Компания SIEMAG TECBERG завершила модернизацию двух подъёмных машин производства Nordberg в подземной нейтринной лаборатории исследовательского центра Сэнфорда (Южная Дакота, США)
Милуоки, США, февраль 2022 г. Глубокие знания компании SIEMAG TECBERG в отношении подъёмного оборудования старого поколения стали маленькой деталью большой мозаики и оказались востребованными при подготовке одного из самых значительных экспериментов в физике элементарных частиц.
DUNE - гигантский проект физики элементарных частиц в США
Эксперимент c глубоким подземным нейтрино (Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE) – международный демонстрационный эксперимент, который призван помочь раскрыть секреты нейтрино. DUNE будет установлен в детекторе нейтрино с длинной базой (LBNF), который сейчас сооружается в Соединённых Штатах.
DUNE включает в себя ультрасовременные детекторы частиц: один находится в лаборатории Ферми (штат Иллинойс), а второй - глубоко под землёй, в подземном исследовательском центре Сэнфорда, размещенном в расширенном бывшем золотом руднике Хоумстейк (штат Южная Дакота). Размещенный на большом расстоянии детектор станет самым крупным в своем роде из когда-либо построенных и способен записывать интерференции нейтрино с беспрецедентной точностью. Глобальная компьютерная инфраструктура обеспечит анализ полученных данных. Для проведения эксперимента ускоритель частиц PIP-II, расположенный в Фермилабе, выпустит интенсивный пучок нейтрино на расстояние 1300 километров в направлении дальних детекторов, находящихся в подземной лаборатории исследовательского центра Сэнфорда.
Главные действующие лица проекта
Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми или кратко Фермилаб – исследовательский центр в области физики элементарных частиц, действующий под эгидой Министерства энергетики США. Центр находится в 50 километрах к западу от Чикаго в штате Иллинойс. Подведомственный Министерству энергетики США Фермилаб выступает гостевой лабораторией для проекта DUNE в сотрудничестве с 30 странами, спонсорскими организациями и более 1 000 учёными со всего мира. Все они вносят вклад в проект своими профессиональными знаниями и оборудованием.
Подземный исследовательский центр Сэнфорда (SURF) или Сэнфордская лаборатория - подземная лаборатория в Лиде, штат Южная Дакота. Является самой глубокой подземной лабораторией Соединённых Штатов, где проводятся многочисленные эксперименты по исследованию тёмной материи и физике нейтрино, биологии, геологии и инженерному делу. Сэнфордская лаборатория действует под руководством Управления науки и технологий Южной Дакоты (SDSTA). Глубина и прочность горной породы бывшего золотого рудника Хоумстейк вкупе с историей Сэнфордской лаборатории идеально подходят для проведения чувствительных экспериментов физики элементарных частиц. Вплоть до закрытия в 2002 году Хоумстейк был крупнейшим и самым глубоким золотым рудником Северной Америки и выдал за весь свой 126-летний срок эксплуатации около 40 миллионов унций золота.
Цели проекта DUNE
Научные сотрудники, работающие над проектом DUNE, составят более чёткую картину космического пространства и происходящих в нём процессов. Более того, их исследование должно помочь найти ключ к пониманию, почему мы живём во вселенной, где доминирует материя – иными словами, почему мы вообще здесь.
Лаборатории, подземные шахты и подъёмное оборудование под Сэнфордской лабораторией
Работы по выемке грунта для установки детектора нейтрино с длинной базой и проведения эксперимента c глубоким подземным нейтрино (LBNF/DUNE) начались в 2019 году и в настоящее время ведутся на горизонте 4850 шахты Росс в районе кампуса Росс. Для организации подземных хранилищ, где в будущем должны расположиться лаборатории DUNE и гигантский детектор частиц в кампусе Росс, необходимо произвести выемку, поднятие на поверхность и доставку конвейером на место открытой выработки более 700 000 тонн горной породы. В толще горной породы под Сэнфордской лабораторией работает в общей сложности четыре основных подъёмных установки: две подъёмные установки для шахты Росс и две – для шахты Йейтс.
В январе 2021 года две установленные в шахте Росс двухбарабанные подъёмные машины производства компании Nordberg были выведены из эксплуатации в целях модернизации. При этом в одном случае речь идёт о подъёмной машине для двухскипового подъема материала, а в другом – о подъёмной машине для людского подъёма с клетью и противовесом. Обе подъёмные машины были спроектированы в 1933 году и смонтированы в 1934 году. На момент вывода из эксплуатации барабанной подъёмной машины для людского подъёма в начале 2021 года её тормоза ещё были оснащены деревянными тормозными колодками. Гидравлические тормозные цилиндры работали с давлением 120-140 psi (фунт/кв. дюйм), при этом оператор механически напрямую управлял шиберной задвижкой гидравлических клапанов, что требовало механических соединений общей длиной в сотни метров.
Модернизация двух подъёмных машин производства Nordberg в шахте Росс компанией SIEMAG TECBERG
Итак, для эффективного подъёма более 700 000 т горной породы и надёжной транспортировки персонала необходимо было коренным образом модернизировать обе подъёмные машины производства Nordberg. Североамериканский филиал компании SIEMAG TECBERG, специализирующейся на шахтном подъёме, получил этот заказ не только из-за своей компетенции в области модернизации шахтного подъёмного оборудования, но и благодаря особому ноу-хау о подъёмных машинах Nordberg – именно фирма SIEMAG US, являющаяся на тот момент предшественником компании SIEMAG TECBERG, приобрела в 1999 году горное подразделение американской производственной компании Nordberg.
Модернизация скиповой барабанной подъёмной машины
- Переоснащение приводов постоянного тока для работы на переменном токе. Удалены существующие компоненты двигателя-генератора, а также установлены новые приводы и преобразователи частоты.
- Переставной механизм барабана с нижней навивкой канатов зафиксирован / выведен из эксплуатации.
- Переставной механизм барабана с верхней навивкой канатов заменен переставным механизмом с зубчатым венцом.
- Тормозные системы оснащены новой системой управления.
- Для обеспечения дополнительных уровней безопасности работы старой системы низкого давления применены электрические линейные приводы и новые гидравлические клапаны.
- Управление подъёмной машиной оператор теперь осуществляет при помощи сенсорного экрана и джойстика, расположенных на одном пульте.
Модернизация барабанной подъёмной машины для людского подъёма
- Переоснащение приводов постоянного тока для работы на переменном токе. Удалены существующие компоненты двигателя-генератора, а также установлены новые приводы и преобразователи частоты.
- Переставной механизм барабана с нижней навивкой канатов зафиксирован / выведен из эксплуатации.
- Переставной механизм барабана с верхней навивкой канатов заменен переставным механизмом с зубчатым венцом.
- Оснащение подъёмной машины тормозом подъёмного механизма.
- Старые тормоза заменены новыми тормозами с тарельчатыми пружинами.
- Все старые гидравлические системы низкого давления для муфт и тормоза заменены новой системой высокого давления.
- Управление подъёмной машиной оператор теперь осуществляет при помощи сенсорного экрана и джойстика, расположенных на одном пульте.
Компания SIEMAG TECBERG выражает удовлетворение плодотворным сотрудничеством всех участников проекта на площадке и своевременным завершением работ по модернизации подъёмных машин в полном соответствии с требованиями и ожиданиями Заказчика.
Интересующиеся историей могут увидеть подъёмные машины в действии, посмотрев видео „South Dakota Saga" Homestake Mine video from 1940 - Part 1 (https://www.youtube.com/watch?v=xflN9kYdTB4)
Узнать больше о модернизированных подъемных установках можно, посмотрев видеопрезентацию Сэнфордского подземного исследовательского центра „Deep Talks: Move it, skip it, dump it“ (https://www.youtube.com/watch?v=AWQZtOOnqdg).
Данный пресс-релиз доступен для скачивания ниже.
