آلات تحت الأرض

أنواع الآلات تحت الأرض

تُستخدم العديد من أنواع **الآلات تحت الأرض** لاستخراج المعادن والمواد الأخرى من أعماق قشرة الأرض. فيما يلي بعض من هذه الآلات:

• آلة الحفر المستمرة: آلة الحفر المستمرة هي نوع من آلات التعدين تحت الأرض التي تقطع وتجمع المواد في عملية مستمرة. وتتكون مكوناتها الرئيسية من أسطوانة دوارة ذات شفرات حادة وثقيلة وسميكة، ونظام ذراع جمع ونقل، وقاعدة زاحفة. قاعدة الزحف عبارة عن منصة متحركة تسمح لآلة الحفر المستمرة بالزحف ببطء عبر المنجم، وذراع التجميع لحمل المواد المستخرجة، ونظام النقل لدفع المواد المجمعة للخلف لمعالجتها لاحقًا. يُعد التعدين المستمر بديلاً أكثر كفاءة للتعدين بواسطة الغرف والأعمدة أو أساليب التعدين الأخرى.
• آلة حفر النفق: آلة حفر النفق هي آلة حفر تحت الأرض تُستخدم لحفر الصخور. يمكن أيضًا استخدامها لاختراق التربة الرخوة والفحم والمواد الطبقية الأخرى. يتكون الهيكل الأساسي لآلة حفر النفق من رأس قاطع ممتد على المقدمة يقوم بقطع الصخور، ونظام تحميل يجمع الصخور المحفورة، وقاعدة زاحفة أو ذات عجلات تتحرك آلة حفر النفق. كما تحتوي آلات حفر النفق الحديثة على نظام رش يطبق طبقة من الخرسانة على المنطقة المحفورة حديثًا لتحقيق الاستقرار.
• مثقاب جاكليغ: مثقاب جاكليغ هو آلة حفر متعددة الاستخدامات تُستخدم في التعدين تحت الأرض. يقوم بحفر ثقوب عمودية وزوايا للتفجير، ورفع الخام، وأحيانًا لوضع الخام في أماكن أسهل للوصول إليها. تتكون الآلة من مطرقة نابضة، وحزمة طاقة هيدروليكية، وآلية تغذية، ونظام تحكم. توفر حزمة الطاقة الهيدروليكية الطاقة لآلية التغذية لحفر الصخور. تجعلها قدرتها على الحركة وتعدد استخداماتها أداة لا غنى عنها في عمليات التعدين تحت الأرض.
• مثقاب جومبو: مثقاب جومبو هو آلة حفر ضخمة تُستخدم في التعدين تحت الأرض لحفر ثقوب تفجير كبيرة الحجم في الصخور. يتكون من قاعدة زاحفة أو ذات عجلات، وكابينة وأدوات تحكم المشغل، ونظام حفر يضع ثقوبًا متعددة بنمط دقيق. تعتبر مثاقب جومبو عنصرًا أساسيًا في تفجير الصخور لإفساح المجال للحفر في المناجم تحت الأرض.
• نظام النقل المستمر: نظام النقل المستمر هو نظام نقل مواد تحت الأرض. تُستخدم لنقل المواد المستخرجة إلى السطح لمعالجتها وفرزها وبيعها للعملاء. هناك العديد من أنواع أنظمة النقل المستمرة المختلفة، بما في ذلك أحزمة النقل، وعربات النقل، وغرف التكسير، من بين أمور أخرى.
• قاطع جدار طويل: قاطع جدار طويل هو آلة تعدين تحت الأرض ذات تحكم أوتوماتيكي. تُستخدم في طريقة التعدين بجدار طويل لاستخراج الفحم من طبقة. يمتلك قاطع جدار طويل وجهًا مستطيلًا كبيرًا موجهًا أفقيًا. يستخدم أسطوانة دوارة كبيرة موجهة أفقيًا مع عدد من الشفرات ذات الخطوط الحادة لتقطيع طبقات الصخور والخام. عادة ما يُجر قاطع جدار طويل بكابل مدعوم في لوح جدار طويل محدد بواسطة دروع هيدروليكية أو دعامات على جانبيه.
• محراث جدار طويل: محراث جدار طويل هو آلة استرداد تعدين جدار طويل مشابهة في وظيفتها وخصائصها لقاطع جدار طويل. الفرق الرئيسي هو أن محراث جدار طويل يُستخدم لتعدين طبقات الفحم الرخوة. يعمل عن طريق كشط الفحم بواسطة نظام شفرة، ثم يتم نقله بواسطة حزام ناقل. مثل قواطع جدار طويل، تُحدد محاريث جدار طويل أيضًا بواسطة دروع هيدروليكية أو دعامات على جانبيها.

مواصفات وصيانة الآلات تحت الأرض

المواصفات

• أنواع الآلات تحت الأرض:

  تُشمل أنواع آلات التعدين تحت الأرض شاحنات النقل، وعربات النقل، والتحميلات، والمعدات المتخصصة الأخرى. شاحنات النقل التعدينية هي مركبات كبيرة تنقل الخام والصخور غير المفيدة من المناجم تحت الأرض إلى السطح. عربات النقل هي مركبات أصغر تنقل الفحم من وجه التعدين إلى ممر النقل الرئيسي في المنجم. تُستخدم أجهزة التحميل مثل أجهزة تحميل LHD (التموين والنقل والتفريغ) لتحميل الخام أو الصخور غير المفيدة في عربات النقل أو شاحنات النقل. تشمل المعدات المتخصصة الجرارات، وآلات التنظيف، وأحزمة النقل، والتي يمكن أيضًا استخدامها في المناجم تحت الأرض.

• مصادر الطاقة:

  تستخدم آلات التعدين تحت الأرض أنواعًا مختلفة من مصادر الطاقة للقيام بوظائفها. تستخدم الآلات التي تعمل بالديزل محرك ديزل ووقودًا مصنوعًا من النفط. تستخدم بعض الآلات بطارية لتخزين الكهرباء، والتي يستخدمها محرك كهربائي للانتقال. تُوصّل الآلات التي تعمل بالكهرباء بمأخذ طاقة باستخدام كبل. تستخدم الآلات الهيدروليكية الزيت وضغط السوائل للعمل مع محركات تتحرك من الهواء المضغوط. كل هذه مصادر الطاقة تساعد آلات التعدين تحت الأرض على استخراج المعادن القيمة مثل الفحم أو الذهب أو النحاس من تحت الأرض.

• الأحجام والطاقة الاستيعابية:

  تتوفر آلات التعدين تحت الأرض بأحجام متنوعة. تُصمم آلات التعدين تحت الأرض الصغيرة، مثل مثاقب الصخور المحمولة باليد، لتكون خفيفة الوزن وسهلة الحركة. أما الآلات الأكبر حجمًا، مثل آلات حفر الفحم المستمرة وآلات حفر النفق، فهي أثقل ويجب نقلها في قطع لتجميعها تحت الأرض. يٌقاس حجم آلات الحفر المستمرة الكبيرة حسب عرض وطول أجزاء القطع والتجميع والنقل. تعتمد أحجامها على عرض طبقات الفحم وتكوينات الصخور. تُحسب الطاقة الاستيعابية لهذه الآلات الكبيرة حسب كمية الفحم أو الصخور التي يمكنها قطعها في الساعة.

الصيانة

تُعد صيانة معدات تعدين الفحم تحت الأرض بشكل صحيح أمرًا ضروريًا لضمان السلامة وتحسين الإنتاجية وإطالة عمر الآلات. فيما يلي بعض نصائح الصيانة لآلات التعدين تحت الأرض:

• الفحص الدوري: إجراء فحوصات دورية لآلات التعدين لتحديد أي علامات على البلى أو التلف أو الأجزاء السائبة. إجراء فحوصات لخرطوم الهيدروليك والوصلات الكهربائية وبتات القطع وأحزمة النقل، من بين مكونات أخرى.
• برنامج الصيانة الوقائية: وضع برنامج صيانة وقائية لكل نوع من آلات التعدين. تحديد جدول الصيانة والمهام وفواصل الخدمة بناءً على توصيات الشركة المصنعة وشروط استخدام الآلة.
• التشحيم: تشحيم الأجزاء المتحركة لآلات التعدين تحت الأرض بانتظام. يشمل ذلك مكونات مثل المحامل والسلاسل والمسارات. استخدام مواد التشحيم المناسبة واتباع إرشادات الشركة المصنعة لنقاط التشحيم والفترات الزمنية.
• تدريب المعدات: التأكد من تلقي طاقم الصيانة التدريب المناسب على المتطلبات والميزات المحددة لمعدات التعدين. من المرجح أن يقوم الفنيون المدربون بإكمال مهام الصيانة بأمان وبشكل صحيح.
• استخدام أجزاء آلات التعدين: عند صيانة معدات تعدين الفحم تحت الأرض، استخدم الأجزاء الأصلية أو تلك التي تتمتع بنفس معايير الجودة. يساعد ذلك على ضمان ملاءمة الأداء المناسب وتقليل المخاطر المرتبطة بفشل المعدات.

سيناريوهات استخدام الآلات تحت الأرض

تستخدم المناجم آلات حفر الأنفاق لحفر أنفاق لنقل المعادن. تقوم الآلات بحفر وتفجير الصخور أو قطعها باستخدام قواطع متخصصة، اعتمادًا على الجيولوجيا.

تستخدم صناعة الفحم معدات التعدين تحت الأرض لاستخراج الفحم. في التعدين السطحي، تُزيل معدات التعدين بالمناطق العارية الفحم الموجود بالقرب من السطح، بينما تُستخرج أدوات التعدين تحت الأرض الفحم الأعمق.

تستخدم شركات البناء آلات تحت الأرض لحفر أنفاق لوضع المرافق مثل أنابيب المياه والصرف الصحي والأسلاك الكهربائية. تُقلل هذه الآلات من التداخل السطحي وتجعل من الممكن تركيب المرافق بكفاءة في أعماق الأرض.

تستخدم مشاريع البنية التحتية آلات تحت الأرض لحفر الأنفاق. تشمل الأمثلة بناء أنفاق الطرق والسكك الحديدية وتوسيع خطوط المترو. تحفر هذه الآلات مسارات بسرعة ودقة في أعماق الأرض، مما يقلل من التداخل السطحي.

تستخدم صناعة النفط والغاز آلات الحفر الاتجاهي لحفر آبار النفط والغاز أفقيًا أو قطريًا. تتيح هذه الآلات لحفارين الوصول إلى الخزانات الموجودة بعيدًا عن موقع الحفر.

تستخدم الشركات الزراعية آلات تحت الأرض لحفر التربة. تقوم مثاقب التربة المتخصصة بحفر ثقوب لزراعة المحاصيل وتركيب الري وأخذ عينات من التربة. تُحسّن آلات الحفر تحت الأرض الكفاءة والدقة في الزراعة.

يستخدم علماء الآثار ومنظمات البحوث الجيولوجية آلات حفر تحت الأرض لأخذ عينات أساسية من قشرة الأرض. تُخرج مثاقب الأساسية عينات أسطوانية من الصخور من أعماق الأرض لدراسة الجيولوجيا ورواسب المعادن والتكوينات الجيولوجية القديمة.

كيفية اختيار الآلات تحت الأرض

عند اختيار آلات البناء تحت الأرض المناسبة لمشروع معين، هناك العديد من العوامل والمُتطلبات الرئيسية التي يجب مراعاتها لضمان أفضل ملاءمة.

• طبيعة المهمة

  يجب أن يكون نوع العمل الذي يجب القيام به تحت الأرض هو أول ما يُؤثر على اختيار الآلة. تتطلب مهام التعدين تحت الأرض المختلفة أنواعًا مختلفة من الآلات. على سبيل المثال، تُستخدم آلات حفر الأنفاق أو آلات حفر الأنفاق (TBMs) غالبًا عندما تكون المهمة هي إنشاء أنفاق جديدة. إذا تضمنت المهمة الأساسية حفر التربة أو الصخور، فقد تكون آلة الحفر تحت الأرض، مثل آلة حفر النفق ذات الدرع، أكثر ملاءمة لهذه المهمة.

• السعة المطلوبة

  عند اختيار آلة لمهمة محددة، من المهم مراعاة مقدار الوزن وكمية المواد التي يمكنها التعامل معها. يجب أن تتطابق كمية الصخور أو التربة التي يجب إزالتها في الساعة أو الشهر مع الطاقة الاستيعابية للآلة. على سبيل المثال، يمكن اختيار آلة حفر أنفاق مدمجة لمشروع نفق صغير، بينما قد تكون آلة TBM ذات سعة كبيرة أكثر ملاءمة لمشروع حفر أنفاق كبير من خلال صخور صلبة.

• ظروف الأرض

  يجب أيضًا أن يُؤثر وضع أو حالة الأرض حيث يجب القيام بالعمل على اختيار الآلة. يشمل ذلك صلابة أو ليونة مادة الأرض، سواء كانت جافة أم رطبة، وسواء كانت هناك أي تحديات جيولوجية تواجهها. على سبيل المثال، قد تكون هناك حاجة إلى آلة حفر الأرض ذات مرفقات خاصة لكسر الصخور القاسية للعمل في المناطق ذات الأرض الصخرية القاسية.

• حجم الآلة وإمكانية الوصول إليها

  يجب أيضًا مراعاة بُعد الآلة ووزنها وقدرتها. يجب أيضًا مراعاة المساحة تحت الأرض المتاحة لتحريك وتشغيل الآلة في الموقع، بما في ذلك قيود الارتفاع والعرض. على سبيل المثال، يجب أن تكون آلات TBM وآلات حفر البئر المستخدمة في عمليات التعدين العميقة مدمجة حتى تتمكن من التناسب داخل مساحات محدودة. قد تحتاج الآلة أيضًا إلى أن تكون لها أقسام مُدرجة يمكن تجميعها أو تفكيكها بسرعة وسهولة.

• قيود الميزانية

  في النهاية، يعتمد قرار اختيار آلة التعدين تحت الأرض أيضًا على مقدار الأموال المتاحة للمشروع. بينما قد تحدد المهمة الأساسية ومنطقة الأرض أي آلة هي المثالية، قد تؤدي حدود الميزانية إلى اختيار نموذج أقدم أو نموذج يُستخدم بشكل أكثر شيوعًا.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هي وظيفة آلة التعدين تحت الأرض؟

ج1: تعمل آلات التعدين تحت الأرض بشكل مختلف اعتمادًا على نوع المعدن الذي يتم استخراجه. ومع ذلك، تتمتع جميع آلات التعدين بنفس الوظائف الأساسية وهي التقدم إلى وجوه التعدين، وإرخاء أو تكسر مادة المعدن، وتحميل مادة المعدن في شاحنات نقل عالية السعة أو أحزمة نقل، وأخيراً، دعم وجه المنجم لضمان عدم انهيار العبء على منطقة العمل تحت الأرض.

س2: هل يمكن شراء آلات تعدين تحت الأرض مستعملة؟

ج2: نعم، هناك العديد من المزايا لشراء آلات التعدين المستعملة. أول فائدة هي أن الآلات المستعملة تكون عادةً بأسعار معقولة وستكون لديها "عمر" لاسترداد سعر الشراء وتحقيق ربح. يمكن أيضًا ترقية آلات التعدين المستعملة لتلبية معايير الانبعاثات الحالية دون الحاجة إلى إعادة تجهيز الآلة أو السيارة بالكامل. أخيرًا، قد يقدم موردو آلات التعدين المستعملة خيارات التمويل التي تجعل شراء آلة مستعملة أقل عبئًا من شراء واحدة جديدة.

س3: ما هي بعض أنواع آلات التعدين تحت الأرض الأكثر شيوعًا التي يبحث عنها العملاء؟

ج3: يشمل نوع آلة التعدين تحت الأرض الأكثر شيوعًا آلات الحفر المستمرة، وآلات التعدين التقليدية، ومعدات التعدين بواسطة الغرف والأعمدة، بالإضافة إلى الجدران الطويلة وكسارات المستوى الأولي. تشمل أنواع آلات التعدين تحت الأرض الشائعة الأخرى عربات النقل ومقاييس العدادات، والرافعات الهيدروليكية، وأحزمة النقل.