آلات الحفر لاستكشاف التعدين

أنواع آلات الحفر الاستكشافية للتعدين

تُستخدم آلات الحفر الاستكشافية للتعدين لإنشاء ثقوب في التكوينات الجيولوجية لجمع معلومات حول تركيبها وهيكلها وأي رواسب معدنية محتملة. هناك العديد من أنواع آلات الحفر التي تُستخدم بشكل شائع للاستكشافات التعدينية:

• حفر اللولب:

  تستخدم آلات حفر اللولب لولبًا حلزونيًا للحفر في الأرض، مما يجعلها واحدة من أبسط آلات الحفر الاستكشافية للتعدين. ينقل اللولب المواد المحفورة لأعلى ويُلقى بها على السطح. يعمل حفر اللولب بشكل أفضل في المواد المنفذة والضحلة، لذلك لا يُمكن تطبيقه على التكوينات الجيولوجية العميقة والمُدمجة. تشمل مزاياه التكلفة المنخفضة، وأخذ العينات المستمرة من النواة، والكفاءة العالية. ومع ذلك، لا يمكن لهذه الطريقة الحصول على عينات نواة سليمة، وهي محدودة في العمق، لذلك فهي مناسبة فقط لبعض الحالات المحددة.

• حفر الدوران العكسي بالهواء (ARCD):

  يُستخدم الهواء لتدوير القطع إلى السطح في ARCD، وهو نفس مبدأ طريقة RC. ثم تُرسل الصخور المُسحوقة إلى الجيولوجي لفحصها. تعمل طريقة الحفر هذه بشكل ممتاز في التكوينات الصخرية الصلبة على أعماق كبيرة. توفر معلومات عن الموقع الدقيق للخام. تشمل مزايا هذه الطريقة سرعة تحويل تحليل العينة، ودقة العينة العالية، ومعدلات اختراق ممتازة في الصخور الصلبة. ومع ذلك، فإن التكلفة العالية وخطر تلوث العينة هي عيوب كبيرة.

• حفر الدوران:

  تستخدم آلات الحفر الدورانية الماء أو الهواء كمبرد ومُزلق للحفر في الأرض. هذه الطريقة مناسبة لمختلف التكوينات الجيولوجية، بما في ذلك الصخور الصلبة. تشمل المزايا مرونة كبيرة وقابلية للتكيف. كما يمكنها الوصول إلى أعماق كبيرة، ويمكن للجيولوجيين الحصول على معلومات دقيقة عن الخام. ومع ذلك، غالبًا ما تكون آلات الحفر كبيرة جدًا وثقيلة. يمكن أن يجعل استخدام الماء هذه الطريقة ضارًا بالبيئة.

• الحفر الصوتي:

  تستخدم آلات الحفر الصوتية الاهتزازات عالية التردد لإنشاء ثقب في الأرض. هذه الطريقة مناسبة لأنواع مختلفة من التربة، بما في ذلك التربة المتماسكة والمتماسكة. تشمل المزايا دقة عالية واضطرابًا ضئيلًا للعينة. هناك أيضًا معدل اختراق مثير للإعجاب. لكن آلات الحفر باهظة الثمن، ويحتاج المشغلين إلى تدريب خاص لاستخدامها.

• حفر النواة الماسية:

  تستخدم آلات حفر النواة الماسية بتًا ذو برميل مجوف مرصع بالماس للحفر في الأرض. هذه الطريقة مناسبة لمختلف التكوينات الجيولوجية، بما في ذلك الصخور الصلبة. تشمل المزايا الحصول على عينات نواة سليمة ودقة عالية في التنبؤ بحدود الخام. يمكن للجيولوجيين أيضًا الحصول على معلومات عن التركيب الجيولوجي للصخور والمحتوى المعدني. ومع ذلك، فإن عيوب طريقة حفر النواة الماسية هي أن الآلات باهظة الثمن وصعبة الاستخدام.

مواصفات وصيانة آلات الحفر الاستكشافية للتعدين

قد يكون لدى الشركات المصنعة مواصفات مختلفة قليلاً، لكن التفاصيل التالية تُلخص الميزات الأساسية لآلة حفر النواة الماسية للتعدين.

• قطر الحفر: يمكن للآلة إنشاء ثقوب بعرض 5 إلى 10 سم (حوالي 2 إلى 4 بوصات).
• عمق الحفر: سيعتمد العمق على نوع الحفر. يمكن للحفر إنشاء ثقوب بعمق 100 متر (328 قدمًا) إلى 10000 متر (32800 قدمًا). عادةً ما تحتوي الحفارات ذات الأعماق الأكبر على مؤشر عمق، بينما يجب تغيير أنابيب الحفر عادةً للحفر الضحل.
• دقة الحفر: يمكن للحفر ذات الجودة الجيدة إنشاء ثقب في حدود 2 إلى 5 سم (حوالي 1 إلى 2 بوصة) من منطقة الهدف. يعني ذلك أن الحفر سيضرب المكان الذي كان يستهدفه بدقة شديدة.
• سرعة الحفر: يمكن للآلة إنشاء ثقوب بمعدل 1 إلى 10 متر (حوالي 3 إلى 33 قدمًا) في الساعة. تعتمد هذه السرعة على عوامل مثل صلابة الصخور ومعلمات الحفر.
• مصدر الطاقة: يوفر محرك الحفر مصدر طاقة من 100 إلى 300 حصان (HP). يمكن أن يكون محركًا للبنزين أو محركًا ديزل أو محركًا كهربائيًا أو طاقة هيدروليكية.
• النظام الهوائي والهيدروليكي: سيكون للنظام الهيدروليكي ضغطًا من 1500 إلى 3000 رطل لكل بوصة مربعة (psi)، بينما سيعمل النظام الهوائي بضغوط هواء تتراوح بين 300 و 600 رطل لكل بوصة مربعة (psi).
• الوزن: على سبيل المثال، يبلغ وزن حفار النواة NTR-45 (N diamond drill) حوالي 1600 كجم (3527 رطل). قد يكون وزن الطرز الأكبر المستخدمة في الحفر السطحي أكبر.

الصيانة

• التحقق الروتيني: تحقق من مستويات السوائل وحالة الفلاتر واتصالات البطارية وحالة بت الحفر، إلخ، يوميًا أو أسبوعيًا، اعتمادًا على المعلمة التي يتم التحقق منها.
• التزييت: ضع مادة التشحيم على الأجزاء المتحركة والاتصالات الإلكترونية ومكونات الحفر، ما لم ينصح الشركة المصنعة بخلاف ذلك. استخدم مادة التشحيم المحددة.
• التشديد: إذا كان الحفر يستخدم براغي أو مثبتات بدلاً من المفاصل الملحومة، فتحقق منها وشدها إلى مستويات عزم الدوران المحددة وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة.
• استبدال مكونات الحفر: يجب استبدال المكونات المتحركة بعد فترة زمنية أو استخدام محدد لمنع الأعطال. تشمل الأمثلة مجموعات القابض وفراشي المحرك وبت الحفر، إلخ.
• النظم الكهربائية: حافظ على أنظمة إمداد البطارية والطاقة الكهربائية للمحركات الكهربائية أو الهجينة. يشمل ذلك التحقق من الاتصالات وأنظمة الشحن وحالة البطاريات.
• النظم الهيدروليكية والهوائية: إذا كانت آلة الحفر تحتوي على أجزاء هيدروليكية/هوائية، فتحقق منها لمعرفة وجود أضرار أو تسربات، إلخ، وقم بإصلاحها حسب الضرورة.
• التنظيف: أزل الوحل وتراكم المعادن من الآلة بعد الاستخدام لمنع التآكل والصدأ والأضرار.
• توفر قطع الغيار: يجب على المشترين التأكد من توفر قطع الغيار لآلة الحفر بسهولة لصيانة الحفر وخدمتها.

استخدامات آلات الحفر الاستكشافية للتعدين

تُعد آلات الحفر الاستكشافية للتعدين حيوية في صناعات التعدين. مع الاستثمار الهائل والمخاطر في عمليات التعدين، تبحث العديد من الدول والشركات عن طرق لتقليل مخاطر وتكلفة التعدين باستخدام آلات لإجراء مسوحات أولية للمنطقة المعنية قبل بدء أنشطة التعدين. يمكن للآلة الحفر بعمق في الأرض لإخراج عينات نواة من الجيولوجيا تحت الأرض وتكوين الصخور، بما في ذلك الهيكل والمحتوى المعدني. يمكن أن تساعد هذه المعرفة بالهيكل تحت الأرض في رسم خرائط أكثر دقة للمواد القابلة للتعدين وتوفير مزيد من المعلومات حول المناطق التي يجب تجنبها أثناء التعدين.

لقد أتاحت هذه الآلات أيضًا إمكانية استكشاف والحفر في مناطق كانت غير قابلة للوصول إليها أو غير اقتصادية في السابق بسبب مستويات عميقة من الغطاء الأرضي (المواد الموجودة فوق الخام أو الصخور التي سيتم استخراجها)، مما يجعل مساحة أكبر من الأرض قابلة للاستخدام المحتمل لعمليات التعدين، وبالتالي زيادة إمدادات المعادن والموارد الأخرى لسكان العالم المتزايدين. من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه حيث تتطلب الحاجة إلى مصادر طاقة أنظف المزيد من المعادن، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، والتي تُستخدم في بطاريات السيارات الكهربائية والألواح الشمسية وغيرها من التقنيات للتخفيف من تغير المناخ.