التعدين السطحي والباطن

(852 منتجًا متوفرة)

حول التعدين السطحي والباطن

أنواع التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض

تقليديا، يعتمد التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض على توافر رواسب الخام. قد تجعل اقتصاديات الحجم والتقدم التكنولوجي واللوائح البيئية المحلية طريقة واحدة أفضل من الأخرى. يكون التعدين السطحي أقل تكلفة بشكل عام ويطرح مخاطر أقل على الصحة والسلامة من التعدين تحت الأرض. ولهذا السبب، لا يُمكن تحقيق جدوى التعدين تحت الأرض على نطاق واسع إلا عندما يؤدي التعدين السطحي إلى إلحاق ضرر شديد بالبيئة المحلية. توجد أسباب اقتصادية وأخلاقية وعلمية قوية لفضل التعدين السطحي على التعدين تحت الأرض عندما يؤدي الأخير إلى تلوث الهواء والمياه.

لهذا السبب، عادةً ما يتم تصنيف طرق التعدين السطحي وتحت الأرض المختلفة على أنها أكثر ودية للبيئة من غيرها. يعتمد اختيار طريقة على الأخرى عادةً على نوع رواسب الخام والظروف البيئية والاقتصادية المحلية. يمكن تصنيف معظم الطرق إلى ثلاثة أنواع أساسية:

  • المُنخفض المفتوح: يتم استخراج رواسب الخام في سلسلة من الخطوات الأفقية، أو المستويات، التي تتعمق في الحفرة. هذا هو النهج الأكثر شيوعًا. تُستخدم الخطوات أحيانًا لاستخراج الخامات أفقياً. توفر المستويات دعمًا هيكليًا لجدران المنخفض المفتوح.
  • الشريطي: يشمل استخراج شرائط رفيعة، جانبية من الخام. يعمل هذا بشكل جيد عندما تمتد رواسب الخام بالتوازي مع السطح. مثال على ذلك هو طبقات الفحم الموجودة في أعماق الأرض.
  • التراسي: يشبه هذا التعدين الشريطي ويمكن العثور عليه بالقرب من المسطحات المائية. في التعدين التراسي، يتم استخراج الخام على طول حافة أفقية أو تراس. تُستخدم هذه الطريقة عندما يؤدي التعدين السطحي إلى إلحاق أضرار بيئية جسيمة على طول منحدر تل أو قاع وادي.

يعتمد اختيار طريقة التعدين السطحي عادةً على نوع المواد التي يتم استخراجها والتضاريس المحلية. يتم استخدام مزيج من طرق المنخفض المفتوح والتعدين الشريطي أحيانًا لاستخراج الفحم في طبقات أعمق عندما تكون تكلفة استخراجه من خلال التعدين المنخفض المفتوح غير مجدية اقتصاديًا. يُعد التعدين الشريطي أيضًا مجديًا اقتصاديًا على التضاريس المسطحة والمتساوية بدون تغييرات كبيرة في الارتفاع. عادةً ما يكون التعدين التراسي هو طريقة التعدين الوحيدة المجدية حيث تحد اللوائح البيئية من التعدين المنخفض المفتوح على مساحة كبيرة نسبيًا.

طرق التعدين تحت الأرض أكثر تنوعًا. الأكثر شيوعًا هي كما يلي:

  • غرفة وعمود: تُستخرج المواد بطريقة تترك أعمدة من الدعم. يوفر هذا بعض الدعم الهيكلي للمادة أعلاه، مما يقلل من احتمالية انهيار الأرضيات.
  • الجدار الطويل: يتم قص رواسب الخام باستخدام آلة تسمى واجهة الجدار الطويل. تُستخدم الدعامات الهيدروليكية بعد ذلك لدعم السقف أثناء قص الفحم ونقله بواسطة ناقل على الأرض.

يعتمد اختيار طرق التعدين تحت الأرض عادةً على جيولوجيا رواسب الخام، وأبعادها، واتجاهها، وموقعها، كما هو الحال مع طرق التعدين السطحي.

المواصفات والصيانة

هذه بعض المواصفات الأساسية التي يجب مراعاتها عند البحث عن معدات التعدين السطحي أو تحت الأرض للبيع.

  • معدات التعدين السطحي

    عند البحث عن آلات التعدين السطحي، مثل شاحنات النقل أو الحفارات، يجب على المشترين مراعاة الحمولة أو الطن، ونوع النقل، وعمق الحفر، وخلوص المشروع. تُظهر الطنّات الوزن الذي يمكنها نقله وسعتها. تشمل خيارات النقل خارج الطرق، ونقل الشاحنات التقليدية، أو السكك الحديدية. يشير عمق الحفر وخلوص المشروع إلى ما إذا كان بإمكان الحفار التعدين على عمق محدد وإزالة المواد أو الوصول إلى المناطق ذات خلوص كاف.

  • آلات التعدين تحت الأرض

    تشمل المواصفات التي يجب مراعاتها لآلات التعدين تحت الأرض الحمولة، وقطر النفق، ونوع النقل، ومقاومة غبار الفحم، وحماية الفيضانات. بالإضافة إلى معرفة مقدار الفحم أو الخام الذي يمكن للحفار أو عربة النقل نقله، سيحتاج المشتري إلى معرفة قطر النفق. قد تحتاج شركات التعدين إلى الحفر بأقطار مختلفة لرواسب المعادن. يشير نوع النقل إلى كيفية نقل عربة النقل أو المحمل للمعادن إلى السطح. يجب أن تكون معدات التعدين تحت الأرض، مثل مثاقب الضغط الهوائي، مقاومة لغبار الفحم. يساعد هذا العنصر على ضمان سلامة العمال. تشير حماية الفيضانات إلى ما إذا كان بإمكان الآلة تحمل الفيضانات في المناجم تحت الأرض.

الصيانة

تُطيل الصيانة الدورية عمر آلات التعدين وتضمن سلامة العمال. فيما يلي بعض نصائح الصيانة العامة:

  • قم بتطوير جدول صيانة والتزم به. يجب أن يتضمن الجدول الفحوصات والإصلاحات واستبدال الأجزاء.
  • اتبع دائمًا تعليمات الشركة المصنعة الخاصة بالصيانة والإصلاحات.
  • استخدم معدات الرفع والأدوات المناسبة عند التعامل مع المكونات الثقيلة.
  • نفّذ برنامجًا لقطع الغيار لضمان توفر المكونات الأساسية عند الحاجة.
  • درب المشغلين وطاقم الصيانة على التعرف على المشكلات المحتملة وضمان استخدام المعدات بأمان.
  • احتفظ بالتشحيم المناسب لمنع الاحتكاك وتقليل التآكل.
  • يمكن أن يساعد استخدام نظام إدارة المخاطر في تحديد المخاطر المتعلقة بآلات التعدين وتقليل مخاطر الحوادث. استثمر في معدات وأنظمة سلامة قوية، مثل مكافحة الحرائق، وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ، وحراس السلامة، لمنع المخاطر. أعطي الأولوية للتدريب واستخدم موردين مؤهلين لممارسات آمنة ومعدات آمنة. مع القليل من العناية والصيانة الدورية، يمكن أن تعمل هذه الآلات بسلاسة لعدة أشهر دون تعطل.

سيناريوهات التعدين السطحي وتحت الأرض

تُعدّ المناجم والمناجم في جميع أنحاء العالم مشغولة بحصاد المعادن الثمينة، كلٌّ وفقًا لخطته المُجهّزة. يُحدّد اختيار استراتيجيات التعدين السطحي مقابل استراتيجيات التعدين تحت الأرض بشكل أساسي بواسطة الموقع والحجم وطبيعة الخام.

  • استراتيجيات التعدين السطحي، التعدين الشريطي، التعدين المنخفض المفتوح: يُستخدم التعدين السطحي المُناسب لرواسب الخام المسطحة للفحم والفوسفات وبعض الخامات الأخرى، بينما تُناسب استراتيجيات سطح التعدين المنخفض المفتوح النحاس والحديد والألماس. يُستخدم التعدين المنخفض المفتوح المنحدرات والتلال المُدرجة لمنع انزلاق الصخور. تُناسب استراتيجيات التعدين السطحي بشكل جيد حيث توجد احتياطيات كبيرة وسهلة الاستخراج بالقرب من سطح الأرض. تُعدّ طريقة المنخفض المفتوح أيضًا أفضل اقتصاديًا عندما يكون الخام وفيرًا. تُناسب استراتيجيات التعدين الشريطي بشكل جيد عندما يكون الخام في شريط أفقي طويل. تُترك طريقة التعدين الشريطي أعمدة كبيرة من الخام لدعم السقف. وهذا هو المكان الذي لن يُفلح فيه التعدين السطحي أيضًا، حيث قد يكون سقف الخام أسفل السطح وعميقًا جدًا للتعدين بشكل آمن باستخدام تقنيات التعدين السطحي.
  • استراتيجيات التعدين تحت الأرض، طريقة الغرفة والعمود: تُستخدم عدة استراتيجيات في التعدين تحت الأرض. الأكثر شيوعًا هو طريقة الغرفة والعمود، والتي تُستخدم للفحم والفوسفات والحديد وبعض المعادن الأخرى. تُدعى لغرف المعادن التي يتم استخراجها مع ترك أعمدة لدعم السقف. تُناسب طريقة الغرفة والعمود أيضًا بشكل جيد عندما تكون كميات كبيرة من الفحم والمعادن الأخرى تحتاج إلى تركها لدعم الأسقف. هناك طريقة أخرى، هي طريقة الجدار الطويل، التي تُقدم معدل استرداد مرتفع. تُناسب بشكل ممتاز للفحم الموجود في منطقة مستطيلة طويلة. تُشمل الطرق الأخرى طريقة الزّي، طريقة التوقف، التي تُناسب فقط أجسام الخام الكبيرة والواضحة المعالم مثل النحاس والزنك. تُترك طريقة التعدين الصخري الرخو أيضًا أعمدة دعم كبيرة. تستخدم استراتيجيات أخرى أعمدة أو منحدرات تحت الأرض للوصول إلى الخام.

يُحدّد أيضًا المعدن المستهدف ما إذا كانت تُستخدم استراتيجيات التعدين السطحي أو تحت الأرض. يُدرج الجدول أدناه المعادن الموجودة في المناجم المفتوحة والمناجم تحت الأرض.

المعادن المستهدفة التعدين السطحي المنخفض المفتوح التعدين تحت الأرض
الفحم X X
الألماس X
البوكسيت X
النّحاس X X
الحديد X X
الذهب X
الفضة X
الزنك X
النيكل X
المنغنيز X

كيفية اختيار آلة التعدين

نظرًا للتطور السريع للتكنولوجيا في صناعة آلات التعدين، يمكن مراعاة ثلاث كلمات رئيسية عند تصنيع آلات التعدين السطحي وتحت الأرض:

  • الذكاء الاصطناعي: كما ذكرنا سابقًا، يتجه الذكاء الاصطناعي إلى آلات التعدين. بسبب هذا العامل، يُمكن أن تحتوي آلات التعدين السطحي وتحت الأرض على ميزتي تحليل البيانات والتحكم عن بعد. قد يُمكن تحليل البيانات، على سبيل المثال، آلات التعدين من مراقبة جوانب مختلفة من المنجم، مثل درجات الخام، وحالة المعدات، وكفاءة الاستخراج. سيتم تحليل بيانات التعدين هذه بواسطة خوارزميات الذكاء الاصطناعي، والتي قد توفر رؤى ذكية لتحسين عمليات التعدين. من ناحية أخرى، يُتيح التحكم عن بعد التحكم في آلات التعدين السطحي وتحت الأرض ومراقبتها عن بعد. قد يُمكن ذلك التحكم المركزي والتشغيل الآلي لآلات التعدين، مما يُحسّن مستوى الأتمتة في إنتاج التعدين.
  • صديق للبيئة: من الاعتبارات المهمة الأخرى عند اختيار آلات التعدين ما إذا كانت صديقة للبيئة أم لا. تُتوفر حاليًا في السوق آلات التعدين الهيدروليكية والكهربائية، ويمكن للمشترين اختيارها. تستخدم آلات التعدين الهيدروليكية تقنية هيدروليكية متطورة لتحقيق دفع قوي، مما يُحقق استخراجًا فعالًا للخام. من ناحية أخرى، يتم تشغيل آلات التعدين الكهربائية بواسطة محركات كهربائية، والتي تُطبق على أجهزة التعدين الكهرومغناطيسية المُدارة بواسطة التروس والمحركات. تتمتع كلا نوعي آلات التعدين بخصائص تُمكّنهما من امتلاك تأثيرات بيئية منخفضة، مثل انبعاثات منخفضة وتلوث ضوضاء منخفض.
  • أنظمة السلامة والتحكم: تُعدّ سلامة آلات التعدين السطحي وتحت الأرض أمرًا آخر يبحث عنه المشترون عند شراء آلات التعدين. تُعدّ أجهزة السلامة مثل الحماية من الحمل الزائد والحماية من درجات الحرارة العالية، وأزرار التوقف في حالات الطوارئ، وأقفال السلامة، جميعها أجزاء من آلات التعدين. بالإضافة إلى ذلك، قد تُجهّز آلات التعدين أيضًا بأنظمة سلامة ذكية، مثل مراقبة الغاز، ومراقبة البيئة، وأنظمة الوقاية من الحرائق والانفجارات، والتي تُحسّن سلامة آلات التعدين.

الأسئلة الشائعة

س1: من يُنظم سلامة التعدين؟

ج1: يتم تنظيم صناعة التعدين من قبل الوكالات الفيدرالية والولائية وممثلي الصناعة. تُعدّ سلامة التعدين مهمة بشكل خاص بسبب العواقب الضارة والمميتة المحتملة لحوادث التعدين.

س2: ما الفرق بين التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض؟

ج2: يُستخدم التعدين السطحي عندما تُوجد المعادن بالقرب من سطح الأرض أو عندما يكون استخراجها أكثر فعالية من حيث التكلفة من التعدين تحت الأرض. وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، يتم الحصول على حوالي 90٪ من فحم العالم والذهب والنحاس وخام الحديد والألماس والمعادن الأخرى من خلال التعدين السطحي. يُستخدم التعدين تحت الأرض عندما تُوجد المعادن في أعماق الأرض.

س3: ما النسبة المئوية لعمليات التعدين التي تُعدّ تعدينًا سطحيًا؟

ج3: تُقدر عمليات التعدين السطحية بنحو 60٪ إلى 70٪ من عمليات التعدين في العالم، وفقًا لتقديرات الصناعة.

س4: ما هي أنواع التعدين السطحي الرئيسية؟

ج4: تُعدّ أنواع التعدين السطحي الرئيسية هي التعدين المنخفض المفتوح، والتعدين الشريطي، والحفر، وإزالة قمم الجبال.

س5: ما هي بعض التحديات التي تواجه صناعة التعدين؟

ج5: تواجه صناعة التعدين العديد من التحديات، بما في ذلك الحاجة إلى العثور على مصادر جديدة للمعادن، وإغلاق المناجم القديمة، والمنافسة من الصناعات الأخرى على الأراضي، وارتفاع تكاليف الطاقة، والطلب المتزايد على الممارسات المستدامة بيئيًا.

س6: ما هو مستقبل التعدين؟

ج6: سيظل التعدين ضروريًا لحضارة الإنسان واقتصاده. ومع ذلك، ستحتاج الصناعة إلى التكيف مع التقنيات الجديدة والأسواق المتغيرة ومتطلبات الاستدامة البيئية.