طرق تعدين الفحم

طريقة تعدين الفحم المختلفة

يمكن تقسيم الطرق المختلفة لتعدين الفحم إلى فئتين ، التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض ، حيث يعد تعدين الفحم في الحفرة المفتوحة وتحت الأرض نطاقًا واسعًا من الأنشطة ، بما في ذلك العديد من المعدات والطرق ، حيث يعتمد اختيار طريقة تعدين الفحم على العديد من العوامل التقنية والاقتصادية والاجتماعية.

تشمل العوامل التكنولوجية عدد اللحامات، وأيضا سمك وانحدار كل خط، وطبيعة وسمك تراكب اللحام، وجودة درز الفحم، وتشكل السطح، وخصائص السطح وشبكة النقل المتاحة. تشمل العوامل الاقتصادية الطلب على الطاقة والنمو والتوريد وتكلفة مصادر الطاقة البديلة وجودة الفحم وتكاليف تحضير الفحم وأسعار الفحم والتطورات التكنولوجية التي تؤثر على تكاليف الإنتاج واللوائح البيئية. تشمل العوامل الاجتماعية تاريخ التعدين في المنطقة وأنماط الملكية وفرص العمل والدعم الحكومي المحلي أو الإقليمي. يمكن تقسيم طرق تعدين الفحم إلى

التعدين الكنتوري

تتم عادة عملية التنقيب الكنتوري عندما يكون تكون الفحم موجودا في منطقة متموجة أو جبلية، حيث تتضمن الطريقة إزالة الغطاء العلوي وتثبيتها على خط الفحم، ثم البدء في الحفر من النتوء والتقدم على طول جانب التل لتشكيل مقعد حول الكومة. في الماضي، كانت النفايات التي تم إزالتها تسقط ببساطة على السفح الجبلي، ولكن في الوقت الحاضر، يتم نقل التربة إلى الوديان الأفقية المختارة للتعويض، أو إعادة استخدامها على نفس طاولة العمل التي تم استخراج الفحم منها.

إذا استمر معدل التعدين المناسب، فسيتم تقليل الميل بشكل أكبر. وإذا كان هناك احتياطيات كافية تحت الجبل، فمن الممكن استخراج الفحم من خلال التعدين الأرضي أو الحفر العميق.

صناعة التعدين الإقليمي

يتم التعدين الإقليمي على أرض مستوية ، وتبدأ العملية بحفر خندق أو “قطع صندوقي” عبر غطاء الغشاء لكشف جزء من درز الفحم ، كما يمتد الأخدود إلى حدود الخاصية في اتجاه الضربة ، بعد إزالة الفحم ، يكون الشق الثاني موازيًا للشق الأول ، ويتم وضع المادة المثقلة من الشق في مساحة الشق الأول كما تتكرر العملية في كتل متوازية متتالية حتى توضح النسبة المجردة أن التعدين المستمر في حفرة مفتوحة ليس اقتصاديًا.

التعدين السطحي

في تعدين طبقات الفحم، يتم تشكيل العديد من المنصات في طبقة التحميل الزائد ودرز الفحم. وعادة ما يتم تنفيذ طريقة التعدين المكشوف عندما تكون طبقة سميكة من الفحم مغطاة بطبقة سميكة أو رقيقة. كما يستخدم في تعدين طبقات الفحم الحادة. وفي المراحل الأولى من التعدين، يجب جمع كمية كبيرة من الأشياء الثقيلة في مكب نفايات كبير خارج المنجم.

اوجير التعدين

عادة ما يترتب على تعدين الفحم بواسطة الحفر الأفقي واستخراجه باستخدام آلة التعدين البريمة. وبهذه الطريقة، يتم إزالة الفحم عن طريق حفر ثقب دائري في الكفاف السفلي واستخراجه بنفس الطريقة التي يستخدمها النجار لحفر الخشب، وبهذه الطريقة يصل معدل استعادة الفحم إلى حوالي 60٪. يتم قطع بعض السماعات الرأسية إلى ارتفاع 2.5 متر ونظرا لأن كل قشة تدخل خط الفحم، يتم إضافة أعمدة دعم إضافية. ولذلك، فإنه ليس من النادر أن تكون عمق الآبار بين 60 و 100 متر. وتنطوي هذه الطريقة على مشاكل بشأن التجمعات السكانية والمياه والتلوث والحرائق المحتملة. وتعدين الفحم عالي الجدران يعتبر تكيفا لتعدين الفحم بواسطة الحفر الأفقي. بدلا من حفر البريمة، يتم استخدام آلة التعدين المستمرة في خط الفحم، ويتم دفعها عن بعد من كابينة تحت الأرض. يتم نقل الفحم المستخرج إلى الخارج باستخدام نقالة تسير خلف عمال المناجم. يتم استخدام كاميرا تلفزيونية يمكن لعامل المنجم التحكم فيها، ويمكن لها التقدم من 300 إلى 400 متر في خط الفحم. ثم يعود عمال المناجم إلى السطح ويعيدون ترتيبهم لتشغيل المدخل المجاور للمدخل السابق. تتضمن مزايا هذه الطريقة زيادة الإنتاجية وتحسين السلامة وتقليل التكلفة.

الأدوات التي تستخدم لتعدين الفحم

• جرار و الكاشطات

تستخدم عمليات التعدين المفتوحة مجموعة متنوعة من المعدات، بما في ذلك الجرافات والكاشطات، لتنظيف الأرض وإزالة التربة العلوية والتحضير لتشغيل الوحدة في مناطق التعدين. على مر السنين، تم تحسين هذه الأجهزة بشكل كبير وزادت سعتها، حيث يبلغ حجم دلو مكشط الصخور حاليا 33 مترا مكعبا (1165 قدما مكعبا، أو حوالي 47 طنا من المواد)، بينما يبلغ حجم دلو مكشط الفحم 43 مترا مكعبا (37 طنا). ويصل الحد الأقصى لحجم الجرافة إلى 30 مترا.

• أدوات التنقيب والتفجير

عندما تكون هذه الطبقات صلبة، يتم حفرها وتفجيرها بالرمل. عادة، يتم حفر ثقوب التفجير عموديا في الأرض، ويتراوح قطرها بين 25 و 100 سم. في بعض المناجم، يتم حفر ثقوب أفقية على سطح التماس الفحم، وتمتلئ هذه الثقوب بالمتفجرات المكونة من مزيج نترات الأمونيوم وزيت الوقود (ANFO)، سواء كانت جافة أو عجينة أو مستحلبة. عادة، يتم استخدام شاحنات التفجير الكبيرة في المناطق التي تم حفر الثقوب فيها لملء هذه الثقوب بمزيج متفجر صمم خصيصا.

• المجرفة والشاحنات

يعد إنقاص الوزن عملية مهمة في هذا النظام، فعندما تكون المسافة القصيرة (مثل 500-1000 متر) والمادة الموزونة سلسة، يمكن لأسطول الكاشطات تحميل وسحب وتفريغ حمولة إضافية. ولكن عندما تكون المسافة قصيرة جدا (مثل 30-40 مترا)، يمكن استخدام لودر أمامي متحرك أو جرافة ذات عجلات للتحميل والنقل والتفريغ. وعند النقل لمسافات طويلة، قد يحتاج إلى مجموعة من الشاحنات لأنه يتم تحميلها بواسطة محمل أمامي.

• حفارة على عجلات

الحفار ذو العجلة (BWE) هو آلة حفر مستمرة يمكنها إزالة حتى 12000 متر مكعب في الساعة. وتكون ظروف التربة والطبقة المثلى لتشغيل هذا النوع من الحفارات هي المواد الثقيلة والناعمة بدون وجود صخور كبيرة. تستخدم حفارات العجلات هذه على نطاق واسع في تعدين الليغنيت في أوروبا وأستراليا والهند. في هذه المناجم، تخزن الحفارات العجلات المواد السطحية والفحم على سيور ناقلة ذات سرعة وسعة كبيرة، ثم يتم نقلها إلى مناطق التعدين المفتوحة وتخزين الفحم. ويتم دمج حفارات العجلات مع المجارف أو سلاسل السحب، وتستخدم عجلات مناولة التربة السطحية الناعمة وطبقات التربة لإزالة الطبقات الصلبة من التربة باستخدام المجارف أو خطوط السحب.

كيف يتم تحضير الفحم

في عملية تكوين الفحم والأنشطة الجيولوجية المرتبطة به، يمكن أن تنتج طبقات الفحم المعادن من خلال وجود الطين وحبيبات الصخور ومناطق الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أثناء عملية التعدين استخدام جزء من مواد السقف والأرضية ودرز الفحم لتشكيل منصة عمل ملائمة للمعدات وعمال المناجم. وبالتالي، يشير مصطلح “الفحم (ROM)” إلى الفحم الذي يتم استخراجه مباشرة من المنجم ويحتوي على شوائب. علاوة على ذلك، قد يطلب المشترون مواصفات محددة للفحم وفقا للاستخدام المقصود، سواء كان ذلك للاحتراق في المرافق أو للكربنة أو التسييل أو التغويز. ببساطة، يشير مصطلح تحضير الفحم إلى عملية تحويل الفحم الذي يتم قراءته فقط إلى منتجات يمكن تسويقها.

طريقة نقل الفحم

يمكن نقل الفحم من المناجم ومصانع المعالجة إلى المستهلكين باستخدام العديد من الطرق المختلفة

• يتم نقل النفط عبر ناقلات وترامات وشاحنات الفحم من المنجم إلى المستهلكين، سواء كانت المسافة قصيرة أو طويلة، بواسطة وسائل النقل المختلفة المتاحة بالقرب من المنجم أو في طرق النقل الأخرى.
• يتم نقل ما يقرب من 70٪ من الفحم الأمريكي من المناجم إلى المستهلكين عبر القطارات على مسافة جزئية على الأقل.
• يمكن استخدام الصنادل أيضًا لنقل الفحم في الأنهار والبحيرات.
• تتم نقل الفحم عبر السفن من منطقة البحيرات الكبرى والمحيط إلى المستهلكين في الولايات المتحدة ودول أخرى.
• يتم نقل خليط من الفحم والماء في خط أنابيب الطين، ولكن هذه الطريقة غير مستخدمة حاليًا في الولايات المتحدة.

قد يكون نقل الفحم أكثر تكلفة من تعدينه، ولكن بعض مستخدمي الفحم، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، تقع قرب المناجم لتقليل تكاليف النقل.