راية 11

 

74. التعدين واستغلال المحاجر

محررو الفصل:  جيمس آر أرمسترونج وراجي مينون


 

جدول المحتويات 

الأشكال والجداول

التعدين: نظرة عامة
نورمان س. جينينغز

استكشاف
وليام س.ميتشل وكورتني س.ميتشل

أنواع تعدين الفحم
فريد دبليو هيرمان

تقنيات التعدين تحت الأرض
هانز هامرين

تعدين الفحم تحت الأرض
سيمون ووكر

طرق التعدين السطحي
توماس إيه هيثمون وكايل ب. دوتسون

إدارة تعدين الفحم السطحي
بول ويستكوت

خام المعالجة
سيدني أليسون

تحضير الفحم
أنتوني دي والترز

التحكم الأرضي في المناجم تحت الأرض
لوك بوشامب

التهوية والتبريد في المناجم تحت الأرض
MJ Howes

الإضاءة في المناجم تحت الأرض
دون تروتر

معدات الحماية الشخصية في التعدين
بيتر دبليو بيكريل

الحرائق والانفجارات في المناجم
كيسي سي جرانت

كشف الغازات
بول ماكنزي وود

التأهب للطوارئ
جاري أ جيبسون

المخاطر الصحية للتعدين واستغلال المحاجر
جيمس ل. ويكس

طاولات

انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.

1. عوامل كمية الهواء التصميم
2. قوى تبريد الهواء مصححة بالملابس
3. مقارنة بين مصادر الضوء المنجم
4. تسخين الفحم - التسلسل الهرمي لدرجات الحرارة
5. العناصر الحرجة / العناصر الفرعية للاستعداد للطوارئ
6. مرافق ومعدات ومواد الطوارئ
7. مصفوفة تدريب التأهب للطوارئ
8. أمثلة على المراجعة الأفقية لخطط الطوارئ
9. الأسماء الشائعة والآثار الصحية للغازات الخطرة

الأرقام

أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.

حد أدنى 010F3حد أدنى 010F4حد أدنى 020F2حد أدنى 020F7حد أدنى 020F4حد أدنى 020F6حد أدنى 20F13حد أدنى 20F10حد أدنى 040F4 حد أدنى 040F3حد أدنى 040F7حد أدنى 040F1حد أدنى 040F2حد أدنى 040F8حد أدنى 040F5


انقر للعودة إلى رأس الصفحة

الأحد، مارس 13 2011 14: 50

التعدين: نظرة عامة

المعادن والمنتجات المعدنية هي العمود الفقري لمعظم الصناعات. يتم تنفيذ بعض أشكال التعدين أو المحاجر في كل بلد في العالم تقريبًا. للتعدين تأثيرات اقتصادية وبيئية وعمالية واجتماعية مهمة - في كل من البلدان أو المناطق التي يتم فيها تنفيذه وخارجها. بالنسبة للعديد من البلدان النامية ، يمثل التعدين نسبة كبيرة من الناتج المحلي الإجمالي ، وغالبًا ما يمثل الجزء الأكبر من عائدات النقد الأجنبي والاستثمار الأجنبي.

يمكن أن يكون التأثير البيئي للتعدين كبيرًا وطويل الأمد. هناك العديد من الأمثلة على الممارسات الجيدة والسيئة في إدارة وإعادة تأهيل المناطق الملغومة. أصبح التأثير البيئي لاستخدام المعادن قضية مهمة للصناعة والقوى العاملة فيها. النقاش حول الاحتباس الحراري ، على سبيل المثال ، يمكن أن يؤثر على استخدام الفحم في بعض المناطق ؛ تقلل إعادة التدوير من كمية المواد الجديدة المطلوبة ؛ ويؤثر الاستخدام المتزايد للمواد غير المعدنية ، مثل البلاستيك ، على كثافة استخدام المعادن والمعادن لكل وحدة من الناتج المحلي الإجمالي.

إن المنافسة ، وانخفاض درجات المعادن ، وارتفاع تكاليف المعالجة ، والخصخصة ، وإعادة الهيكلة ، كلها عوامل تضغط على شركات التعدين لتقليل تكاليفها وزيادة إنتاجيتها. تشجع الكثافة الرأسمالية العالية لمعظم صناعة التعدين شركات التعدين على السعي لتحقيق أقصى استخدام لمعداتها ، مما يستدعي بدوره أنماط عمل أكثر مرونة وكثيراً ما تكون أكثر كثافة. العمالة آخذة في الانخفاض في العديد من مجالات التعدين بسبب زيادة الإنتاجية وإعادة الهيكلة الجذرية والخصخصة. هذه التغييرات لا تؤثر فقط على عمال المناجم الذين يجب عليهم إيجاد عمل بديل ؛ يُطلب من الباقين في الصناعة الحصول على مزيد من المهارات والمرونة. كان إيجاد التوازن بين رغبة شركات التعدين في خفض التكاليف ورغبة العمال في حماية وظائفهم قضية رئيسية في جميع أنحاء عالم التعدين. يجب أن تتكيف مجتمعات التعدين أيضًا مع عمليات التعدين الجديدة ، فضلاً عن تقليص الحجم أو الإغلاق.

غالبًا ما يُنظر إلى التعدين على أنه صناعة خاصة تشمل مجتمعات متماسكة وعمالًا يقومون بعمل قذر وخطير. التعدين هو أيضًا قطاع حيث العديد من كبار المديرين وأرباب العمل هم عمال مناجم سابقون أو مهندسو تعدين يتمتعون بخبرة واسعة ومباشرة في القضايا التي تؤثر على مؤسساتهم والقوى العاملة لديهم. علاوة على ذلك ، كان عمال المناجم في كثير من الأحيان من نخبة العمال الصناعيين وكثيراً ما كانوا في المقدمة عندما حدثت التغييرات السياسية والاجتماعية بشكل أسرع مما كانت تتصورها الحكومة في ذلك الوقت.

يتم إنتاج حوالي 23 مليار طن من المعادن ، بما في ذلك الفحم ، كل عام. بالنسبة للمعادن عالية القيمة ، تكون كمية النفايات الناتجة أضعاف كمية المنتج النهائي. على سبيل المثال ، كل أونصة من الذهب هي نتيجة التعامل مع حوالي 12 طنًا من الخام ؛ يأتي كل طن من النحاس من حوالي 30 طنًا من الخام. بالنسبة للمواد ذات القيمة الأقل (مثل الرمل والحصى والطين) - التي تمثل الجزء الأكبر من المواد الملغومة - تكون كمية النفايات التي يمكن تحملها ضئيلة. من الآمن الافتراض ، مع ذلك ، أن مناجم العالم يجب أن تنتج على الأقل ضعف الكمية النهائية المطلوبة (باستثناء إزالة السطح "الزائد" ، والذي يتم استبداله لاحقًا وبالتالي يتم التعامل معه مرتين). لذلك ، يتم استخراج حوالي 50 مليار طن من الخام سنويًا على مستوى العالم. هذا يعادل حفر حفرة بعمق 1.5 متر بحجم سويسرا كل عام.

التوظيف

التعدين ليس صاحب عمل رئيسي. فهي تمثل حوالي 1٪ من القوى العاملة في العالم - حوالي 30 مليون شخص ، منهم 10 ملايين ينتجون الفحم. ومع ذلك ، لكل وظيفة تعدين هناك وظيفة واحدة على الأقل تعتمد بشكل مباشر على التعدين. بالإضافة إلى ذلك ، تشير التقديرات إلى أن ما لا يقل عن 6 ملايين شخص غير مدرجين في الشكل أعلاه يعملون في مناجم صغيرة الحجم. عندما يأخذ المرء في الاعتبار المعالين ، فمن المرجح أن يكون عدد الأشخاص الذين يعتمدون على التعدين لكسب العيش حوالي 300 مليون.

السلامة والصحة

يواجه عمال المناجم مجموعة متغيرة باستمرار من ظروف مكان العمل ، يوميًا وطوال نوبة العمل. يعمل البعض في جو خالٍ من الضوء الطبيعي أو التهوية ، مما يخلق فراغات في الأرض عن طريق إزالة المواد ومحاولة التأكد من أنه لن يكون هناك رد فعل فوري من الطبقات المحيطة. على الرغم من الجهود الكبيرة المبذولة في العديد من البلدان ، فإن حصيلة الوفيات والإصابات والأمراض بين عمال المناجم في العالم تعني أنه في معظم البلدان ، يظل التعدين هو المهنة الأكثر خطورة عندما يؤخذ عدد الأشخاص المعرضين للمخاطر في الاعتبار.

على الرغم من أن التعدين يمثل 1 ٪ فقط من القوى العاملة العالمية ، إلا أن التعدين مسؤول عن حوالي 8 ٪ من الحوادث المميتة في العمل (حوالي 15,000 سنويًا). لا توجد بيانات موثوقة فيما يتعلق بالإصابات ، لكنها كبيرة ، مثل عدد العمال المتأثرين بالأمراض المهنية (مثل الالتهاب الرئوي وفقدان السمع وآثار الاهتزاز) الذين يمكن أن تُعزى إعاقتهم المبكرة وحتى الوفاة بشكل مباشر إلى عملهم.

منظمة العمل الدولية والتعدين

تتعامل منظمة العمل الدولية (ILO) مع مشاكل العمل والمشاكل الاجتماعية لصناعة التعدين منذ أيامها الأولى ، وتبذل جهودًا كبيرة لتحسين عمل وحياة العاملين في صناعة التعدين - بدءًا من اعتماد ساعات العمل (مناجم الفحم). ) الاتفاقية (رقم 31) لعام 1931 لاتفاقية السلامة والصحة في المناجم (رقم 176) ، التي اعتمدها مؤتمر العمل الدولي في عام 1995. لمدة 50 عامًا ، تناولت الاجتماعات الثلاثية بشأن التعدين مجموعة متنوعة من القضايا التي تتراوح بين التوظيف وظروف العمل والتدريب على السلامة والصحة المهنية والعلاقات الصناعية. وكانت النتائج أكثر من 140 استنتاجًا وقرارًا متفقًا عليه ، وقد استخدم بعضها على المستوى الوطني ؛ وحفز البعض الآخر على اتخاذ إجراءات منظمة العمل الدولية - بما في ذلك مجموعة متنوعة من برامج التدريب والمساعدة في الدول الأعضاء. وقد أدى بعضها إلى تطوير مدونات ممارسات السلامة ، ومؤخراً إلى معيار العمل الجديد.

في عام 1996 ، تم إدخال نظام جديد للاجتماعات الثلاثية الأقصر والأكثر تركيزًا ، والتي سيتم فيها تحديد قضايا التعدين الموضعية ومناقشتها من أجل معالجة القضايا بطريقة عملية في البلدان والمناطق المعنية ، على المستوى الوطني ومن قبل منظمة العمل الدولية . أولها ، في عام 1999 ، سيتعامل مع القضايا الاجتماعية والعمالية للتعدين على نطاق صغير.

لا يمكن فصل قضايا العمل والقضايا الاجتماعية في مجال التعدين عن الاعتبارات الأخرى ، سواء كانت اقتصادية أو سياسية أو تقنية أو بيئية. في حين أنه لا يمكن أن يكون هناك نهج نموذجي لضمان أن صناعة التعدين تتطور بطريقة تفيد جميع المعنيين ، فمن الواضح أن هناك حاجة إلى القيام بذلك. تبذل منظمة العمل الدولية ما في وسعها للمساعدة في التنمية العمالية والاجتماعية لهذه الصناعة الحيوية. لكنها لا تستطيع العمل بمفردها. يجب أن يكون لها مشاركة نشطة من الشركاء الاجتماعيين من أجل تعظيم تأثيرها. كما تعمل منظمة العمل الدولية بشكل وثيق مع المنظمات الدولية الأخرى ، وتلفت انتباهها إلى البعد الاجتماعي والعمالي للتعدين وتتعاون معها حسب الاقتضاء.

بسبب الطبيعة الخطرة للتعدين ، كانت منظمة العمل الدولية على الدوام مهتمة بعمق بتحسين السلامة والصحة المهنيتين. يعد التصنيف الدولي لمنظمة العمل الدولية للتصوير الشعاعي لتضخم الرئة أداة معترف بها دوليًا لتسجيل التشوهات الشعاعية المنتظمة في الصدر الناتجة عن استنشاق الغبار. هناك مدونتان من قواعد الممارسة بشأن السلامة والصحة تتعاملان حصرياً مع المناجم الجوفية والسطحية ؛ البعض الآخر ذو صلة بصناعة التعدين.

إن اعتماد اتفاقية السلامة والصحة في المناجم في عام 1995 ، التي حددت مبدأ العمل الوطني لتحسين ظروف العمل في صناعة التعدين ، أمر مهم للأسباب التالية:

  • يواجه عمال المناجم مخاطر خاصة.
  • تكتسب صناعة التعدين في العديد من البلدان أهمية متزايدة.
  • المعايير السابقة لمنظمة العمل الدولية بشأن السلامة والصحة المهنيتين ، فضلاً عن التشريعات القائمة في العديد من البلدان ، غير كافية للتعامل مع الاحتياجات المحددة للتعدين.

 

وحدث أول تصديقين على الاتفاقية في منتصف عام 1997 ؛ ستدخل حيز التنفيذ في منتصف عام 1998.

التدريب

في السنوات الأخيرة ، نفذت منظمة العمل الدولية مجموعة متنوعة من المشاريع التدريبية التي تهدف إلى تحسين سلامة وصحة عمال المناجم من خلال زيادة الوعي وتحسين التفتيش والتدريب على الإنقاذ. ساهمت أنشطة منظمة العمل الدولية حتى الآن في إحراز تقدم في العديد من البلدان ، وجعل التشريعات الوطنية متوافقة مع معايير العمل الدولية ورفع مستوى السلامة والصحة المهنية في صناعة التعدين.

العلاقات الصناعية والعمالة

قد يؤدي الضغط من أجل تحسين الإنتاجية في مواجهة المنافسة الشديدة في بعض الأحيان إلى التشكيك في المبادئ الأساسية لحرية تكوين الجمعيات والمفاوضة الجماعية عندما ترى الشركات أن ربحيتها أو حتى بقائها موضع شك. لكن العلاقات الصناعية السليمة القائمة على التطبيق البناء لتلك المبادئ يمكن أن تقدم مساهمة مهمة في تحسين الإنتاجية. تم فحص هذه القضية مطولاً في اجتماع عقد في عام 1995. ومن النقاط المهمة التي ظهرت وهي الحاجة إلى التشاور الوثيق بين الشركاء الاجتماعيين من أجل أي إعادة هيكلة ضرورية لتكون ناجحة وصناعة التعدين ككل للحصول على فوائد دائمة. كما تم الاتفاق على أن المرونة الجديدة لتنظيم العمل وأساليب العمل لا ينبغي أن تعرض حقوق العمال للخطر ، وألا تؤثر سلبا على الصحة والسلامة.

التعدين على نطاق صغير

ينقسم التعدين الصغير إلى فئتين عريضتين. الأول هو استخراج واستخراج المواد الصناعية ومواد البناء على نطاق ضيق ، وهي عمليات تكون في الغالب للأسواق المحلية وموجودة في كل بلد (انظر الشكل 1). غالبًا ما يتم وضع اللوائح الخاصة بمراقبتها وفرض الضرائب عليها ، ولكن كما هو الحال بالنسبة للمصانع الصغيرة ، فإن الافتقار إلى التفتيش والتراخي في التنفيذ يعني استمرار العمليات غير الرسمية أو غير القانونية.

الشكل 1. مقلع حجارة صغير الحجم في غرب البنغال

حد أدنى 010F3

الفئة الثانية هي استخراج المعادن عالية القيمة نسبيًا ، لا سيما الذهب والأحجار الكريمة (انظر الشكل 2). يتم تصدير المخرجات بشكل عام ، من خلال المبيعات للوكالات المعتمدة أو من خلال التهريب. إن حجم وطبيعة هذا النوع من التعدين الصغير الحجم قد جعل القوانين الموجودة غير كافية ويستحيل تطبيقها.

الشكل 2. منجم ذهب صغير الحجم في زمبابوي

حد أدنى 010F4

يوفر التعدين على نطاق صغير فرص عمل كبيرة ، لا سيما في المناطق الريفية. في بعض البلدان ، يعمل عدد أكبر بكثير من الناس في التعدين الصغير ، وغير الرسمي في كثير من الأحيان ، مقارنة بقطاع التعدين الرسمي. تشير البيانات المحدودة الموجودة إلى أن ما يزيد عن ستة ملايين شخص يشاركون في التعدين على نطاق صغير. ومع ذلك ، لسوء الحظ ، فإن العديد من هذه الوظائف محفوفة بالمخاطر وبعيدة عن التوافق مع معايير العمل الدولية والوطنية. معدلات الحوادث في المناجم الصغيرة هي بشكل روتيني ست مرات أو سبع مرات أعلى منها في العمليات الأكبر ، حتى في البلدان الصناعية. تنتشر العديد من الأمراض بسبب الظروف غير الصحية في العديد من المواقع. هذا لا يعني أنه لا توجد ألغام آمنة ونظيفة وصغيرة الحجم - هناك ، لكنها تميل إلى أن تكون أقلية صغيرة.

مشكلة خاصة هي تشغيل الأطفال. كجزء من برنامجها الدولي للقضاء على عمالة الأطفال ، تنفذ منظمة العمل الدولية مشاريع في عدة بلدان في أفريقيا وآسيا وأمريكا اللاتينية لتوفير فرص تعليمية وآفاق بديلة لتوليد الدخل لإزالة الأطفال من مناجم الفحم والذهب والأحجار الكريمة في ثلاثة بلدان. مناطق في هذه البلدان. يتم تنسيق هذا العمل مع الاتحاد الدولي لعمال المناجم (ICEM) ومع المنظمات غير الحكومية المحلية (المنظمات غير الحكومية) والوكالات الحكومية.

عملت المنظمات غير الحكومية أيضًا بجد وفعالية على المستوى المحلي لإدخال التقنيات المناسبة لتحسين الكفاءة والتخفيف من الآثار الصحية والبيئية للتعدين على نطاق صغير. أجرت بعض المنظمات الحكومية الدولية دراسات ووضعت مبادئ توجيهية وبرامج عمل. وهي تتناول عمالة الأطفال ، ودور النساء والسكان الأصليين ، وإصلاح الضرائب وسندات ملكية الأراضي ، والأثر البيئي ، ولكن يبدو أنها لم يكن لها تأثير ملحوظ حتى الآن. وتجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أنه بدون الدعم الفعال ومشاركة الحكومات ، فإن نجاح هذه الجهود يمثل مشكلة.

أيضًا ، بالنسبة للجزء الأكبر ، يبدو أن هناك القليل من الاهتمام بين صغار عمال المناجم في استخدام التكنولوجيا الرخيصة والمتاحة بسهولة والفعالة للتخفيف من الآثار الصحية والبيئية ، مثل عمليات إعادة التقاط الزئبق. في كثير من الأحيان لا يوجد حافز للقيام بذلك ، لأن تكلفة الزئبق ليست عائقا. علاوة على ذلك ، لا سيما في حالة عمال المناجم المتجولين ، لا توجد في كثير من الأحيان مصلحة طويلة الأجل في الحفاظ على الأرض لاستخدامها بعد توقف التعدين. يتمثل التحدي في إظهار عمال المناجم على نطاق ضيق أن هناك طرقًا أفضل للاستمرار في التعدين لا تقيد أنشطتهم بلا داع وتكون أفضل لهم من حيث الصحة والثروة ، وأفضل للأرض وأفضل للبلد. "إرشادات هراري" ، التي تم وضعها في ندوة الأمم المتحدة الأقاليمية لعام 1993 حول المبادئ التوجيهية لتطوير التعدين الصغير / المتوسط ​​الحجم ، تقدم إرشادات للحكومات ووكالات التنمية في معالجة القضايا المختلفة بطريقة كاملة ومنسقة. إن عدم مشاركة منظمات أصحاب العمل والعمال في معظم أنشطة التعدين على نطاق صغير يضع مسؤولية خاصة على الحكومة في إدخال التعدين على نطاق صغير إلى القطاع الرسمي ، وهو إجراء من شأنه تحسين حالة عمال المناجم الصغار بشكل ملحوظ. زيادة الفوائد الاقتصادية والاجتماعية للتعدين على نطاق صغير. أيضًا ، في مائدة مستديرة دولية في عام 1995 نظمها البنك الدولي ، تم تطوير إستراتيجية للتعدين الحرفي تهدف إلى تقليل الآثار الجانبية السلبية - بما في ذلك الظروف السيئة للصحة والسلامة لهذا النشاط - وتعظيم الفوائد الاجتماعية والاقتصادية.

حددت اتفاقية السلامة والصحة في المناجم والتوصية المصاحبة لها (رقم 183) بالتفصيل معيارًا متفقًا عليه دوليًا لتوجيه القوانين والممارسات الوطنية. وهي تغطي جميع المناجم ، وتوفر أرضية - الحد الأدنى لمتطلبات السلامة التي يجب قياس جميع التغييرات في عمليات المناجم على أساسها. وقد تم بالفعل تضمين أحكام الاتفاقية في تشريعات التعدين الجديدة وفي الاتفاقات الجماعية في العديد من البلدان ويتم تجاوز الحد الأدنى من المعايير التي تحددها لوائح السلامة والصحة الصادرة بالفعل في العديد من بلدان التعدين. يبقى أن يتم التصديق على الاتفاقية في جميع البلدان (التصديق يمنحها قوة القانون) ، لضمان تزويد السلطات المختصة بالموظفين والتمويل المناسبين حتى تتمكن من مراقبة تنفيذ اللوائح في جميع قطاعات صناعة التعدين . كما ستراقب منظمة العمل الدولية تطبيق الاتفاقية في البلدان التي تصدق عليها.

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 15: 09

استكشاف

التنقيب عن المعادن هو مقدمة للتعدين. الاستكشاف هو عمل عالي المخاطر وعالي التكلفة يؤدي ، إذا نجح ، إلى اكتشاف رواسب معدنية يمكن تعدينها بشكل مربح. في عام 1992 ، تم إنفاق 1.2 مليار دولار أمريكي في جميع أنحاء العالم على الاستكشاف. زاد هذا إلى ما يقرب من 2.7 مليار دولار أمريكي في عام 1995. تشجع العديد من البلدان الاستثمار في الاستكشاف والمنافسة عالية لاستكشاف المناطق ذات الإمكانات الجيدة للاكتشاف. تقريبًا بدون استثناء ، يتم التنقيب عن المعادن اليوم بواسطة فرق متعددة التخصصات من المنقبين والجيولوجيين والجيوفيزيائيين والجيوكيميائيين الذين يبحثون عن الرواسب المعدنية في جميع التضاريس في جميع أنحاء العالم.

يبدأ التنقيب عن المعادن بـ a استطلاع or توليدي المرحلة ويتقدم من خلال أ التقييم المستهدف المرحلة التي ، إذا نجحت ، تؤدي إلى الاستكشاف المتقدم. مع تقدم المشروع خلال مراحل الاستكشاف المختلفة ، يتغير نوع العمل كما هو الحال مع قضايا الصحة والسلامة.

غالبًا ما يتم إجراء العمل الميداني الاستطلاعي من قبل مجموعات صغيرة من علماء الجيولوجيا بدعم محدود في تضاريس غير مألوفة. قد يشمل الاستطلاع التنقيب ورسم الخرائط الجيولوجية وأخذ العينات وأخذ العينات الجيوكيميائية الأولية والمتباعدة والمسوحات الجيوفيزيائية. يبدأ الاستكشاف الأكثر تفصيلاً خلال مرحلة الاختبار المستهدفة بمجرد الحصول على الأرض من خلال التصريح أو الامتياز أو الإيجار أو المطالبات المعدنية. يتطلب العمل الميداني التفصيلي الذي يشمل رسم الخرائط الجيولوجية وأخذ العينات والمسوحات الجيوفيزيائية والجيوكيميائية شبكة للتحكم في المسح. ينتج عن هذا العمل في كثير من الأحيان أهداف تتطلب الاختبار بالحفر أو الحفر ، مما يستلزم استخدام المعدات الثقيلة مثل المعاول الخلفية ، والمجارف الكهربائية ، والجرافات ، والمثاقب ، وأحيانًا المتفجرات. قد تكون معدات الحفر الماسية أو الدوارة أو الإيقاعية محمولة على شاحنة أو يمكن نقلها إلى موقع الحفر على المزلقات. من حين لآخر ، تُستخدم المروحيات في حفر التدريبات بين مواقع الحفر.

ستكون بعض نتائج استكشاف المشروع مشجعة بدرجة كافية لتبرير الاستكشاف المتقدم الذي يتطلب جمع عينات كبيرة أو مجمعة لتقييم الإمكانات الاقتصادية للرواسب المعدنية. يمكن تحقيق ذلك من خلال الحفر المكثف ، على الرغم من أنه بالنسبة للعديد من الرواسب المعدنية ، قد يكون من الضروري إجراء بعض أشكال الحفر أو أخذ العينات تحت الأرض. قد يتم حفر عمود الاستكشاف أو الانحدار أو adit للوصول تحت الأرض إلى الرواسب. على الرغم من أن العمل الفعلي يتم بواسطة عمال المناجم ، فإن معظم شركات التعدين ستضمن أن يكون الجيولوجي الاستكشافي مسؤولاً عن برنامج أخذ العينات تحت الأرض.

الصحة والسلامة

في الماضي ، نادراً ما كان أصحاب العمل ينفذون أو يراقبون برامج وإجراءات سلامة الاستكشاف. حتى اليوم ، كثيرًا ما يكون لعمال الاستكشاف موقف متعجرف تجاه السلامة. نتيجة لذلك ، قد يتم التغاضي عن قضايا الصحة والسلامة ولا تعتبر جزءًا لا يتجزأ من وظيفة المستكشف. لحسن الحظ ، تسعى العديد من شركات التنقيب عن التعدين الآن لتغيير هذا الجانب من ثقافة الاستكشاف من خلال مطالبة الموظفين والمقاولين باتباع إجراءات السلامة المعمول بها.

غالبًا ما تكون أعمال الاستكشاف موسمية. وبالتالي هناك ضغوط لإكمال العمل في غضون فترة زمنية محدودة ، أحيانًا على حساب السلامة. بالإضافة إلى ذلك ، مع تقدم أعمال الاستكشاف إلى مراحل لاحقة ، يزداد عدد وتنوع المخاطر والمخاطر. لا يتطلب العمل الميداني للاستطلاع المبكر سوى طاقم ميداني صغير ومعسكر. يتطلب الاستكشاف الأكثر تفصيلاً عمومًا وجود معسكرات ميدانية أكبر لاستيعاب عدد أكبر من الموظفين والمقاولين. أصبحت قضايا السلامة - خاصة التدريب على قضايا الصحة الشخصية ، ومخاطر المعسكرات وموقع العمل ، والاستخدام الآمن للمعدات وسلامة العبور - مهمة جدًا لعلماء الأرض الذين ربما لم تكن لديهم خبرة سابقة في العمل الميداني.

نظرًا لأن أعمال الاستكشاف تتم غالبًا في مناطق نائية ، فقد يكون الإخلاء إلى مركز العلاج الطبي أمرًا صعبًا وقد يعتمد على الطقس أو ظروف النهار. لذلك ، يجب تخطيط إجراءات الطوارئ والاتصالات واختبارها بعناية قبل بدء العمل الميداني.

في حين أن السلامة في الهواء الطلق يمكن اعتبارها الفطرة السليمة أو "الحس الأدبي" ، يجب على المرء أن يتذكر أن ما يعتبر الفطرة السليمة في ثقافة ما قد لا يتم اعتباره كذلك في ثقافة أخرى. يجب على شركات التعدين تزويد موظفي الاستكشاف بدليل سلامة يعالج قضايا المناطق التي يعملون فيها. يمكن أن يشكل دليل السلامة الشامل الأساس للاجتماعات التوجيهية للمخيم ، والدورات التدريبية واجتماعات السلامة الروتينية طوال الموسم الميداني.

منع المخاطر الصحية الشخصية

تُخضع أعمال الاستكشاف الموظفين إلى عمل بدني شاق يتضمن عبور التضاريس ، والرفع المتكرر للأشياء الثقيلة ، واستخدام معدات يحتمل أن تكون خطرة والتعرض للحرارة والبرودة والأمطار وربما الارتفاعات العالية (انظر الشكل 1). من الضروري أن يكون الموظفون في حالة بدنية جيدة وبصحة جيدة عندما يبدأون العمل الميداني. يجب أن يحصل الموظفون على تطعيمات حديثة وأن يكونوا خاليين من الأمراض المعدية (مثل التهاب الكبد والسل) التي قد تنتشر بسرعة عبر معسكر ميداني. من الناحية المثالية ، يجب تدريب جميع عمال الاستكشاف واعتمادهم في مهارات الإسعافات الأولية الأساسية ومهارات الإسعافات الأولية في البرية. يجب أن تضم المعسكرات أو مواقع العمل الكبيرة موظفًا واحدًا على الأقل مدربًا ومعتمدًا في مهارات الإسعافات الأولية المتقدمة أو الصناعية.

الشكل 1. الحفر في الجبال في كولومبيا البريطانية ، كندا ، باستخدام تمرين Winkie خفيف

حد أدنى 020F2

وليام س.ميتشل

يجب أن يرتدي العاملون في الهواء الطلق ملابس مناسبة تحميهم من درجات الحرارة الشديدة أو البرودة أو المطر أو الثلج. في المناطق ذات المستويات العالية من الأشعة فوق البنفسجية ، يجب على العمال ارتداء قبعة عريضة الحواف واستخدام كريم واقٍ من الشمس مع عامل حماية عالي من الشمس (SPF) لحماية الجلد المكشوف. عندما يكون طارد الحشرات مطلوبًا ، فإن طارد الحشرات الذي يحتوي على DEET (N ، N-diethylmeta-toluamide) يكون أكثر فاعلية في منع لدغات البعوض. تساعد الملابس المعالجة بالبيرميثرين على الحماية من القراد.

التدريب. يجب أن يتلقى جميع الموظفين الميدانيين تدريبًا في موضوعات مثل الرفع ، والاستخدام الصحيح لمعدات السلامة المعتمدة (على سبيل المثال ، نظارات السلامة ، وأحذية الأمان ، وأجهزة التنفس ، والقفازات المناسبة) والاحتياطات الصحية اللازمة لمنع الإصابة بسبب الإجهاد الحراري ، والضغط البارد ، والجفاف ، التعرض للأشعة فوق البنفسجية والحماية من لدغات الحشرات والتعرض لأية أمراض متوطنة. يجب على عمال الاستكشاف الذين يقومون بمهام في البلدان النامية تثقيف أنفسهم حول قضايا الصحة والسلامة المحلية ، بما في ذلك إمكانية الاختطاف والسرقة والاعتداء.

تدابير وقائية لموقع المخيم

ستختلف مشكلات الصحة والسلامة المحتملة باختلاف الموقع والحجم ونوع العمل المنجز في المخيم. يجب أن يفي أي موقع معسكر ميداني بلوائح الحريق والصحة والصرف الصحي والسلامة المحلية. سيساعد المخيم النظيف والمنظم في تقليل الحوادث.

الموقع. يجب إنشاء موقع المخيم بالقرب من موقع العمل بأمان قدر الإمكان لتقليل وقت السفر والتعرض للمخاطر المرتبطة بالنقل. يجب أن يكون موقع المخيم بعيدًا عن أي مخاطر طبيعية وأن يأخذ في الاعتبار عادات وموائل الحيوانات البرية التي قد تغزو المخيم (مثل الحشرات والدببة والزواحف). كلما أمكن ، يجب أن تكون المخيمات بالقرب من مصدر لمياه الشرب النظيفة (انظر الشكل 2). عند العمل على ارتفاعات عالية جدًا ، يجب أن يكون المخيم على ارتفاع منخفض للمساعدة في منع داء المرتفعات.

الشكل 2. المخيم الصيفي الميداني ، الأقاليم الشمالية الغربية ، كندا

حد أدنى 020F7

وليام س.ميتشل

مكافحة الحرائق والتعامل مع الوقود. يجب إقامة المعسكرات بحيث تكون الخيام أو الهياكل متباعدة بشكل جيد لمنع انتشار الحريق أو الحد منه. يجب حفظ معدات مكافحة الحريق في مخبأ مركزي مع الاحتفاظ بطفايات الحريق المناسبة في مباني المطبخ والمكاتب. تساعد لوائح التدخين على منع الحرائق في كل من المخيم والميدان. يجب على جميع العمال المشاركة في التدريبات على الحرائق ومعرفة خطط الإخلاء من الحريق. يجب وضع ملصقات دقيقة على الوقود لضمان استخدام الوقود الصحيح للفوانيس والمواقد والمولدات وما إلى ذلك. يجب وضع مخابئ الوقود على بعد 100 متر على الأقل من المخيم وفوق أي فيضان أو مستوى محتمل للمد والجزر.

الصرف الصحي. تتطلب المخيمات إمدادات مياه الشرب المأمونة. يجب اختبار المصدر من أجل النقاء ، إذا لزم الأمر. عند الضرورة ، يجب تخزين مياه الشرب في حاويات نظيفة ومُصنَّفة منفصلة عن المياه غير الصالحة للشرب. يجب فحص شحنات المواد الغذائية للتأكد من جودتها فور وصولها وتبريدها أو تخزينها في حاويات على الفور لمنع غزو الحشرات أو القوارض أو الحيوانات الكبيرة. يجب وضع مرافق غسل اليدين بالقرب من مناطق تناول الطعام والمراحيض. يجب أن تتوافق المراحيض مع معايير الصحة العامة ويجب أن تكون على بعد 100 متر على الأقل من أي جدول أو خط ساحلي.

معدات المعسكرات والمعدات والآلات الميدانية. يجب الاحتفاظ بجميع المعدات (مثل المناشير المتسلسلة والفؤوس ومطارق الصخور والمناجل وأجهزة الراديو والمواقد والفوانيس والمعدات الجيوفيزيائية والجيوكيميائية) في حالة جيدة. إذا كانت الأسلحة النارية مطلوبة للسلامة الشخصية من الحيوانات البرية مثل الدببة ، فيجب مراقبة استخدامها ومراقبتها بشكل صارم.

الاتصالات. من المهم وضع جداول اتصالات منتظمة. يزيد التواصل الجيد من الروح المعنوية والأمن ويشكل أساسًا لخطة الاستجابة للطوارئ.

التدريب. يجب تدريب الموظفين على الاستخدام الآمن لجميع المعدات. يجب تدريب جميع الجيوفيزيائيين والمساعدين على استخدام المعدات الجيوفيزيائية الأرضية (الأرضية) التي قد تعمل بتيار أو جهد عالٍ. يجب أن تشمل موضوعات التدريب الإضافية الوقاية من الحرائق ، والتدريبات على الحرائق ، والتعامل مع الوقود ، وتسليم الأسلحة النارية ، عند الاقتضاء.

الإجراءات الوقائية في موقع العمل

تتطلب الاختبارات المستهدفة والمراحل المتقدمة من الاستكشاف معسكرات ميدانية أكبر واستخدام المعدات الثقيلة في موقع العمل. يجب السماح فقط للعمال المدربين أو الزوار المصرح لهم بالدخول إلى مواقع العمل التي تعمل فيها المعدات الثقيلة.

معدات ثقيلة. لا يجوز تشغيل المعدات الثقيلة إلا من قبل الأفراد المرخصين والمدربين بشكل صحيح. يجب أن يكون العمال يقظين باستمرار وألا يقتربوا أبدًا من المعدات الثقيلة ما لم يكونوا متأكدين من أن المشغل يعرف مكانهم ، وما ينوون القيام به ، والمكان الذي ينوون الذهاب إليه.

الشكل 3. أداة حفر محمولة على شاحنة في أستراليا

حد أدنى 020F4

وليامز س.ميتشل

منصات الحفر. يجب تدريب الطاقم بشكل كامل على الوظيفة. يجب أن يرتدوا معدات الحماية الشخصية المناسبة (مثل القبعات الصلبة والأحذية ذات الأصابع الفولاذية وحماية السمع والقفازات والنظارات الواقية والأقنعة الواقية من الغبار) وتجنب ارتداء الملابس الفضفاضة التي قد تعلق في الآلات. يجب أن تتوافق أجهزة الحفر مع جميع متطلبات السلامة (على سبيل المثال ، الواقيات التي تغطي جميع الأجزاء المتحركة للآلات ، وخراطيم الهواء عالية الضغط والمثبتة بمشابك وسلاسل أمان) (انظر الشكل 3). يجب أن يكون العمال على دراية بالظروف الزلقة أو الرطبة أو الدهنية أو الجليدية تحت الأقدام وأن تظل منطقة الحفر منظمة قدر الإمكان (انظر الشكل 4).

الشكل 4. الحفر الدوراني العكسي في بحيرة متجمدة في كندا

حد أدنى 020F6

وليام س.ميتشل

الحفريات. يجب إنشاء الحفر والخنادق للوفاء بإرشادات السلامة مع أنظمة الدعم أو خفض الجوانب إلى 45 درجة لردع الانهيار. لا ينبغي للعمال أبدًا العمل بمفردهم أو البقاء بمفردهم في حفرة أو خندق ، حتى لفترة قصيرة من الوقت ، حيث تنهار هذه الحفريات بسهولة وقد تدفن العمال.

المتفجرات. يجب أن يتعامل الأشخاص المدربون والمرخصون فقط مع المتفجرات. يجب اتباع اللوائح الخاصة بمناولة وتخزين ونقل المتفجرات وأجهزة التفجير بعناية.

تدابير وقائية في عبور التضاريس

يجب أن يكون عمال الاستكشاف مستعدين للتعامل مع التضاريس والمناخ في منطقتهم الميدانية. قد تشمل التضاريس الصحاري والمستنقعات والغابات أو التضاريس الجبلية للغابات أو الأنهار الجليدية وحقول الجليد. قد تكون الظروف ساخنة أو باردة وجافة أو رطبة. قد تشمل المخاطر الطبيعية البرق وحرائق الغابات والانهيارات الجليدية والانهيارات الطينية والفيضانات الخاطفة وما إلى ذلك. قد تشكل الحشرات والزواحف و / أو الحيوانات الكبيرة مخاطر تهدد الحياة.

يجب على العمال عدم المجازفة أو تعريض أنفسهم للخطر لتأمين العينات. يجب أن يتلقى الموظفون تدريباً على إجراءات العبور الآمنة للتضاريس والظروف المناخية التي يعملون فيها. إنهم بحاجة إلى تدريب البقاء على قيد الحياة للتعرف على انخفاض درجة حرارة الجسم وارتفاع الحرارة والجفاف ومكافحته. يجب على الموظفين العمل في أزواج وحمل ما يكفي من المعدات والطعام والماء (أو الوصول إلى مخبأ الطوارئ) لتمكينهم من قضاء ليلة غير متوقعة أو ليلتين في الميدان إذا نشأت حالة طارئة. يجب على العاملين الميدانيين الحفاظ على جداول اتصالات روتينية مع المعسكر الأساسي. يجب أن تكون جميع المعسكرات الميدانية قد أنشأت واختبرت خطط الاستجابة للطوارئ في حالة احتياج العمال الميدانيين إلى الإنقاذ.

إجراءات وقائية في النقل

تحدث العديد من الحوادث والحوادث أثناء النقل من وإلى موقع عمل الاستكشاف. تعد السرعة المفرطة و / أو استهلاك الكحول أثناء قيادة المركبات أو القوارب من مشكلات السلامة ذات الصلة.

مركبات. تشمل الأسباب الشائعة لحوادث المركبات الطرق الخطرة و / أو الظروف الجوية ، والمركبات المحملة بشكل زائد أو المحملة بشكل غير صحيح ، وممارسات القطر غير الآمنة ، وإرهاق السائق ، والسائقين غير المتمرسين والحيوانات أو الأشخاص على الطريق - خاصة في الليل. تشمل التدابير الوقائية اتباع تقنيات القيادة الدفاعية عند تشغيل أي نوع من المركبات. يجب على سائقي وركاب السيارات والشاحنات استخدام أحزمة الأمان واتباع إجراءات التحميل والسحب الآمنة. يجب فقط استخدام المركبات التي يمكنها العمل بأمان في التضاريس وظروف الطقس في المنطقة الميدانية ، على سبيل المثال ، المركبات ذات الدفع الرباعي ، والدراجات البخارية ذات العجلتين ، والمركبات متعددة التضاريس (ATVs) أو عربات الثلوج (انظر الشكل 4). يجب أن تخضع المركبات للصيانة الدورية وأن تحتوي على معدات مناسبة بما في ذلك معدات النجاة. يلزم ارتداء ملابس واقية وخوذة عند تشغيل دراجات رباعية الدفع أو دراجات بمحرك ثنائي العجلات.

الشكل 5. النقل الميداني الشتوي في كندا

حد أدنى 20F13

وليام س.ميتشل

الطائرات. يعتمد الوصول إلى المواقع البعيدة في كثير من الأحيان على الطائرات ذات الأجنحة الثابتة والمروحيات (انظر الشكل 6). يجب فقط إشراك الشركات المستأجرة التي لديها معدات جيدة الصيانة وسجل سلامة جيد. يوصى باستخدام الطائرات ذات المحركات التوربينية. يجب ألا يتجاوز الطيارون أبدًا العدد القانوني لساعات الطيران المسموح بها ، ويجب ألا يطيروا أبدًا عندما يكونون متعبين أو يُطلب منهم الطيران في ظروف جوية غير مقبولة. يجب على الطيارين الإشراف على التحميل المناسب لجميع الطائرات والامتثال لقيود الحمولة الصافية. لمنع وقوع الحوادث ، يجب تدريب عمال الاستكشاف على العمل بأمان حول الطائرات. يجب أن يتبعوا إجراءات الصعود والتحميل الآمنة. لا ينبغي لأحد أن يسير في اتجاه المراوح أو ريش الدوار ؛ هم غير مرئيين عند الحركة. يجب أن تبقى مواقع هبوط طائرات الهليكوبتر خالية من الحطام السائب الذي قد يتحول إلى مقذوفات محمولة جواً في السحب السفلي للشفرات الدوارة.

الشكل 6. تفريغ الإمدادات الميدانية من Twin Otter ، الأقاليم الشمالية الغربية ، كندا

حد أدنى 20F10

وليام س.ميتشل

حبال. غالبًا ما تستخدم المروحيات لنقل الإمدادات والوقود ومعدات الحفر والمعسكرات. تشمل بعض المخاطر الرئيسية التحميل الزائد ، أو الاستخدام غير الصحيح لمعدات القاذفة ، أو عدم صيانتها بشكل جيد ، أو مواقع العمل غير المرتبة مع الحطام أو المعدات التي قد تتفجر حولها ، أو الغطاء النباتي البارز أو أي شيء قد يعلق بالأحمال. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إجهاد الطيار ، ونقص تدريب الأفراد ، وسوء التواصل بين الأطراف المعنية (خاصة بين الطيار ورجل الأرض) والظروف الجوية الهامشية تزيد من مخاطر القذف. من أجل الرافعة الآمنة ومنع الحوادث ، يجب على جميع الأطراف اتباع إجراءات القذف الآمن وأن يكونوا في حالة تأهب تام ومطلعين جيدًا مع فهم المسؤوليات المتبادلة بوضوح. يجب ألا يتجاوز وزن الحمولة الرافعة قدرة الرفع للمروحية. يجب ترتيب الأحمال بحيث تكون آمنة ولن ينزلق أي شيء من شبكة الشحن. عند القذف بخط طويل جدًا (على سبيل المثال ، الغابة ، والمواقع الجبلية ذات الأشجار العالية جدًا) ، يجب استخدام كومة من جذوع الأشجار أو الصخور الكبيرة لوزن الرافعة في رحلة العودة لأنه لا ينبغي أبدًا الطيران باستخدام الرافعات الفارغة أو الحبال المتدلية من خطاف حبال. وقعت حوادث مميتة عندما اصطدمت حبال غير ثقيلة بذيل الهليكوبتر أو الدوار الرئيسي أثناء الطيران.

القوارب. قد يواجه العمال الذين يعتمدون على القوارب للنقل الميداني في المياه الساحلية والبحيرات الجبلية والجداول أو الأنهار مخاطر الرياح والضباب والمنحدرات والأمواج الضحلة والأشياء المغمورة أو شبه المغمورة. لمنع حوادث القوارب ، يجب على المشغلين معرفة حدود القوارب ومحركاتهم وقدرات القوارب الخاصة بهم وعدم تجاوزها. يجب استخدام أكبر وأسلم قارب متاح لهذه المهمة. يجب على جميع العمال ارتداء جهاز تعويم شخصي عالي الجودة (PFD) عند السفر و / أو العمل في قوارب صغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي جميع القوارب على جميع المعدات المطلوبة قانونًا بالإضافة إلى قطع الغيار والأدوات ومعدات النجاة والإسعافات الأولية ، كما يجب أن تحمل وتستخدم دائمًا مخططات وجداول مد وجزر محدثة.

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 15: 35

أنواع تعدين الفحم

يعتمد الأساس المنطقي لاختيار طريقة لتعدين الفحم على عوامل مثل التضاريس ، وهندسة التماس الفحم ، وجيولوجيا الصخور التي تعلوها والمتطلبات البيئية أو القيود. ومع ذلك ، تغلب العوامل الاقتصادية على هذه العوامل. وهي تشمل: توافر القوة العاملة المطلوبة وجودتها وتكاليفها (بما في ذلك توافر المشرفين والمديرين المدربين) ؛ ملاءمة الإسكان والتغذية والمرافق الترفيهية للعمال (خاصة عندما يقع المنجم على مسافة من المجتمع المحلي) ؛ توافر المعدات والآلات اللازمة والعمالة المدربة على تشغيلها ؛ توافر وتكاليف النقل للعمال ، والإمدادات الضرورية ، وإيصال الفحم إلى المستخدم أو المشتري ؛ توافر وتكلفة رأس المال اللازم لتمويل العملية (بالعملة المحلية) ؛ وسوق النوع المعين من الفحم المراد استخراجه (أي السعر الذي يمكن بيعه به). العامل الرئيسي هو نسبة التجريد، أي كمية المواد المثقلة التي يجب إزالتها بما يتناسب مع كمية الفحم التي يمكن استخلاصها ؛ مع زيادة هذا ، تصبح تكلفة التعدين أقل جاذبية. من العوامل المهمة ، لا سيما في التعدين السطحي ، والذي ، للأسف ، غالبًا ما يتم تجاهله في المعادلة ، هو تكلفة استعادة التضاريس والبيئة عند إغلاق عملية التعدين.

الصحة والسلامة

عامل حاسم آخر هو تكلفة حماية صحة وسلامة عمال المناجم. لسوء الحظ ، لا سيما في العمليات الصغيرة الحجم ، فبدلاً من وزنها في تقرير ما إذا كان يجب استخراج الفحم أو كيفية استخراجه ، غالبًا ما يتم تجاهل التدابير الوقائية اللازمة أو تغييرها بشكل قصير.

في الواقع ، على الرغم من وجود دائمًا مخاطر غير متوقعة - قد تأتي من العناصر بدلاً من عمليات التعدين - يمكن أن تكون أي عملية تعدين آمنة بشرط وجود التزام من جميع الأطراف بعملية آمنة.

مناجم الفحم السطحي

يتم إجراء التعدين السطحي للفحم من خلال مجموعة متنوعة من الأساليب اعتمادًا على التضاريس والمنطقة التي يتم فيها التعدين والعوامل البيئية. تتضمن جميع الطرق إزالة المواد المثقوبة للسماح باستخراج الفحم. في حين أن العمليات السطحية أكثر أمانًا بشكل عام من التعدين تحت الأرض ، إلا أنها تنطوي على بعض المخاطر المحددة التي يجب معالجتها. ومن أبرز هذه العوامل استخدام المعدات الثقيلة التي قد تنطوي ، بالإضافة إلى الحوادث ، على التعرض لأبخرة العادم والضوضاء والتلامس مع الوقود ومواد التشحيم والمذيبات. قد تؤدي الظروف المناخية ، مثل الأمطار الغزيرة والثلوج والجليد وضعف الرؤية والحرارة الزائدة أو البرودة إلى تفاقم هذه المخاطر. عندما يكون التفجير مطلوبًا لتفكيك التكوينات الصخرية ، يلزم اتخاذ احتياطات خاصة في تخزين المتفجرات ومناولتها واستخدامها.

تتطلب العمليات السطحية استخدام مقالب نفايات ضخمة لتخزين المنتجات المثقلة بالأعباء. يجب تنفيذ الضوابط المناسبة لمنع فشل التفريغ ولحماية الموظفين والجمهور العام والبيئة.

التعدين تحت الأرض

هناك أيضًا مجموعة متنوعة من طرق التعدين تحت الأرض. القاسم المشترك بينهم هو إنشاء أنفاق من السطح إلى طبقات الفحم واستخدام الآلات و / أو المتفجرات لاستخراج الفحم. بالإضافة إلى ارتفاع معدل الحوادث - يحتل تعدين الفحم مرتبة عالية في قائمة أماكن العمل الخطرة حيثما يتم الاحتفاظ بالإحصاءات - فإن احتمال وقوع حادث كبير ينطوي على خسائر متعددة في الأرواح موجود دائمًا في العمليات تحت الأرض. سببان رئيسيان لهذه الكوارث هما الكهوف بسبب الهندسة الخاطئة للأنفاق والانفجارات والحرائق بسبب تراكم الميثان و / أو المستويات القابلة للاشتعال من غبار الفحم المحمول جواً.

الميثان

الميثان شديد الانفجار بتركيزات من 5 إلى 15٪ وكان سبب العديد من كوارث التعدين. من الأفضل التحكم فيه من خلال توفير تدفق هواء كافٍ لتخفيف الغاز إلى مستوى أقل من نطاق انفجاره واستنفاده بسرعة من العمل. يجب مراقبة مستويات الميثان بشكل مستمر ووضع القواعد لإغلاق العمليات عندما يصل تركيزه إلى 1 إلى 1.5٪ ولإخلاء المنجم على الفور إذا وصل إلى مستويات 2 إلى 2.5٪.

غبار الفحم

بالإضافة إلى التسبب في مرض الرئة السوداء (الجمرة الخبيثة) إذا استنشقه عمال المناجم ، فإن غبار الفحم يكون متفجرًا عندما يختلط الغبار الناعم بالهواء ويشتعل. يمكن التحكم في غبار الفحم المحمول جواً عن طريق رش المياه وتهوية العادم. يمكن جمعه عن طريق ترشيح الهواء المعاد تدويره أو يمكن تحييده عن طريق إضافة غبار الحجر بكميات كافية لجعل خليط غبار الفحم / الهواء خاملًا.

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 15: 49

تقنيات التعدين تحت الأرض

توجد مناجم تحت الأرض في جميع أنحاء العالم تقدم مجموعة متنوعة من الأساليب والمعدات. يوجد ما يقرب من 650 منجمًا تحت الأرض ، يبلغ إنتاج كل منها سنويًا أكثر من 150,000 طن ، والتي تمثل 90 ٪ من إنتاج خام العالم الغربي. بالإضافة إلى ذلك ، تشير التقديرات إلى وجود 6,000 منجم أصغر ينتج كل منها أقل من 150,000 طن. كل منجم فريد من نوعه مع مكان عمل ومنشآت وأعمال تحت الأرض تمليها أنواع المعادن التي يتم البحث عنها والموقع والتكوينات الجيولوجية ، وكذلك من خلال اعتبارات اقتصادية مثل سوق المعادن الخاصة وتوافر الأموال للاستثمار. تعمل بعض المناجم بشكل مستمر منذ أكثر من قرن بينما بدأ البعض الآخر للتو.

تعد المناجم أماكن خطرة حيث تنطوي معظم الوظائف على عمالة شاقة. تتراوح المخاطر التي يواجهها العمال من كوارث مثل الكهوف والانفجارات والحرائق إلى الحوادث والتعرض للغبار والضوضاء والحرارة وغيرها. تعتبر حماية صحة العمال وسلامتهم أحد الاعتبارات الرئيسية في عمليات التعدين التي تتم بشكل صحيح ، وفي معظم البلدان ، تتطلبها القوانين واللوائح.

منجم تحت الأرض

المنجم تحت الأرض هو مصنع يقع في الصخر الصخري داخل الأرض حيث يعمل عمال المناجم لاستعادة المعادن المخبأة في الكتلة الصخرية. يقومون بالحفر والشحن والتفجير للوصول إلى الخام واستعادته ، أي الصخور التي تحتوي على مزيج من المعادن التي يمكن معالجة واحدة منها على الأقل في منتج يمكن بيعه بربح. يتم نقل الخام إلى السطح ليتم تكريره إلى مركز عالي الجودة.

يتطلب العمل داخل الكتلة الصخرية العميقة تحت السطح بنى تحتية خاصة: شبكة من الأعمدة والأنفاق والغرف المتصلة بالسطح وتسمح بحركة العمال والآلات والصخور داخل المنجم. العمود هو المدخل إلى تحت الأرض حيث تربط الانجرافات الجانبية بين محطة العمود ومحطات الإنتاج. المنحدر الداخلي هو انجراف مائل يربط المستويات تحت الأرض على ارتفاعات مختلفة (أي الأعماق). تحتاج جميع الفتحات الموجودة تحت الأرض إلى خدمات مثل تهوية العادم والهواء النقي والطاقة الكهربائية والمياه والهواء المضغوط والمصارف والمضخات لتجميع المياه الجوفية المتسربة ونظام اتصالات.

مصنع وأنظمة الرفع

هيكل الرأس عبارة عن مبنى مرتفع يحدد اللغم الموجود على السطح. إنه يقف مباشرة فوق العمود ، الشريان الرئيسي للمنجم الذي يدخل من خلاله عمال المناجم ويغادرون أماكن عملهم والذي يتم من خلاله إنزال الإمدادات والمعدات ورفع الخامات والنفايات إلى السطح. تختلف تركيبات العمود والرافعة حسب الحاجة إلى السعة والعمق وما إلى ذلك. يجب أن يحتوي كل لغم على عمودين على الأقل لتوفير طريق بديل للهروب في حالة الطوارئ.

تخضع حركة الرفع والعمود لقواعد صارمة. تم تصميم معدات الرفع (على سبيل المثال ، اللفاف والمكابح والحبال) بهوامش أمان كبيرة ويتم فحصها على فترات منتظمة. يتم فحص الجزء الداخلي للعمود بانتظام من قبل الأشخاص الذين يقفون فوق القفص ، وتؤدي أزرار التوقف في جميع المحطات إلى تشغيل فرامل الطوارئ.

تحجب البوابات الموجودة أمام العمود الفتحات عندما لا يكون القفص في المحطة. عندما يصل القفص ويصل إلى توقف كامل ، هناك إشارة تمسح بوابة الفتح. بعد دخول عمال المناجم القفص وإغلاق البوابة ، هناك إشارة أخرى تمسح القفص للتحرك لأعلى أو لأسفل العمود. تتنوع الممارسة: يمكن إعطاء أوامر الإشارة بواسطة مناقصة قفص أو ، باتباع الإرشادات المنشورة في كل محطة عمود ، قد يشير عمال المناجم إلى وجهات العمود لأنفسهم. يدرك عمال المناجم بشكل عام المخاطر المحتملة في ركوب الرافعة والحوادث نادرة الحدوث.

حفر الماس

يجب تحديد رواسب معدنية داخل الصخر قبل بدء التعدين. من الضروري معرفة مكان وجود الجسم الفضي وتحديد عرضه وطوله وعمقه لتحقيق رؤية ثلاثية الأبعاد للودائع.

يستخدم الحفر الماسي لاستكشاف كتلة الصخور. يمكن إجراء الحفر من السطح أو من الانجراف في المنجم تحت الأرض. مثقاب مرصع بالماس الصغير يقطع قلبًا أسطوانيًا يتم التقاطه في سلسلة الأنابيب التي تتبع الريشة. يتم استرداد اللب وتحليله لمعرفة ما هو موجود في الصخر. يتم فحص العينات الأساسية ويتم تقسيم الأجزاء المعدنية وتحليلها لمعرفة المحتوى المعدني. هناك حاجة لبرامج حفر مكثفة لتحديد مواقع الرواسب المعدنية ؛ يتم حفر الثقوب على فترات أفقية ورأسية لتحديد أبعاد الجسم الفلكي (انظر الشكل 1).

الشكل 1. نمط الحفر ، منجم Garpenberg ، منجم الرصاص والزنك ، السويد

حد أدنى 040F4

تطوير المناجم

يتضمن تطوير المناجم الحفريات اللازمة لإنشاء البنية التحتية اللازمة لإنتاج الحجارة والتحضير لاستمرارية العمليات في المستقبل. تشمل العناصر الروتينية ، التي تنتجها تقنية الحفر والتنقيب والحفر ، الانجرافات الأفقية ، والمنحدرات المائلة ، والارتفاعات الرأسية أو المائلة.

رمح غرق

ينطوي غرق العمود على حفر الصخور التي تتقدم لأسفل وعادة ما يتم تعيينها للمقاولين بدلاً من أن يقوم بها موظفو المنجم. إنها تتطلب عمالًا ذوي خبرة ومعدات خاصة ، مثل إطار رأس غارق في العمود ، ورافعة خاصة مع دلو كبير معلق في الحبل وجهاز جرف بعمود الصبار.

يتعرض طاقم غرق العمود لمجموعة متنوعة من المخاطر. إنهم يعملون في قاع حفر عمودية عميقة. يجب أن يشترك الناس والمواد والصخور المنفجرة في الدلو الكبير. الناس في أسفل العمود ليس لديهم مكان للاختباء من الأجسام المتساقطة. من الواضح أن غرق العمود ليس عملاً لعديمي الخبرة.

الانجراف والتزلج

الانجراف هو نفق وصول أفقي يستخدم لنقل الصخور والخامات. التنقيب عن الانجراف هو نشاط روتيني في تطوير المنجم. في المناجم الميكانيكية ، يتم استخدام جامبو الحفر الكهروهيدروليكي ثنائي الذراع لحفر الوجه. ملامح الانجراف النموذجية هي 16.0 م2 في القسم ويتم حفر الوجه حتى عمق 4.0 متر. يتم شحن الثقوب بالهواء المضغوط بزيت وقود نترات الأمونيوم المتفجر (ANFO) المتفجر ، من شاحنة شحن خاصة. يتم استخدام مفجرات غير كهربائية (Nonel) قصيرة التأخير.

يتم الجرف بمركبات LHD (تحميل - تفريغ - تفريغ) (انظر الشكل 2) بسعة دلو تبلغ حوالي 3.0 م3. يتم نقل الوحل مباشرة إلى نظام تمرير الخام ونقله إلى الشاحنة لمسافات أطول. المنحدرات هي ممرات تربط مستوى أو أكثر على درجات تتراوح من 1: 7 إلى 1:10 (درجة شديدة الانحدار مقارنة بالطرق العادية) توفر قوة جر مناسبة للمعدات الثقيلة ذاتية الدفع. غالبًا ما يتم دفع المنحدرات في حلزوني صاعد أو هابط ، على غرار الدرج الحلزوني. يعد حفر المنحدرات أمرًا روتينيًا في جدول تطوير المنجم ويستخدم نفس المعدات التي يستخدمها الانجراف.

الشكل 2. محمل LHD

حد أدنى 040F6

أطلس كوبكو

رفع

الرافعة هي فتحة رأسية أو شديدة الانحدار تصل بين مستويات مختلفة في المنجم. قد يكون بمثابة مدخل سلم إلى المحطات ، كممر خام أو كمجرى هوائي في نظام تهوية المنجم. التنشئة مهمة صعبة وخطيرة ولكنها ضرورية. تختلف طرق الرفع من الحفر اليدوي البسيط والتفجير إلى الحفر الميكانيكي للصخور باستخدام آلات الحفر الصاعد (RBMs) (انظر الشكل 3).

الشكل 3. طرق رفع

حد أدنى 040F3

رفع يدوي

يعد الرفع اليدوي عملاً صعبًا وخطيرًا ويتطلب جهدًا بدنيًا ويتحدى خفة الحركة والقوة والقدرة على التحمل. إنها مهمة يتم تكليفها فقط بعمال المناجم ذوي الخبرة في حالة بدنية جيدة. كقاعدة عامة ، يتم تقسيم قسم الرفع إلى جزأين بواسطة جدار خشبي. يتم إبقاء أحدهما مفتوحًا للسلم المستخدم للتسلق إلى الوجه ، وأنابيب الهواء ، وما إلى ذلك. والآخر يملأ بالصخور من التفجير الذي يستخدمه عامل المنجم كمنصة عند حفر الجولة. يتم تمديد فراق الأخشاب بعد كل جولة. يشمل العمل تسلق السلم ، والأخشاب ، وحفر الصخور والتفجير ، وكل ذلك يتم في مساحة ضيقة وسيئة التهوية. يتم تنفيذ كل ذلك بواسطة عامل منجم واحد ، حيث لا يوجد مكان للمساعد. تبحث المناجم عن بدائل لطرق الرفع اليدوي الخطرة والشاقة.

متسلق الرفع

متسلق الرفع هو وسيلة تتجنب تسلق السلم والكثير من صعوبة الطريقة اليدوية. تتسلق هذه المركبة الارتفاع على سكة توجيه مثبتة بمسامير في الصخر وتوفر منصة عمل قوية عندما يقوم عامل المنجم بالحفر في الجولة أعلاه. يمكن حفر الرافعات العالية جدًا باستخدام متسلق الرفع مع تحسين الأمان بشكل كبير مقارنة بالطريقة اليدوية. ومع ذلك ، لا تزال أعمال التنقيب مهمة خطيرة للغاية.

آلة الحفر الصاعد

آلة RBM هي آلة قوية تكسر الصخور ميكانيكيًا (انظر الشكل 4). يتم تركيبه فوق الارتفاع المخطط له ويتم حفر ثقب تجريبي يبلغ قطره حوالي 300 مم لاختراق هدف مستوى أدنى. يتم استبدال المثقاب التجريبي برأس موسع الثقوب بقطر الرفع المقصود ويتم وضع RBM في الاتجاه المعاكس ، وتدوير وسحب رأس المثقاب لأعلى لإنشاء ارتفاع دائري بالحجم الكامل.

الشكل 4. رفع آلة الحفر

حد أدنى 040F7

أطلس كوبكو

التحكم من الأرض

يعد التحكم الأرضي مفهومًا مهمًا للأشخاص الذين يعملون داخل كتلة صخرية. إنه مهم بشكل خاص في المناجم الآلية التي تستخدم معدات ذات إطارات مطاطية حيث تكون فتحات الانجراف 25.0 مترًا2 في القسم ، على عكس المناجم ذات الانجرافات بالسكك الحديدية حيث تكون عادةً 10.0 مترًا فقط2. السقف الذي يبلغ ارتفاعه 5.0 متر مرتفع جدًا بحيث لا يستخدم عامل المنجم شريط قياس للتحقق من احتمال سقوط الصخور.

يتم استخدام تدابير مختلفة لتأمين السقف في الفتحات الموجودة تحت الأرض. في عملية التفجير السلس ، يتم حفر ثقوب محيطية بشكل وثيق مع بعضها البعض ويتم شحنها بمتفجرات منخفضة القوة. ينتج عن الانفجار محيط سلس دون كسر الصخور الخارجية.

ومع ذلك ، نظرًا لوجود شقوق غالبًا في كتلة الصخور لا تظهر على السطح ، فإن سقوط الصخور يمثل خطرًا دائمًا. يتم تقليل المخاطر عن طريق الصدع الصخري ، أي إدخال قضبان فولاذية في ثقوب التجويف وتثبيتها. يعمل الترباس الصخري على تثبيت الكتلة الصخرية معًا ، ويمنع الشقوق من الانتشار ، ويساعد على استقرار كتلة الصخور ويجعل البيئة تحت الأرض أكثر أمانًا.

طرق التعدين تحت الأرض

يتأثر اختيار طريقة التعدين بشكل وحجم رواسب الخام ، وقيمة المعادن الموجودة ، وتكوين واستقرار وقوة كتلة الصخور ومتطلبات الإنتاج وظروف العمل الآمنة (التي تتعارض أحيانًا ). بينما تطورت أساليب التعدين منذ العصور القديمة ، تركز هذه المقالة على تلك المستخدمة في المناجم شبه الآلية بالكامل خلال أواخر القرن العشرين. كل منجم فريد من نوعه ، لكنهم جميعًا يشاركون أهداف مكان عمل آمن وعملية تجارية مربحة.

تعدين الغرف والأعمدة المسطحة

ينطبق التعدين في الغرفة والأعمدة على التمعدن المجدول مع الانحدار الأفقي إلى المعتدل بزاوية لا تتجاوز 20 درجة (انظر الشكل 5). غالبًا ما تكون الرواسب من أصل رسوبي وغالبًا ما تكون الصخور في كل من الجدار المعلق والتمعدن في الكفاءة (مفهوم نسبي هنا حيث أن عمال المناجم لديهم خيار تثبيت مسامير صخرية لتعزيز السقف حيث يكون استقراره موضع شك). الغرفة والعمود هي إحدى الطرق الرئيسية لتعدين الفحم تحت الأرض.

الشكل 5. تعدين الغرفة والأعمدة لجسم صلب مسطح

حد أدنى 040F1

تستخرج الغرفة والعمود جسمًا فلكيًا عن طريق الحفر الأفقي الذي يتقدم على طول واجهة متعددة الوجوه ، وتشكل غرفًا فارغة خلف واجهة الإنتاج. تُترك الأعمدة ، أجزاء من الصخور ، بين الغرف للحفاظ على السقف من الكهوف. النتيجة المعتادة هي نمط منتظم من الغرف والأعمدة ، يمثل حجمها النسبي حلاً وسطًا بين الحفاظ على استقرار الكتلة الصخرية واستخراج أكبر قدر ممكن من الخام. يتضمن ذلك تحليلًا دقيقًا لقوة الأعمدة وسعة امتداد طبقات السقف وعوامل أخرى. تستخدم مسامير الصخور بشكل شائع لزيادة قوة الصخور في الأعمدة. تعمل المحطات الملغومة كطرق للشاحنات التي تنقل الخام إلى صندوق تخزين المنجم.

يتم حفر وجه المنحدر ذي الغرفة والعمود وتفجيره كما هو الحال في الانجراف. يتوافق عرض المنحدر والارتفاع مع حجم الانجراف ، والذي يمكن أن يكون كبيرًا جدًا. يتم استخدام حفار جامبو إنتاجي كبير في مناجم الارتفاع الطبيعي ؛ تستخدم الحفارات المدمجة عندما يكون الخام أقل من 3.0 متر. يتم استخراج الهيكل المعدني السميك بخطوات تبدأ من الأعلى بحيث يمكن تثبيت السقف على ارتفاع مناسب لعمال المناجم. يتم استرداد المقطع أدناه في شرائح أفقية ، عن طريق حفر ثقوب مسطحة وتفجير ضد الفضاء أعلاه. يتم تحميل الخام على الشاحنات في الوجه. عادة ، يتم استخدام اللوادر الأمامية العادية والشاحنات القلابة. بالنسبة للمناجم منخفضة الارتفاع ، تتوفر شاحنات مناجم خاصة ومركبات LHD.

الغرفة والعمود هي طريقة تعدين فعالة. تعتمد السلامة على ارتفاع الغرف المفتوحة ومعايير التحكم الأرضي. تتمثل المخاطر الرئيسية في الحوادث الناجمة عن سقوط الصخور والمعدات المتحركة.

التعدين المنحدر للغرفة والأعمدة

الغرفة والعمود المائل ينطبق على التمعدن المجدول بزاوية أو تراجع من 15 درجة و 30 درجة إلى الأفقي. هذه زاوية شديدة الانحدار بحيث لا يمكن للمركبات ذات الإطارات المطاطية أن تتسلقها وهي مسطحة للغاية بحيث لا تسمح للجاذبية بتدفق الصخور.

النهج التقليدي للجسد المائل يعتمد على العمل اليدوي. يقوم عمال المناجم بحفر ثقوب في المحطات باستخدام تدريبات الصخور اليدوية. يتم تنظيف الجذع باستخدام كاشطات الكسارة.

المنحدر المائل مكان صعب للعمل. يتعين على عمال المناجم أن يتسلقوا الأكوام شديدة الانحدار من الصخور المتفجرة حاملين معهم تدريبات الصخور الخاصة بهم وبكرة السحب والأسلاك الفولاذية. بالإضافة إلى سقوط الصخور والحوادث ، هناك مخاطر الضوضاء والغبار والتهوية والحرارة غير الكافية.

عندما تكون رواسب الخام المائلة قابلة للتكيف مع الميكنة ، يتم استخدام "تعدين غرفة التدرج". يعتمد هذا على تحويل جدار القدم "الانحدار الصعب" إلى "سلم" بخطوات بزاوية ملائمة للآلات التي لا تتبع مسارًا. يتم إنتاج الخطوات بواسطة نمط ماسي من التوقفات وطرق النقل عند الزاوية المحددة عبر الجسم الفضي.

يبدأ استخلاص الخام بمحركات جذرية أفقية ، متفرعة من انجراف الوصول والنقل المشترك. المنحدر الأولي أفقي ويتبع الجدار المعلق. يبدأ المنحدر التالي بمسافة قصيرة لأسفل ويتبع نفس المسار. يتم تكرار هذا الإجراء مع التحرك إلى أسفل لإنشاء سلسلة من الخطوات لاستخراج الجسم الفلكي.

تُترك أقسام من التمعدن لدعم الجدار المعلق. يتم ذلك عن طريق تعدين محركين أو ثلاثة محركات جذرية متجاورة إلى الطول الكامل ثم البدء في دفع المنحدر التالي خطوة واحدة لأسفل ، تاركًا عمودًا ممدودًا بينهما. يمكن لاحقًا استعادة أقسام هذا العمود كقواطع يتم حفرها ونفخها من السيقان أدناه.

تتكيف المعدات الحديثة التي لا تتبع للمسار بشكل جيد مع التعدين في غرفة التدرج. يمكن أن يكون التوقف آليًا بالكامل ، باستخدام معدات متحركة قياسية. يتم تجميع الخام المتفجر في المحطات بواسطة مركبات LHD ونقله إلى شاحنة التعدين لنقله إلى ممر العمود / الخام. إذا لم يكن الحاجز مرتفعًا بما يكفي لتحميل الشاحنات ، فيمكن ملء الشاحنات في فتحات تحميل خاصة محفورة في محرك النقل.

توقف الانكماش

قد يُطلق على وقف الانكماش طريقة تعدين "كلاسيكية" ، ربما كانت أكثر طرق التعدين شيوعًا في معظم القرن الماضي. تم استبداله إلى حد كبير بالطرق الآلية ولكنه لا يزال يستخدم في العديد من المناجم الصغيرة حول العالم. إنه قابل للتطبيق على الرواسب المعدنية ذات الحدود المنتظمة والغطس الحاد المستضاف في كتلة صخرية مختصة. أيضًا ، يجب ألا يتأثر الخام المتفجر بالتخزين في المنحدرات (على سبيل المثال ، تميل خامات الكبريتيد إلى التأكسد والتحلل عند تعرضها للهواء).

وتتمثل الميزة الأكثر بروزًا في استخدام تدفق الجاذبية لمناولة الخام: يسقط الخام من المحطات مباشرة في عربات السكك الحديدية عبر المزالق التي تتجنب التحميل اليدوي ، وهي الوظيفة الأكثر شيوعًا والأقل شهرة في مجال التعدين. حتى ظهور مجرفة الصخور الهوائية في الخمسينيات من القرن الماضي ، لم تكن هناك آلة مناسبة لتحميل الصخور في المناجم تحت الأرض.

توقف الانكماش يستخرج الخام في شرائح أفقية ، بدءًا من قيعان المنحدرات وتتقدم لأعلى. تظل معظم الصخور المنفجرة في العمود توفر منصة عمل لثقوب حفر عمال المناجم في السقف وتعمل على الحفاظ على ثبات جدران العمود. نظرًا لأن التفجير يزيد من حجم الصخر بحوالي 60٪ ، يتم سحب حوالي 40٪ من الخام في القاع أثناء التوقف من أجل الحفاظ على مساحة عمل بين قمة الوحل والسقف. يتم سحب الخام المتبقي بعد وصول التفجير إلى الحد الأعلى للحجم.

إن ضرورة العمل من أعلى الكومة ووصول السلم المرتفع تمنع استخدام المعدات الميكانيكية في المنحدر. لا يجوز استخدام سوى المعدات الخفيفة بدرجة كافية ليتعامل معها عامل المنجم بمفرده. إن المثقاب الهوائي والصخور ، بوزن إجمالي 45 كجم ، هو الأداة المعتادة لحفر عمود الانكماش. يقف عامل المنجم على قمة كتلة الوحل ، ويلتقط الحفر / التغذية ، ويرسي الساق ، ويثبِّت مثقاب الصخور / حفر الصلب على السقف ويبدأ الحفر ؛ إنه ليس عملاً سهلاً.

التعدين بالقطع والحشو

يعد التعدين بالقطع والتعبئة مناسبًا للغمس الشديد في الرواسب المعدنية الموجودة في كتلة صخرية ذات ثبات جيد إلى متوسط. يزيل الركاز في شرائح أفقية بدءًا من القطع السفلي ويتقدم لأعلى ، مما يسمح بتعديل حدود الحواف لتتبع التمعدن غير المنتظم. يسمح ذلك بتعدين الأقسام عالية الجودة بشكل انتقائي ، مع ترك خام منخفض الدرجة في مكانه.

بعد تنظيف الجذع ، يتم ردم المساحة الملغومة لتشكيل منصة عمل عند تعدين الشريحة التالية ولإضفاء الثبات على جدران الصخر.

يشتمل تطوير التعدين بالقطع والحشو في بيئة غير مطروقة على محرك نقل بحائط قدم على طول الجسم الفضي في المستوى الرئيسي ، مع توفير مصارف للردم الهيدروليكي ، ومنحدر حلزوني محفور في جدار القدم مع مدخلات وصول إلى السدادات والرفع من الحاجز إلى المستوى أعلاه للتهوية وتعبئة النقل.

رفع اليد توقف يستخدم مع القطع والحشو ، مع كل من الصخور الجافة والرمل الهيدروليكي كمواد ردم. يعني مصطلح Overhand أن الخام يتم حفره من الأسفل عن طريق نسف شريحة بسمك 3.0 متر إلى 4.0 متر. يسمح ذلك بحفر منطقة المنحدر بالكامل وتفجير العمود بالكامل دون انقطاع. يتم حفر الثقوب "العلوية" باستخدام مثاقب عربة بسيطة.

يؤدي الحفر والتفجير إلى ترك سطح صخري خشن للسقف ؛ بعد التخلص من الجراثيم ، سيكون ارتفاعها حوالي 7.0 متر. قبل السماح لعمال المناجم بدخول المنطقة ، يجب تأمين السقف عن طريق تقليم منحنيات السقف بتفجير سلس وما تلاه من تحجيم للصخور السائبة. يتم ذلك من قبل عمال المناجم باستخدام تدريبات الصخور اليدوية التي تعمل من كتلة الطين.

In توقف أمامي، يتم استخدام معدات غير مطروقة لإنتاج الخام. تستخدم مخلفات الرمل للردم وتوزع في محطات تحت الأرض عبر أنابيب بلاستيكية. تمتلئ المحطات بالكامل تقريبًا ، مما يخلق سطحًا يصعب اجتيازه بواسطة المعدات ذات الإطارات المطاطية. يتم تصنيع الحزم آليًا بالكامل باستخدام مركبات الجامبو المنجرفة ومركبات LHD. وجه المنحدر عبارة عن جدار عمودي بطول 5.0 متر عبر المنحدر مع فتحة 0.5 متر تحته. يتم حفر ثقوب أفقية يبلغ طولها خمسة أمتار في الوجه ويتم تفجير الخام مقابل الفتحة السفلية المفتوحة.

تعتمد الحمولة الناتجة عن انفجار واحد على مساحة الوجه ولا تقارن بتلك الناتجة عن انفجار المنحدر العلوي. ومع ذلك ، فإن ناتج المعدات غير المجنزرة متفوق بشكل كبير على الطريقة اليدوية ، بينما يمكن تحقيق التحكم في السقف عن طريق الحفار الجامبو الذي يحفر ثقوبًا ذات انفجار سلس مع انفجار العمود. مزودة بدلو كبير الحجم وإطارات كبيرة ، مركبة LHD ، أداة متعددة الاستخدامات للجرح والنقل ، تنتقل بسهولة على سطح التعبئة. في المنحدر المزدوج ، يقوم الحفار الجامبو بإشراكه على جانب واحد بينما يعالج LHD مجموعة الوحل في الطرف الآخر ، مما يوفر الاستخدام الفعال للمعدات ويعزز ناتج الإنتاج.

توقف المستوى الفرعي يزيل الخام في المحطات المفتوحة. يسمح ردم المحطات بالتعبئة الموحدة بعد التعدين لعمال المناجم بالعودة في وقت لاحق لاستعادة الأعمدة بين المحطات ، مما يتيح معدل استرداد مرتفع للغاية للرواسب المعدنية.

إن التطوير لإيقاف المستوى الثانوي واسع النطاق ومعقد. ينقسم الجسم السماوي إلى أقسام بارتفاع رأسي يبلغ حوالي 100 متر حيث يتم تحضير المستويات الفرعية وتوصيلها عبر منحدر مائل. يتم تقسيم أقسام الهيكل الخارجي أيضًا بشكل جانبي في محطات وأعمدة متناوبة ويتم إنشاء محرك نقل البريد في جدار القدم ، في الجزء السفلي ، مع قواطع لتحميل نقطة السحب.

عندما يتم تعدينها ، فإن ستوب المستوى الفرعي سيكون فتحة مستطيلة عبر الجسم الفضي. الجزء السفلي من المنحدر على شكل حرف V لتوجيه المادة المفجرة إلى نقاط السحب. يتم تحضير جرافات الحفر لجهاز الحفر الطويل على المستويات الفرعية العليا (انظر الشكل 6).

الشكل 6. توقف المستوى الفرعي باستخدام الحفر الدائري والتحميل المتقاطع

حد أدنى 040F2

يتطلب التفجير مساحة للصخرة لتتوسع في الحجم. يتطلب ذلك إعداد فتحة يبلغ عرضها بضعة أمتار قبل بدء التفجير ذي الفتحة الطويلة. يتم تحقيق ذلك عن طريق توسيع الرفع من أسفل إلى أعلى المنحدر إلى فتحة كاملة.

بعد فتح الفتحة ، تبدأ الحفارة طويلة الثقب (انظر الشكل 7) في حفر الإنتاج في انجرافات سفلية باتباع خطة مفصلة بدقة صممها خبراء التفجير والتي تحدد جميع ثقوب الانفجار ، وموضع الترقوة ، وعمق الثقوب واتجاهها. يستمر جهاز الحفر في الحفر حتى يتم الانتهاء من جميع الحلقات على مستوى واحد. ثم يتم نقله إلى المستوى الفرعي التالي لمواصلة الحفر. في هذه الأثناء ، يتم شحن الثقوب ونمط الانفجار الذي يغطي مساحة كبيرة داخل الجذع يكسر كمية كبيرة من الخام في انفجار واحد. يسقط الخام المتفجر إلى قاع المنحدر ليتم استعادته بواسطة جرف مركبات LHD في نقطة التعادل أسفل المحطة. عادة ، يظل الحفر طويل الفتحة متقدمًا على الشحن والتفجير ، مما يوفر احتياطيًا من الخام الجاهز للانفجار ، مما يجعل جدول الإنتاج فعالاً.

الشكل 7. جهاز حفر حفرة طويلة

حد أدنى 040F8

أطلس كوبكو

وقف المستوى الفرعي هو طريقة تعدين منتجة. يتم تعزيز الكفاءة من خلال القدرة على استخدام منصات إنتاجية ميكانيكية بالكامل للحفر طويل الفتحة بالإضافة إلى حقيقة أنه يمكن استخدام الحفارة بشكل مستمر. كما أنها آمنة نسبيًا لأن القيام بالحفر داخل الانجرافات الفرعية والجرف من خلال نقاط السحب يزيل التعرض لسقوط الصخور المحتمل.

التعدين المتراجع عن الحفرة العمودية

مثل إيقاف الانكماش ووقف المستوى الثانوي ، فإن التعدين الرأسي للحفرة (VCR) قابل للتطبيق على التمعدن في طبقات شديدة الانحدار. ومع ذلك ، فإنه يستخدم تقنية نسف مختلفة تكسير الصخور بشحنات ثقيلة مركزة موضوعة في ثقوب ("فوهات") بقطر كبير جدًا (حوالي 165 ملم) على بعد حوالي 3 أمتار من سطح صخري حر. يكسر التفجير فتحة على شكل مخروطي في الكتلة الصخرية حول الحفرة ويسمح للمادة المتفجرة بالبقاء في العمود خلال مرحلة الإنتاج بحيث يمكن أن تساعد حشوة الصخور في دعم جدران العمود. الحاجة إلى استقرار الصخور أقل مما كانت عليه في التوقف المستوى الفرعي.

إن تطوير تعدين VCR مشابه لذلك الخاص بالتوقف بمستوى ثانوي باستثناء الحاجة إلى عمليات حفر مفرطة القطع وتحت القطع. هناك حاجة إلى القطع الزائد في المرحلة الأولى لاستيعاب الحفارة التي تقوم بحفر ثقوب الانفجار ذات القطر الكبير وللوصول أثناء شحن الثقوب والتفجير. قدمت الحفريات السفلية السطح الحر اللازم لتفجير VCR. قد يوفر أيضًا وصولًا لمركبة LHD (يتم تشغيلها عن طريق التحكم عن بعد مع بقاء المشغل خارج المنحدر) لاستعادة الخام المنفجر من نقاط السحب الموجودة أسفل المنصة.

يستخدم انفجار VCR المعتاد ثقوبًا في نمط 4.0 × 4.0 متر موجه رأسياً أو مائلاً بشدة مع شحنات موضوعة بعناية على مسافات محسوبة لتحرير السطح تحتها. تتعاون الشحنات لقطع شريحة خام أفقية يبلغ سمكها حوالي 3.0 متر. سقطت الصخرة المنفجرة في المنحدر تحتها. من خلال التحكم في معدل الجرف ، يظل الجذع ممتلئًا جزئيًا بحيث يساعد ملء الصخر في تثبيت جدران العمود خلال مرحلة الإنتاج. يكسر الانفجار الأخير القطع الزائد في الجذع ، وبعد ذلك يتم تنظيف الجذع وتجهيزه لملء الظهر.

غالبًا ما تستخدم ألغام VCR نظامًا من المحطات الأولية والثانوية للجسد الفلكي. يتم تعدين المحطات الأولية في المرحلة الأولى ، ثم ردمها بالحشو الأسمنتي. يتم ترك نقطة التعبئة لتوحيدها. ثم يعود عمال المناجم ويستعيدون الخام الموجود في الأعمدة بين المحطات الرئيسية ، المحطات الثانوية. ينتج عن هذا النظام ، جنبًا إلى جنب مع الردم الأسمنتي ، استرداد ما يقرب من 100 ٪ من احتياطيات الخام.

رضوخ المستوى الفرعي

ينطبق التجويف ذو المستوى الفرعي على الرواسب المعدنية ذات الانحدار الحاد إلى المتوسط ​​والامتداد الكبير في العمق. يجب أن يتكسر الخام إلى كتلة يمكن التحكم فيها عن طريق التفجير. سوف ينهار الجدار المعلق بعد استخلاص الخام وستهدأ الأرض على السطح فوق الجسم الفلكي. (يجب أن تكون محصنة لمنع أي فرد من دخول المنطقة).

يعتمد التجويف ذو المستوى الفرعي على تدفق الجاذبية داخل كتلة صخرية متكسرة تحتوي على كل من الخام والصخور. يتم تكسير الكتلة الصخرية أولاً عن طريق الحفر والتفجير ثم يتم التخلص منها من خلال عناوين الانجراف أسفل الكهف الكتلي الصخري. وهي مؤهلة كطريقة تعدين آمنة لأن عمال المناجم يعملون دائمًا داخل فتحات بحجم الانجراف.

يعتمد التجويف ذو المستوى الفرعي على المستويات الفرعية ذات الأنماط المنتظمة للانحرافات المحضرة داخل الجسم الفلكي بتباعد رأسي قريب إلى حد ما (من 10.0 م إلى 20 0 م). تخطيط الانجراف هو نفسه في كل مستوى فرعي (على سبيل المثال ، محركات الأقراص المتوازية عبر الجسم الفضي من محرك نقل جدار القدم إلى الجدار المعلق) ولكن الأنماط الموجودة في كل مستوى فرعي غير مضبوطة قليلاً بحيث تكون الانجرافات على مستوى أدنى تقع بين الانجرافات على المستوى الفرعي فوقه. سيظهر المقطع العرضي نمطًا ماسيًا مع انجرافات في تباعد رأسي وأفقي منتظم. وبالتالي ، فإن تطوير رضوخ المستوى الفرعي واسع النطاق. ومع ذلك ، فإن التنقيب عن طريق الانجراف هو مهمة مباشرة يمكن أن تتم آليًا بسهولة. العمل على عناوين انجراف متعددة على عدة مستويات فرعية يفضل الاستخدام العالي للمعدات.

عند اكتمال تطوير المستوى الفرعي ، يتحرك جهاز الحفر ذي الفتحة الطويلة لحفر ثقوب الانفجار في نمط انتشار المروحة في الصخر أعلاه. عندما تكون جميع فتحات الانفجار جاهزة ، يتم نقل جهاز الحفر ذي الفتحة الطويلة إلى المستوى الفرعي أدناه.

يكسر الانفجار ذو الفتحة الطويلة الكتلة الصخرية فوق مستوى الانجراف الفرعي ، ويبدأ كهفًا يبدأ عند ملامسة الجدار المعلق ويتراجع نحو جدار القدم متبعًا جبهة مستقيمة عبر الجسم الفضي على المستوى الفرعي. سيظهر القسم الرأسي سلمًا حيث يكون كل مستوى فرعي علوي متقدمًا بخطوة واحدة عن المستوى الفرعي أدناه.

يملأ الانفجار الواجهة الأمامية بمزيج من الخام والنفايات. عندما تصل مركبة LHD ، يحتوي الكهف على 100٪ خام. مع استمرار التحميل ، ستزداد نسبة النفايات الصخرية تدريجياً حتى يقرر المشغل أن تخفيف النفايات مرتفع للغاية ويتوقف عن التحميل. عندما ينتقل اللودر إلى الانجراف التالي لمواصلة الجرف ، يدخل المدفع لتحضير الحلقة التالية من الثقوب للتفجير.

يعتبر التخلص من المستويات الفرعية تطبيقًا مثاليًا لمركبة LHD. متوفر بأحجام مختلفة لتلبية مواقف معينة ، فهو يملأ الدلو ، ويسافر حوالي 200 متر ، ويفرغ الجرافة في ممر الخام ويعود لحمولة أخرى.

يتميز التجويف ذو المستوى الفرعي بتصميم تخطيطي مع إجراءات عمل متكررة (تطوير الانجراف ، والحفر طويل الثقب ، والشحن والتفجير ، والتحميل والنقل) التي يتم تنفيذها بشكل مستقل. يسمح هذا للإجراءات بالانتقال باستمرار من مستوى فرعي إلى آخر ، مما يسمح بالاستخدام الأكثر كفاءة لأطقم العمل والمعدات. في الواقع ، يعتبر المنجم مشابهًا لمصنع مقسم. ومع ذلك ، فإن التعدين دون المستوى ، كونه أقل انتقائية من الطرق الأخرى ، لا ينتج عنه معدلات استخراج فعالة بشكل خاص. يحتوي الكهف على حوالي 20 إلى 40٪ من النفايات مع فقدان خام يتراوح من 15 إلى 25٪.

كتلة الكهوف

تجويف الكتلة هو طريقة واسعة النطاق قابلة للتطبيق على التمعدن بترتيب 100 مليون طن في جميع الاتجاهات الموجودة في كتل الصخور القابلة للتجويف (أي مع الضغوط الداخلية التي ، بعد إزالة العناصر الداعمة في كتلة الصخور ، تساعد تكسير الكتلة الملغومة). إنتاج سنوي يتراوح من 10 إلى 30 مليون طن هو العائد المتوقع. تحد هذه المتطلبات من تجويف الكتل إلى عدد قليل من الرواسب المعدنية المحددة. في جميع أنحاء العالم ، توجد مناجم لاستكشاف الكتل تستغل الرواسب التي تحتوي على النحاس والحديد والموليبدينوم والماس.

حظر يشير إلى تخطيط التعدين. ينقسم الجسم أوربي إلى أقسام كبيرة ، كتل ، كل منها يحتوي على حمولة كافية لسنوات عديدة من الإنتاج. يتم إحداث التجويف عن طريق إزالة القوة الداعمة للكتلة الصخرية الموجودة أسفل الكتلة مباشرة عن طريق قطع سفلي ، وهو جزء ارتفاعه 15 مترًا من الصخور المكسورة عن طريق الحفر طويل الأمد والتفجير. تخلق الضغوط الناتجة عن القوى التكتونية الطبيعية ذات الحجم الكبير ، مثل تلك التي تسبب الحركات القارية ، شقوقًا في الكتلة الصخرية ، وتكسر الكتل ، ونأمل أن تمر فتحات نقطة التعادل في المنجم. ومع ذلك ، غالبًا ما تحتاج الطبيعة إلى مساعدة عمال المناجم للتعامل مع الصخور الضخمة.

يتطلب التحضير لكتل ​​الكهوف تخطيطًا طويل المدى وتطويرًا أوليًا شاملاً يتضمن نظامًا معقدًا من الحفريات أسفل الكتلة. هذه تختلف مع الموقع. وهي تشمل عمومًا أجراس السحب ، والأجراس السفلية ، والسيطرة على الصخور الضخمة وممرات الركاز التي تنقل الخام إلى تحميل القطار.

أجراس السحب عبارة عن فتحات مخروطية يتم حفرها أسفل الركيزة التي تجمع الخام من مساحة كبيرة وتوجهها إلى نقطة الرسم عند مستوى الإنتاج أدناه. هنا يتم استعادة الخام في مركبات LHD ونقله إلى ممرات خام. يتم تفجير الصخور الكبيرة جدًا بالنسبة للحاوية في نقاط التعادل ، بينما يتم التعامل مع الصخور الأصغر حجمًا على الدببة. تستخدم Grizzlies ، وهي مجموعات من القضبان المتوازية لغربلة المواد الخشنة ، بشكل شائع في مناجم تجويف الكتل ، على الرغم من تفضيل القواطع الهيدروليكية بشكل متزايد.

الفتحات الموجودة في منجم تجويف الكتل تخضع لضغط صخري مرتفع. لذلك ، يتم حفر الانجرافات والفتحات الأخرى باستخدام أصغر قسم ممكن. ومع ذلك ، يلزم وجود مسامير ملولبة على نطاق واسع وبطانة خرسانية للحفاظ على سلامة الفتحات.

إذا تم تطبيقه بشكل صحيح ، فإن تجويف الكتل هو طريقة تعدين جماعي منخفضة التكلفة ومنتجة. ومع ذلك ، فإن قابلية كتلة الصخور على الكهوف لا يمكن التنبؤ بها دائمًا. كما أن التطوير الشامل المطلوب ينتج عنه مهلة طويلة قبل أن يبدأ المنجم في الإنتاج: يمكن أن يكون للتأخير في الأرباح تأثير سلبي على التوقعات المالية المستخدمة لتبرير الاستثمار.

تعدين Longwall

ينطبق تعدين Longwall على الرواسب ذات الشكل الموحد والسماكة المحدودة والامتداد الأفقي الكبير (على سبيل المثال ، التماس الفحم أو طبقة البوتاس أو الشعاب المرجانية ، قاع حصى الكوارتز التي تستغلها مناجم الذهب في جنوب إفريقيا). إنها إحدى الطرق الرئيسية لتعدين الفحم. يستعيد المعدن في شرائح على طول خط مستقيم تتكرر لاستعادة المواد على مساحة أكبر. تظل المساحة الأقرب للوجه مفتوحة بينما يُسمح للجدار المعلق بالانهيار على مسافة آمنة خلف عمال المناجم ومعداتهم.

يشمل التحضير للتعدين في الجدار الطويل شبكة الانجرافات المطلوبة للوصول إلى منطقة التعدين ونقل المنتج الملغوم إلى العمود. نظرًا لأن التمعدن في شكل لوح يمتد على مساحة واسعة ، يمكن عادةً ترتيب الانجرافات في نمط شبكة تخطيطي. يتم تحضير انجرافات النقل في خط اللحام نفسه. تحدد المسافة بين انجرافين متجاورين طول وجه الجدار الطويل.

ردم

ردم المنجم يمنع الصخور من الانهيار. إنه يحافظ على الاستقرار المتأصل في كتلة الصخور مما يعزز السلامة ويسمح باستخراج أكثر اكتمالاً للخام المطلوب. يتم استخدام الردم تقليديًا مع عمليات القطع والتعبئة ، ولكنه شائع أيضًا مع إيقاف المستوى الفرعي وتعدين VCR.

تقليديا ، قام عمال المناجم بإلقاء نفايات الصخور من التطوير في محطات فارغة بدلاً من سحبها إلى السطح. على سبيل المثال ، في عمليات القطع والتعبئة ، يتم توزيع نفايات الصخور على الجذع الفارغ بواسطة الكاشطات أو الجرافات.

ردم هيدروليكي يستخدم المخلفات من مصنع تضميد المناجم والتي يتم توزيعها تحت الأرض من خلال فتحات التجويف والأنابيب البلاستيكية. يتم إزالة المخلفات أولاً ، ويتم استخدام الجزء الخشن فقط للتعبئة. الحشوة عبارة عن مزيج من الرمل والماء ، حوالي 65٪ منها مادة صلبة. عن طريق خلط الأسمنت في آخر صب ، سوف يتصلب سطح الحشو في قاع طريق أملس للمعدات ذات الإطارات المطاطية.

يتم استخدام الردم أيضًا مع توقف المستوى الفرعي وتعدين VCR ، مع إدخال الصخور المكسرة كمكمل لملء الرمل. يتم تسليم الصخور المكسرة والمفرزة ، التي يتم إنتاجها في محجر قريب ، تحت الأرض من خلال رافعات ردم خاصة حيث يتم تحميلها على شاحنات وتوصيلها إلى المحطات حيث يتم إلقاؤها في رافعات تعبئة خاصة. يتم ردم المحطات الأولية بحشو الصخور الأسمنتية الناتج عن رش ملاط ​​الرماد المتطاير من الأسمنت على مكب الصخور قبل توزيعه على المحطات. يصلب المدفن الصخري إلى كتلة صلبة مكونة عمودًا اصطناعيًا لتعدين العمود الثانوي. لا يكون ملاط ​​الأسمنت مطلوبًا بشكل عام عند ردم السدادات الثانوية ، باستثناء الصب الأخير لإنشاء أرضية جرف صلبة.

معدات التعدين تحت الأرض

أصبح التعدين تحت الأرض آليًا بشكل متزايد حيثما تسمح الظروف بذلك. يعتبر حامل التوجيه المفصلي ذو الإطارات المطاطية ، والذي يعمل بالديزل ، وذو الأربع عجلات ، أمرًا شائعًا في جميع الماكينات المتنقلة تحت الأرض (انظر الشكل 8).

الشكل 8. جهاز حفر وجه صغير الحجم

حد أدنى 040F5

أطلس كوبكو

حفار جامبو للوجه لحفر التطوير

هذا هو العمود الفقري الذي لا غنى عنه في المناجم والذي يستخدم لجميع أعمال التنقيب عن الصخور. إنها تحمل ذراع أو ذراعان مع مثاقب هيدروليكية للصخور. مع وجود عامل واحد في لوحة التحكم ، سوف يكمل نمط 60 حفرة انفجار بعمق 4.0 متر في غضون ساعات قليلة.

جهاز حفر إنتاج حفرة طويلة

هذه الحفارة (انظر الشكل 7 تقوم بحفر ثقوب الانفجار في انتشار شعاعي حول الانجراف الذي يغطي مساحة كبيرة من الصخور ويكسر كميات كبيرة من الخام. يتم استخدامه مع إيقاف المستوى الفرعي ، وكهوف المستوى الفرعي ، وكتلة الكتل ، وتعدين VCR. مثقاب الصخور الهيدروليكي القوي والتخزين الدائري لقضبان التمديد ، يستخدم المشغل أجهزة التحكم عن بعد لإجراء حفر الصخور من وضع آمن.

شحن الشاحنة

تعتبر شاحنة الشحن مكملاً ضروريًا للعربة الجامبو المنجرفة. يقوم الناقل بتركيب منصة خدمة هيدروليكية ، وحاوية متفجرة ANFO مضغوطة وخرطوم شحن يسمح للمشغل بملء فتحات الانفجار في جميع أنحاء الوجه في وقت قصير جدًا. في الوقت نفسه ، يمكن إدخال مفجرات نونيل في التوقيت الصحيح للانفجارات الفردية.

مركبة LHD

تُستخدم عربة تفريغ الأحمال متعددة الاستخدامات (انظر الشكل 10) لمجموعة متنوعة من الخدمات بما في ذلك إنتاج الخامات ومناولة المواد. وهي متوفرة بأحجام مختلفة تسمح للمعدنين باختيار النموذج الأنسب لكل مهمة ولكل موقف. على عكس مركبات الديزل الأخرى المستخدمة في المناجم ، يتم تشغيل محرك السيارة LHD بشكل عام بشكل مستمر بكامل طاقته لفترات طويلة من الوقت لتوليد كميات كبيرة من الدخان وأبخرة العادم. يعد نظام التهوية القادر على تخفيف واستنفاد هذه الأدخنة ضروريًا للامتثال لمعايير التنفس المقبولة في منطقة التحميل.

النقل تحت الأرض

يتم نقل الخام المستعاد في نقاط توقف منتشرة على طول جسم فلكي إلى مكب خام يقع بالقرب من عمود الرفع. يتم إعداد مستويات النقل الخاصة للنقل الجانبي الأطول ؛ عادة ما تتميز بتركيبات السكك الحديدية مع القطارات لنقل الخام. أثبتت السكك الحديدية أنها نظام نقل فعال يحمل أحجامًا أكبر لمسافات أطول باستخدام قاطرات كهربائية لا تلوث الغلاف الجوي تحت الأرض مثل الشاحنات التي تعمل بالديزل المستخدمة في المناجم التي لا تسير على الطريق.

معالجة الركاز

في طريقه من المحطات إلى عمود الرفع ، يمر الخام بعدة محطات مع مجموعة متنوعة من تقنيات معالجة المواد.

تشير slusher يستخدم دلو مكشطة لسحب الخام من المنحدر إلى ممر الخام. إنها مجهزة بأسطوانات دوارة ، وأسلاك وبكرات ، مرتبة لإنتاج مسار مكشطة ذهابًا وإيابًا. لا يحتاج الكسارة إلى تحضير أرضية الحطام ويمكنه سحب الخام من كومة الطين الخشنة.

تشير مركبة LHD، تعمل بالديزل وتتحرك على إطارات مطاطية ، تأخذ الحجم الموجود في دلوها (تختلف الأحجام) من كتلة الطين إلى ممر الخام.

تشير تمرير خام هي فتحة رأسية أو شديدة الانحدار تتدفق من خلالها الصخور بالجاذبية من المستويات العليا إلى المنخفضة. يتم ترتيب ممرات الركاز في بعض الأحيان في تسلسل عمودي لتجميع الخام من المستويات العليا إلى نقطة تسليم مشتركة على مستوى النقل.

تشير مِسقط هي البوابة الواقعة أسفل ممر الخام. تنتهي ممرات الركاز عادةً في صخر قريب من انجراف النقل ، بحيث عند فتح المزلق ، يمكن أن يتدفق الخام لملء السيارات على المسار تحته.

بالقرب من العمود ، تمر قطارات الخام ب محطة تفريغ حيث يمكن إسقاط الحمولة في أ صندوق التخزين، A أشيب في محطة التفريغ توقف الصخور المتضخمة من السقوط في سلة المهملات. يتم تقسيم هذه الصخور عن طريق التفجير أو المطارق الهيدروليكية ؛ أ الكسارة الخشنة قد يتم تثبيتها أسفل Grizzly لمزيد من التحكم في الحجم. تحت صندوق التخزين يوجد ملف قياس الجيب والتي تتحقق تلقائيًا من أن حجم الحمولة ووزنها لا يتجاوزان سعات القفزة والرافعة. عندما يكون ملف تخطى، حاوية للسفر العمودي ، تصل إلى محطة وقود، يتم فتح شلال في الجزء السفلي من جيب القياس لملء القفزة بحمل مناسب. بعد رفع يرفع التخطي المحمل إلى الإطار الأمامي على السطح ، ويفتح شلال لتفريغ الحمولة في حاوية التخزين السطحية. يمكن تشغيل رفع التخطي تلقائيًا باستخدام دائرة تلفزيونية مغلقة لمراقبة العملية.

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 15: 57

تعدين الفحم تحت الأرض

بدأ إنتاج الفحم الجوفي أولاً بأنفاق الوصول ، أو المناجم ، التي يتم تعدينها في طبقات من نتوءاتها السطحية. ومع ذلك ، فإن المشاكل الناجمة عن عدم كفاية وسائل النقل لجلب الفحم إلى السطح وزيادة خطر اشتعال جيوب الميثان من الشموع وغيرها من أضواء اللهب المكشوفة قد حدت من العمق الذي يمكن أن تعمل فيه المناجم المبكرة تحت الأرض.

أعطى الطلب المتزايد على الفحم خلال الثورة الصناعية الحافز لغرق العمود للوصول إلى احتياطيات أعمق من الفحم ، وبحلول منتصف القرن العشرين إلى حد بعيد ، جاءت النسبة الأكبر من إنتاج الفحم العالمي من العمليات الجوفية. خلال السبعينيات والثمانينيات ، كان هناك تطوير واسع النطاق لقدرات مناجم الفحم السطحي الجديدة ، لا سيما في دول مثل الولايات المتحدة وجنوب إفريقيا وأستراليا والهند. ومع ذلك ، في التسعينيات ، أدى الاهتمام المتجدد بالتعدين تحت الأرض إلى تطوير مناجم جديدة (في كوينزلاند ، أستراليا ، على سبيل المثال) من أعمق نقاط المناجم السطحية السابقة. في منتصف التسعينيات ، كان التعدين تحت الأرض يمثل 1970 ٪ من إجمالي الفحم الصلب المستخرج في جميع أنحاء العالم. اختلفت النسبة الفعلية بشكل كبير ، حيث تراوحت بين أقل من 1980٪ في أستراليا والهند إلى حوالي 1990٪ في الصين. لأسباب اقتصادية ، نادرًا ما يتم استخراج الفحم الحجري والبني تحت الأرض.

يتكون منجم الفحم الجوفي بشكل أساسي من ثلاثة مكونات: منطقة الإنتاج ؛ نقل الفحم إلى سفح العمود أو الانحدار ؛ وإما رفع أو نقل الفحم إلى السطح. يشمل الإنتاج أيضًا الأعمال التحضيرية اللازمة للسماح بالوصول إلى مناطق الإنتاج المستقبلية للمنجم ، وبالتالي يمثل أعلى مستوى من المخاطر الشخصية.

تطوير المناجم

إن أبسط وسيلة للوصول إلى التماس الفحم هي متابعته من نتوء سطحه ، وهي تقنية لا تزال تمارس على نطاق واسع في المناطق التي تكون فيها التضاريس شديدة الانحدار وتكون اللحامات مسطحة نسبيًا. مثال على ذلك هو حقل فحم الآبالاش في جنوب غرب فيرجينيا في الولايات المتحدة. طريقة التعدين الفعلية المستخدمة في التماس غير مهمة في هذه المرحلة ؛ العامل المهم هو أن الوصول يمكن الحصول عليه بثمن بخس وبأقل جهد بناء. تُستخدم Adits أيضًا بشكل شائع في مجالات تعدين الفحم منخفض التقنية ، حيث يمكن استخدام الفحم المنتج أثناء تعدين adit لتعويض تكاليف التطوير.

تشمل وسائل الوصول الأخرى المنحدرات (أو المنحدرات) والأعمدة الرأسية. يعتمد الاختيار عادة على عمق التماس الفحم الجاري العمل به: فكلما كان التماس أعمق ، كان تطوير منحدر متدرج يمكن أن تعمل على طوله المركبات أو الناقلات الحزامية أكثر تكلفة.

إن غرق العمود ، حيث يتم استخراج العمود عموديًا لأسفل من السطح ، يكون مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب وقتًا أطول بين بدء البناء وأول فحم يتم تعدينه. في الحالات التي تكون فيها اللحامات عميقة ، كما هو الحال في معظم الدول الأوروبية والصين ، غالبًا ما يتعين غرق الأعمدة من خلال الصخور الحاملة للمياه التي تعلو طبقات الفحم. في هذه الحالة ، يجب استخدام تقنيات متخصصة ، مثل تجميد الأرض أو الحشو ، لمنع تدفق المياه إلى العمود ، والذي يتم بعد ذلك تبطينه بحلقات فولاذية أو صب الخرسانة لتوفير ختم طويل الأجل.

تُستخدم عمليات الرفض عادةً للوصول إلى اللحامات العميقة جدًا للتعدين المكشوف ، ولكنها لا تزال قريبة نسبيًا من السطح. في حقل الفحم مبومالانجا (شرق ترانسفال) في جنوب إفريقيا ، على سبيل المثال ، تقع اللحامات القابلة للتعدين على عمق لا يزيد عن 150 مترًا ؛ في بعض المناطق ، يتم تعدينها من الفتحات ، وفي مناطق أخرى يكون التعدين تحت الأرض ضروريًا ، وفي هذه الحالة غالبًا ما تستخدم عمليات الرفض لتوفير الوصول لمعدات التعدين ولتثبيت الناقلات الحزامية المستخدمة لنقل الفحم المقطوع من المنجم.

تختلف حالات الرفض عن العلامات في أنها عادةً ما يتم حفرها في الصخور ، وليس الفحم (ما لم ينخفض ​​التماس بمعدل ثابت) ، ويتم تعدينها إلى تدرج ثابت لتحسين وصول السيارة والناقل. كان أحد الابتكارات منذ سبعينيات القرن الماضي هو استخدام السيور الناقلة التي تعمل في انخفاض لنقل إنتاج المناجم العميقة ، وهو نظام يتمتع بمزايا على رفع العمود التقليدي من حيث السعة والموثوقية.

طرق التعدين

يشمل تعدين الفحم تحت الأرض طريقتين رئيسيتين ، تطورت العديد من الاختلافات لمعالجة ظروف التعدين في العمليات الفردية. يتضمن استخراج الغرفة والأعمدة أنفاق التعدين (أو الطرق) على شبكة منتظمة ، وغالبًا ما تترك أعمدة كبيرة لدعم السقف على المدى الطويل. يحقق تعدين Longwall استخراجًا كاملاً لأجزاء كبيرة من درز الفحم ، مما يتسبب في انهيار صخور السقف في المنطقة الملغومة.

التعدين في الغرف والأعمدة

يعد تعدين الغرف والأعمدة أقدم نظام لتعدين الفحم تحت الأرض ، وأول من استخدم مفهوم دعم الأسقف المنتظم لحماية عمال المناجم. اشتق اسم تعدين الغرفة والأعمدة من أعمدة الفحم التي تُترك على شبكة منتظمة لتوفيرها فى الموقع دعم السقف. لقد تم تطويره إلى طريقة آلية عالية الإنتاج تمثل ، في بعض البلدان ، نسبة كبيرة من إجمالي الإنتاج تحت الأرض. على سبيل المثال ، يأتي 60٪ من إنتاج الفحم الجوفي في الولايات المتحدة من مناجم الغرف والأعمدة. من حيث الحجم ، تمتلك بعض المناجم في جنوب إفريقيا قدرات مركبة تتجاوز 10 ملايين طن سنويًا من عمليات أقسام الإنتاج المتعددة في طبقات يصل سمكها إلى 6 أمتار. على النقيض من ذلك ، فإن العديد من مناجم الغرف والأعمدة في الولايات المتحدة صغيرة ، وتعمل بسماكة منخفضة تصل إلى متر واحد ، مع القدرة على إيقاف الإنتاج وإعادة تشغيله بسرعة حسب ظروف السوق.

عادةً ما يتم استخدام التعدين في الغرفة والأعمدة في طبقات ضحلة ، حيث لا يكون الضغط الذي تمارسه الصخور المغطاة على أعمدة الدعم مفرطًا. يتمتع النظام بميزتين رئيسيتين على التعدين طويل الجدار: المرونة والأمان المتأصل. عيبه الرئيسي هو أن استرداد مورد الفحم جزئي فقط ، وتعتمد الكمية الدقيقة على عوامل مثل عمق التماس تحت السطح وسمكه. يمكن استرداد ما يصل إلى 60٪. يمكن استرداد تسعين في المائة إذا تم استخراج الأعمدة كمرحلة ثانية من عملية الاستخراج.

النظام قادر أيضًا على مستويات مختلفة من التطور التقني ، بدءًا من التقنيات كثيفة العمالة (مثل "تعدين السلة" حيث تكون معظم مراحل التعدين ، بما في ذلك نقل الفحم ، يدويًا) ، إلى التقنيات الآلية للغاية. يمكن استخراج الفحم من واجهة النفق باستخدام المتفجرات أو آلات التعدين المستمر. توفر المركبات أو الناقلات الحزامية المتنقلة النقل الميكانيكي للفحم. تُستخدم مسامير السقف والأربطة المعدنية أو الخشبية لدعم سقف الطريق والتقاطعات بين الطرق حيث يكون الامتداد المفتوح أكبر.

عادة ما يزن عامل منجم مستمر ، والذي يشتمل على رأس القطع ونظام تحميل الفحم المركب على مسارات الزاحف ، من 50 إلى 100 طن ، اعتمادًا على ارتفاع التشغيل الذي تم تصميمه للعمل فيه ، والطاقة المركبة وعرض القطع المطلوب. بعضها مجهز بآلات تثبيت الصخور على متن السفينة والتي توفر دعمًا للسقف في وقت واحد مع قطع الفحم ؛ في حالات أخرى ، يتم استخدام ماكينات التعدين المستمرة المنفصلة وآلات تثبيت الأسطح بالتتابع.

يمكن تزويد ناقلات الفحم بالطاقة الكهربائية من كبل سري أو يمكن أن تعمل بالبطارية أو بمحرك ديزل. هذا الأخير يوفر مرونة أكبر. يتم تحميل الفحم من الجزء الخلفي من عامل المنجم المستمر في السيارة ، والتي تحمل بعد ذلك حمولة تتراوح عادةً بين 5 و 20 طنًا ، على مسافة قصيرة إلى قادوس التغذية لنظام ناقل الحزام الرئيسي. قد يتم تضمين الكسارة في وحدة تغذية القادوس لكسر الفحم أو الصخور الكبيرة الحجم التي يمكن أن تسد المزالق أو تتلف أحزمة النقل بشكل أكبر على طول نظام النقل.

بديل النقل بالمركبات هو نظام النقل المستمر ، وهو عبارة عن ناقل مقطعي مرن مركب على الزاحف ينقل الفحم المقطوع مباشرة من عامل المنجم المستمر إلى القادوس. توفر هذه المزايا من حيث سلامة الأفراد والقدرة الإنتاجية ، ويتم توسيع استخدامها ليشمل أنظمة تطوير بوابة الجدار الطويل للأسباب نفسها.

يتم تعدين الطرق حتى عرض 6.0 أمتار ، وعادة ما يكون الارتفاع الكامل للخط. تعتمد أحجام الأعمدة على العمق تحت السطح ؛ تمثل الأعمدة المربعة 15.0 مترًا مربعًا على مراكز 21.0 مترًا تصميم الأعمدة لمنجم ضحل منخفض التماس.

تعدين Longwall

يُنظر إلى تعدين Longwall على نطاق واسع على أنه تطور في القرن العشرين ؛ ومع ذلك ، يُعتقد أن المفهوم قد تم تطويره منذ أكثر من 200 عام. التقدم الرئيسي هو أن العمليات السابقة كانت يدوية بشكل أساسي ، بينما ، منذ الخمسينيات ، ارتفع مستوى المكننة إلى المرحلة التي أصبح فيها الجدار الطويل الآن وحدة عالية الإنتاجية يمكن تشغيلها بواسطة طاقم صغير جدًا من العمال.

تتمتع Longwalling بميزة غلبة مقارنة بتعدين الغرف والأعمدة: يمكنها تحقيق الاستخراج الكامل للوحة في مسار واحد واسترداد نسبة إجمالية أعلى من إجمالي موارد الفحم. ومع ذلك ، فإن الطريقة غير مرنة نسبيًا وتتطلب موردًا كبيرًا قابلاً للتعدين ومبيعات مضمونة لتكون قابلة للحياة ، بسبب التكاليف الرأسمالية المرتفعة التي ينطوي عليها تطوير وتجهيز وجه حديث طويل الجدار (أكثر من 20 مليون دولار أمريكي في بعض الحالات).

بينما في الماضي ، كانت المناجم الفردية غالبًا ما تعمل في وقت واحد في العديد من الوجوه ذات الجدران الطويلة (في بلدان مثل بولندا ، أكثر من عشرة أوجه لكل منجم في عدد من الحالات) ، فإن الاتجاه الحالي هو نحو توحيد قدرة التعدين في عدد أقل من وحدات الخدمة الشاقة. وتتمثل مزايا ذلك في انخفاض متطلبات العمالة والحاجة إلى تطوير وصيانة بنية تحتية أقل شمولاً.

في تعدين الحوائط الطويلة ، ينهار السقف عن عمد حيث يتم استخراج خط اللحام ؛ فقط طرق الوصول الرئيسية تحت الأرض محمية بواسطة أعمدة الدعم. يتم توفير التحكم في السقف على واجهة الجدار الطويل من خلال دعامات هيدروليكية ثنائية أو رباعية الأرجل والتي تتحمل الحمل الفوري للسقف العلوي ، مما يسمح بتوزيعه الجزئي على الوجه غير المصقول والأعمدة على جانبي اللوحة ، وحماية معدات الوجه والأفراد من السقف المنهار خلف خط الدعامات. يتم قطع الفحم بواسطة آلة جز تعمل بالكهرباء ، وعادة ما تكون مجهزة ببرميلين لقطع الفحم ، حيث يتم تعدين شريط من الفحم يصل سمكه إلى 1.1 متر من الوجه مع كل ممر. تعمل آلة القص على طول وتحميل الفحم المقطوع على ناقل مدرع يتقدم للأمام بعد كل قطع عن طريق الحركة المتتابعة لدعامات الوجه.

في نهاية الواجهة ، يتم نقل الفحم المقطوع إلى حزام ناقل لنقله إلى السطح. في الوجه المتقدم ، يجب أن يتم تمديد الحزام بانتظام مع زيادة المسافة من نقطة بداية الوجه ، بينما ينطبق العكس في حالة التراجع الطويل.

على مدار الأربعين عامًا الماضية ، كانت هناك زيادات كبيرة في كل من طول واجهة الجدار الطويل الملغومة وطول لوحة الجدار الطويل الفردية (كتلة الفحم التي يتقدم الوجه من خلالها). على سبيل التوضيح ، ارتفع متوسط ​​طول الجدار الطويل في الولايات المتحدة من 40 مترًا في عام 150 إلى 1980 مترًا في عام 227. وفي ألمانيا كان متوسط ​​منتصف التسعينيات 1993 مترًا ويتم التخطيط لأطوال الوجه التي تزيد عن 1990 متر. في كل من المملكة المتحدة وبولندا ، يتم تعدين الوجوه حتى طول 270 متر. يتم تحديد أطوال الألواح بشكل كبير من خلال الظروف الجيولوجية ، مثل الأعطال ، أو حدود المناجم ، ولكنها الآن تزيد باستمرار عن 300 كم في ظروف جيدة. تجري مناقشة إمكانية إنشاء لوحات يصل طولها إلى 300 كيلومترات في الولايات المتحدة.

أصبح التعدين التراجعي هو المعيار الصناعي ، على الرغم من أنه ينطوي على نفقات رأسمالية أولية أعلى في تطوير الطرق إلى أبعد مدى لكل لوحة قبل أن يبدأ المشي لمسافات طويلة. حيثما كان ذلك ممكنًا ، يتم الآن تعدين الطرق في التماس ، باستخدام عمال المناجم المتواصلين ، مع دعم Rockbolt لتحل محل الأقواس والدعامات الفولاذية التي تم استخدامها سابقًا من أجل توفير دعم إيجابي للصخور التي تعلوها ، بدلاً من رد الفعل السلبي لحركات الصخور. ومع ذلك ، فهي محدودة في التطبيق على صخور الأسطح المختصة.

احتياطات السلامة

تشير إحصاءات منظمة العمل الدولية (1994) إلى تباين جغرافي واسع في معدل الوفيات التي تحدث في تعدين الفحم ، على الرغم من أن هذه البيانات يجب أن تأخذ في الاعتبار مستوى تطور التعدين وعدد العمال المستخدمين على أساس كل بلد على حدة. تحسنت الظروف في العديد من البلدان الصناعية.

أصبحت حوادث التعدين الكبرى الآن نادرة نسبيًا ، حيث تحسنت المعايير الهندسية وتم دمج مقاومة الحريق في مواد مثل سيور النقل والسوائل الهيدروليكية المستخدمة تحت الأرض. ومع ذلك ، لا يزال هناك احتمال لوقوع حوادث قادرة على إحداث أضرار شخصية أو هيكلية. لا تزال انفجارات غاز الميثان وغبار الفحم تحدث ، على الرغم من ممارسات التهوية المحسنة بشكل كبير ، كما أن سقوط الأسقف يمثل غالبية الحوادث الخطيرة على مستوى العالم. تمثل الحرائق ، سواء على المعدات أو التي تحدث نتيجة للاحتراق التلقائي ، خطرًا خاصًا.

بالنظر إلى النقيضين ، التعدين كثيف العمالة والآلية للغاية ، هناك أيضًا اختلافات كبيرة في كل من معدلات الحوادث وأنواع الحوادث التي تنطوي عليها. من المرجح أن يتعرض العمال الذين يعملون في منجم يدوي صغير النطاق للإصابة من خلال سقوط الصخور أو الفحم من سطح الطريق أو الجدران الجانبية. كما أنها تخاطر بشكل أكبر بالتعرض للغبار والغازات القابلة للاشتعال إذا كانت أنظمة التهوية غير كافية.

يتطلب كل من تعدين الغرف والأعمدة وتطوير الطرق لتوفير الوصول إلى ألواح الجدران الطويلة دعمًا لصخور السقف والجدران الجانبية. يختلف نوع وكثافة الدعم وفقًا لسمك التماس وكفاءة الصخور التي تعلوها وعمق التماس ، من بين عوامل أخرى. المكان الأكثر خطورة في أي منجم هو تحت سقف غير مدعوم ، وتفرض معظم البلدان قيودًا تشريعية صارمة على طول الطريق الذي يمكن تطويره قبل تثبيت الدعم. يمثل استرداد الأعمدة في عمليات الغرفة والأعمدة مخاطر محددة من خلال احتمال حدوث انهيار مفاجئ للسقف ويجب جدولته بعناية لمنع زيادة المخاطر على العمال.

تتطلب الوجوه الحديثة ذات الجدران الطويلة ذات الإنتاجية العالية فريقًا من ستة إلى ثمانية مشغلين ، لذلك يتم تقليل عدد الأشخاص المعرضين للمخاطر المحتملة بشكل ملحوظ. يعتبر الغبار الناتج عن آلة القص ذات الجدار الطويل مصدر قلق كبير. وبالتالي يقتصر قطع الفحم في بعض الأحيان على اتجاه واحد على طول الوجه للاستفادة من تدفق التهوية لحمل الغبار بعيدًا عن مشغلي المقص. الحرارة الناتجة عن الآلات الكهربائية المتزايدة القوة في حدود الوجه لها أيضًا آثار ضارة محتملة على عمال الوجه ، خاصةً عندما تصبح المناجم أعمق.

تتزايد أيضًا السرعة التي تعمل بها المقصات على طول الوجه. معدلات قطع تصل إلى 45 م / دقيقة قيد الدراسة النشطة في أواخر التسعينيات. إن قدرة العمال جسديًا على مواكبة قاطع الفحم الذي يتحرك مرارًا وتكرارًا على وجه طوله 1990 متر للحصول على وردية عمل كاملة أمر مشكوك فيه ، وبالتالي فإن زيادة سرعة القص هي حافز رئيسي لإدخال أنظمة الأتمتة على نطاق أوسع والتي يعمل عمال المناجم من أجلها كشاشات وليس كمشغلين عمليين.

يوفر استرداد معدات الوجه ونقله إلى موقع عمل جديد مخاطر فريدة للعمال. تم تطوير طرق مبتكرة لتأمين سقف الجدار الطويل والفحم السطحي لتقليل مخاطر سقوط الصخور أثناء عملية النقل. ومع ذلك ، فإن العناصر الفردية للآلات ثقيلة للغاية (أكثر من 20 طنًا لدعم كبير للوجه وأكثر بكثير للقص) ، وعلى الرغم من استخدام ناقلات مصممة خصيصًا ، لا يزال هناك خطر التعرض لإصابات السحق أو الرفع الشخصية أثناء إنقاذ الجدار الطويل .

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 16: 03

طرق التعدين السطحي

تطوير المناجم

تخطيط وتخطيط الحفرة

الهدف الاقتصادي العام في التعدين السطحي هو إزالة أقل كمية من المواد مع تحقيق أكبر عائد على الاستثمار من خلال معالجة المنتج المعدني الأكثر قابلية للتسويق. كلما ارتفعت درجة الرواسب المعدنية ، زادت القيمة. لتقليل الاستثمار الرأسمالي أثناء الوصول إلى المواد الأعلى قيمة داخل الرواسب المعدنية ، تم تطوير خطة منجم توضح بدقة الطريقة التي سيتم بها استخراج الجسم الخام ومعالجته. نظرًا لأن العديد من رواسب الخام ليست ذات شكل موحد ، فإن خطة المنجم تسبقها عمليات حفر استكشافية واسعة النطاق لتحديد الجيولوجيا وموقع جسم الخام. حجم الرواسب المعدنية يحدد حجم وشكل المنجم. يتم تحديد تصميم المنجم السطحي من خلال علم المعادن والجيولوجيا في المنطقة. يشبه شكل معظم المناجم المفتوحة شكل مخروط ولكنه يعكس دائمًا شكل الرواسب المعدنية التي يتم تطويرها. يتم إنشاء المناجم المفتوحة من سلسلة من الحواف أو المقاعد المتحدة المركز التي يتم تقسيمها عن طريق الوصول إلى المناجم وطرق النقل التي تنحدر من حافة الحفرة إلى أسفل في اتجاه حلزوني أو متعرج. بغض النظر عن الحجم ، تتضمن خطة المناجم أحكامًا لتطوير الحفرة والبنية التحتية (مثل التخزين والمكاتب والصيانة) والنقل والمعدات ونسب التعدين ومعدلاته. تؤثر معدلات ونسب التعدين على عمر المنجم الذي يتم تحديده من خلال استنفاد الجسم الخام أو تحقيق حد اقتصادي.

تختلف المناجم المفتوحة المعاصرة من حيث الحجم من الشركات الصغيرة التي يديرها القطاع الخاص التي تعالج بضع مئات من الأطنان من الخام يوميًا إلى المجمعات الصناعية الموسعة التي تديرها الحكومات والشركات متعددة الجنسيات التي تستخرج أكثر من مليون طن من المواد يوميًا. أكبر العمليات يمكن أن تشمل عدة كيلومترات مربعة في المنطقة.

تجريد الأعباء

الطبقة السطحية عبارة عن نفايات صخرية تتكون من مادة مدمجة وغير متماسكة يجب إزالتها لكشف جسم الخام الأساسي. من المستحسن إزالة أقل قدر ممكن من الأثقال الزائدة من أجل الوصول إلى خام الفائدة ، ولكن يتم حفر حجم أكبر من النفايات الصخرية عندما تكون الرواسب المعدنية عميقة. معظم تقنيات الإزالة دورية مع انقطاع في الاستخراج (الحفر والتفجير والتحميل) والإزالة (النقل). وينطبق هذا بشكل خاص على طبقات الصخور الصلبة التي يجب حفرها وتفجيرها أولاً. استثناء لهذا التأثير الدوري هو الجرافات المستخدمة في التعدين السطحي الهيدروليكي وبعض أنواع تعدين المواد السائبة باستخدام الحفارات ذات العجلات الدلو. يتم تعريف جزء نفايات الصخور إلى الركاز المحفور على أنه نسبة التجريد. نسب التجريد من 2: 1 حتى 4: 1 ليست غير شائعة في عمليات التعدين الكبيرة. تميل النسب التي تزيد عن 6: 1 إلى أن تكون أقل جدوى من الناحية الاقتصادية ، اعتمادًا على السلعة. بمجرد إزالتها ، يمكن استخدام الأحمال الزائدة لبناء الطرق والمخلفات أو قد يكون لها قيمة تجارية غير تعدينية مثل الأوساخ المملوءة.

اختيار معدات التعدين

اختيار معدات التعدين هو وظيفة لخطة المنجم. تتضمن بعض العوامل التي تم أخذها في الاعتبار عند اختيار معدات المناجم طبوغرافيا الحفرة والمنطقة المحيطة بها ، وكمية الخام التي سيتم تعدينها ، والسرعة والمسافة التي يجب نقل الخام للمعالجة والعمر التقديري للمنجم ، من بين أمور أخرى. بشكل عام ، تعتمد معظم عمليات التعدين السطحي المعاصرة على الحفارات المتنقلة ، والمجارف الهيدروليكية ، والرافعات الأمامية ، والكاشطات ، وشاحنات السحب لاستخراج الخام وبدء معالجة الخام. كلما زادت عملية المنجم ، زادت سعة المعدات المطلوبة للحفاظ على خطة المنجم.

تعد المعدات بشكل عام أكبر المعدات المتاحة لمطابقة الاقتصاد الحجمي للمناجم السطحية مع مراعاة مطابقة قدرات المعدات. على سبيل المثال ، يمكن للودر الأمامي الصغير أن يملأ شاحنة نقل كبيرة لكن المطابقة ليست فعالة. وبالمثل ، يمكن لمجرفة كبيرة تحميل شاحنات أصغر ولكنها تتطلب من الشاحنات تقليل أوقات دوراتها وعدم تحسين الاستفادة من الجرافة نظرًا لأن دلو الجرافة الواحد قد يحتوي على خام كافٍ لأكثر من شاحنة واحدة. قد تتعرض السلامة للخطر من خلال محاولة تحميل نصف الدلو فقط أو إذا كانت الشاحنة محملة فوق طاقتها. أيضًا ، يجب أن يتطابق حجم المعدات المختارة مع مرافق الصيانة المتاحة. غالبًا ما تتم صيانة المعدات الكبيرة حيث تتعطل بسبب الصعوبات اللوجستية المرتبطة بنقلها إلى مرافق الصيانة القائمة. عندما يكون ذلك ممكنًا ، يتم تصميم مرافق صيانة المنجم لاستيعاب حجم وكمية معدات المناجم. لذلك ، مع إدخال معدات جديدة أكبر في خطة المناجم ، يجب أيضًا معالجة البنية التحتية الداعمة ، بما في ذلك حجم وجودة طرق التفريغ والأدوات ومرافق الصيانة.

الطرق التقليدية للتعدين السطحي

التعدين السطحي والتعدين الشريطي هما الفئتان الرئيسيتان للتعدين السطحي اللذان يمثلان أكثر من 90 ٪ من إنتاج التعدين السطحي في جميع أنحاء العالم. الاختلافات الأساسية بين طرق التعدين هذه هي موقع جسم الخام وطريقة الاستخراج الميكانيكي. بالنسبة لتعدين الصخور السائبة ، تكون العملية مستمرة بشكل أساسي مع خطوات الاستخراج والنقل التي تعمل في سلسلة. يتطلب تعدين الصخور الصلبة عملية متقطعة من الحفر والتفجير قبل مرحلتي التحميل والسحب. قطاع التعدين تتعلق تقنيات (أو التعدين المكشوف) باستخراج أجسام الركاز القريبة من السطح والمسطحة نسبيًا أو المجدولة في الطبيعة والدرزات المعدنية. إنها تستخدم مجموعة متنوعة من المعدات بما في ذلك المجارف والشاحنات وخطوط السحب والحفارات ذات العجلات الدلو والكاشطات. معظم مناجم الشريط تعالج رواسب الصخور غير الصلبة. الفحم هو السلعة الأكثر شيوعًا التي يتم استخراجها من طبقات السطح. فى المقابل، تعدين سطحي يتم استخدامه لإزالة خام الصخور الصلبة الذي يتم نشره و / أو وضعه في طبقات عميقة ويقتصر عادةً على الاستخراج بواسطة معدات المجرفة والشاحنات. يتم استخراج العديد من المعادن بتقنية الحفرة المفتوحة: الذهب والفضة والنحاس ، على سبيل المثال لا الحصر.

المحاجر هو مصطلح يستخدم لوصف تقنية التعدين المفتوحة المتخصصة حيث يتم استخراج الصخور الصلبة بدرجة عالية من التوحيد والكثافة من الرواسب الموضعية. يتم تكسير المواد المحاجر وتكسيرها لإنتاج الركام أو أحجار البناء ، مثل الدولوميت والحجر الجيري ، أو دمجها مع مواد كيميائية أخرى لإنتاج الأسمنت والجير. يتم إنتاج مواد البناء من محاجر تقع بالقرب من موقع استخدام المواد لتقليل تكاليف النقل. تمثل الأحجار ذات الأبعاد مثل الحجر الرملي والجرانيت والحجر الجيري والرخام والحجر الرملي والأردواز فئة ثانية من مواد المحاجر. توجد محاجر الأحجار ذات الأبعاد في المناطق ذات الخصائص المعدنية المرغوبة والتي قد تكون أو لا تكون بعيدة جغرافياً وتتطلب النقل إلى أسواق المستخدمين.

العديد من أجسام الركاز منتشرة وغير منتظمة ، أو صغيرة جدًا أو عميقة بحيث لا يمكن تعدينها عن طريق الشريط أو طرق الحفرة المفتوحة ويجب استخراجها من خلال النهج الأكثر جراحية للتعدين تحت الأرض. لتحديد متى يكون التعدين المكشوف قابلاً للتطبيق ، يجب مراعاة عدد من العوامل ، بما في ذلك التضاريس وارتفاع الموقع والمنطقة ، وبعدها ، والمناخ ، والبنية التحتية مثل الطرق ، وإمدادات الطاقة والمياه ، والمتطلبات التنظيمية والبيئية ، والمنحدرات الاستقرار والتخلص من العبء الزائد ونقل المنتجات ، من بين أمور أخرى.

التضاريس والارتفاع: تلعب التضاريس والارتفاع أيضًا دورًا مهمًا في تحديد جدوى ونطاق مشروع التعدين. بشكل عام ، كلما زاد الارتفاع وعورة التضاريس ، زادت صعوبة تطوير المنجم وإنتاجه. قد يتم استخراج درجة أعلى من المعدن في موقع جبلي يصعب الوصول إليه بكفاءة أقل من درجة منخفضة من الخام في موقع مسطح. تواجه المناجم الموجودة على ارتفاعات منخفضة بشكل عام مشاكل أقل متعلقة بالطقس لاستكشاف وتطوير وإنتاج المناجم. على هذا النحو ، تؤثر التضاريس والموقع على طريقة التعدين وكذلك الجدوى الاقتصادية.

يحدث قرار تطوير المنجم بعد أن يكون الاستكشاف قد ميز رواسب الخام ودراسات الجدوى حددت الخيارات لاستخراج المعادن ومعالجتها. قد تتضمن المعلومات الضرورية لإنشاء خطة تطوير شكل وحجم ودرجة المعادن في جسم الخام ، والحجم الكلي أو حمولة المواد بما في ذلك الحمولة الزائدة وعوامل أخرى ، مثل الهيدرولوجيا والوصول إلى مصدر لمياه المعالجة ، والتوافر ومصدر الطاقة ، ومواقع تخزين النفايات الصخرية ، ومتطلبات النقل وخصائص البنية التحتية ، بما في ذلك موقع المراكز السكانية لدعم القوى العاملة أو الحاجة إلى تطوير موقع المدينة.

قد تشمل متطلبات النقل الطرق والطرق السريعة وخطوط الأنابيب والمطارات والسكك الحديدية والممرات المائية والموانئ. بالنسبة للمناجم السطحية ، يلزم عمومًا مساحات كبيرة من الأرض قد لا تحتوي على بنية تحتية موجودة. في مثل هذه الحالات ، يجب إنشاء الطرق والمرافق وترتيبات المعيشة أولاً. سيتم تطوير الحفرة بالارتباط مع عناصر المعالجة الأخرى مثل مناطق تخزين نفايات الصخور ، والكسارات ، والمكثفات ، والمصاهر والمصافي ، اعتمادًا على درجة التكامل المطلوبة. نظرًا للكم الكبير من رأس المال اللازم لتمويل هذه العمليات ، يمكن إجراء التطوير على مراحل للاستفادة من أقرب معادن قابلة للبيع أو التأجير للمساعدة في تمويل ما تبقى من التطوير.

الإنتاج والمعدات

حفر وتفجير

يعتبر الحفر والتفجير الميكانيكيان الخطوات الأولى في استخراج الخام من مناجم الحفر المكشوفة الأكثر تطورًا وهي الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة لإزالة طبقات الصخور الصلبة. في حين أن هناك العديد من الأجهزة الميكانيكية القادرة على فك الصخور الصلبة ، فإن المتفجرات هي الطريقة المفضلة حيث لا يوجد جهاز ميكانيكي يمكنه حاليًا مطابقة قدرة التكسير للطاقة الموجودة في الشحنات المتفجرة. مادة متفجرة الصخور الصلبة شائعة الاستخدام هي نترات الأمونيوم. يتم اختيار معدات الحفر على أساس طبيعة الخام وسرعة وعمق الثقوب اللازمة لكسر حمولة محددة من الخام في اليوم. على سبيل المثال ، في تعدين منضدة خام طولها 15 مترًا ، سيتم حفر 60 حفرة أو أكثر عمومًا على بعد 15 مترًا من وجه الوحل الحالي اعتمادًا على طول المنضدة المراد استخراجها. يجب أن يحدث هذا مع مهلة زمنية كافية للسماح بإعداد الموقع لأنشطة التحميل والنقل اللاحقة.

تحميل

يتم الآن التعدين السطحي بشكل نموذجي باستخدام مجارف الطاولة أو اللوادر الأمامية أو المجارف الهيدروليكية. في التعدين المكشوف ، تتوافق معدات التحميل مع شاحنات السحب التي يمكن تحميلها في ثلاث إلى خمس دورات أو ممرات للمجرفة ؛ ومع ذلك ، تحدد عوامل مختلفة تفضيل معدات التحميل. مع الصخور الحادة و / أو الحفر الصعب و / أو المناخات الرطبة ، يفضل استخدام المجارف المتعقبة. وعلى العكس من ذلك ، فإن اللوادر ذات الإطارات المطاطية لها تكلفة رأسمالية أقل بكثير وتُفضل لتحميل المواد منخفضة الحجم وسهلة الحفر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اللوادر متحركة للغاية ومناسبة تمامًا لسيناريوهات التعدين التي تتطلب حركات سريعة من منطقة إلى أخرى أو لمتطلبات مزج الخام. تُستخدم اللوادر أيضًا بشكل متكرر لتحميل المواد وسحبها وتفريغها في الكسارات من أكوام المزج التي يتم ترسيبها بالقرب من الكسارات بواسطة شاحنات النقل.

للمجارف الهيدروليكية ومجارف الكابلات مزايا وقيود مماثلة. لا يُفضل استخدام المجارف الهيدروليكية لحفر الصخور الصلبة ، وتتوفر مجارف الكابلات بشكل عام بأحجام أكبر. لذلك ، فإن مجارف الكابلات الكبيرة بحمولات تصل إلى حوالي 50 مترًا مكعبًا وأكثر هي المعدات المفضلة في المناجم حيث يتجاوز الإنتاج 200,000 طن يوميًا. تعتبر المجارف الهيدروليكية أكثر تنوعًا على وجه المنجم وتسمح بتحكم أكبر للمشغل لتحميلها بشكل انتقائي من النصف السفلي أو العلوي من واجهة المنجم. هذه الميزة مفيدة حيث يمكن تحقيق فصل النفايات عن الركاز في منطقة التحميل وبالتالي زيادة درجة الخام التي يتم سحبها ومعالجتها.

ينقلون

عادة ما يتم النقل في المناجم المفتوحة والمناجم الشريطية بواسطة شاحنات النقل. يقتصر دور شاحنات النقل في العديد من المناجم السطحية على ركوب الدراجات بين منطقة التحميل ونقطة النقل مثل محطة التكسير داخل الحفرة أو نظام النقل. يتم تفضيل شاحنات النقل على أساس المرونة في التشغيل بالنسبة إلى خطوط السكك الحديدية ، والتي كانت طريقة النقل المفضلة حتى الستينيات. ومع ذلك ، فإن تكلفة نقل المواد في حفر المعادن السطحية وغير المعدنية تزيد عمومًا عن 1960٪ من إجمالي تكلفة تشغيل المنجم. لقد كان التكسير والنقل داخل الحفرة من خلال أنظمة السير الناقل عاملًا أساسيًا في تقليل تكاليف النقل. أدت التطورات التقنية في شاحنات النقل مثل محركات الديزل والمحركات الكهربائية إلى مركبات ذات سعة أكبر بكثير. تنتج العديد من المصنّعين حاليًا شاحنات بسعة 50 طنًا مع توقع أن تزيد سعة الشاحنات عن 240 طن في المستقبل القريب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام أنظمة الإرسال المحوسبة وتكنولوجيا تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية يسمحان بتتبع المركبات وجدولتها بكفاءة وإنتاجية محسنتين.

قد تستخدم أنظمة طرق التفريغ حركة مرور أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه. قد تكون حركة المرور إما تكوين المسار الأيسر أو الأيمن. كثيرًا ما تُفضل حركة المرور في الحارة اليسرى لتحسين رؤية المشغل لموضع الإطارات في الشاحنات الكبيرة جدًا. تم تحسين السلامة أيضًا من خلال حركة المرور اليسرى من خلال تقليل احتمالية الاصطدام من جانب السائق في وسط الطريق. عادةً ما تقتصر تدرجات طرق التفريغ على ما بين 8 و 15٪ لعمليات النقل المستمرة وتتراوح بشكل مثالي بين 7 إلى 8٪. تتطلب السلامة وتصريف المياه تدرجات طويلة لتشمل أقسامًا بطول 45 مترًا على الأقل بحد أقصى 2 ٪ لكل 460 مترًا من التدرج الحاد. تعتبر حواجز الطرق (الحدود الترابية المرتفعة) الواقعة بين الطرق والحفريات المجاورة ميزات أمان قياسية في المناجم السطحية. يمكن أيضًا وضعها في منتصف الطريق لفصل حركة المرور المتعارضة. في حالة وجود طرق سحب رجعية ، يمكن تركيب ممرات هروب متزايدة في نهاية المنحدرات الطويلة شديدة الانحدار. تعتبر حواجز حافة الطريق ، مثل السواتر الترابية ، قياسية ويجب وضعها بين جميع الطرق والحفريات المجاورة. تعمل الطرق عالية الجودة على تحسين الإنتاجية القصوى من خلال زيادة سرعات الشاحنات الآمنة إلى أقصى حد ، وتقليل وقت تعطل الصيانة وتقليل إجهاد السائق. تساهم صيانة طرق شاحنات النقل في تقليل تكاليف التشغيل من خلال تقليل استهلاك الوقود وإطالة عمر الإطارات وتقليل تكاليف الإصلاح.

يتفوق النقل بالسكك الحديدية ، في ظل أفضل الظروف ، على طرق النقل الأخرى لنقل الخام لمسافات طويلة خارج المنجم. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، لم يعد النقل بالسكك الحديدية مستخدمًا على نطاق واسع في التعدين المكشوف منذ ظهور الشاحنات التي تعمل بالكهرباء والديزل. تم استبدال النقل بالسكك الحديدية للاستفادة من التنوع والمرونة الأكبر لشاحنات النقل وأنظمة النقل داخل الحفرة. تتطلب السكك الحديدية درجات لطيفة جدًا تتراوح من 0.5 إلى 3٪ كحد أقصى لعمليات النقل إلى أعلى التل. الاستثمار الرأسمالي لمحركات السكك الحديدية ومتطلبات المسار مرتفع للغاية ويتطلب عمرًا طويلاً للتعدين ومخرجات إنتاج كبيرة لتبرير العائد على الاستثمار.

مناولة الركاز (النقل)

يعتبر التكسير والنقل داخل الحفرة منهجية نمت شعبيتها منذ أن تم تنفيذها لأول مرة في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي. أدى موقع الكسارة شبه المتنقلة في حفرة المنجم مع النقل اللاحق خارج الحفرة بواسطة نظام ناقل إلى مزايا إنتاجية كبيرة ووفورات في التكاليف مقارنة بالنقل التقليدي للمركبات. يتم تقليل إنشاء طرق النقل وصيانتها عالية التكلفة وتقليل تكاليف العمالة المرتبطة بتشغيل شاحنة النقل وصيانة الشاحنات والوقود.

الغرض من نظام الكسارة داخل الحفرة هو السماح بنقل الخام بواسطة الناقل. قد تتراوح أنظمة الكسارة في الحفرة من منشآت دائمة إلى وحدات متحركة بالكامل. ومع ذلك ، بشكل أكثر شيوعًا ، يتم إنشاء الكسارات في شكل معياري للسماح ببعض القابلية للنقل داخل المنجم. يمكن نقل الكسارات كل عام إلى عشر سنوات ؛ قد يتطلب الأمر ساعات أو أيامًا أو شهورًا لإكمال النقل اعتمادًا على حجم الوحدة وتعقيدها ومسافة الانتقال.

تشمل مزايا الناقلات على شاحنات النقل بدء التشغيل الفوري والتشغيل التلقائي والمستمر ودرجة عالية من الموثوقية مع توفر ما يصل إلى 90 إلى 95٪. لا تتأثر بشكل عام بسبب سوء الأحوال الجوية. الناقلون لديهم أيضًا متطلبات عمالة أقل بكثير مقارنة بشاحنات النقل ؛ قد يتطلب تشغيل وصيانة أسطول شاحنات عشرة أضعاف عدد أفراد الطاقم الذي يتطلبه نظام ناقل بسعة مكافئة. أيضًا ، يمكن أن تعمل الناقلات على درجات تصل إلى 30٪ بينما الحد الأقصى لدرجات الشاحنات بشكل عام 10٪. يقلل استخدام الدرجات شديدة الانحدار من الحاجة إلى إزالة المواد ذات الأحمال الزائدة منخفضة الدرجة وقد يقلل من الحاجة إلى إنشاء طرق نقل عالية التكلفة. يتم أيضًا دمج أنظمة النقل في مجارف عجلات الجرافة في العديد من عمليات الفحم السطحي ، مما يلغي الحاجة إلى شاحنات النقل.

طرق التعدين بالمحلول

يتم استخدام التعدين بالمحلول ، وهو النوع الأكثر شيوعًا بين نوعين من التعدين المائي ، لاستخراج خام قابل للذوبان حيث تكون طرق التعدين التقليدية أقل كفاءة و / أو أقل اقتصادية. تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم النض أو ترشيح السطح ، ويمكن أن تكون طريقة تعدين أولية ، كما هو الحال مع تعدين الذهب والفضة ، أو يمكن أن تكمل خطوات المعالجة المعدنية الحرارية التقليدية للصهر والتنقية ، كما في حالة ترشيح خامات أكسيد النحاس منخفضة الدرجة .


الجوانب البيئية للتعدين السطحي

تجذب الآثار البيئية الكبيرة للمناجم السطحية الانتباه أينما تقع المناجم. يعد تغيير التضاريس وتدمير الحياة النباتية والآثار الضارة على الحيوانات الأصلية من النتائج الحتمية للتعدين السطحي. غالبًا ما يؤدي تلوث المياه السطحية والجوفية إلى مشاكل ، لا سيما مع استخدام المواد اللاصقة في التعدين بالمحلول والجريان السطحي من التعدين الهيدروليكي.

بفضل الاهتمام المتزايد من دعاة حماية البيئة في جميع أنحاء العالم واستخدام الطائرات والتصوير الجوي ، لم تعد شركات التعدين حرة في "الحفر والتشغيل" عند اكتمال استخراج الخام المطلوب. تم إصدار القوانين واللوائح في معظم البلدان المتقدمة ، ومن خلال أنشطة المنظمات الدولية ، يتم حثها حيث لم تكن موجودة بعد. يضعون برنامج إدارة بيئية كعنصر أساسي في كل مشروع تعدين وينصون على متطلبات مثل تقييمات الأثر البيئي الأولية ؛ برامج إعادة التأهيل التدريجي ، بما في ذلك استعادة ملامح الأرض ، وإعادة التحريج ، وإعادة زراعة الحيوانات الأصلية ، وإعادة تكوين الحياة البرية الأصلية وما إلى ذلك ؛ بالإضافة إلى تدقيق الامتثال المتزامن وطويل الأجل (UNEP 1991، UN 1992، Environmental Protection Agency (Australia) 1996، ICME 1996). من الضروري أن تكون هذه أكثر من مجرد بيانات في الوثائق المطلوبة للتراخيص الحكومية اللازمة. يجب قبول المبادئ الأساسية وممارستها من قبل المديرين في الميدان وإبلاغها للعاملين على جميع المستويات.


 

بغض النظر عن الضرورة أو الميزة الاقتصادية ، تشترك جميع طرق حل السطح في خاصيتين مشتركتين: (1) يتم استخراج الخام بالطريقة المعتادة ثم يتم تخزينه ؛ و ، (2) يتم تطبيق محلول مائي على الجزء العلوي من مخزون الخام الذي يتفاعل كيميائيًا مع المعدن المعني الذي يتم منه توجيه محلول الملح المعدني الناتج عبر كومة المخزون للتجميع والمعالجة. يعتمد تطبيق تعدين المحاليل السطحية على الحجم وعلم المعادن (المعادن) المعنية والصخور المضيفة ذات الصلة ، والمساحة المتاحة والصرف لتطوير مقالب ترشيح كبيرة بما يكفي لجعل العملية مجدية اقتصاديًا.

إن تطوير مقالب الترشيح في منجم سطحي يكون فيه تعدين المحلول هو طريقة الإنتاج الأساسية هو نفس جميع عمليات الحفر المفتوحة باستثناء أن الخام مخصص فقط لمكب النفايات وليس للمطحنة. في المناجم التي تستخدم طرق الطحن والحل ، يتم فصل الخام إلى أجزاء مطحونة ومرشحة. على سبيل المثال ، يتم طحن معظم خام كبريتيد النحاس وتنقيته لتسويق النحاس عن طريق الصهر والتكرير. يتم توجيه خام أكسيد النحاس ، الذي لا يكون قابلاً للمعالجة الحرارية للمعادن ، إلى عمليات النض. بمجرد تطوير التفريغ ، يقوم المحلول بترشيح المعدن القابل للذوبان من الصخور المحيطة بمعدل يمكن التنبؤ به يتم التحكم فيه بواسطة معلمات تصميم التفريغ ، وطبيعة وحجم المحلول المطبق ، وتركيز المعدن وعلمه المعدني في خام. يشار إلى المحلول المستخدم لاستخراج المعدن القابل للذوبان باسم أ مسيل. ومن أكثر المواد اللاصقة شيوعًا المستخدمة في قطاع التعدين هذا المحاليل المخففة لسيانيد الصوديوم القلوي للذهب ، وحمض الكبريتيك الحمضي للنحاس ، وثاني أكسيد الكبريت المائي للمنغنيز ، وكبريتات حامض الكبريتيك - الحديديك لخامات اليورانيوم ؛ ومع ذلك ، يتم جمع معظم اليورانيوم المتسرب والأملاح القابلة للذوبان بواسطة فى الموقع التعدين الذي يتم فيه حقن المادة اللاصقة مباشرة في جسم الخام دون الاستخراج الميكانيكي المسبق. تتيح هذه التقنية الأخيرة معالجة الخامات منخفضة الدرجة دون استخراج الخام من الرواسب المعدنية.

جوانب الصحة والسلامة

تتشابه مخاطر الصحة والسلامة المهنية المرتبطة بالاستخراج الميكانيكي للخام في التعدين بالمحلول بشكل أساسي مع مخاطر عمليات المناجم السطحية التقليدية. الاستثناء من هذا التعميم هو الحاجة إلى الخضوع للسحق الأولي للخام غير المتسرب في حفرة المنجم السطحي قبل نقله إلى مطحنة للمعالجة التقليدية ، في حين يتم نقل الخام بشكل عام بواسطة شاحنة السحب مباشرة من موقع الاستخراج إلى تفريغ الترشيح في التعدين الحل. وبالتالي فإن عمال التعدين بالمحلول سيكونون أقل تعرضًا لمخاطر التكسير الأولية مثل الغبار والضوضاء والمخاطر المادية.

تشمل الأسباب الرئيسية للإصابات في بيئات المناجم السطحية مناولة المواد ، والانزلاق والسقوط ، والآلات ، واستخدام الأدوات اليدوية ، ونقل الطاقة ، والتلامس مع المصدر الكهربائي. ومع ذلك ، فإن ما يميز التعدين المحاليل هو التعرض المحتمل للمُسَسِّمات الكيميائية أثناء النقل والأنشطة الميدانية للنض والمعالجة الكيميائية والإلكتروليتية. قد يحدث التعرض للرذاذ الحمضي في صهاريج الاستخلاص الكهربائي للمعادن. يجب معالجة مخاطر الإشعاع المؤين ، التي تزداد بشكل متناسب من الاستخراج إلى التركيز ، في تعدين اليورانيوم.

طرق التعدين الهيدروليكي

في التعدين الهيدروليكي ، أو "الهيدروليكية" ، يتم استخدام رذاذ الماء عالي الضغط لحفر المواد غير المجمعة أو غير المجمعة بشكل غير محكم في ملاط ​​للمعالجة. يتم تطبيق الطرق الهيدروليكية في المقام الأول على رواسب المعادن والحجر الكلي ، على الرغم من أن الفحم والحجر الرملي ومخلفات مطاحن المعادن قابلة أيضًا لهذه الطريقة. التطبيق الأكثر شيوعًا والأكثر شهرة هو التعدين الغرينية حيث يتم غسل تركيزات المعادن مثل الذهب والتيتانيوم والفضة والقصدير والتنغستن من داخل الترسبات الغرينية (الغرينية). إن إمدادات المياه والضغط ، وتدرج المنحدر الأرضي للجريان السطحي ، والمسافة من واجهة المنجم إلى مرافق المعالجة ، ودرجة توحيد المواد القابلة للتعدين ، وتوافر مناطق التخلص من النفايات ، كلها اعتبارات أساسية في تطوير عملية التعدين الهيدروليكي. كما هو الحال مع التعدين السطحي الآخر ، يكون التطبيق محددًا للموقع. تشمل المزايا المتأصلة لهذا الأسلوب التعدين تكاليف التشغيل المنخفضة نسبيًا والمرونة الناتجة عن استخدام معدات بسيطة ومتينة ومتحركة. نتيجة لذلك ، تتطور العديد من العمليات الهيدروليكية في مناطق التعدين البعيدة حيث لا تعد متطلبات البنية التحتية قيدًا.

على عكس الأنواع الأخرى من التعدين السطحي ، تعتمد التقنيات الهيدروليكية على الماء كوسيط لكل من التعدين ونقل المواد الملغومة ("السقوط"). يتم تسليم بخاخات المياه عالية الضغط عن طريق الشاشات أو خراطيم المياه إلى بنك الغرينية أو الرواسب المعدنية. يقومون بتفكيك الحصى والمواد غير المجمعة ، والتي يتم غسلها في مرافق التجميع والمعالجة. قد يختلف ضغط الماء من تدفق الجاذبية الطبيعي للمواد الدقيقة الرخوة جدًا إلى آلاف الكيلوجرامات لكل سنتيمتر مربع للرواسب غير المجمعة. تستخدم الجرافات والممهدات أو غيرها من معدات الحفر المتنقلة أحيانًا لتسهيل استخراج المزيد من المواد المضغوطة. تاريخيًا ، وفي العمليات صغيرة النطاق في المودم ، تتم إدارة عملية جمع الطين أو الجريان السطحي باستخدام صناديق وسدادات صغيرة الحجم. تعتمد العمليات على نطاق تجاري على المضخات وأحواض الاحتواء والترسيب ومعدات الفصل التي يمكنها معالجة كميات كبيرة جدًا من الملاط في الساعة. اعتمادًا على حجم الوديعة التي سيتم تعدينها ، قد يكون تشغيل أجهزة مراقبة المياه يدويًا أو يتم التحكم فيه عن بُعد أو يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر.

عندما يحدث التعدين الهيدروليكي تحت الماء ، يشار إليه باسم التجريف. في هذه الطريقة ، تستخرج محطة المعالجة العائمة الرواسب السائبة مثل الطين والطمي والرمل والحصى وأي معادن مرتبطة بها باستخدام خط دلو و / أو خط سحب و / أو نفاثات مائية مغمورة. يتم نقل المواد الملغومة هيدروليكيًا أو ميكانيكيًا إلى محطة الغسيل التي قد تكون جزءًا من منصة التجريف أو منفصلة ماديًا مع خطوات المعالجة اللاحقة للفصل والمعالجة الكاملة. أثناء استخدام التجريف لاستخراج المعادن التجارية وحجر الركام ، يُعرف بأنه تقنية مستخدمة لتطهير وتعميق قنوات المياه والسهول الفيضية.

الصحة والسلامة

تختلف المخاطر المادية في التعدين الهيدروليكي عن تلك الموجودة في طرق التعدين السطحي. نظرًا لتطبيق الحد الأدنى من أنشطة الحفر والمتفجرات والنقل والخفض ، تميل مخاطر السلامة إلى أن ترتبط في الغالب بأنظمة المياه ذات الضغط العالي ، والحركة اليدوية للمعدات المتنقلة ، وقضايا القرب التي تتضمن إمدادات الطاقة والمياه ، وقضايا القرب المرتبطة بانهيار وجه الألغام وأنشطة الصيانة. تشمل المخاطر الصحية في المقام الأول التعرض للضوضاء والغبار والمخاطر المريحة المتعلقة بالتعامل مع المعدات. يعتبر التعرض للغبار بشكل عام مشكلة أقل من التعدين السطحي التقليدي بسبب استخدام المياه كوسيلة للتعدين. قد تساهم أيضًا أنشطة الصيانة مثل اللحام غير المنضبط في تعرض العمال.

 

الرجوع

الأحد، مارس 13 2011 16: 05

إدارة تعدين الفحم السطحي

الخصائص الجيولوجية لتعدين الفحم السطحي التي تميزه عن التعدين السطحي الأخرى هي طبيعة التكوين وقيمته المنخفضة نسبيًا ، والتي تتطلب غالبًا مناجم الفحم السطحي لنقل كميات كبيرة من الأثقال فوق مساحة كبيرة (أي أن لديها نسبة تجريد عالية ). ونتيجة لذلك ، طورت مناجم الفحم السطحي معدات وتقنيات تعدين متخصصة. تشمل الأمثلة منجم شريط السحب الذي يتم تعدينه في شرائط بعرض 30 إلى 60 مترًا ، ومواد جانبية في حفر يصل طولها إلى 50 كيلومترًا. إعادة التأهيل هي جزء لا يتجزأ من دورة التعدين بسبب الاضطرابات الكبيرة في المناطق المعنية.

تختلف مناجم الفحم السطحي من كونها صغيرة (أي تنتج أقل من مليون طن سنويًا) إلى كبيرة (أكثر من 1 ملايين طن سنويًا). تعتمد القوة العاملة المطلوبة على حجم ونوع المنجم وحجم وكمية المعدات وكمية الفحم والعبء الزائد. هناك بعض القياسات النموذجية التي تشير إلى إنتاجية وحجم القوى العاملة. وهذه هي:

1. الناتج لكل عامل منجم معبرًا عنه بالطن لكل عامل منجم سنويًا ؛ قد يتراوح هذا من 5,000 طن لكل عامل منجم سنويًا إلى 40,000 طن لكل عامل منجم سنويًا.

2. إجمالي المواد المنقولة معبرًا عنها بالطن لكل عامل منجم سنويًا. يجمع مؤشر الإنتاجية هذا بين الفحم والحِمل الزائد ؛ ستكون الإنتاجية البالغة 100,000 طن لكل عامل منجم سنويًا منخفضة حيث يمثل 400,000 طن لكل عامل منجم سنويًا النهاية الإنتاجية للغاية للمقياس.

     

    نظرًا لاستثمارات رأس المال الكبيرة التي ينطوي عليها الأمر ، تعمل العديد من مناجم الفحم في قائمة نوبات مستمرة لمدة سبعة أيام. يتضمن ذلك أربعة أطقم: ثلاثة تعمل ثلاث نوبات مدة كل منها ثماني ساعات ويغطي الطاقم الرابع الإجازة المدرجة في القائمة.

    تخطيط المناجم

    يعد تخطيط المناجم لمناجم الفحم السطحي عملية متكررة يمكن تلخيصها في قائمة مرجعية. تبدأ الدورة بالجيولوجيا والتسويق وتنتهي بتقييم اقتصادي. يزداد مستوى التفاصيل (والتكلفة) للتخطيط مع مرور المشروع بمراحل مختلفة من الموافقة والتطوير. تغطي دراسات الجدوى العمل قبل التطوير. يتم استخدام نفس القائمة المرجعية بعد بدء الإنتاج لتطوير خطط سنوية وخمسية بالإضافة إلى خطط لإغلاق المنجم وإعادة تأهيل المنطقة بعد استخراج الفحم بالكامل.

    بشكل ملحوظ ، الحاجة إلى التخطيط مستمرة وتحتاج الخطط إلى تحديث متكرر لتعكس التغييرات في السوق والتكنولوجيا والتشريعات والمعرفة بالودائع المستفادة مع تقدم التعدين.

    التأثيرات الجيولوجية

    للخصائص الجيولوجية تأثير كبير في اختيار طريقة التعدين والمعدات المستخدمة في منجم فحم سطحي معين.

    موقف التماس، المعروف باسم تراجع، الزاوية بين خط التماس الذي يتم تعدينه والمستوى الأفقي. كلما كان الغمس أكثر انحدارًا كلما كان من الصعب تعدين. يؤثر الانخفاض أيضًا على استقرار المنجم ؛ يبلغ الحد الأقصى لعمليات السحب حوالي 7 درجات.

    تشير قوة من الفحم والنفايات الصخرية التي تحدد المعدات التي يمكن استخدامها وما إذا كان يجب تفجير المادة أم لا. معدات التعدين المستمر ، مثل حفارات الدلو المستخدمة بشكل شائع في أوروبا الشرقية وألمانيا ، تقتصر على المواد ذات القوة المنخفضة جدًا التي لا تتطلب تفجيرًا. ومع ذلك ، عادةً ما يكون من الصعب جدًا حفر الغطاء الثقيل دون بعض التفجير لتفتيت الصخور إلى قطع أصغر حجمًا يمكن بعد ذلك حفرها بواسطة المجارف والمعدات الميكانيكية.

    كما عمق زيادة طبقات الفحم ، تصبح تكلفة نقل النفايات والفحم إلى السطح أو إلى المكب أعلى. في مرحلة ما ، سيصبح التعدين باستخدام الطرق السرية أكثر اقتصادا من الأساليب المفتوحة.

    يمكن استخراج طبقات رقيقة تصل إلى 50 مم ولكن استعادة الفحم يصبح أكثر صعوبة وتكلفة سمك التماس يقلل.

    الهيدرولوجيا يشير إلى كمية الماء في الفحم وتغطيته. تؤثر الكميات الكبيرة من المياه على الاستقرار وتزيد متطلبات الضخ من التكلفة.

    حجم الفحم الاحتياطيات ويؤثر حجم العملية على المعدات التي يمكن استخدامها. تتطلب المناجم الصغيرة معدات أصغر وأغلى نسبيًا ، بينما تتمتع المناجم الكبيرة باقتصاديات الحجم وتكاليف أقل لكل وحدة إنتاج.

    الخصائص البيئية يشير إلى سلوك الحمولة الزائدة بعد تعدينها. يُطلق على بعض الأثقال اسم "إنتاج الحمض" مما يعني أنه عند تعرضه للهواء والماء ، فإنه ينتج حامضًا ضارًا بالبيئة ويتطلب معالجة خاصة.

    إن الجمع بين العوامل المذكورة أعلاه بالإضافة إلى العوامل الأخرى يحدد طريقة التعدين والمعدات المناسبة لمنجم فحم سطحي معين.

    دورة التعدين

    يمكن تقسيم منهجية تعدين الفحم السطحي إلى سلسلة من الخطوات.

    إزالة التربة السطحية ويعد تخزينها أو استبدالها في المناطق التي يتم إعادة تأهيلها جزءًا مهمًا من الدورة حيث أن الهدف هو إعادة استخدام الأرض إلى حالة جيدة على الأقل كما كانت قبل بدء التعدين. تعتبر التربة السطحية مكونًا مهمًا لاحتوائها على مغذيات نباتية.

    تحضير الأرض قد تنطوي على استخدام المتفجرات لتفتيت الصخور الكبيرة. في بعض الحالات ، يتم ذلك عن طريق الجرافات ذات الكسارات التي تستخدم القوة الميكانيكية لتكسير الصخور إلى قطع أصغر. بعض المناجم التي تكون فيها قوة الصخور منخفضة لا تتطلب أي تحضير أرضي حيث يمكن للحفارة الحفر مباشرة من الضفة.

    إزالة النفايات هي عملية تعدين الصخور التي تغلف طبقات الفحم ونقلها إلى مكب النفايات. في منجم شريط حيث يوجد التفريغ في شريط مجاور ، تكون هذه عملية جانبية. ومع ذلك ، في بعض المناجم ، قد يكون المكب على بعد عدة كيلومترات بسبب هيكل التماس ومساحة التفريغ المتاحة ، ومن الضروري النقل إلى المكب بواسطة الشاحنات أو الناقلات.

    استخراج الفحم هي عملية إزالة الفحم من السطح المكشوف في المنجم ونقله خارج الحفرة. يعتمد ما يحدث بعد ذلك على موقع سوق الفحم واستخدامه النهائي. إذا تم تغذيتها إلى محطة طاقة في الموقع ، يتم سحقها وتذهب مباشرة إلى المرجل. إذا كان الفحم منخفض الدرجة ، فيمكن ترقيته عن طريق "غسل" الفحم في محطة التحضير. يؤدي هذا إلى فصل الفحم والتعبئة للحصول على منتج عالي الجودة. قبل أن يتم إرساله إلى السوق ، يحتاج هذا الفحم عادة إلى بعض التكسير للحصول على حجم موحد ، والمزج للتحكم في الاختلافات في الجودة. يمكن نقلها عن طريق البر أو الناقل أو القطار أو البارجة أو السفينة.

    إعادة التأهيل بعد الجراحة يتضمن تشكيل المكب لاستعادة التضاريس وتلبية معايير الصرف ، واستبدال التربة السطحية وزراعة الغطاء النباتي لإعادته إلى حالته الأصلية. تشمل اعتبارات الإدارة البيئية الأخرى ما يلي:

      • ادارة المياه: تحويل مجاري المياه الحالية والتحكم في مياه المناجم عن طريق سدود الرواسب وإعادة التدوير بحيث لا يتم تصريف المياه الملوثة
      • التخطيط البصري : ضمان تقليل التأثير البصري
      • النباتات والحيوانات: لاستعادة الأشجار والنباتات واستبدال الحياة البرية الأصلية
      • علم الآثار: الحفاظ على و / أو ترميم المواقع ذات الأهمية الثقافية
      • الفراغ النهائي: ما يجب فعله بالفتحة بعد توقف التعدين (على سبيل المثال ، قد يتم ملؤها أو تحويلها إلى بحيرة)
      • انفجار الهواء والاهتزاز، بسبب عمليات التفجير ، والتي يجب إدارتها بتقنيات محددة إذا كانت المباني قريبة
      • الضوضاء والغبار، والتي تحتاج إلى إدارتها لتجنب إحداث إزعاج للمساكن والمجتمعات المجاورة.

                   

                  يمكن أن يكون تأثير تعدين الفحم السطحي على البيئة العامة كبيرًا ولكن مع التخطيط والتحكم المناسبين في جميع مراحل المؤسسة ، يمكن إدارتها لتلبية جميع المتطلبات.

                  طرق ومعدات التعدين

                  يتم استخدام ثلاث طرق تعدين رئيسية لتعدين الفحم السطحي: شاحنة ومجارف ؛ دراجلينز. والأنظمة القائمة على الناقل ، مثل الحفارات الدوارة والكسارات داخل الحفرة. تستخدم العديد من المناجم مزيجًا من هذه ، وهناك أيضًا تقنيات متخصصة مثل التعدين المثقب وعمال المناجم عالية الجدران المستمرة. هذه تشكل نسبة صغيرة فقط من إجمالي إنتاج مناجم الفحم السطحي. تم تطوير أنظمة السحب والجرافة خصيصًا للتعدين السطحي للفحم بينما يتم استخدام أنظمة تعدين الشاحنات والمجرفة في جميع أنحاء صناعة التعدين.

                  تشير شاحنة ومجرفة تتضمن طريقة التعدين حفارًا ، مثل مجرفة حبل كهربائية أو حفارة هيدروليكية أو لودر أمامي ، لتحميل الحمولة الزائدة في الشاحنات. يمكن أن يختلف حجم الشاحنات من 35 طنًا إلى 220 طنًا. تنقل الشاحنة الحمولة الزائدة من سطح التعدين إلى منطقة الإغراق حيث تقوم الجرافة بدفع الصخور وتكويمها لتشكيل المكب لإعادة التأهيل. تتميز طريقة الشاحنة والمجرفة بمرونتها ؛ توجد أمثلة في معظم دول العالم.

                  دراجلينز هي واحدة من أرخص الطرق لاستخراج الغطاء الزائد ، ولكنها محدودة في تشغيلها بطول ذراع التطويل ، والذي يبلغ طوله بشكل عام 100 متر. يتأرجح خط السحب عند نقطة المركز وبالتالي يمكنه تفريغ المادة على بعد 100 متر تقريبًا من مكان جلوسها. تتطلب هذه الهندسة أن يتم وضع المنجم في شرائط ضيقة طويلة.

                  يتمثل القيد الرئيسي لخط السحب في أنه لا يمكنه الحفر إلا لعمق 60 مترًا تقريبًا ؛ بعد ذلك ، هناك حاجة إلى شكل آخر من أشكال إزالة الأحمال الإضافية مثل أسطول الشاحنات والمجرفة.

                  أنظمة التعدين القائمة على الناقل استخدام الناقلات لنقل الحمولة الزائدة بدلاً من الشاحنات. عندما يكون الغطاء الغطائي منخفض القوة ، يمكن تعدينه مباشرة من الوجه بواسطة حفارة ذات عجلة دلو. وغالبًا ما يطلق عليها طريقة التعدين "المستمر" لأنها تغذي الطبقة السفلية والفحم دون انقطاع. تكون خطوط السحب والمجارف دورية حيث تستغرق كل حمولة دلو من 30 إلى 60 ثانية. تتطلب الأحمال الصلبة الأكثر صلابة مزيجًا من التفجير أو كسارة في الحفرة وتحميل مجرفة لتغذيتها على الناقل. تعد أنظمة تعدين الفحم السطحي القائمة على الناقل هي الأكثر ملاءمة حيث يجب نقل العبء الزائد لمسافات كبيرة أو ارتفاعات كبيرة.

                  وفي الختام

                  يتضمن تعدين الفحم السطحي معدات متخصصة وتقنيات تعدين تسمح بإزالة كميات كبيرة من النفايات والفحم من مناطق واسعة. إعادة التأهيل جزء لا يتجزأ ومهم من العملية.

                   

                  الرجوع

                  الأحد، مارس 13 2011 16: 11

                  خام المعالجة

                  تحدث جميع المعادن والمواد غير العضوية الأخرى التي تم استغلالها تقريبًا كمركبات تشكل المعادن التي تتكون منها قشرة الأرض. لقد ركزت القوى والعمليات التي شكلت سطح الأرض هذه المعادن بكميات مختلفة على نطاق واسع. عندما يكون هذا التركيز كبيرًا بدرجة كافية بحيث يمكن استغلال المعدن واستعادته اقتصاديًا ، يُشار إلى الرواسب على أنها خام أو جسم صلب. ومع ذلك ، فحتى في هذه الحالة ، لا تتوفر المعادن عادة في شكل نقاء ضروري للمعالجة الفورية للمنتج النهائي المطلوب. كتب Agricola (1950) في عمله في القرن السادس عشر حول معالجة المعادن: "عادةً ما تخلق الطبيعة معادن في حالة نجسة ، ممزوجة بالتراب والأحجار والعصائر الصلبة ، من الضروري فصل معظم هذه الشوائب عن الخامات بقدر الإمكان. كن قبل أن تصهر.

                  يجب أولاً فصل المعادن الثمينة عن المعادن التي ليس لها قيمة تجارية ، والتي تسمى العصابة. تشير معالجة الركاز إلى هذه المعالجة الأولية للمواد الملغومة لإنتاج مركز معدني بدرجة عالية بما يكفي لمعالجتها بشكل مرضٍ إلى المعدن النقي أو أي منتج نهائي آخر. يتم استغلال الخصائص المختلفة للمعادن التي يتكون منها الخام لفصلها عن بعضها البعض من خلال مجموعة متنوعة من الطرق الفيزيائية التي تترك التركيب الكيميائي للمعادن بشكل عام دون تغيير. (تمت مناقشة معالجة الفحم على وجه التحديد في مقالة "تحضير الفحم")

                  التكسير والطحن

                  سيعتمد حجم الجسيمات التي تصل إلى مصنع المعالجة على عملية التعدين المستخدمة ونوع الخام ، ولكنها ستكون كبيرة نسبيًا. التقطيع، يتم إجراء التخفيض التدريجي في حجم جزيئات الخام المتكتل لسببين: لتقليل حجم المواد إلى حجم أكثر ملاءمة وتحرير المكون القيم من مواد النفايات كخطوة أولى نحو فصلها واستعادتها بشكل فعال. من الناحية العملية ، يتكون التكسير عادة من تكسير مادة أكبر حجمًا ، يليها تكسير المواد إلى أحجام أصغر عن طريق قلبها في مصانع الصلب الدوارة.

                  الساحق

                  لا يمكن الانتقال من كتل كبيرة جدًا إلى مواد دقيقة في عملية واحدة أو باستخدام جهاز واحد. وبالتالي ، عادة ما يكون التكسير عملية جافة تتم عادةً على مراحل يتم تحديدها على أنها أولية وثانوية وثالثية.

                  تقوم الكسارات الأولية بتقليل الخام من أي شيء يصل حجمه إلى 1.5 متر إلى 100 إلى 200 ملم. تطبق آلات مثل الكسارات الفكية والدائرية قوة الكسر على الجزيئات الكبيرة ، مما يؤدي إلى كسر الركاز عن طريق الضغط.

                  في الكسارة الفكية ، يقع الخام في فراغ على شكل إسفين بين لوح تكسير ثابت ومتحرك. يتم قضم المواد وعصرها حتى تنكسر وتحرر ثم تقضم مرة أخرى لأسفل مع فتح الفكين وإغلاقهما ، حتى تهرب أخيرًا من خلال الفجوة الموضوعة في الأسفل.

                  في الكسارة الدورانية ، يحمل المغزل الطويل عنصر طحن مخروطي ثقيل من الصلب الصلب والذي يتحرك بشكل غير مركزي بواسطة جلبة محمل سفلية داخل حجرة التكسير أو الغلاف. يتم إنتاج الحركة النسبية لأوجه التكسير عن طريق دوران المخروط المركب بشكل غريب الأطوار مقابل الغرفة الخارجية. عادةً ما يتم استخدام هذا الجهاز في الأماكن التي تتطلب سعة إنتاجية عالية.

                  يقلل التكسير الثانوي من حجم الجسيمات إلى 5 إلى 20 مم. الكسارات المخروطية واللفائف والمطارق هي أمثلة على المعدات المستخدمة. الكسارة المخروطية عبارة عن كسارة دائرية معدلة ذات مغزل أقصر غير معلق ، ولكنه مدعوم بمحمل أسفل الرأس. تتكون الكسارة الأسطوانية من أسطوانتين أفقيتين تدوران باتجاه بعضهما البعض ، حيث تقوم البكرات بسحب الخام إلى الفجوة بينهما وبعد رشفة واحدة تفريغ المنتج. مطحنة المطرقة هي مطحنة كسارة نموذجية. يتم التقطيع عن طريق تأثير الضربات الحادة التي يتم تطبيقها بسرعة عالية بواسطة مطارق متصلة بدوار داخل مساحة العمل.

                  طحن

                  يتم إجراء الطحن ، وهو آخر مرحلة من مراحل التكسير ، في أوعية أسطوانية فولاذية دوارة تُعرف باسم طواحين التدوير. هنا يتم تقليل الجزيئات المعدنية إلى ما بين 10 و 300 ميكرومتر. يتم إضافة وسيط طحن ، مثل الكرات الفولاذية أو القضبان أو الحصى (كتل خام مسبقة الحجم أكبر بكثير من التغذية السائبة للمادة) ، إلى المطحنة بحيث يتم تكسير الخام إلى الحجم المطلوب. يسمى استخدام الحصى طحن ذاتي المنشأ. عندما يكون نوع الخام مناسبًا ، يمكن استخدام الطحن السطحي (ROM). في هذا الشكل من الطحن الذاتي ، يتم تغذية تيار الخام بالكامل من المنجم مباشرة إلى المطحنة دون التكسير المسبق ، حيث تعمل الكتل الكبيرة من الخام كوسيط للطحن.

                  يتم تحميل المطحنة بشكل عام بالخام المسحوق ووسط الطحن إلى أقل من النصف بقليل. أظهرت الدراسات أن الكسر الناتج عن الطحن هو مزيج من الصدمات والتآكل. تُستخدم بطانات المطحنة لحماية غلاف المطحنة من التآكل ، وبحسب تصميمها ، لتقليل انزلاق وسائط الطحن وتحسين جزء الرفع والتأثير في الطحن.

                  هناك الحجم الأمثل الذي يجب أن يطحن فيه الخام للفصل الفعال واستعادة المكون القيّم. يؤدي الاستفزاز إلى تحرير غير كامل وضعف الانتعاش. يزيد الطحن المفرط من صعوبة الفصل ، بالإضافة إلى استخدام فائض من الطاقة الباهظة الثمن.

                  تحجيم الفصل

                  بعد التكسير والطحن ، عادة ما يتم فصل المنتجات ببساطة حسب حجمها. الغرض الأساسي هو إنتاج مواد تغذية بالحجم المناسب لمزيد من المعالجة. يتم إعادة تدوير المواد كبيرة الحجم لمزيد من التقليل.

                  فواصل

                  يتم تطبيق الغربلة بشكل عام على المواد الخشنة إلى حد ما. يمكن استخدامه أيضًا لإنتاج حجم تغذية موحد بشكل معقول لعملية لاحقة عندما يكون ذلك مطلوبًا. إن Grizzly عبارة عن سلسلة من القضبان المتوازية الثقيلة الموضوعة في إطار يقوم بحجب المواد الخشنة للغاية. التدوير عبارة عن غربال أسطواني مائل دوار. من خلال استخدام عدد من الأقسام لشاشات ذات أحجام مختلفة ، يمكن إنتاج منتجات متعددة الأحجام في وقت واحد. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الشاشات ومجموعات الشاشات الأخرى.

                  المصنفات

                  التصنيف هو فصل الجسيمات وفقًا لمعدل ترسبها في سائل. يتم استخدام الاختلافات في الكثافة والحجم والشكل بشكل فعال. تُستخدم المصنفات لفصل المواد الخشنة والناعمة ، وبالتالي تجزئة التوزيع ذي الحجم الكبير. التطبيق النموذجي هو التحكم في عملية طحن الدائرة المغلقة. في حين أن فصل الحجم هو الهدف الأساسي ، فإن بعض الفصل حسب النوع المعدني يحدث عادةً بسبب اختلافات الكثافة.

                  في المصنف الحلزوني ، تقوم آلية أشعل النار برفع الرمال الخشنة من بركة الملاط لإنتاج منتج نظيف منزوع النحافة.

                  يستخدم الهيدروسيكلون قوة الطرد المركزي لتسريع معدلات الترسيب وإنتاج عمليات فصل فعالة للجسيمات الدقيقة. يتم إدخال تعليق الملاط بسرعة عالية بشكل عرضي في وعاء مخروطي الشكل. بسبب الحركة الدوامية ، كلما كان الاستقرار أسرع ، تتحرك الجسيمات الأكبر والأثقل نحو الجدار الخارجي ، حيث تكون السرعة أقل ، وتستقر لأسفل ، بينما تتحرك الجسيمات الأخف والأصغر نحو منطقة الضغط المنخفض على طول المحور ، حيث تكون حملت صعودا.

                  فصل التركيز

                  يتطلب فصل التركيز تمييز الجسيمات على أنها إما تلك الخاصة بالمعدن الثمين أو جزيئات الشوائب وفصلها الفعال إلى مركز ومنتج مخلفات. الهدف هو تحقيق أقصى قدر من استعادة المعدن الثمين بدرجة مقبولة لمزيد من المعالجة أو البيع.

                  فرز الخام

                  أقدم وأبسط طريقة للتركيز هي اختيار الجسيمات بصريًا وإزالتها باليد. الفرز اليدوي له معادلاته الحديثة في عدد من الطرق الإلكترونية. في الطرق الضوئية ، يعتمد التعرف على الجسيمات على الاختلاف في انعكاسية المعادن المختلفة. ثم يتم تنشيط انفجار من الهواء المضغوط لإزالتها من حزام متحرك من المواد. يمكن استخدام الموصلية المختلفة للمعادن المختلفة بطريقة مماثلة.

                  فصل متوسط ​​ثقيل

                  الفصل الثقيل أو المتوسط ​​الكثيف هو عملية تعتمد فقط على فرق الكثافة بين المعادن. إنه ينطوي على إدخال الخليط في سائل بكثافة تقع بين المعدنين المراد فصلهما ، ثم يطفو المعدن الأخف والأحواض الأثقل. في بعض العمليات ، يتم استخدامه للتركيز المسبق للمعادن قبل الطحن النهائي وغالبًا ما يتم استخدامه كخطوة تنظيف في تحضير الفحم.

                  تستخدم السوائل العضوية الثقيلة مثل رباعي البروم الإيثان ، والتي لها كثافة نسبية تبلغ 2.96 ، في تطبيقات معينة ، ولكن على نطاق تجاري ، يتم استخدام معلقات المواد الصلبة المطحونة بدقة والتي تتصرف كسوائل نيوتونية بسيطة بشكل عام. ومن الأمثلة على المواد المستخدمة أكسيد الحديد الأسود والفيروسيليكون. هذه تشكل "سوائل" منخفضة اللزوجة وخاملة وثابتة ويمكن إزالتها بسهولة من المعلق مغناطيسيًا.

                  الجاذبية

                  أنتجت عمليات الفصل الطبيعية مثل أنظمة الأنهار رواسب الغرينية حيث تم فصل الجزيئات الأكبر والأثقل عن الجزيئات الأصغر الأخف. تحاكي تقنيات الجاذبية هذه العمليات الطبيعية. يحدث الفصل من خلال حركة الجسيم استجابة لقوة الجاذبية والمقاومة التي يمارسها السائل الذي يحدث فيه الفصل.

                  على مر السنين ، تم تطوير العديد من أنواع أجهزة الفصل بالجاذبية ، ويشهد استخدامها المستمر على فعالية التكلفة لهذا النوع من الفصل.

                  في باقة تهزهز يتم وضع طبقة من الجسيمات المعدنية في التعليق ("مميع") بواسطة تيار نابض من الماء. مع تصريف المياه مرة أخرى بين كل دورة ، تنخفض الجزيئات الأكثر كثافة إلى ما دون الأقل كثافة وخلال فترة تصريف الجسيمات الصغيرة ، وخاصة الجزيئات الأصغر كثافة ، تتغلغل بين الفراغات بين الجسيمات الأكبر وتستقر في قاع السرير. مع تكرار الدورة ، تزداد درجة الانفصال.

                  طاولات اهتزاز تعامل مع مواد أدق من الرقص. تتكون الطاولة من سطح مستوٍ يميل قليلاً من الأمام إلى الخلف ومن طرف إلى آخر. تقسم البنادق الخشبية الطاولة طوليًا بزوايا قائمة. تدخل التغذية على طول الحافة العلوية ، ويتم نقل الجسيمات إلى أسفل بواسطة تدفق الماء. في نفس الوقت يتعرضون للاهتزازات غير المتكافئة على طول المحور الطولي أو الأفقي. يتم خلط الجزيئات الأكثر كثافة التي تميل إلى أن تكون محاصرة خلف البندقية عبر المنضدة بواسطة الاهتزازات.

                  الفصل المغناطيسي

                  تتأثر جميع المواد بالمجالات المغناطيسية ، على الرغم من أن التأثير في معظم الأحيان يكون ضئيلًا للغاية بحيث لا يمكن اكتشافه. ومع ذلك ، إذا كان أحد المكونات المعدنية للخليط لديه حساسية مغناطيسية قوية بشكل معقول ، فيمكن استخدام ذلك لفصله عن المكونات الأخرى. يتم تصنيف أجهزة الفصل المغناطيسية إلى آلات منخفضة وعالية الكثافة ، وكذلك إلى فواصل تغذية جافة ورطبة.

                  يتكون الفاصل من نوع الأسطوانة من أسطوانة دوارة غير مغناطيسية تحتوي داخل غلافها على مغناطيسات ثابتة ذات قطبية متناوبة. تجذب المغناطيسات الجسيمات المغناطيسية ، وتثبت في الأسطوانة وتُنقل خارج المجال المغناطيسي. يتكون الفاصل الرطب عالي الكثافة (WHIMS) من النوع الدائري من مصفوفة دوارة متحدة المركز من كرات حديدية تمر عبر مغناطيس كهربائي قوي. تُسكب بقايا الطين في المصفوفة حيث يعمل المغناطيس الكهربائي ، وتنجذب الجسيمات المغناطيسية إلى المصفوفة الممغنطة بينما يمر الجزء الأكبر من الملاط عبر الشبكة الأساسية ويخرج منها. بعد المغناطيس الكهربائي ، ينعكس الحقل ويستخدم تيار من الماء لإزالة الجزء المغناطيسي.

                  الفصل الالكتروستاتيكي

                  تم استبدال الفصل الكهروستاتيكي ، الذي كان شائع الاستخدام ، إلى حد كبير بظهور التعويم. ومع ذلك ، يتم تطبيقه بنجاح على عدد صغير من المعادن ، مثل الروتيل ، والتي أثبتت الطرق الأخرى صعوبة فيها وحيث تجعل الموصلية المعدنية للمعادن الفصل الكهروستاتيكي ممكنًا.

                  تستغل الطريقة الاختلافات في التوصيل الكهربائي لمختلف المعادن. يتم نقل التغذية الجافة إلى مجال القطب المؤين حيث يتم شحن الجسيمات بواسطة القصف الأيوني. تفقد الجسيمات الموصلة هذه الشحنة بسرعة إلى الدوار المؤرض ويتم إلقاؤها من الدوار بواسطة قوة الطرد المركزي. تفقد المواد غير الموصلة شحنتها بشكل أبطأ ، وتبقى ملتصقة بالموصل الأرضي بواسطة القوى الكهروستاتيكية ، ويتم نقلها إلى نقطة تجميع.

                  طفو

                  التعويم هو عملية فصل تستغل الاختلافات في الخصائص الفيزيائية الكيميائية السطحية للمعادن المختلفة.

                  تضاف الكواشف الكيميائية التي تسمى المجمعات إلى اللب وتتفاعل بشكل انتقائي مع سطح الجزيئات المعدنية القيمة. تجعل نواتج التفاعل المتكونة سطح المعدن مسعورًا أو غير قابل للبلل ، بحيث يلتصق بسهولة بفقاعة هوائية.

                  في كل خلية من دارة التعويم ، يتم تحريك اللب وتشتت الهواء الداخل في النظام. تلتصق الجزيئات المعدنية الكارهة للماء بفقاعات الهواء ، ومع وجود عامل مزبد مناسب ، فإنها تشكل رغوة ثابتة على السطح. هذا يفيض باستمرار على جوانب خلية التعويم ، وتحمل معها حمولتها المعدنية.

                  يتكون مصنع التعويم من بنوك من الخلايا المترابطة. يتم تنظيف المركز الأول المنتج في بنك أكثر خشونة من مكونات الشوائب غير المرغوب فيها في بنك أنظف ، وإذا لزم الأمر يعاد تنظيفه في بنك ثالث من الخلايا. قد يتم تنظيف المعادن القيمة الإضافية في بنك رابع وإعادة تدويرها إلى البنوك الأنظف قبل التخلص من ذيولها في النهاية.

                  نزح المياه

                  بعد معظم العمليات ، من الضروري فصل الماء المستخدم في عمليات الفصل عن التركيز الناتج أو من مواد شوائب النفايات. هذا مهم بشكل خاص في البيئات الجافة بحيث يمكن إعادة تدوير المياه لإعادة الاستخدام.

                  يتكون خزان الترسيب من وعاء أسطواني يتم فيه تغذية اللب في المركز عبر بئر تغذية. يتم وضع هذا تحت السطح لتقليل اضطراب المواد الصلبة المستقرة. السائل الموضح يفيض على جوانب الخزان في مغسلة. تعمل الأذرع الشعاعية ذات الشفرات على تحريك المواد الصلبة المستقرة باتجاه المركز ، حيث يتم سحبها. يمكن إضافة مواد الندف إلى المعلق لتسريع معدل ترسيب المواد الصلبة.

                  الترشيح هو إزالة الجسيمات الصلبة من السائل لإنتاج كعكة مركزة يمكن بعد ذلك تجفيفها ونقلها. الشكل الشائع هو مرشح الفراغ المستمر ، والذي يكون نموذجيًا هو مرشح الأسطوانة. أسطوانة أسطوانية أفقية تدور في خزان مفتوح مع الجزء السفلي مغمور في اللب. يتكون غلاف الأسطوانة من سلسلة من المقصورات التي يغطيها وسيط مرشح. يتم توصيل الغلاف الداخلي بجدارين بآلية صمام على العمود المركزي تسمح إما بتطبيق الفراغ أو الضغط. يتم وضع فراغ على الجزء المغمور في اللب ، وسحب الماء من خلال الفلتر وتشكيل كعكة من التركيز على القماش. يزيل الفراغ الماء من الكعكة مرة واحدة من الملاط. قبل أن يدخل القسم إلى الملاط مباشرة ، يتم الضغط لتفجير العجينة. تعمل المرشحات القرصية على نفس المبدأ ، ولكنها تتكون من سلسلة من الأقراص المتصلة بالعمود المركزي.

                  التخلص من المخلفات

                  يتكون جزء صغير فقط من خام التعدين من معدن ثمين. الباقي عبارة عن شوائب بعد المعالجة تشكل المخلفات التي يجب التخلص منها.

                  الاعتباران الرئيسيان في التخلص من المخلفات هما السلامة والاقتصاد. هناك جانبان للسلامة: الاعتبارات المادية المحيطة بالمكب أو السد الذي توضع فيه المخلفات ؛ والتلوث بالمخلفات التي قد تؤثر على صحة الإنسان وتضر بالبيئة. يجب التخلص من المخلفات بأكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة بما يتناسب مع السلامة.

                  غالبًا ما تكون المخلفات من الحجم ، ويستخدم جزء الرمل الخشن لبناء سد في موقع محدد. ثم يتم ضخ الجزء الناعم أو الوحل في بركة خلف جدار السد.

                  في حالة وجود مواد كيميائية سامة مثل السيانيد في مياه الصرف الصحي ، قد يكون من الضروري إعداد قاعدة السد بشكل خاص (على سبيل المثال ، عن طريق استخدام أغطية بلاستيكية) لمنع التلوث المحتمل للمياه الجوفية.

                  بقدر الإمكان ، يتم إعادة تدوير المياه المسترجعة من السد لاستخدامها مرة أخرى. قد يكون لهذا أهمية كبيرة في المناطق الجافة ويصبح مطلوبًا بشكل متزايد بموجب التشريعات التي تهدف إلى منع تلوث المياه الجوفية والسطحية بواسطة الملوثات الكيميائية.

                  كومة و فى الموقع الرشح

                  تتم معالجة الكثير من التركيز الناتج عن معالجة الخامات بطريقة أخرى باستخدام طرق معالجة المعادن. يتم ترشيح القيم المعدنية أو إذابتها من الركاز ، ويتم فصل المعادن المختلفة عن بعضها البعض. يتم تركيز المحاليل التي تم الحصول عليها ، ثم يتم استرجاع المعدن بخطوات مثل الترسيب والتحليل الإلكتروليتي أو الترسيب الكيميائي.

                  العديد من الخامات ذات درجة منخفضة للغاية بحيث لا تبرر تكلفة التركيز المسبق. قد تظل مواد النفايات أيضًا تحتوي على كمية معينة من القيمة المعدنية. في بعض الحالات ، يمكن معالجة هذه المواد اقتصاديًا عن طريق نسخة من عملية معالجة المعادن بالماء تعرف باسم ترشيح الكومة أو التفريغ.

                  تم إنشاء ترشيح الكومة في ريو تينتو في إسبانيا منذ أكثر من 300 عام. يتسرب الماء ببطء من خلال أكوام من خام منخفض الدرجة ولون باللون الأزرق بواسطة أملاح النحاس المذابة الناتجة عن أكسدة الخام. تم استخلاص النحاس من المحلول عن طريق الترسيب على الحديد الخردة.

                  تُستخدم هذه العملية الأساسية في ترشيح أكوام الأكسيد والكبريتيد ذات الدرجة المنخفضة ومواد النفايات حول العالم. بمجرد تكوين كومة أو تفريغ للمادة ، يتم تطبيق عامل تذويب مناسب (على سبيل المثال ، محلول حامض) عن طريق رش أو غمر الجزء العلوي من الكومة ويتم استرداد المحلول الذي يتسرب إلى القاع.

                  على الرغم من ممارسة عملية ترشيح الكومة بنجاح منذ فترة طويلة ، إلا أنه لم يتم التعرف على الدور المهم لبكتيريا معينة في هذه العملية إلا مؤخرًا نسبيًا. تم التعرف على هذه البكتيريا على أنها من الأنواع المؤكسدة للحديد الثيوباسيلوس فيرووكسيدان والأنواع المؤكسدة للكبريت ثايوباسيلوس ثيووكسيدانس. تستمد البكتيريا المؤكسدة للحديد الطاقة من أكسدة الأيونات الحديدية إلى أيونات الحديديك والأنواع المؤكسدة للكبريت عن طريق أكسدة الكبريتيد إلى الكبريتات. تحفز هذه التفاعلات بشكل فعال الأكسدة المتسارعة للكبريتيدات المعدنية لكبريتات المعادن القابلة للذوبان.

                  فى الموقع النض ، الذي يسمى أحيانًا التعدين بالمحلول ، هو تباين فعال في ترشيح الكومة. وهو يتألف من ضخ المحلول في المناجم المهجورة ، أو المنحدرة في أماكن العمل ، أو مناطق العمل البعيدة أو حتى أجسام خام كاملة حيث يُظهر أنها قابلة للنفاذ إلى المحلول. يجب أن تتناسب التكوينات الصخرية مع محلول النض والتوافر الضروري للأكسجين.

                   

                  الرجوع

                  الأحد، مارس 13 2011 16: 14

                  تحضير الفحم

                  تحضير الفحم هو العملية التي يتم من خلالها تحويل الفحم الخام إلى منتج فحم نظيف قابل للبيع بحجم وجودة ثابتين يحددهما المستهلك. يندرج الاستخدام النهائي للفحم في الفئات العامة التالية:

                  • توليد الكهرباء: يتم حرق الفحم لتوفير الحرارة لتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء.
                  • صناعة الحديد والصلب: يتم تسخين الفحم في الأفران ، في حالة عدم وجود هواء ، لطرد الغازات (مادة متطايرة) لإنتاج فحم الكوك. يستخدم فحم الكوك في فرن الصهر لصنع الحديد والصلب. يمكن أيضًا إضافة الفحم مباشرة إلى الفرن العالي كما هو الحال في عملية حقن الفحم المسحوق (PCI).
                  • صناعي: يستخدم الفحم في الصناعة المعدنية كمختزل ، حيث يستخدم محتواه من الكربون لإزالة الأكسجين (الاختزال) في عملية التعدين.
                  • التدفئة: يمكن استخدام الفحم محليا وصناعا كوقود لتدفئة الفضاء. كما أنه يستخدم كوقود في الأفران الجافة لتصنيع الأسمنت.

                   

                  التكسير والتكسير

                  يجب سحق الفحم الحجري من الحفرة إلى حجم أعلى مقبول للمعالجة في مصنع التحضير. أجهزة التكسير والتكسير النموذجية هي:

                  • قواطع التغذية: أسطوانة دوارة مزودة بمعاول تكسر الفحم. يتم تسليم الفحم بواسطة ناقل مكشطة وتدور الأسطوانة في نفس اتجاه تدفق الفحم. تستخدم قواطع التغذية بشكل شائع تحت الأرض ، ومع ذلك ، هناك بعض الاستخدام على السطح في دائرة تحضير الفحم.
                  • القواطع الدوارة: دائرة قاطع الغلاف الخارجي الثابت مع أسطوانة دوارة داخلية مزودة بألواح مثقبة. سرعة الدوران النموذجية للأسطوانة هي 12-18 دورة في الدقيقة. تلتقط لوحات الرافع الفحم الذي يتم استخراجه من المناجم والذي يقع بعد ذلك عبر قطر الأسطوانة. ينكسر الفحم الأكثر ليونة ويمر عبر الثقوب بينما يتم نقل الصخور الصلبة إلى المخرج. يحقق الكسارة الدورانية وظيفتين ، تقليل الحجم والإثراء عن طريق إزالة الصخور.
                  • كسارات الأسطوانة: يمكن أن تتكون الكسارات الأسطوانية إما من لفة دوارة واحدة وسندان ثابت (لوحة) ، أو بكرتين تدوران بنفس السرعة تجاه بعضهما البعض. عادة ما تكون الأسطح الملفوفة مسننة أو مموجة. الشكل الشائع للكسارة هو الكسارة ذات المرحلتين أو الكسارة الرباعية الأسطوانية حيث يسقط المنتج من الكسارة الأولى ثنائية الأسطوانة في الكسارة المزدوجة الأسطوانة الثانية الموضوعة على فتحة أصغر ، مما يؤدي إلى تحقيق خفض كبير الحجم في آلة واحدة . سيكون التطبيق النموذجي هو سحق المواد التي تم تشغيلها من الألغام حتى 50 مم.

                   

                  يتم استخدام التكسير أحيانًا بعد عملية تنظيف الفحم ، عندما يتم سحق الفحم ذو الحجم الكبير لتلبية متطلبات السوق. تستخدم عادة الكسارات الدوارة أو المطاحن المطرقية. تتكون مطحنة المطرقة من مجموعة من مطارق التأرجح الحرة التي تدور على عمود تصطدم بالفحم وترمي به على لوح ثابت.

                  التحجيم

                  يتم تحديد حجم الفحم قبل وبعد عملية التخصيب (التنظيف). يتم استخدام عمليات تنظيف مختلفة على أحجام مختلفة من الفحم ، بحيث يتم غربلة (غربلة) الفحم الخام عند دخوله إلى مصنع تحضير الفحم إلى ثلاثة أو أربعة أحجام ثم يتم الانتقال إلى عملية التنظيف المناسبة. عادة ما يتم تنفيذ عملية الغربلة بواسطة شاشات اهتزازية مستطيلة الشكل مع شبكة أو سطح شاشة ذو لوحة مثقوبة. في الأحجام التي تقل عن 6 مم ، يتم استخدام الغربلة الرطبة لزيادة كفاءة عملية التحجيم وفي أحجام أقل من 0.5 مم ، يتم وضع شاشة منحنية ثابتة (ثني الغربال) قبل غربال الاهتزاز لتحسين الكفاءة.

                  بعد عملية الإثراء ، يتم أحيانًا تحديد حجم الفحم النظيف عن طريق الغربلة في مجموعة متنوعة من المنتجات لأسواق الفحم الصناعية والمحلية. نادرًا ما يتم استخدام تحجيم الفحم النظيف للفحم لتوليد الكهرباء (الفحم الحراري) أو لصنع الفولاذ (الفحم المعدني).

                  التخزين والتخزين

                  عادة ما يتم تخزين الفحم الحجري وتخزينه في ثلاث نقاط في سلسلة التحضير والمناولة:

                  1. تخزين الفحم الخام وتخزينه بين المنجم ومصنع التحضير
                  2. تنظيف تخزين الفحم وتخزينه بين محطة التحضير ونقطة تحميل السكك الحديدية أو الطريق
                  3. تخزين الفحم النظيف في الموانئ التي قد يتحكم فيها المنجم أو لا.

                   

                  يحدث تخزين الفحم الخام عادة بعد التكسير وعادة ما يتخذ شكل مخزونات مفتوحة (مخروطية أو ممدودة أو دائرية) أو صوامع (أسطوانية) أو مستودعات. من الشائع أن يتم مزج التماس في هذه المرحلة من أجل توفير منتج متجانس لمصنع التحضير. قد يكون المزج بسيطًا مثل الإيداع المتسلسل للفحم المختلف على مخزون مخروطي الشكل في عمليات معقدة باستخدام ناقلات المكدس وأدوات إعادة تدوير عجلات الجرافة.

                  يمكن تخزين الفحم النظيف بعدة طرق ، مثل المخزونات المفتوحة أو الصوامع. تم تصميم نظام تخزين الفحم النظيف للسماح بالتحميل السريع لعربات السكك الحديدية أو شاحنات الطرق. عادة ما يتم إنشاء صوامع الفحم النظيف فوق مسار سكة حديد يسمح بسحب قطارات الوحدات التي تصل إلى 100 سيارة ببطء أسفل الصومعة وتعبئتها إلى وزن معروف. يستخدم الوزن أثناء الحركة عادةً للحفاظ على عملية مستمرة.

                  هناك مخاطر متأصلة في مخزون الفحم. قد تكون المخزونات غير مستقرة. يجب حظر السير على المخزونات لأن الانهيارات الداخلية يمكن أن تحدث ولأن الاستخلاص يمكن أن يبدأ دون سابق إنذار. يجب التعامل مع عمليات التنظيف الجسدي للانسداد أو التوقف في المخابئ أو الصوامع بأكبر قدر من العناية حيث يمكن أن ينزلق الفحم الذي يبدو مستقرًا بشكل مفاجئ.

                  تنظيف الفحم (تثمين)

                  يحتوي الفحم الخام على مادة من الفحم "النقي" إلى الصخور مع مجموعة متنوعة من المواد بينهما ، بكثافات نسبية تتراوح من 1.30 إلى 2.5. يتم تنظيف الفحم عن طريق فصل المواد منخفضة الكثافة (المنتج القابل للبيع) عن المواد عالية الكثافة (النفايات). تعتمد الكثافة الدقيقة للفصل على طبيعة الفحم ومواصفات جودة الفحم النظيف. من غير العملي فصل الفحم الناعم على أساس الكثافة ونتيجة لذلك يتم فصل 0.5 مم من الفحم الخام بعمليات تستخدم الاختلاف في خصائص سطح الفحم والصخور. الطريقة المعتادة المستخدمة هي التعويم الرغوي.

                  فصل الكثافة

                  هناك طريقتان أساسيتان مستخدمتان ، إحداهما نظام يستخدم الماء ، حيث ينتج عن حركة الفحم الخام في الماء تسارع أكبر للفحم الخفيف من الصخور الثقيلة. الطريقة الثانية هي غمر الفحم الخام في سائل بكثافة بين الفحم والصخور مما يؤدي إلى أن يطفو الفحم ويغرق الصخور (فصل متوسط ​​كثيف).

                  الأنظمة التي تستخدم الماء هي كما يلي:

                  • الرقص: في هذا التطبيق يتم إدخال الفحم الخام في حمام ماء نابض. يتم نقل الفحم الخام عبر صفيحة مثقبة ينبض الماء خلالها. يتم إنشاء طبقة طبقية من المواد مع وجود صخور أثقل في الأسفل وفحم أخف في الأعلى. في نهاية التفريغ ، تتم إزالة النفايات من الفحم النظيف. نطاقات الحجم النموذجية المعالجة في الرقصة هي 75 مم إلى 12 مم. هناك تطبيق خاص لرقصات الفحم الجميلة التي تستخدم طبقة اصطناعية من صخور الفلسبار.
                  • طاولات التركيز: تتكون طاولة التركيز من سطح مطاطي ممزق محمولة على آلية داعمة ، متصلة بآلية رأس تنقل حركة ترددية سريعة في اتجاه موازٍ للبنادق. يمكن تعديل منحدر الشريحة للجدول. يتم توفير تدفق متقاطع للمياه عن طريق مغسلة مثبتة على طول الجانب العلوي من السطح. يدخل العلف قبل إمداد المياه مباشرة وينتشر فوق سطح الطاولة بالحركة التفاضلية وتدفق الجاذبية. يتم تقسيم جزيئات الفحم الخام إلى طبقات (أو طبقات) أفقية. يفيض الفحم النظيف على الجانب السفلي من الطاولة ، وتتم إزالة النفايات في الجانب البعيد. تعمل الجداول على نطاق حجم 5 0.5 مم.
                  • اللوالب: تستخدم معالجة حبيبات الفحم الدقيقة باستخدام الحلزونات مبدأ يتم بموجبه نقل الفحم الخام الخام إلى مسار حلزوني في تيار من الماء وتوجه قوى الطرد المركزي جزيئات الفحم الأخف وزنًا إلى خارج التيار والجسيمات الثقيلة إلى الداخل. يفصل جهاز التقسيم في نهاية التفريغ الفحم الناعم عن النفايات الدقيقة. تستخدم اللوالب كأداة تنظيف على كسور بحجم 2 مم 0.1 مم.
                  • الأعاصير المائية فقط: يتم تغذية الفحم الخام الذي يحمله الماء بشكل عرضي تحت الضغط في الإعصار ، مما يؤدي إلى تأثير الدوامة وتحريك قوى الطرد المركزي المواد الأثقل إلى جدار الإعصار ومن هناك يتم نقلها إلى التدفق السفلي عند القمة (أو حنفية). تبقى الجسيمات الأخف (الفحم) في وسط دوامة الدوامة ويتم إزالتها لأعلى عبر أنبوب (مكتشف الدوامة) وإبلاغ الفائض. يمكن ضبط الكثافة الدقيقة للفصل عن طريق تغيير الضغط وطول وقطر جهاز تحديد الدوامة وقطر القمة. عادةً ما يعالج الإعصار الحلزوني المائي فقط المواد في نطاق حجم 0.5 مم 0.1 مم ويتم تشغيله على مرحلتين لتحسين كفاءة الفصل.

                   

                  النوع الثاني من فصل الكثافة هو وسط كثيف. في السائل الثقيل (وسط كثيف) ، ستطفو الجسيمات التي تقل كثافة السائل (الفحم) وتغرق الجسيمات ذات الكثافة الأعلى (الصخور). التطبيق الصناعي الأكثر عملية لوسط كثيف هو تعليق أرضي ناعم من أكسيد الحديد الأسود في الماء. ولهذا العديد من المزايا وهي:

                  • الخليط حميد ، بالمقارنة مع السوائل العضوية أو غير العضوية.
                  • يمكن تعديل الكثافة بسرعة عن طريق تغيير نسبة المغنتيت / الماء.
                  • يمكن إعادة تدوير المغنتيت بسهولة عن طريق إزالته من تدفقات المنتج باستخدام الفواصل المغناطيسية.

                   

                  هناك فئتان من فواصل الوسط الكثيف ، فاصل الحمام أو الوعاء للفحم الخشن في نطاق 75 مم 12 مم وفاصل التنظيف من النوع الحلزوني في النطاق 5 مم 0.5 مم.

                  يمكن أن تكون فواصل الحمام عميقة أو ضحلة حيث يتم نقل المواد العائمة فوق حافة الحمام ويتم استخراج مادة الحوض من قاع الحمام بواسطة سلسلة مكشطة أو عجلة مجداف.

                  يعزز الفاصل الحلزوني قوى الجاذبية بقوى الطرد المركزي. إن تسارع الطرد المركزي أكبر بحوالي 20 مرة من تسارع الجاذبية الذي يعمل على الجسيمات في فاصل الحمام (يقترب هذا التسارع 200 مرة أكبر من تسارع الجاذبية عند قمة الإعصار). هذه القوى الكبيرة مسؤولة عن الإنتاجية العالية للإعصار وقدرته على معالجة الفحم الصغير.

                  تمر المنتجات من فواصل الوسط الكثيفة ، وهي الفحم النظيف والفضلات ، على حد سواء فوق مصارف الصرف والشطف حيث تتم إزالة وسيط المغنتيت وإعادته إلى الفواصل. يتم تمرير المغنتيت المخفف من شاشات الشطف عبر فواصل مغناطيسية لاستعادة المغنتيت لإعادة استخدامه. تتكون الفواصل المغناطيسية من أسطوانات دوارة من الفولاذ المقاوم للصدأ تحتوي على مغناطيسات سيراميك ثابتة مثبتة على عمود الأسطوانة الثابت. يتم غمر الأسطوانة في خزان من الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على تعليق أكسيد الحديد الأسود المخفف. أثناء دوران الأسطوانة ، يلتصق المغنتيت بالمنطقة القريبة من المغناطيسات الداخلية الثابتة. يتم إخراج المغنتيت من الحمام وخارجه من المجال المغناطيسي ويسقط من سطح الأسطوانة عبر مكشطة إلى خزان المخزون.

                  يتم استخدام كل من مقاييس الكثافة النووية وأجهزة تحليل التيار النووي في محطات تحضير الفحم. يجب مراعاة احتياطات السلامة المتعلقة بأجهزة مصدر الإشعاع.

                  زبد تعويم

                  التعويم الرغوي هو عملية فيزيائية كيميائية تعتمد على الارتباط الانتقائي لفقاعات الهواء بأسطح جسيمات الفحم وعدم ارتباط جزيئات النفايات. تتضمن هذه العملية استخدام الكواشف المناسبة لإنشاء سطح طارد للماء (طارد للماء) على المواد الصلبة ليتم تعويمها. تتولد فقاعات الهواء داخل الخزان (أو الخلية) وعندما ترتفع إلى السطح تلتصق جسيمات الفحم الدقيقة المطلية بالكاشف بالفقاعة ، وتبقى النفايات غير الفحم في قاع الخلية. تتم إزالة رغوة تحمل الفحم من السطح بواسطة المجاذيف ثم يتم تفريغها عن طريق الترشيح أو الطرد المركزي. تنتقل النفايات (أو المخلفات) إلى صندوق التفريغ وعادة ما يتم تكثيفها قبل ضخها إلى بركة حجز المخلفات.

                  الكواشف المستخدمة في التعويم الرغوي للفحم هي عمومًا الأخوة والمجمعون. تُستخدم الأخوة لتسهيل إنتاج رغوة ثابتة (مثل الرغوة التي لا تتفتت). إنها مواد كيميائية تقلل من التوتر السطحي للماء. أكثر أنواع الرغوة شيوعًا في تعويم الفحم هي ميثيل إيزوبوتيل كاربينول (MIBC). تتمثل وظيفة المجمع في تعزيز التلامس بين جزيئات الفحم وفقاعات الهواء من خلال تشكيل طبقة رقيقة فوق الجسيمات المراد طفوها ، مما يجعل الجسيمات طاردة للماء. في نفس الوقت يجب أن يكون المجمع انتقائيًا ، أي أنه يجب ألا يغطي الجسيمات التي لا يجب أن تطفو (أي المخلفات). المجمع الأكثر استخدامًا في تعويم الفحم هو زيت الوقود.

                  قولبة

                  إن قوالب الفحم لها تاريخ طويل. في أواخر القرن التاسع عشر ، تم ضغط الفحم أو الركود الناعم الذي لا قيمة له نسبيًا لتشكيل "وقود براءة اختراع" أو فحم حجري. كان هذا المنتج مقبولًا في الأسواق المحلية والصناعية. من أجل تشكيل فحم حجري مستقر ، كان من الضروري وجود رابط. عادة ما يتم استخدام قطران الفحم والملاعب. كانت صناعة تكوير الفحم للسوق المحلية في حالة تدهور منذ عدة سنوات. ومع ذلك ، كان هناك بعض التقدم في التكنولوجيا والتطبيقات.

                  يمكن ترقية أنواع الفحم منخفضة الرطوبة العالية عن طريق التجفيف الحراري والإزالة اللاحقة لجزء من الرطوبة الكامنة أو "المحبوسة". ومع ذلك ، فإن المنتج الناتج عن هذه العملية قابل للتفتيت وعرضة لإعادة امتصاص الرطوبة والاحتراق التلقائي. يسمح قولبة الفحم منخفض الجودة بإنتاج منتج مستقر وقابل للنقل. يستخدم القوالب أيضًا في صناعة أنثراسايت ، حيث يكون للمنتجات كبيرة الحجم سعر بيع أعلى بكثير.

                  كما تم استخدام قولبة الفحم في الاقتصادات الناشئة حيث تستخدم قوالب الفحم كوقود للطبخ في المناطق الريفية. عادة ما تنطوي عملية التصنيع على خطوة مقلقة حيث يتم دفع الغاز الزائد أو المواد المتطايرة قبل تشكيلها من أجل إنتاج وقود محلي "عديم الدخان".

                  لذلك ، عادة ما تحتوي عملية القوالب على الخطوات التالية:

                  • تجفيف الفحم: يعد محتوى الرطوبة أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤثر على قوة القوالب. الطرق المستخدمة هي التجفيف المباشر (مجفف سريع باستخدام الغاز الساخن) والتجفيف غير المباشر (مجفف القرص باستخدام حرارة البخار).
                  • الإيلاف: هذا ينطبق فقط على الفحم منخفض الرتبة عالي التقلب. المعدات المستخدمة عبارة عن فرن فحم من النوع المعوج أو خلية نحل.
                  • سحق: غالبًا ما يتم سحق الفحم لأن حجم الجسيمات الأصغر ينتج عنه فحم حجري أقوى.
                  • المجلدات: مواد الربط مطلوبة للتأكد من أن فحم حجري لديه القوة الكافية لتحمل المناولة العادية. أنواع الروابط التي تم استخدامها هي زفت أفران الكوك ، والأسفلت النفطي ، و lignosulphorate الأمونيوم والنشا. معدل الإضافة النموذجي هو 5 إلى 15٪ من الوزن. يتم خلط الفحم الناعم والموثق في مطحنة الصلصال أو خلاط مجداف عند درجة حرارة مرتفعة.
                  • تصنيع فحم حجري: يتم تغذية خليط الفحم الموثق إلى مكبس أسطواني مزدوج مع أسطح مسننة. يمكن عمل مجموعة متنوعة من أشكال فحم حجري اعتمادًا على نوع المسافة البادئة للأسطوانة. الشكل الأكثر شيوعًا للفحم حجري هو شكل الوسادة. يزيد الضغط من الكثافة الظاهرية لمزيج الفحم الموثق بمقدار 1.5 إلى 3 مرات.
                  • الطلاء والخبز: مع بعض المواد اللاصقة (كبريتات الأمونيوم والأسفلت النفطي) ، تكون المعالجة الحرارية في حدود 300 درجة مئوية ضرورية لتصلب القوالب. فرن المعالجة الحرارية عبارة عن ناقل مغلق ويتم تسخينه بالغازات الساخنة.
                  • التبريد / التبريد: فرن التبريد عبارة عن ناقل مغلق به هواء معاد تدويره لخفض درجة حرارة القوالب إلى الحالة المحيطة. يتم جمع الغازات المنبعثة وفركها وتصريفها في الغلاف الجوي. يستخدم التبريد بالماء أحيانًا لتبريد القوالب.

                   

                  يعتبر قولبة الفحم البني الناعم ذي المحتوى الرطوبي العالي من 60 إلى 70٪ عملية مختلفة إلى حد ما عن تلك الموصوفة أعلاه. كثيرًا ما يتم ترقية الفحم البني عن طريق قولبة ، والذي يتضمن سحق الفحم وغربله وتجفيفه إلى ما يقرب من 15٪ رطوبة ، والضغط بالبثق دون رابط إلى مكابس. يتم معالجة كميات كبيرة من الفحم بهذه الطريقة في ألمانيا والهند وبولندا وأستراليا. المجفف المستخدم عبارة عن مجفف أنبوب دوار يتم تسخينه بالبخار. بعد ضغط البثق ، يتم قطع الفحم المضغوط وتبريده قبل نقله إلى الناقلات الحزامية لعربات السكك الحديدية أو شاحنات الطرق أو التخزين.

                  تتعامل مصانع القولبة مع كميات كبيرة من المواد شديدة الاشتعال المرتبطة بمخاليط قابلة للانفجار من غبار الفحم والهواء. يعتبر التحكم في الغبار وجمعه ومعالجته بالإضافة إلى التدبير المنزلي الجيد جميعها ذات أهمية كبيرة للتشغيل الآمن.

                  التخلص من النفايات والمخلفات

                  يعتبر التخلص من النفايات جزءًا لا يتجزأ من مصنع تحضير الفحم الحديث. يجب نقل كل من النفايات الخشنة والمخلفات الدقيقة على شكل ملاط ​​والتخلص منها بطريقة مسؤولة بيئيًا.

                  النفايات الخشنة

                  يتم نقل النفايات الخشنة عن طريق الشاحنات أو الحزام الناقل أو الطريق بالحبال الهوائية إلى منطقة التخلص من المواد الصلبة ، والتي عادة ما تشكل جدران حجز المخلفات. يمكن أيضًا إعادة النفايات إلى الحفرة المفتوحة.

                  يتم الآن استخدام أشكال مبتكرة وفعالة من حيث التكلفة لنقل النفايات الخشنة ، وبالتحديد ، التكسير والنقل عن طريق الضخ في شكل ملاط ​​إلى بركة التخزين وأيضًا عن طريق نظام هوائي للتخزين تحت الأرض.

                  من الضروري تحديد موقع التخلص الذي يحتوي على الحد الأدنى من السطح المكشوف بينما يوفر في نفس الوقت استقرارًا جيدًا. يسمح الهيكل المكشوف من جميع الجوانب بمزيد من التصريف السطحي ، مع ميل أكبر لتكوين الطمي في مجاري المياه القريبة ، وكذلك احتمال أكبر للاحتراق التلقائي. لتقليل كل من هذه التأثيرات ، يلزم وجود كميات أكبر من مادة الغطاء والضغط والختم. البناء المثالي للتخلص هو نوع عملية ملء الوادي.

                  قد تفشل سدود نفايات مصنع التحضير لعدة أسباب:

                  • أسس ضعيفة
                  • منحدرات شديدة الانحدار على ارتفاعات مفرطة
                  • سوء التحكم في المياه وتسرب المواد الدقيقة عبر المكب
                  • عدم كفاية التحكم في المياه أثناء أحداث هطول الأمطار الشديدة.

                   

                  الفئات الرئيسية لتقنيات التصميم والبناء التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من المخاطر البيئية المرتبطة بالتخلص من نفايات الفحم هي:

                  • الصرف من داخل كومة النفايات
                  • تحويل الصرف السطحي
                  • ضغط النفايات لتقليل الاحتراق التلقائي
                  • استقرار كومة النفايات.

                   

                  نفايات

                  عادة ما يتم نقل المخلفات (المخلفات الصلبة الدقيقة في الماء) عن طريق خط الأنابيب إلى منطقة الحجز. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يكون حجز المخلفات غير مقبول بيئيًا ويكون العلاج البديل ضروريًا ، أي نزح المياه من المخلفات بواسطة مكبس الحزام أو جهاز الطرد المركزي عالي السرعة ثم التخلص من المنتج منزوع المياه بالحزام أو الشاحنة في منطقة النفايات الخشنة.

                  تعمل مستودعات المخلفات (البرك) على مبدأ أن المخلفات تستقر في القاع ويتم ضخ المياه الموضحة الناتجة مرة أخرى إلى المصنع لإعادة استخدامها. يتم الحفاظ على ارتفاع البركة في البركة بحيث يتم تخزين التدفقات الداخلة للعاصفة ثم سحبها عن طريق الضخ أو أنظمة الصب الصغيرة. قد يكون من الضروري بشكل دوري إزالة الرواسب من الأحجار الصغيرة لإطالة عمرها. عادة ما يتم بناء السد الاستنادي للحجز من النفايات الخشنة. يمكن أن يؤدي التصميم السيئ للجدار الاستنادي وإسالة المخلفات بسبب سوء الصرف إلى مواقف خطيرة. تم استخدام عوامل التثبيت ، وعادة ما تكون المواد الكيميائية القائمة على الكالسيوم ، لإنتاج تأثير تدعيم.

                  عادة ما تتطور مصبات المخلفات على مدى فترة طويلة من عمر المنجم ، مع تغير الظروف باستمرار. لذلك يجب مراقبة استقرار هيكل الحجز بعناية وباستمرار.

                   

                  الرجوع

                  الهدف الرئيسي للتحكم الأرضي هو الحفاظ على عمليات حفر آمنة في الصخور والتربة (الشروط التحكم في الطبقات إدارة المنحدرات تستخدم أيضًا في المناجم تحت الأرض والمناجم السطحية ، على التوالي). يجد التحكم الأرضي أيضًا العديد من التطبيقات في مشاريع الهندسة المدنية مثل الأنفاق ومحطات الطاقة الكهرومائية ومستودعات النفايات النووية. تم تعريفه على أنه التطبيق العملي لميكانيكا الصخور في التعدين اليومي. اقترحت اللجنة الوطنية الأمريكية لميكانيكا الصخور التعريف التالي: "ميكانيكا الصخور هي العلوم النظرية والتطبيقية للسلوك الميكانيكي للكتل الصخرية والصخرية. إنه فرع الميكانيكا المعني باستجابة الكتل الصخرية والصخرية لحقول القوة في بيئتها المادية ".

                  تُظهر كتل الصخور سلوكًا معقدًا للغاية ، وكانت ميكانيكا الصخور والتحكم الأرضي موضوعًا لأبحاث أساسية وتطبيقية كبيرة في جميع أنحاء العالم منذ الخمسينيات. من نواح كثيرة ، فإن التحكم الأرضي هو حرفة أكثر من كونه علمًا. يتطلب التحكم الأرضي فهماً للجيولوجيا الهيكلية وخصائص الصخور والمياه الجوفية وأنظمة الإجهاد الجوفية وكيفية تفاعل هذه العوامل. تشمل الأدوات طرق فحص الموقع واختبار الصخور ، وتدابير لتقليل الضرر الذي يلحق بكتلة الصخور الناجم عن التفجير ، وتطبيق تقنيات التصميم ، والمراقبة والدعم الأرضي. حدثت العديد من التطورات المهمة في ميكانيكا الصخور والتحكم الأرضي في السنوات الأخيرة ، بما في ذلك تطوير التصميم التجريبي وتقنيات التحليل الحاسوبي لتصميم المناجم ، وإدخال مجموعة متنوعة من أدوات المراقبة الأرضية واستخدامها على نطاق واسع ، وتطوير أدوات الدعم الأرضي المتخصصة والتقنيات. يوجد في العديد من عمليات التعدين أقسام تحكم أرضية يعمل بها مهندسين وفنيين متخصصين.

                  من الصعب إنشاء وصيانة الفتحات الجوفية أكثر من منحدرات الصخور أو التربة ، لذلك يجب أن تخصص المناجم الجوفية عمومًا المزيد من الموارد وجهود التصميم للتحكم الأرضي من المناجم والمحاجر السطحية. في طرق التعدين التقليدية تحت الأرض ، مثل الانكماش والقطع والحشو ، يتعرض العمال بشكل مباشر لأرض غير مستقرة في منطقة الركاز. في طرق التعدين بالجملة ، مثل إيقاف حفرة الانفجار ، لا يدخل العمال منطقة الخام. كان هناك اتجاه بعيدًا عن الأساليب الانتقائية إلى الأساليب الجماعية في العقود الماضية.

                  أنواع الفشل الأرضي

                  تعتبر البنية الصخرية والضغط الصخري من الأسباب المهمة لعدم الاستقرار في المناجم.

                  تتكون كتلة صخرية معينة من صخور سليمة وأي عدد من الهياكل الصخرية أو الانقطاعات الهيكلية. تشمل الأنواع الرئيسية من الهياكل الصخرية مستويات الفراش (مستويات التقسيم التي تفصل بين الطبقات الفردية) ، والطيات (الانحناءات في طبقات الصخور) ، والصدوع (الكسور التي حدثت عليها الحركة) ، والسدود (الاقتحام المجدول للصخور النارية) والمفاصل (الانقطاعات الجيولوجية). الأصل الذي لم يكن هناك نزوح مرئي على طوله). تؤثر الخصائص التالية للانقطاعات الهيكلية على السلوك الهندسي للكتل الصخرية: التوجيه ، والتباعد ، والثبات ، والخشونة ، والفتحة ، ووجود مادة الردم. يعد جمع المعلومات الهيكلية ذات الصلة من قبل المهندسين والجيولوجيين مكونًا مهمًا لبرنامج التحكم الأرضي في عملية التعدين. تتوفر الآن برامج كمبيوتر متطورة لتحليل البيانات الهيكلية وهندسة واستقرار الأوتاد في المناجم السطحية أو الجوفية.

                  الإجهاد في الصخور يمكن أن يسبب عدم الاستقرار في المناجم ؛ تعد معرفة سلوك الإجهاد والانفعال للكتل الصخرية أمرًا ضروريًا لتصميم هندسة الصوت. يمكن أن توفر الاختبارات المعملية على عينات أسطوانية من الصخور المأخوذة من لب الحفر معلومات مفيدة عن القوة والتشوه فيما يتعلق بالصخور السليمة ؛ تتصرف أنواع الصخور المختلفة بشكل مختلف ، من السلوك البلاستيكي للملح إلى السلوك المرن والهش للعديد من الصخور الصلبة. سيؤثر الوصل بشكل كبير على قوة وتشوه كتلة الصخور بأكملها.

                  هناك بعض الأنواع الشائعة من فشل المنحدرات الصخرية في المناجم والمحاجر السطحية. يحدث وضع فشل الكتلة المنزلقة حيث تأخذ الحركة أماكن على طول واحد أو أكثر من الهياكل الصخرية (القص المسطح ، مسار الخطوة ، الوتد ، الوتد التدريجي أو فشل اللوح) ؛ يمكن أن يحدث فشل القص الدوراني في التربة أو منحدر كتلة صخري ضعيف ؛ تشمل أنماط الفشل الإضافية إسقاط الكتل التي تكونت عن طريق الانحدار الشديد للهياكل والسد (على سبيل المثال ، إزاحة الكتل عن طريق الذوبان المتجمد أو المطر).

                  يمكن أن تكون حالات فشل المنحدرات الرئيسية كارثية ، على الرغم من أن عدم استقرار المنحدر لا يعني بالضرورة فشل المنحدر من وجهة نظر تشغيلية. عادة ما يكون استقرار المقاعد الفردية مصدر قلق فوري للعملية ، حيث يمكن أن يحدث الفشل مع القليل من التحذير ، مع احتمال خسارة الأرواح وتلف المعدات.

                  في المناجم تحت الأرض ، يمكن أن ينتج عدم الاستقرار عن حركة وانهيار الكتل الصخرية نتيجة عدم الاستقرار الهيكلي ، وفشل الصخور حول الفتحة نتيجة لظروف الإجهاد الصخري المرتفع ، وتسبب مزيج من فشل الصخور الناجم عن الإجهاد وعدم الاستقرار الهيكلي وعدم الاستقرار بواسطة rockbursts. يمكن أن يؤثر الهيكل الصخري على اختيار طريقة التعدين تحت الأرض وتصميم مخططات التعدين لأنه يمكن أن يتحكم في امتدادات الحفر المستقرة ، وقدرة متطلبات الدعم والهبوط. تتعرض الصخور في العمق لضغوط ناتجة عن وزن الطبقات التي تعلوها ومن ضغوط الأصل التكتوني ، والضغوط الأفقية غالبًا ما تكون أكبر من الإجهاد الرأسي. تتوفر الأدوات لتحديد مستوى الضغط في الأرض قبل بدء التعدين. عندما يتم حفر فتحة منجم ، يتغير مجال الضغط حول هذا الفتح وربما يتجاوز قوة كتلة الصخور ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار.

                  هناك أيضًا أنواع مختلفة من الفشل التي يتم ملاحظتها بشكل شائع في مناجم الصخور الصلبة تحت الأرض. في ظل مستويات الضغط المنخفضة ، يتم التحكم في الأعطال بشكل كبير من الناحية الهيكلية ، حيث تسقط أسافين أو كتل من السقف أو تنزلق خارج جدران الفتحات. تتشكل هذه الأوتاد أو الكتل عن طريق الانقطاعات الهيكلية المتقاطعة. ما لم يتم دعم أسافين أو كتل مفكوكة ، يمكن أن يستمر الفشل حتى يحدث التقوس الطبيعي للفتحة. في الرواسب الطبقية ، يمكن أن يحدث انفصال وفشل الفراش على طول مستويات الفراش. في ظل مستويات الضغط العالية ، يتألف الفشل من تشظي هشة وانشقاق في حالة وجود كتلة صخرية ضخمة مع عدد قليل من المفاصل ، إلى نوع أكثر قابلية للفشل للكتل الصخرية شديدة الترابط.

                  يمكن تعريف الانفجار الصخري بأنه الضرر الذي يلحق بحفريات يحدث بطريقة مفاجئة أو عنيفة ويرتبط بحدث زلزالي. تم تحديد آليات مختلفة للضرر الناتج عن الانفجار الصخري ، مثل تمدد الصخور أو التواءها بسبب التصدع حول الفتحة ، والانهيارات الصخرية الناتجة عن الاهتزاز الزلزالي وطرد الصخور بسبب نقل الطاقة من مصدر زلزالي بعيد. تحدث انفجارات الصخور والغاز بشكل كارثي في ​​بعض مناجم الفحم والملح وغيرها من المناجم نتيجة الإجهاد الصخري العالي وكميات كبيرة من الميثان المضغوط أو ثاني أكسيد الكربون. في المحاجر والمناجم السطحية ، تم أيضًا حدوث التواء مفاجئ ونفخ في الأرضيات الصخرية. تم إجراء بحث كبير في العديد من البلدان حول أسباب الانفجارات الصخرية والتخفيف المحتمل منها. تتضمن تقنيات تقليل الانفجارات الصخرية إلى الحد الأدنى ، تغيير الشكل والتوجيه وتسلسل الاستخراج ، واستخدام تقنية تُعرف باسم التفجير ، والردم القاسية للمناجم واستخدام أنظمة الدعم المتخصصة. يمكن أن تساعد أنظمة المراقبة الزلزالية المتطورة المحلية أو على مستوى المنجم في تحديد وتحليل آليات المصدر ، على الرغم من أن التنبؤ بالانفجارات الصخرية لا يزال غير موثوق به في الوقت الحالي.

                  في مقاطعة أونتاريو الكندية ، ينتج عن ما يقرب من ثلث الإصابات القاتلة تحت الأرض في صناعة التعدين عالية الآلية الانهيارات الصخرية والانفجارات الصخرية ؛ معدل الوفيات من الانهيارات الصخرية والانفجارات الصخرية للفترة 1986-1995 كان 0.014 لكل 200,000 ساعة عمل تحت الأرض. في صناعات التعدين تحت الأرض الأقل آلية ، أو حيث لا يتم استخدام الدعم الأرضي على نطاق واسع ، يمكن توقع حدوث إصابات وموتات أعلى بكثير بسبب سقوط الأرض والانفجارات الصخرية. يعد سجل الأمان المتعلق بالتحكم الأرضي للمناجم والمحاجر السطحية أفضل بشكل عام من سجل السلامة في المناجم تحت الأرض.

                  طرق التصميم

                  تصميم الحفريات تحت الأرض هو عملية اتخاذ قرارات هندسية في أمور مثل مواقع وأحجام وأشكال الحفريات وأعمدة الصخور وتسلسل التعدين وتطبيق أنظمة الدعم. في المناجم السطحية ، يجب اختيار زاوية ميل مثالية لكل قسم من الحفرة ، جنبًا إلى جنب مع جوانب التصميم الأخرى ودعم المنحدرات. يعد تصميم المنجم عملية ديناميكية يتم تحديثها وصقلها مع توفر المزيد من المعلومات من خلال المراقبة والمراقبة أثناء التعدين. يشيع استخدام أساليب التصميم التجريبي والرصد والتحليلي.

                  الأساليب التجريبية غالبًا ما تستخدم نظام تصنيف كتلة الصخور (تم تطوير العديد من هذه المخططات ، مثل نظام كتلة الصخور ومؤشر جودة حفر الأنفاق الصخرية) ، تكملها توصيات التصميم بناءً على معرفة الممارسة المقبولة. تم تطبيق العديد من تقنيات التصميم التجريبية بنجاح ، مثل طريقة الرسم البياني الثابت لتصميم المنحدر المفتوح.

                  طرق المراقبة الاعتماد على المراقبة الفعلية لحركة الأرض أثناء الحفر لاكتشاف عدم الاستقرار القابل للقياس وعلى تحليل تفاعل الدعم الأرضي. تتضمن أمثلة هذا النهج طريقة الأنفاق النمساوية الجديدة وطريقة التقارب والحصر.

                  طرق تحليلية الاستفادة من تحليل الضغوط والتشوهات حول الفتحات. استخدمت بعض تقنيات تحليل الإجهاد المبكرة حلولًا رياضية مغلقة الشكل أو نماذج مرنة للصور ، لكن تطبيقها كان محدودًا بسبب الشكل ثلاثي الأبعاد المعقد لمعظم الحفريات تحت الأرض. تم تطوير عدد من الأساليب العددية المعتمدة على الكمبيوتر مؤخرًا. توفر هذه الطرق وسيلة للحصول على حلول تقريبية لمشاكل الضغوط والتشرد والفشل في الصخور المحيطة بفتحات المناجم.

                  تضمنت التحسينات الأخيرة إدخال نماذج ثلاثية الأبعاد ، والقدرة على نمذجة الانقطاعات الهيكلية وتفاعل دعم الصخور وتوافر واجهات رسومية سهلة الاستخدام. على الرغم من قيودها ، يمكن للنماذج العددية أن توفر رؤى حقيقية لسلوك الصخور المعقدة.

                  يجب اعتبار المنهجيات الثلاثة الموضحة أعلاه أجزاء أساسية من نهج موحد لتصميم الحفريات تحت الأرض بدلاً من التقنيات المستقلة. يجب أن يكون مهندس التصميم مستعدًا لاستخدام مجموعة من الأدوات وإعادة تقييم استراتيجية التصميم عندما تتطلب ذلك كمية ونوعية المعلومات المتاحة.

                  ضوابط الحفر والتفجير

                  مصدر قلق خاص فيما يتعلق بتفجير الصخور هو تأثيره على الصخور في المنطقة المجاورة مباشرة للحفر. يمكن أن ينتج التصدع المحلي الشديد وتعطيل سلامة التجميع المتشابك والمفصل في صخور الحقل القريب من خلال تصميم الانفجار السيئ أو إجراءات الحفر. يمكن أن يحدث ضرر أكبر من خلال نقل طاقة التفجير إلى المجال البعيد ، مما قد يؤدي إلى عدم الاستقرار في هياكل المناجم.

                  تتأثر نتائج الانفجار بنوع الصخور ونظام الإجهاد والجيولوجيا الهيكلية ووجود الماء. تشمل تدابير تقليل الضرر الناتج عن الانفجار الاختيار الصحيح للمتفجرات ، واستخدام تقنيات التفجير المحيط مثل التفجير المسبق (الثقوب المتوازية والمتقاربة ، والتي ستحدد محيط الحفر) ، وشحنات الفصل (قطر المتفجر أصغر من في حفرة الانفجار) ، وتأخير التوقيت والثقوب العازلة. تؤثر هندسة الثقوب المحفورة على نجاح انفجار التحكم في الجدار ؛ يجب التحكم بعناية في نمط الثقب والمحاذاة.

                  غالبًا ما يتم إجراء مراقبة اهتزازات الانفجار لتحسين أنماط التفجير ولتجنب تلف كتلة الصخور. تم تطوير معايير الضرر التجريبي للضرر الناتج عن الانفجار. تتكون معدات مراقبة الانفجار من محولات طاقة مثبتة على السطح أو أسفل الحفرة ، وكابلات تؤدي إلى نظام تضخيم ومسجل رقمي. تم تحسين تصميم الانفجار من خلال تطوير نماذج الكمبيوتر للتنبؤ بأداء الانفجار ، بما في ذلك التشظي وملف الوحل واختراق الشقوق خلف ثقوب الانفجار. تتضمن بيانات المدخلات لهذه النماذج هندسة الحفر والنمط المثقوب والمحمّل وخصائص تفجير المتفجرات والخصائص الديناميكية للصخور.

                  تحجيم أسقف وجدران الحفريات

                  التحجيم هو إزالة بلاطات الصخور السائبة من أسطح وجدران الحفريات. يمكن إجراؤها يدويًا باستخدام قضيب تحجيم من الصلب أو الألومنيوم أو باستخدام آلة تحجيم ميكانيكية. عند القياس يدويًا ، يتحقق عامل المنجم من سلامة الصخور بضرب السقف ؛ عادة ما يشير صوت يشبه الأسطوانة إلى أن الأرض مفكوكة ويجب إغلاقها. يجب أن يتبع عامل المنجم قواعد صارمة لتجنب الإصابة أثناء القياس (على سبيل المثال ، التحجيم من أرض جيدة إلى أرض غير خاضعة للرقابة ، والحفاظ على قاعدة جيدة ومنطقة واضحة للتراجع والتأكد من أن الصخر المقاس له مكان مناسب يسقط عليه). يتطلب القياس اليدوي جهدًا بدنيًا كبيرًا ، ويمكن أن يكون نشاطًا شديد الخطورة. على سبيل المثال ، في أونتاريو ، كندا ، ثلث الإصابات الناجمة عن سقوط الصخور تحدث أثناء القياس.

                  يؤدي استخدام السلال على أذرع التطويل القابلة للتمديد حتى يتمكن عمال المناجم من تقليص الأذرع العالية يدويًا إلى إحداث مخاطر إضافية على السلامة ، مثل احتمال انقلاب منصة القياس عن طريق سقوط الصخور. أصبحت أجهزة القياس الميكانيكية الآن شائعة في العديد من عمليات التعدين الكبيرة. تتكون وحدة القياس من قاطع هيدروليكي ثقيل أو مكشطة أو مطرقة صدمية ، مثبتة على ذراع محوري ، والذي يتم توصيله بدوره بهيكل متحرك.

                  الدعم الأرضي

                  الهدف الرئيسي من الدعم الأرضي هو مساعدة كتلة الصخور على دعم نفسها. في تقوية الصخور ، يتم تثبيت الصخور داخل كتلة الصخور. في دعامة الصخور ، مثل تلك التي توفرها مجموعات الفولاذ أو الأخشاب ، يتم توفير الدعم الخارجي لكتلة الصخور. لم تجد تقنيات الدعم الأرضي تطبيقًا واسعًا في التعدين السطحي والمحاجر ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم اليقين في هندسة الحفرة النهائية وجزئيًا بسبب المخاوف من التآكل. تتوفر مجموعة متنوعة من أنظمة الصخور في جميع أنحاء العالم. تشمل العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار نظام معين ظروف الأرض وعمر الخدمة المخطط للحفر وسهولة التركيب والتوافر والتكلفة.

                  يتكون البرغي الصخري المثبت ميكانيكيًا من غلاف تمدد (تتوفر تصميمات مختلفة لتناسب أنواع الصخور المختلفة) ، ومسمار فولاذي (ملولب أو برأس مزور) ولوحة وجه. تتكون قشرة التمدد عمومًا من شفرات مسننة من الحديد الزهر القابل للطرق مع إسفين مخروطي الشكل ملولب في أحد طرفي البرغي. عندما يتم تدوير البرغي داخل الفتحة ، يتم دفع المخروط إلى الشفرات ويضغط عليها على جدران الحفرة. تزيد قذيفة التمدد من قبضتها على الصخر مع زيادة التوتر على الترباس. تتوفر براغي بأطوال مختلفة ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة من الملحقات. تعتبر البراغي الصخرية المثبتة ميكانيكيًا غير مكلفة نسبيًا ، وبالتالي فهي تستخدم على نطاق واسع للدعم قصير الأجل في المناجم تحت الأرض.

                  ويتكون الوتر المعبأ من قضيب تقوية مضلع يتم إدخاله في حفرة الحفر ويتم ربطه بالصخور على طوله بالكامل ، مما يوفر تعزيزًا طويل الأمد لكتلة الصخور. يتم استخدام عدة أنواع من راتنجات الأسمنت والبوليستر. يمكن وضع الجص في حفرة الحفر عن طريق الضخ أو باستخدام الخراطيش ، وهي سريعة ومريحة. تتوفر المسامير الفولاذية والألياف الزجاجية بأقطار مختلفة ، ويمكن أن تكون البراغي غير مشدودة أو مشدودة.

                  يتكون مثبت الاحتكاك عادة من أنبوب فولاذي مشقوق بطوله بالكامل ، والذي ، عند دفعه في حفرة حفر صغيرة الحجم ، يضغط ويطور الاحتكاك بين الأنبوب الفولاذي والصخور. يجب التحكم في قطر حفرة الحفر ضمن تفاوتات قريبة حتى يكون هذا البرغي فعالاً.

                  يتكون البرغي الصخري Swellex من أنبوب فولاذي مطوي يتم إدخاله في حفرة الحفر ويتم توسيعه بالضغط الهيدروليكي باستخدام مضخة محمولة. تتوفر أنواع وأطوال مختلفة من أنابيب Swellex.

                  كثيرًا ما يتم تثبيت مسامير الكابلات المرصوفة للتحكم في التجويف وتثبيت الأسقف والجدران تحت الأرض. يتم استخدام الجص القائم على الأسمنت البورتلاندي بشكل عام ، بينما تختلف هندسة الكابلات وإجراءات التثبيت. توجد أيضًا قضبان التسليح عالية السعة ومثبتات الصخور في المناجم ، جنبًا إلى جنب مع أنواع البراغي الأخرى ، مثل البراغي الأنبوبية القابلة للحشو والمثبتة ميكانيكيًا.

                  غالبًا ما يتم تثبيت الأشرطة أو الشبكات الفولاذية ، المصنوعة إما من الأسلاك المنسوجة أو الملحومة ، في سقف أو جدران الفتحة لدعم الصخور بين البراغي.

                  يجب أن تقوم عمليات التعدين بتطوير برنامج لمراقبة الجودة ، والذي يمكن أن يشمل مجموعة متنوعة من الاختبارات الميدانية ، لضمان فعالية الدعم الأرضي. يمكن أن تكون تركيبات الدعم الأرضي السيئة ناتجة عن التصميم غير الملائم (الفشل في اختيار نوع الدعم الأرضي الصحيح أو الطول أو النمط المناسب لظروف الأرض) ، أو مواد الدعم الأرضي دون المستوى (كما تم توفيرها من قبل الشركة المصنعة أو تلف أثناء المناولة أو بسبب ظروف التخزين في موقع المنجم) ، وأوجه القصور في التركيب (المعدات المعيبة ، وسوء توقيت التركيب ، وعدم كفاية التحضير لسطح الصخور ، وسوء تدريب الأطقم أو عدم اتباع الإجراءات المحددة) ، والتأثيرات الناجمة عن التعدين والتي لم تكن متوقعة في مرحلة التصميم (تغيرات الإجهاد ، الإجهاد أو التصدع / التشقق الناجم عن الانفجار أو استرخاء المفاصل أو انفجار الصخور) أو تغييرات تصميم المناجم (التغييرات في هندسة الحفر أو عمر الخدمة أطول مما كان متوقعًا في الأصل).

                  لا يزال سلوك الكتل الصخرية المقواة أو المدعومة غير مفهوم تمامًا. تم تطوير القواعد الأساسية وإرشادات التصميم التجريبي القائمة على أنظمة تصنيف كتلة الصخور وبرامج الكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن نجاح تصميم معين يعتمد بشكل كبير على معرفة وخبرة مهندس التحكم الأرضي. قد تتطلب الكتلة الصخرية عالية الجودة ، مع القليل من الانقطاعات الهيكلية والفتحات الصغيرة ذات عمر الخدمة المحدود ، القليل من الدعم أو لا تتطلب أي دعم. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، قد تكون هناك حاجة إلى البراغي الصخرية في مواقع مختارة لتثبيت الكتل التي تم تحديدها على أنها غير مستقرة. في العديد من المناجم ، غالبًا ما يتم تحديد نمط التثبيت ، التثبيت المنهجي للصخور على شبكة منتظمة لتثبيت السقف أو الجدران ، لجميع الحفريات. في جميع الحالات ، يجب أن يكون لدى عمال المناجم والمشرفين خبرة كافية للتعرف على المجالات التي قد تتطلب دعمًا إضافيًا.

                  أقدم وأبسط شكل من أشكال الدعم هو عمود الأخشاب ؛ يتم تثبيت الدعائم الخشبية وأسرة الأطفال أحيانًا عند التعدين عبر أرض غير مستقرة. الأقواس الفولاذية والمجموعات الفولاذية عبارة عن عناصر ذات قدرة تحميل عالية تستخدم لدعم الأنفاق أو الطرق. في المناجم تحت الأرض ، يتم توفير دعم أرضي إضافي وهام من خلال ردم المناجم ، والذي يمكن أن يتكون من نفايات الصخور أو الرمل أو نفايات المطاحن وعامل الأسمنت. يستخدم الردم لملء الفراغات الناتجة عن التعدين تحت الأرض. من بين وظائفه العديدة ، يساعد الردم في منع حالات الفشل على نطاق واسع ، ويحد من ذلك ، وبالتالي يوفر القوة المتبقية لأعمدة الصخور ، ويسمح بنقل ضغوط الصخور ، ويساعد على تقليل هبوط السطح ، ويسمح باستعادة الخامات القصوى ويوفر منصة عمل في بعض طرق التعدين.

                  تم استخدام ابتكار حديث نسبيًا في العديد من المناجم الخرسانة المرشوشة، وهي عبارة عن خرسانة رشها على سطح صخري. يمكن تطبيقها مباشرة على الصخور بدون أي شكل آخر من أشكال الدعم ، أو يمكن رشها على الشبكة والصخور ، لتشكل جزءًا من نظام دعم متكامل. يمكن إضافة ألياف فولاذية ، جنبًا إلى جنب مع مواد مضافة أخرى وتصميمات للخلط لإضفاء خصائص محددة. توجد عمليتان مختلفتان للخرسانة ، تسمى المزيج الجاف والمزيج الرطب. وجدت Shotcrete عددًا من التطبيقات في المناجم ، بما في ذلك تثبيت الوجوه الصخرية التي قد تنحرف بسبب ارتباطها الوثيق. في المناجم السطحية ، تم أيضًا استخدام الخرسانة المرشوشة بنجاح لتحقيق الاستقرار في حالات الفشل التدريجي. تشمل الابتكارات الحديثة الأخرى استخدام بخاخات البولي يوريثين في المناجم تحت الأرض.

                  من أجل العمل بفعالية أثناء انفجار الصخور ، يجب أن تمتلك أنظمة الدعم خصائص مهمة معينة ، بما في ذلك التشوه وامتصاص الطاقة. يعد اختيار الدعم في ظل ظروف انفجار الصخور موضوع بحث مستمر في العديد من البلدان ، وقد تم تطوير توصيات تصميم جديدة.

                  في الفتحات الصغيرة تحت الأرض ، يتم إجراء التثبيت اليدوي للدعم الأرضي بشكل شائع باستخدام مثقاب السدادة. في الحفريات الكبيرة ، تتوفر المعدات شبه الميكانيكية (الحفر الميكانيكي والمعدات اليدوية لتركيب الصخر الصخري) والمعدات الآلية بالكامل (الحفر الميكانيكي وتركيب الصخر الصخري الذي يتم التحكم فيه من لوحة المشغل الموجودة تحت سقف مثبت بمسامير). يعد التثبيت اليدوي للدعم الأرضي نشاطًا شديد الخطورة. على سبيل المثال ، في أونتاريو ، كندا ، حدث ثلث جميع الإصابات الناجمة عن سقوط الصخور خلال الفترة 1986-1995 أثناء تركيب الصخور الصخرية ، ووقعت 8٪ من جميع الإصابات تحت الأرض أثناء تركيب الصخور الصخرية.

                  تشمل المخاطر الأخرى تناثر الجص الأسمنتي أو الراتنج في العين ، وردود الفعل التحسسية من الانسكاب الكيميائي والتعب. أصبح تركيب عدد كبير من البراغي الصخرية أكثر أمانًا وفعالية من خلال استخدام آلات الصواميل الميكانيكية.

                  مراقبة ظروف الأرض

                  يمكن إجراء مراقبة ظروف الأرض في المناجم لعدة أسباب ، بما في ذلك الحصول على البيانات اللازمة لتصميم المناجم ، مثل تشوه كتلة الصخور أو إجهاد الصخور ؛ التحقق من بيانات وافتراضات التصميم ، مما يسمح بمعايرة نماذج الكمبيوتر وتعديل طرق التعدين لتحسين الاستقرار ؛ تقييم فعالية الدعم الأرضي الحالي وربما توجيه تركيب دعم إضافي ؛ والتحذير من الفشل الأرضي المحتمل.

                  يمكن مراقبة ظروف الأرض إما بصريًا أو بمساعدة الأدوات المتخصصة. يجب إجراء عمليات التفتيش السطحية والجوفية بعناية وبمساعدة مصابيح التفتيش عالية الكثافة إذا لزم الأمر ؛ يلعب كل من عمال المناجم والمشرفين والمهندسين والجيولوجيين دورًا مهمًا في إجراء عمليات التفتيش المنتظمة.

                  تشمل العلامات المرئية أو المسموعة لتغير ظروف الأرض في المناجم ، على سبيل المثال لا الحصر ، حالة نواة حفر الماس ، والتلامس بين أنواع الصخور ، والأرض الشبيهة بالأسطوانة ، ووجود ميزات هيكلية ، وتحميل واضح للدعم الأرضي ، ورفع الأرضية ، والشقوق الجديدة على الجدران أو الأسطح والمياه الجوفية وانهيارات الأعمدة. غالبًا ما يعتمد عمال المناجم على أدوات بسيطة (على سبيل المثال ، إسفين خشبي في الشقوق) لتوفير تحذير مرئي بأن حركة السقف قد حدثت.

                  يتضمن تخطيط وتنفيذ نظام المراقبة تحديد الغرض من البرنامج والمتغيرات المراد مراقبتها ، وتحديد دقة القياس المطلوبة ، واختيار وتركيب المعدات وتحديد وتيرة الملاحظات ووسائل عرض البيانات. يجب تركيب معدات المراقبة من قبل موظفين ذوي خبرة. تعد بساطة الأداة وتكرارها وموثوقيتها اعتبارات مهمة. يجب أن يحدد المصمم ما الذي يشكل تهديدًا للسلامة أو الاستقرار. يجب أن يشمل ذلك إعداد خطط الطوارئ في حالة تجاوز مستويات التحذير هذه.

                  تشتمل مكونات نظام المراقبة على جهاز استشعار يستجيب للتغيرات في المتغير الذي تتم مراقبته ؛ نظام إرسال ينقل خرج المستشعر إلى موقع القراءة باستخدام قضبان أو كابلات كهربائية أو خطوط هيدروليكية أو خطوط قياس عن بعد ؛ وحدة قراءة (على سبيل المثال ، مقياس الاتصال ، مقياس الضغط ، المتر المتعدد أو العرض الرقمي) ؛ ووحدة تسجيل / معالجة (على سبيل المثال ، جهاز تسجيل ، أو جهاز تسجيل بيانات ، أو كمبيوتر صغير).

                  توجد طرق مختلفة لتشغيل الأداة ، وهي:

                    • ميكانيكي: غالبًا ما توفر أبسط الطرق وأرخصها وأكثرها موثوقية للكشف والإرسال والقراءة. تستخدم كاشفات الحركة الميكانيكية قضيبًا أو شريطًا فولاذيًا ، مثبتًا في الصخر في أحد طرفيه ، وملامسًا لمقياس قرص أو نظام كهربائي في الطرف الآخر. العيب الرئيسي للأنظمة الميكانيكية هو أنها لا تصلح للقراءة عن بعد أو للتسجيل المستمر.
                    • بصري: تستخدم في طرق المسح التقليدية والدقيقة والتصويرية لإنشاء ملفات التنقيب وقياس حركات حدود التنقيب ومراقبة هبوط السطح.
                    • هيدروليكي و هوائي: محولات الطاقة الغشائية التي تستخدم لقياس ضغط المياه وأحمال الدعم وما إلى ذلك. الكمية المقاسة عبارة عن ضغط سائل يعمل على جانب واحد من غشاء مرن مصنوع من المعدن أو المطاط أو البلاستيك.
                    • الكهرباء: وضع الأداة الأكثر شيوعًا المستخدم في المناجم ، على الرغم من أن الأنظمة الميكانيكية لا تزال تستخدم على نطاق واسع في مراقبة الإزاحة. تعمل الأنظمة الكهربائية وفقًا لأحد المبادئ الثلاثة ، مقياس ضغط المقاومة الكهربائية ، والأسلاك الاهتزازية ، والحث الذاتي.

                           

                          تشمل المتغيرات الأكثر شيوعًا التي يتم مراقبتها الحركة (باستخدام طرق المسح ، وأجهزة السطح مثل مقاييس الشقوق ومقاييس تمدد الشريط ، وأجهزة حفر الآبار مثل مقاييس تمدد القضيب أو مقاييس الميل) ؛ ضغوط الصخور (الإجهاد المطلق أو تغير الإجهاد من أجهزة البئر) ؛ الضغط والحمل والضغط على أجهزة دعم الأرض (على سبيل المثال ، خلايا الحمل) ؛ الأحداث الزلزالية واهتزازات الانفجار.

                           

                          الرجوع

                          الصفحة 1 من 2

                          "إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "

                          المحتويات