дамбе Кампос Новос в Бразилии произошла крупная авария ,миллиарды литров вылились из резервуара вызвав огромную катастрофу.Инженеры должны убедиться в том,что здесь ничего подобного не произойдёт.Это нормальное явление для дамбы,когда она смещается из за огромного веса каменного наполнителя,из которого состоит дамба и давления воды,когда она начинает наполняться.Для того чтобы убедиться что дамба не смещается слишком сильно,геодезисты отмечают положение,близкое к левому и положение относительно фиксируемых координат.Тогда они могут измерить то,в каком положении сдвигается стена.Подобно дырке в платине,любая маленькая точка может разрушить эту дамбу,а учитывая размеры данного сооружения-это была бы катастрофа невероятного масштаба.При высоте в 200 метров это будет самая большая дамба в Европе и одной из крупнейших в мире.Постройка такой дамбы требует перемещения гор камня и земли.На стройке 2 карьера и большинство этого материала поступает из этих карьеров и лучшим способом превратить камень в шлам является взрыв.В среднем за день огромные самосвалы высыпают 50 тонн камня и земли каждые 2 минуты.Камень укладывается слоями от крупного до мелкого.Для покрытия всей поверхности дамбы требуется пол миллиона тонн цемента и все должно быть сделано до наступления зимы.

Эта работа требует силы и умений.Во первых-стена дамбы должна быть укреплена стальными арматурными стержнями.Эта напорная плита должна быть достаточно прочная,чтобы выдерживать огромное давление из озера.Сталь придает бетону дополнительную прочность.Рабочие измеряют масштаб напорной плиты подобно альпинистам и перерезают арматурные стержни.Отвесная и скользкая стена подвержена ветрам,дующим с ледника,одно неверное движение может закончится долгим падением,далее-большой потоп.,это очень важно.Бетон должен быть положен единым ровным слоем,иначе от избытка воды он может потечь и повредить дамбу.Пора приступать к делу бетонщику.Бетонщик-это мобильная платформа приспособленная к тому,чтобы распределять мегатонны бетона по невероятно крутому склону.Его ширина почти 15 метров и в него загружают целые грузовики жидкого бетона.Огромные лебёдки,расположенные на вершине дамбы поднимают бетонщика вверх со скоростью 2,5 м в час. Придавая стене идеально ровную поверхность.Рабочие стоящие на платформе устраняют любые неровности на бетоне.

Сегодня они покрывают участок,ширина которого 15м,а длина 60 м.Когда она приступает к работе,эта отрицающаяся гравитацию машина не может остановиться.Если она остановится,то плита не будет безупречной и возникнет опасность появления трещины.При такой скорости работы дамба будет готова через 4 недели.


И это не единственный срок работы,который приближается,в 40 км к северо востоку от дамбы ещё одна команда мегамашин занимается тем,чтобы закончить строительство электростанции.Также как дамба и тоннель,электростанция основана на смелом плане,она использует природу для создания энергии.


Электростанция расположена внутри горы ,расположенной ниже дамбы.По тоннелям вода доставляется к вершине горы,затем устройство электростанции заставляет эту воду падать вниз по шахте,которая называется напорным тоннелем.При падении воды гравитация создаёт силу,которую инженеры превратят в электричество.Как и вся вода в этом проекте эта сила должна тщательно контролироваться и прямо сейчас рабочие должны построить напорный трубопровод и убедиться в том что он действует.Гигантский кран опускает стальные секции трубопроводов вглубь горы.Каждая часть трубы составляет 3 м в диаметре и весит 45 тонн.Требуется удивительная маневренность,чтобы установить трубу такой величины на место.

Теперь остается только развернуть ее и установить в вертикальное положение и опустить в пустоту,осторожно.Затем рабочие должны сварить секции вместе.Единственный подход от трубопровода к подножью горы-и у лифта есть только одна остановка на 137 этаже.Здесь вода подходит к электростанции со скоростью в 140 000 литров в сек.Какой либо дефект водопровода приведет электростанцию к затоплению в течение секунд.Менее чем 3 года назад на месте этой полости была монолитная скала,теперь более 300 куб м были удалены из скалы.Взрывные работы и на поверхности очень опасны,а в 200 метрах под землёй каждый взрыв-это рассчитанный риск и если пойдёт что нибудь не так,то может обрушиться крыша.Для этого используется машина с прицельной точностью и расчётом времени до доли секунды.К этой работе лучше всего приспособлен Джамбо.

Весящий больше 40 тонн Джамбо-это гидравлически управляемая и контролируемая компьютером буровая мегамашина.Но не размер,а умение делает Джамбо мастером по взрывным работам.Перед каждым взрывом схема и глубина закладки зарядов тщательно рассчитываются и программируются и затем Джамбо приступает к работе.Это компьютеризированная буровая машина,которая расчищает те районы монолитного камня,куда не может проникнуть камнепроходец.В длину он составляет 17 метров и эта длина позволяет ему пробраться на невероятную глубину.У него есть 3 манипулятора,которые могут двигаться в различных направлениях ,каждый бурит отверстие для зарядов на глубине 5,5 м с хирургической точностью,но джамбо не только точен-он ещё и очень быстрый.Как только компьютер настроен,он бурит более 40 кв м каменной поверхности,это как сторона 2х этажного дома-всего за 2 часа.После того как отверстие просверлено пора закладывать взрывчатку.В этом проекте взрывчатка сделана из суперстойкого водонепроницаемого соединения.Тщательно замеренные заряды вставляют в стену по заданной схеме.Это всё делается для максимального взрыва с меньшими затратами.На этой суровой земле это опасная работа.Если все сделано правильно,то стена превратится в пыль,если нет,то весь район может быть похоронен под обвалом горной породы.

Огромная груда крупного камня-это все что осталось от 600 тонной стены,вес которой превышает вес 3 аэробусов.К счастью здесь есть 2 мегамашины,способные убрать камень-дробильщик и конвейер.Задача дробильщика-пережёвывать большие куски в маленькие,удобные для перевозки.Дробильщик оседлал новую груду камня и врезается в нее,груда камня быстро переламывается в маленькие кусочки,теперь она готова для конвейера.Эта машина вывозит шлам из тоннеля.Подземная железная дорога перевозит небольшую армию людей вглубь тоннеля и из него.Вдоль тоннеля к задней части первопроходца подходит один из самых длинных конвейеров.Путь,длинной почти в 14 км,занимает как минимум 30 минут,а в конце пути находится камнепроходец.Единственный вход через заднюю дверь.Внутри камнепроходца тесно-здесь находятся мастерские,складские помещения,блок электропитания и водоснабжения-все необходимое для жизнеобеспечения 30 строителей,которые работают здесь.


Несмотря на твёрдость этого камня,его выемка-это самая лёгкая часть работы.Огромная сложность состоит в управлении вслепую в 3 направлениях.На какой глубине невозможно определить направление-компасы и GPS бессильны.Трудно сказать двигается камнепроходец вверх,вниз,влево или вправо.Всего через 2 недели первопроходец достигнет цели и дойдет до соединительной камеры.От геодезистов зависит то,чтобы бурильщик тоннеля не отклонялся от своего курса,для этого требуется математика,высокотехнологичное оборудование и внимание к каждой детали.Главная сложность в определении местоположения по крайней мере одной точки.Затем,используя лазер для определения угла и расстояния они могут определить точное нахождение любой новой точки,сохраняя движение камнепроходца в любом положении,как горизонтально,так и вертикально.Уже более 2 лет ежедневно геодезисты следят за продвижением камнепроходца.

Данные анализируются в главном лагере для проверки движения камнепроходца.У водителей есть полный набор компьютеров и телефонов,помогающие ем управлять машиной.Это как огромная видеоигра,но это серьёзная игра.Опасность в том,что есть степень ошибки в каждом отсчёте.Если машина отклонится на дюйм в первый день,то она отклонится на 18 метров.Что беспокоит ещё больше-допустимый предел ошибки умножается на три,потому что 3 бурильщика тоннеля работают вместе для создания мегатоннеля.Первый камнепроходец движется на юг,вторая и третья машины идут на восток и запад.Если они соединятся,то тоннель протянется на 40 км от дамбы до электростанции.Если первый бурильщик достигнет цели согласно плану,то инженеры узнают,сработает ли их план соединения тоннелей,от этого зависит судьба всего проекта.Чтобы прорваться сквозь стену тоннеля за 2 недели,команда должна убедиться что ничто не затрудняет движение камнепроходца вниз.

В другом конце тоннеля рабочие достигли критического момента в конструкции гидроэлектростанции.Сегодня они опускают огромную часть генератора,которая называется статор,устанавливая его на место.Это огромное стальное кольцо диаметром 6 м,наполненное плотно скрученным проводом весит 140 тонн.С ним надо обращаться осторожно-можно повредить хрупкую проводку или что ещё хуже,техников,работающих под ним.Здесь есть 2 см в запасе,очень плотная подгонка.Этот генератор представляет множество проводов и вращающихся деталей.Они должны точно соединиться для максимальной эффективности.Вода течёт от дамбы в тоннель и обрушивается вниз по вертикальному трубопроводу.Она поступает на верх,затем вода попадает на турбину,которая расположена в основании генератора и заставляет его вращаться,это в свою очередь приводит в движение электромагнитный стержень,который называется ротором и находится на вершине турбины.Когда магнитное поле ротора проходит по проводке к стартеру,возникает электричество.В этом случае это мегапоток.Эта электростанция,работающая в полную силу будет производить 690мегаватт,более половины всей производимой энергии Исландии.

Этой энергии достаточно для обеспечения такого города как Вашингтон.
На месте строительства гидроэлектростанции работа идет с ужасной скоростью.Чтобы пробиться сквозь камень в Исландии нужна огромная мощность и каждому из этих камнепроходцев требуется 3 мега ватта для работы.


Команды на дамбе и на электростанции спешат закончить работу в срок,до наступления зимы.На электростанцию прибывает новый волнующий прибор.Это- трансформатор.Он забирает электричество из генератора и повышает его,прежде чем попасть в электрическую сеть.Электричество высокого напряжения легче передать на большие расстояния,чем электричество низкого.Гидроэлектростанция предназначена для максимального производства энергии.Но сначала этот трансформатор,как и 5 других нужно установить,для этого их надо доставить на 1,5 км вниз горы и при весе в 120 тонн-это непростая задача.В высоту он почти 5 метров и если его слишком наклонить,то он может обрушиться.Внутри нет места для крана и 3 человекам приходится руками поднимать эти 120 тонн,используя старую технику и домкрат.Но и это не главная проблема,главная проблема в том,что конвейерная лента износилась и ее надо менять,процесс бурения на это время останавливается.


Прибывают огромные грузовики порванных лент.Чтобы всё шло по расписанию,операторы конвейерных лент работают сверхурочно,исправляя сотни порванных лент.Для починки каждой из них требуется как минимум 8 часов.


На поверхности дамбы работа идёт без осложнений,но это не значит что все проблемы остались позади.Команда проектировщиков не хочет давать ни малейшей возможности ,что дамба даст течь и попросили установить дополнительную резиновую перегородку,чтобы исключить возможность протечки дамбы.Это значит что меньшее количество воды будет просачиваться через бетонную стену.Главный инженер должен установить эту перегородку до того как дамба станет собирать воду.Но прослойка-не единственная из оставшихся задач. Внизу,в глубине дамбы инженеры работают ещё над одной важной ступенью,устанавливая массивный ряд ворот,которые остановят поток воды,которая начинает заполнять дамбу.Остановить реку-это одноразовая операция,все ворота должны быть надёжными.На электростанции трансформатор установлен на место,но главный инженер-электрик не очень доволен,поручень должен быть выше,он выступает на несколько сантиметров.Хоть это и мегапроект,но допуски здесь крошечные.Этот трансформатор должен входить как перчатка,в противном случае электричество может раствориться в воздухе и предстоит установить ещё 5 трансформеров.

После прохождения проблем с электричеством,изношенных конвейеров,камнепроходцу предстоит возможно самая большая задержка в работе.-Когда мы вчера бурили упал этот камень,это большая неприятность,иногда бурильщик тоннеля наталкивается на трещины в породе.Вместо того,чтобы превратиться в пыль,огромные камни падают вниз,подвергая опасности людей.-Тоннель становится главной проблемой этого проекта.Бурильщик не может продолжать работу,команда должна устранить проблему.Это медленная и трудоемкая работа-каждый камень надо вручную вынуть и уложить на пол,а затем вывести на поверхность.Машину,высокотехнологичную,стоящую миллиарды заменили люди,выносящие камни по одному.В последний раз когда это случилось,задержка в работе составила 6 месяцев.


На стене дамбы электростанции мобильная платформа по укладке бетона близка к победе.Бетонщик успел закончить дамбу до наступления зимы.Бетонщик удерживает цемент на последнем участке стены дамбы.Теперь этой мегамашине остается несколько часов до окончания этого участка.Внизу узнают-справились ли остальные мегамашины со своей работой.Камнепроходец должен совершить сегодня мегапрорыв.Если камнепроходец не отклонился от курса,он должен пройти сквозь камень,если он свернул,то этот день станет катастрофой.В тоннеле рабочие потратили день на то,чтобы вынуть камень из трещины и дать возможность мегамашине продолжать свою работу.В течение нескольких последних дней бурильщик проделал путь,остановившись всего в нескольких метрах от цели .Если всё пойдёт как надо,что в течение нескольких часов произойдёт прорыв,спустя 718 дней с начала проекта.Конец уже виден.Согласно всем подсчётам,камнепроходец прогрыз 14 км и 654 м твердого камня.Если расчеты верны,то бурильщик находится в 2 м от прорыва.Возникает ещё одна проблема-камнепроходец опять остановился и никто не знает по какой причине.

Согласно компьютеру камнепроходец уже должен совершить прорыв.Главный инженер дает приказ водителю пробиваться сквозь стену,наконец огромная машина опять оживает.На другой стороне стены все отодвигаются от места приложения силы.Теперь ясно,что бурильщик тоннеля рядом.Камень начинает падать и огромная головка пробивает стену идеально.Единственный путь наружу через резцовую головку.Камнепроходец раздробил и съел более 2 млн тонн камня,а конвейер перевёз эквивалент более 10000 аэробусов на поверхность.

Камнепроходцу придётся демонтировать также,как и 14 км конвейр,ж/д линию,электрокабели и воздухопроводы.Им предстоит жить еще 6 месяцев под землёй на глубине 200 метров.Этот прорыв-первая важная веха в строительстве Кареньюн каре,в других местах работа продолжается круглые сутки.Когда этот проект будет закончен,он станет выдающимся инженерным достижением,победа ,несмотря на все трудности,когда сама мать природа установила строгие сроки окончания строительства.Это стало возможно благодаря этой команде,мегамашинам Исландии


Neftegaz.RU context