2- النقل تحت الأرض
1) تصنيف وسائل النقل تحت الأرض
يُعدّ النقل تحت الأرض حلقة وصل مهمة في استخراج وإنتاج خامات المعادن واللافلزات من باطن الأرض، ويشمل نطاق عمله النقل داخل المناجم والنقل عبر الطرق. وهو قناة النقل للمناجم المتصلة، وواجهات الأنفاق، ومستودعات المناجم تحت الأرض، ومناطق تعبئة المناجم، ومستودعات المناجم الأرضية، وحقول الصخور النفايات. يشمل النقل داخل المناجم النقل الذاتي بالجاذبية، والنقل باستخدام المجرفة الكهربائية، والنقل باستخدام المعدات غير المجنزرة (مثل الجرافات، وآلات التحميل، ومركبات التعدين)، والنقل باستخدام آلات التعدين الاهتزازية، والنقل باستخدام المتفجرات، وغيرها. أما النقل عبر الطرق فيشمل النقل على مستوى المراحل والمسارات المائلة، أي النقل عبر الطرق بين قمع المنجم، وساحة المنجم، أو الطريق أسفل بئر الانزلاق إلى مخزن التخزين تحت الأرض (أو مدخل النفق).
يوضح الجدول 3-4 تصنيف النقل تحت الأرض وفقًا لنمط النقل ومعدات النقل.
تصنيف النقل تحت الأرض
لضمان التشغيل الطبيعي والفعال للنقل تحت الأرض، فإن معدات النقل المساعدة اللازمة لا غنى عنها.
2) نظام النقل تحت الأرض
يُحدد نظام النقل وطريقة نقله في المناجم تحت الأرض عادةً عند تطوير وتصميم رواسب الخام. وينبغي أن تراعي المبادئ المحددة ظروف وجود الرواسب، ونظام التطوير، وطريقة التعدين، وحجم التعدين، والعمر التشغيلي للإنتاج، وحالة تطوير معدات النقل، ومستوى إدارة المؤسسة. كما ينبغي أن يكون النظام متطورًا وموثوقًا تقنيًا، ومعقولًا ومجديًا اقتصاديًا، وآمنًا في التشغيل، وسهل الإدارة، ومنخفض استهلاك الطاقة، وأقل تكلفة استثمارية.
(1) النقل بالسكك الحديدية
يشير النقل بالسكك الحديدية عمومًا إلى النقل بالقاطرات، وهو الوسيلة الرئيسية لنقل الخامات في المناجم تحت الأرض محليًا ودوليًا. ويتكون النقل بالسكك الحديدية بشكل أساسي من مركبات التعدين، ومعدات الجر، والآلات المساعدة، وغيرها من المعدات، وغالبًا ما يتألف من نظام نقل فعال مزود بجرافة لنقل الخامات، ووحدة تحميل.سير ناقلأو معدات النقل غير المزودة بمسارات، والتي يمكنها في عملية الإنتاج نقل الخام، والحجر النفايات، والمواد، والمعدات، والأفراد. وهي أحد العوامل الرئيسية التي تنظم الإنتاج وتحدد الطاقة الإنتاجية للمنجم.
تتميز النقل بالسكك الحديدية بمزايا عديدة، منها الاستخدام الواسع، والقدرة الإنتاجية الكبيرة (التي يحددها عدد القاطرات)، ومسافة النقل غير المحدودة، والاقتصاد الجيد، وجدولة الرحلات المرنة، وإمكانية نقل أنواع مختلفة من الخامات على طول خط التفرع. أما عيوبها فتتمثل في أن النقل متقطع، وأن كفاءة الإنتاج تعتمد على مستوى تنظيم العمل، مما يحد من كفاءتها (عادةً ما بين 3 و5 بالألف)، ويصعب ضمان سلامة النقل عند وجود انحدار كبير في الخط.
يُعدّ السير على السكة الحديدية الوسيلة الرئيسية للنقل الأفقي لمسافات طويلة. وينقسم عرض السكة إلى عرض قياسي وعرض ضيق. يبلغ عرض السكة القياسي 1435 مم، بينما ينقسم العرض الضيق إلى ثلاثة أنواع: 600 مم، و762 مم، و900 مم. وبناءً على العرض، تُصنّف القاطرات إلى قاطرات قياسية وقاطرات ضيقة. أما بناءً على نوع الطاقة المستخدمة، فتُصنّف قاطرات التعدين إلى قاطرات كهربائية، وقاطرات ديزل، وقاطرات بخارية. وقد اختفت القاطرات البخارية تقريبًا، بينما تُستخدم قاطرات الديزل عادةً على الطرق السطحية فقط. تعمل القاطرات الكهربائية بالطاقة الكهربائية، وبناءً على نوع مصدر الطاقة، تُصنّف إلى قاطرات كهربائية تعمل بالتيار المستمر (DC) وقاطرات كهربائية تعمل بالتيار المتردد (AC). وتُعدّ قاطرات التيار المستمر الأكثر استخدامًا. وقد بدأ العديد من المستخدمين حاليًا في استخدام قاطرات تعمل بمحركات تحويل التردد. وفقًا لطريقة إمداد الطاقة المختلفة، تنقسم القاطرة الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر إلى قاطرة كهربائية سلكية وقاطرة كهربائية تعمل بالبطارية، والغالبية العظمى من استخدامات القاطرات الكهربائية السلكية تحت الأرض في الصين غير المتعلقة بمناجم الفحم.
بفضل هيكلها البسيط، وتكلفتها المنخفضة، وسهولة صيانتها، وقدرتها الكبيرة على نقل الطاقة، وسرعتها العالية، وكفاءتها العالية في استهلاك الكهرباء، وانخفاض تكلفة نقلها، تُعدّ هذه المحركات الأكثر استخدامًا. أما عيوبها فتتمثل في عدم مرونة تجهيزات التقويم والتوصيل الكهربائي؛ كما أن حجم الطريق وسلامة المشاة يؤثران على استخدامها، ويُمنع حدوث شرارة بين جامع التيار الكهربائي والخط في المراحل الأولى من إنشاء مناجم الغاز الكبيرة. لكن على المدى الطويل، تكون التكلفة الإجمالية للمحرك أقل بكثير من تكلفة محرك البطارية. ويبلغ جهد التيار المستمر 250 فولت و550 فولت.
المحرك الكهربائي الذي يعمل بالبطارية هو محرك مزود ببطارية لتزويد الطاقة الكهربائية. تُشحن البطارية عادةً في مرآب مخصص لها تحت الأرض. بعد استهلاك البطارية لفترة معينة، يُنصح باستبدالها ببطارية جديدة. من مزايا هذا النوع من المحركات الكهربائية عدم وجود خطر اندفاع شرارة، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في مناجم الغاز التي لا تتطلب خطوط نقل، كما أنه مرن الاستخدام، ومناسب جدًا لأنظمة النقل ذات الإنتاج المنخفض، وأنظمة النقل على الطرق غير المنتظمة، وأنظمة النقل في الأنفاق. أما عيوبه فتتمثل في انخفاض كفاءة الطاقة الكهربائية اللازمة للاستثمار الأولي في معدات الشحن، وارتفاع تكلفة النقل. يُستخدم المحرك الكهربائي السلكي عادةً في مرحلة التعدين، بينما يمكن استخدام المحرك الذي يعمل بالبطارية في مرحلة التطوير للتغلب على الظروف الخارجية. يُمنع استخدامه في الطرق التي تُعاد فيها تهوية الغازات المتفجرة، وفي المناجم ذات المحتوى العالي من الكبريت وخطر الحرائق الطبيعية، يجب استخدام محرك كهربائي مقاوم للانفجار يعمل بالبطارية.
بالإضافة إلى النوعين المذكورين أعلاه منالمحركات الكهربائيةتوجد محركات كهربائية ثنائية الطاقة، ويمكن تقسيمها بشكل أساسي إلى نوعين: محركات كهربائية تعمل بالبطارية ومحركات كهربائية تعمل بالكابلات. تحتوي محركات البطارية على شاحن تلقائي، مما يُحسّن من كفاءة الاستخدام ومرونة التشغيل. عند العمل على خط النقل، يتم تزويدها بالطاقة عبر الكابلات، ولكن يجب ألا تتجاوز مسافة نقل الطاقة عبر الكابلات طول الكابل.
لا تحتاج قاطرات الاحتراق الداخلي إلى صيانة دورية، وتتميز بانخفاض تكلفتها ومرونتها العالية. مع ذلك، فإن هيكلها معقد، كما أن غازات العادم تُلوث الهواء، لذا من الضروري تركيب أجهزة تنقية غازات العادم عند منفذ العادم، وتعزيز تهوية الطريق. حاليًا، لا يُستخدم هذا النوع من القاطرات إلا في عدد قليل من المناجم في الصين، حيث تُستخدم أقسام الوصلات السطحية جيدة التهوية في الأنفاق، بينما يُستخدم بشكل أكبر في المناجم الأجنبية.
تقوم مركبات التعدين بنقل الخام (الحجر النفايات)، والأفراد والمركبات، ومركبات نقل المواد، ومركبات نقل المتفجرات، وشاحنات المياه، وشاحنات الإطفاء، ومركبات الصرف الصحي، وغيرها من المركبات الخاصة.
(2) النقل بدون مسارات
في ستينيات القرن الماضي، ومع تحسن المعدات تحت الأرض التي لا تستخدم المسارات، تطورت تقنية التعدين تحت الأرض التي لا تستخدم المسارات بسرعة أيضاً.
مركبة التعدين تحت الأرض هي مركبة ذاتية الدفع مصممة خصيصًا للمناجم تحت الأرض. تُعدّ هذه المركبة وسيلة النقل الرئيسية لتحقيق تقنية التعدين بدون مسارات، وتتميز بسهولة الحركة والمرونة وتعدد مصادر الطاقة والاقتصاد في استهلاك الطاقة. تُستخدم مركبات التعدين تحت الأرض على نطاق واسع في جميع أنواع المناجم تحت الأرض التي تتمتع بظروف مناسبة لتعزيز عمليات التعدين، مما يُسهم في تحسين إنتاجية العمالة ومخرجات المناجم، وتعزيز التوسع المستمر في حجم الإنتاج، فضلًا عن تغيير عملية التعدين وأساليبه وأنظمة الأنفاق والنقل في هذه المناجم. ومع تطور تقنيات وأنظمة أتمتة المناجم والتعدين الذكي وغيرها من التقنيات في السنوات الأخيرة، تتجه المناجم تحت الأرض نحو التعدين بدون مسارات دون وجود عمال.
① تتمثل المزايا الرئيسية لنقل السيارات في مناجم التعدين تحت الأرض في أن
أ. تتميز هذه الآلة بمرونة عالية في الحركة، ونطاق واسع من التطبيقات، وإمكانات إنتاجية كبيرة. إذ يمكن نقل صخور التعدين من جبهة التعدين مباشرةً إلى كل موقع تفريغ دون الحاجة إلى نقلها في منتصف الطريق، كما يمكن للأفراد والمواد والمعدات الموجودة في موقع التفريغ الوصول مباشرةً إلى جبهة العمل دون الحاجة إلى نقلها.
ب. في ظل ظروف معينة، يمكن أن يؤدي استخدام النقل بالسيارات في التعدين تحت الأرض إلى توفير المعدات والصلب والأفراد بشكل مناسب.
ج. قبل اكتمال مجموعة مرافق الأعمدة بالكامل، من الممكن التقدم وتسهيل استخراج ونقل أجسام الخام والحواف المتفرقة.
د. في ظل ظروف مسافة النقل المعقولة، تكون روابط نقل وإنتاج السيارات في التعدين تحت الأرض أقل، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من إنتاجية العمل.
② فيما يلي عيوب النقل بالسيارات في التعدين تحت الأرض:
أ. على الرغم من أن عربات التعدين تحت الأرض مزودة بجهاز لتنقية غازات العادم، إلا أن غازات العادم المنبعثة من محرك الديزل تلوث الهواء تحت الأرض، وهي مشكلة لا تزال قائمة ولا يمكن حلها بشكل كامل في الوقت الراهن. وعادةً ما تُستخدم إجراءات مثل تعزيز التهوية، مما يزيد من تكلفة معدات التهوية.
ب. بسبب رداءة جودة سطح طريق المنجم تحت الأرض، يكون استهلاك الإطارات كبيرًا، وتزداد تكلفة قطع الغيار.
ج. حجم أعمال الصيانة كبير، ويتطلب عمال صيانة مهرة وورشة صيانة مجهزة تجهيزًا جيدًا.
د. من أجل تسهيل قيادة عربات التعدين تحت الأرض، فإن حجم مقطع الطريق المطلوب كبير، مما يزيد من تكلفة التطوير.
③ بالمقارنة مع المركبات ذاتية التفريغ الأرضية، فإن مركبات التعدين تحت الأرض عادة ما تتمتع بالخصائص الهيكلية التالية:
أ. يمكن تجميعها وتركيبها، وهي كبيرة الحجم ومريحة.
ب. باستخدام الهيكل المفصلي والتوجيه الهيدروليكي، يكون عرض هيكل السيارة ضيقًا، ونصف قطر الدوران صغيرًا.
ج. يتميز هيكل السيارة بانخفاض ارتفاعه، حيث يبلغ عادةً 2 إلى 3 أمتار، مما يجعله مناسبًا للعمل في المساحات الضيقة والمنخفضة تحت الأرض، مع مركز ثقل منخفض، مما يزيد من قدرة التسلق.
د. سرعة القيادة منخفضة، وقوة محركها صغيرة، مما يقلل من انبعاثات العادم.
(3)سير ناقلمواصلات
يُعدّ النقل بالسيور الناقلة أسلوب نقل مستمر، يُستخدم بشكل أساسي لنقل الصخور المعدنية، كما يُمكن استخدامه لنقل المواد والأفراد. يتميز هذا الأسلوب بقدرة إنتاجية عالية، وأمان وموثوقية، وسهولة التشغيل، ومستوى عالٍ من الأتمتة. وبفضل استخدام أشرطة عالية المتانة، يتمتع النقل بالسيور الناقلة بخصائص النقل لمسافات طويلة، ونقل كميات كبيرة، وسرعة عالية، مما يلبي متطلبات النقل الفعال لمعدات التعدين الحديثة.
يُحدّ من استخدام النقل بالسيور الناقلة في مناجم الخامات تحت الأرض حجم الكتلة الصخرية، وحجم حركة المرور، وميل الطريق، والانحناءات، وما إلى ذلك. عمومًا، لا يُمكن نقل سوى صخور الخامات الخشنة (أقل من 350 مم)، وهو مناسب فقط للاستخدام في المناجم ذات الأحجام الكبيرة، وميل الطريق المنخفض، وخلوّها من الانحناءات.
يمكن تقسيم النقل بالسيور الناقلة تحت الأرض إلى: ① النقل بالسيور الناقلة عند مواقع التعدين، وذلك حسب مكان استخدامها ومهام النقل المنجزة، حيث تستقبل هذه السيور الصخور المعدنية من جبهة التعدين وتنقلها مباشرةً. ② النقل بالسيور الناقلة لتجميع الصخور المعدنية، حيث تستقبل هذه السيور الصخور المعدنية من سيرين ناقلين أو أكثر. ③ النقل بالسيور الناقلة الرئيسية، حيث تنقل هذه السيور جميع الصخور المعدنية من التعدين تحت الأرض إلى سطح الأرض.
يمكن تقسيم السيور الناقلة إلى نوعين: أساسي وخاص، وذلك بحسب بنيتها الأساسية. وينقسم النوع الأساسي إلى نوعين: مسطح ومخدد. أما الأنواع الخاصة الشائعة حاليًا، فتشمل: السيور ذات الأخاديد العميقة، والسيور ذات الحواف المموجة، والسيور المزخرفة، والسيور الأنبوبية، والسيور ذات الوسادة الهوائية، والسيور الضاغطة، والسيور المنحنية، وغيرها.
يُحقق النقل بواسطة السيور الناقلة استمرارية عملية نقل المواد. وبالمقارنة مع معدات النقل الأخرى، يتميز بالخصائص التالية:
① سعة النقل. وصلت السعة القصوى للناقلات الحزامية المحلية إلى 8400 طن/ساعة، ووصلت السعة القصوى للناقلات الحزامية الأجنبية إلى 37500 طن/ساعة.
٢- مسافة نقل طويلة. طالما توفر حزام ناقل قوي بما فيه الكفاية، فمن الناحية الفنية، لا توجد قيود على مسافة النقل في ناقل الحزام. وقد وصل طول ناقل الحزام المحلي الواحد إلى ١٥.٨٤ كيلومترًا.
3- قدرة عالية على التكيف مع التضاريس. يمكن للناقل الحزامي التكيف مع التضاريس من خلال الانحناء المعتدل للفضاء والمستوى الأفقي، وذلك لتقليل الوصلات الوسيطة مثل محطة النقل وتقليل الاستثمار في البنية التحتية، وذلك لتجنب التداخل مع الطرق والسكك الحديدية والجبال والأنهار والمدن من الفضاء أو المستوى.
④ هيكل بسيط وآمن وموثوق. وقد تم التحقق من موثوقية ناقل الحزام من خلال العديد من التطبيقات في المجال الصناعي.
⑤ انخفاض تكاليف التشغيل. عادةً ما يكون الوقت المستغرق واستهلاك الطاقة لكل وحدة نقل لنظام النقل بالحزام هو الأدنى بين جميع مركبات أو معدات نقل المواد السائبة، كما أن الصيانة سهلة وسريعة.
⑥ درجة عالية من الأتمتة. عملية نقل السيور الناقلة بسيطة، وتركيز معدات الطاقة، وتحكم عالٍ، وسهولة تحقيق الأتمتة.
⑦ يتميز بانخفاض درجة تأثره بالطقس وطول عمره الافتراضي.
الموقع الإلكتروني:https://www.sinocoalition.com/
Email: sale@sinocoalition.com
رقم الهاتف: +86 15640380985
تاريخ النشر: 16 مارس 2023
