روش استخراج جبهه کار طولانی- Long wall mining

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
طراحی روش­ های استخراج پیوسته مکانیزه (جبهه کاردراز و کوتاه):

مقدمه:
این دسته از کارگاه های استخراجی اصولاً بر پایۀ تجهیزات استخراج پیوسته و بدون نیاز به حفاری و انفجار استوار است.لایه های نسبتاً ضخیم زغال سنگ که جنس نرم و قابل برش با رنده های زغالی را دارند به طور گسترده از این شیوه بهره گیری کرده است.معادن حوزۀ زغال سنگ طبس واقع در استان خراسان(معادن پرورده)تجهیز به این نوع ماشین آلات می باشد.

۵-۱- روش استخراج جبهه کار دراز(Long wall mining):
برای سهولت در گفتار و حذف زیاده نویسی(روش استخراج جبهه کار طولانی)را جبهه کار دراز قید می کنیم.نمونه بارز این شیوه استخراج در کشور ایران در جبهه کارهای معادن می توان مشاهده و مطالعه نمود.کلمه لانگ طویل (Long) بودن جبهه کار و وال (Wall) منظور همان سینه کار می باشد.این شیوه استخراج نسبت به سایر روش های دیگر نگهداری شده معروف تر و پرتمرین تر است، لذا مطالب در تشریح آن عمده تر خواهد بود. وقتی که شیوه جبهه کار دراز ابداع گردید،صرفاً برای استخراج لایه های زغال سنگ طراحی شده بود.پس از اصلاح یک سری علوم در این روش و اضافات دیگر توانستند،مواد معدنی فلزی نظیر اورانیوم و طلا را نیز بااین دویل استخراج کنند.در سال۱۹۶۱،در ناحیه سن جوئن ایالت یوتا در آمریکا(کمپانی معدن کاری هکلا)عملیات جبهه کار دراز(رادن)را تمرین نمود.البته این قدمت۴۸ساله تنها تاریخ چه شروع و دقیق این سیستم استخراج نمی باشد.

لایه هایی که ضخامت آنها از ۳ تا ۸ فوت و زاویه شیب کمتر از ۱۲ درجه،همچنین عمقی بالای ۳۰۰۰ فوت داشته باشند.این شیوه استخراج را می توان در آن ها به کار برد. ویژگی مهم دیگری که بایستی در مشخصات زمین ساختی لایه باشد نازک بودن کمر بالاو ضعیف بودن و قابلیت ریزش کردن آن بعد از تخلیه ماده معدنی است.بدین ترتیب عمل ریزش کمر بالا (باطله سقف )بایستی با پسروی روی جبهه کار بدون هیچ مقاومت یا تاخیری در پشت پایه های موقت نگهدارنده انجام گیرد.شکل(۵-۱) نمای عملیات استخراج به روش جبهه کار دراز پایه های موقت مربوط به(استال) و(دود)از سری گزارشات سازمان معدنکاری ایالات متحده امریکا در سال ۱۹۵۴ را نشان می دهد.بر خلاف کمر بالا که بایستی شل و قابل ریزش باشد،کمر پایین لایه معدنی(باطله کف) بایستی به قدری محکم باشد که تجهیزات نگهدارنده (موقت) براثرفشارسقف ونیروی هیدرولیک(پایه ها)به زمین کف کارگاه فرو نرود(نشست نکند).از طرفی تجهیزات دیگر استخراج قادر باشند به راحتی تردد نمایند.چون روش جبهه کار دراز تعداد زیادی پایه های هیدرولیکی جهت نگهداری موقت لازم دارد جزء سیستم های استخراج با حفاظ مصنوعی محسوب می شود و از طرفی چون تخریب سقف در پشت سر الزامی است.به این دلیل سهمی را هم از روش های استخراج ریزشی(تخریبی) به خود اختصاص داده است


Long-wall-mining.jpg
نمائی از مقاطع مختلف در روش استخراج جبهه کار دراز​

در مجموع روش استخراج جبهه کار دراز روش مرکب و مکانیزه است.اما کارگاه هایی که تا قبل از سال ۱۹۶۰به این شیوه اقدام به پیشروی کرده اند از نعمت مکانیزاسیون در تجهیز لوازم نگهداری و استخراج بی بهره مانده اند.مثلاً در سینه کارهای معدن پابدانای کرمان به جای کاربرد پایه های هیدرولیک از چوب بست های ساده وابتدایی برای نگهداری و به جای کاربرد ماشین های استخراج پیوسته نظیر(شیرر Shearer )و(پلاو Plow)از(هاواژ)و(زغال برهای Coal cutter) قدیمی یا رنده دراستخراج استفاده کرده اند.این در حالی است که مجتمع زغال سنگ طبس که از روش جبهه کار دراز بهره گیری کرده است به انواع تجحیزات زغال بر پیشرفته مجهز گردیده است.طرح دسته بندی ترتیبی سینه کار های کارگاه روی هر زاویه شیب برای کسب توزیع فشار یکنواخت عموما از ابتکارات این روش استخراج محسوب می شود که در حقیقت این روش را یک روش کنترل زمین جلوه می دهد تا اینکه یک روش استخراج معدن.در روش جبهه کار دراز واقع در لایه های معدنی زغال سنگ،جبهه کار به وسیله کاتر،ریپر (Ripper) یا پلا خرد می شود و زغال های کنده شده با این ماشین ها توسط نوار باربری به بیرون از کارگاه انتقال می یابد.نسبت استخراج به دست آمده از این شیوه گاهی تا مرز۱۰۰درصد(بازیابی)می رسد.امکان دسترسی به این رقم بازیابی اساساً به تجهیزات موجود و شرایط مادۀ معدنی،سنگ های کمر بالا و خوابیده روی لایۀ معدنی به داخل حفره های ایجاد شده ریزش کرده و آنها را پر خواهد کرد و چون این عمل در کارگاه دارای،فرونشینی سطح زمین(از بالا به پایین)هم یکنواخت و مرتب خواهد بود.پس چون عمل فرونشست سطح زمین(گود شدن)روی معدن اغلب رخ خواهد داد بایستی نقاط واقع در این حوالی را تحت نظر داشت.در کشورهای اروپایی چون با محدودیت زمین و املاک روبرو هستند و از طرفی زمین های بایر و بی مصرف نادر می باشد، جایی که روش استخراج جبهه کار دراز مورد استفاده قرار گیرد،برای حفظ سطح زمین و جلوگیری از فرونشینی آن معمولاً حفره های ایجاد شده بر اثر تخلیه مواد معدنی در زیر زمین را از باطله های بیابان پر می کنند.البته این عمل مستلزم هزینه حمل و غیرو می باشد.در این صورت با پر کردن فضاهای خالی زیرزمین عمل تخریب طبیعی کمر بالا منتفی خواهد شد و شرایط تخریبی روش جبهه کار دراز جایش را به روش پر شونده می دهد.

در روش جبهه کار دراز،تولید زغال سنگ یا هر کانی تحت استخراج دیگر در امتداد خط جبهه دراز (طویل) واقع می شود و جبهه طویل در حقیقت دیوارماده معدنی می باشد،که بین ۲ ورودی محفظه دار(پانلی)محصور می گردد.جبهه کارهای طولانی با دیوارهای ماده معدنی،معمولاً طولی بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ فوت را در کارگاه به خود اختصاص می دهد.طول ۱۰۰۰ فوت و بیشتر هم در برخی سینه کارهای دراز تمرین شده است.

تاریخچه معدن کاری نشان می دهد که روش استخراج جبهه کار دراز در اواخر قرن ۱۷ میلادی (حدود ۳۵۰سال پیش)در ناحیه زغال سنگ اشروپشایر در انگلستان بنیاد شده است.روش جبهه کار دراز مدور برای سال های متمادی ادامه داشته است.درشکل(۵-۲)نمای افقی سبک مدور جبهه کار دراز،با طرح دایره ای نشان می دهد. در بعضی موارد که تعدادی از این کارگاه های مدور در یک لایه زغال سنگ ضخیم بنا می شده، کار نگهداری مهم تر جلوه می نمود.می بایست از تقویت کننده های دیگر مثل پشت بند های چوبی،سنگ چینی و یا شن کاری استفاده شود.

در هر حال با وضعیت ناشناخته زمین ساخت و فشارهای غیر قابل پیش بینی از جانب طبقات پوشش بالای ماده معدنی،این روش ها از ایمنی لازم برخوردار نبوده و اصولی نمی باشد و به تدریج ابتکارات بهتری را در اصول جدید استخراج تجربه کرده اند.پس از سال ها کار با شیوه های کند و پر خطر و پر خرج جبهه کار دراز،به تدریج درصد مکانیزاسیون برآمدند. اینکه سال هاست که از توسعه و کاربرد حفاظ های قدرتی خود متحرک (powered self – advancing roof support) می گذرد و امروزه یک عنصر کلیدی در کارهای استخراج می باشد.حفاظ های قدرتی متحرک به طور کامل سقف خالی شده را در هر روز از استخراج می پوشانند و تحول عظیمی در زمینه،نگهداری به وجود آورده و از طرفی یک جایگزینی عمده برای چوب بست بندی، پایه ها، شمع ها،کرسی چینی را سایر عناصر چوبی از این قبیل به حساب آمده است.



روش-استخراج-جبهه-کار-طولانی.jpg
شکل(۵- ۲)- نمای افقی و قائم از جبهه کار دراز به سبک دایره ای​

این حفاظ های نوین می توانند در روش های دیگر استخراج بکار گرفته شوند و تنها مخصوص سیستم جبهه کار دراز نمی باشند.

هر چند سرمایه گذاری و هزینه برای خرید تجهیزات نگهداری پیشرفته رقم بالایی را به خود اختصاص می دهد اما فوائد زیر می تواند این سرمایه گذاری را توجیه نماید:
۱- کار نگهداری سریع انجام می شود.
۲- نیروی کارگری و مصالح متفاوت دیگر برای نگهداری کاهش می یابد.
۳- بواسطه پاشنه پهن حفاظ های مکانیکی فرونشینی در کف کارگاه تا حدی غیر ممکن می شود.
۴- ضریب ایمنی شایان توجهی در نگهداری محل ها ارائه می دهد.
۵- بازیابی عناصر نگهدارنده تا حدود۱۰۰درصد خواهد بود.
۶- به علت سرعت عمل و بازیابی ایده­آل و کاهش هزینه های مستقیم و متفرقه،قیمت تمام شده نگهداری و در نهایت سهامی تولید محصول به طور چشمگیری کاهش می یابند.
۷- قدرت نگهداری آنها فوق العاده زیاد است و بین سقف و کف فشار وارد کرده تا نیروی وزن سقف را علاوه بر خنثی کردن،در حالت فشار معکوس قرار دهند.نگهداری سقف کارکرد حفاظ ها طوری است که جبهه کار باز می ماند و ریزش هم ندارد.
۸- علاوه برنگهداری سقف کارکردحفاظ ها طوری است که جبهه کار باز می ماند و ریزش هم ندارد​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
همان طوری که قبلاً گفته شد شیوه جبهه کار دراز وجه مشترکی از روش های تخریبی دارد.برای تأمین این هدف پایه های هیدرولیکی یا همان حفاظ های مکانیکی یا قدرتی طوری طراحی می شود که پس از هر پیشروی سقف باطله از پشت کاناپه حفاظ فوراً بشکند و ریزش کند.شکل(۵-۳)این عمل قسمت عمده وزن طبقات پوشش را که سوار بر حفاظ ها هستند با مواد ریزش شده پر می کند و نیرو در ناحیه تخریب وبرروی موادتخریب شده اعمال خواهدشد.به این ترتیب چرخه پیشروی(جبهه)و(حفاظ)و(ریزش)ادامه خواهد یافت.بعد از هر ریزش بر اثر از بین رفتن نیروی تیر مانند در طول سقف،فشارهای روی جبهه کار کاهش می یابد و بنابراین محیط ایمن تری برای کار به دست داده می شود

Long-wall-mining-4.jpg
شکل (۵-۳ )- حفاظ های مکانیکی یا قدرتی​


۵-۲- سبک های روش جبهه کار دراز:

روش جبهه کار دراز دارای سه سبک عمده به شرح زیر می باشد:
۱- سبک پس رو (Retreat)
۲- سبک پیش رو- پس رو (Advance-Rotreat)
۳– سبک پس روی تناوبی (Alternating retreat)​


۵-۲-۱- سبک پس رو:
استخراج جبهه کار دراز بعد از آنکه جبهه های طویل یا دیوارها به طور کامل بین دو ورودی پانلی محاط گردید آغاز می گردد.شکل(۵-۴)به روشنی این پدیده را نشان می دهد.


Long-wall-mining-41.jpg
شکل (۵- ۴)- نمای افقی از سبک “پس رو” در روش استخراج جبهه کار دراز​

همان طوری که در شکل(۵-۴)ملاحظه می شود، ورودی ها در امتداد جبهه کار طویل و به موازات یکدیگر واقع شده اند.عرض وطول این ورودی ها به عمق کارگاه(لایه معدنی)،کمر بالای لایه معدنی،دانش تجربی(مهارت) و تجربه در استخراج آن ماده معدنی بخصوص بستگی دارد.ورودی های(هوا) کار تهویه زیر زمین را انجام می دهند و گازهای سمی و گرد و غبار را به وسیله آن محور به اصلی تهویه هدایت می کنند.این محورهای هوا که اغلب عمود بر جبهه کارها تأسیس می شود به نام ورودی تخلیه (Bleeder) می نامند،که به عنوان محور واسط کارگاه های استخراج و مسیر اصلی تهویه محسوب می شوند.در جهت دادن هوا در معادن زیر زمینی این نکته بایستی به خاطر سپرده شود که دمش یامکش چه پی آمدی درکیفیت و کمیت تهویه دارد.درکانسارهایی از قبیل زغال سنگ،مواد سولفوره و سایر کانی های گاز دار،معمولاً وقتی محور تخلیه هوا در مجاورت ناحیه تخریب(پر شده)قرار گیرد جهت هوا در محور تخلیه نبایستی مکشی باشد.تجهیزات معدنکاری در کارگاه جبهه کار دراز در مسیر سینه کار ۶۰۰ فوتی طبق شکل(۵-۴)نصب می شود.مسیر پس روی از سمت راست به موازات ورودی پانلی تا انتهای مسافت ۵۰۰۰ فوت می باشد.در استخراج جبهه های متعدد بایستی مرحله زمانی در نظر گرفته شود تا ابعاد مکانیک سنگ و نیروها کنترل شده مهار شود.در شکل مذکور مشاهده می شود که پانل شماره۳ در ناحیه هاشور خورده در پس روی مسافت بیشتری را نسبت به پانل شماه ۲ طی کرده است،در واقع اصول حفظ شده است.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
همان طوری که گفته شد پلاو یکی از ماشین های استخراج پیوسته در روش استخراج جبهه کار دراز طرح شده است.این دستگاه در امتداد جبهه کار(۶۰۰ فوتی)توسط کابل کشیده می شود.طرز کار شبیه به همان زغال برها در معدن پابدانا می باشد.گاهی به جای کابل از زنجیر نیز استفاده می نمایند.این کابل یا زنجیر در مسیر حرکت تسمه نقاله سینه کار حرکت می کند،یا اینکه روی رنده بارکننده (Shearer loerer) در سمت شاخک تسمه نقاله سینه کار سوار می شود و زغال سنگ (یا مادۀ معدنی) بریده شده توسط پلاو را بر روی نوار نقاله بارگیری می کند.

وقتی سبک استخراج به صورت پس رو می باشد تخلیه تجهیزات در یک اقدام هماهنگ پس روی می کنند،تسمه نقاله به موازات سینه کار و در کنار سایر تأسیسات به وسیله پایه های هیدرولیکی پس روی می کند و همزمان با پس روی جبهه کار(۶۰۰ فوتی)حفاظ های قدرتی خودرو و ماشین استخراج هم پس روی(عقب نشینی)می کند.با توجه به شکل(۵-۴)سبک پس رو دارای دو حرکت تناوبی و کلی می باشد.حرکت تناوبی رفت و برگشت در جبهه طویل۶۰۰ فوتی می باشد و حرکت کلی همان پس روی در مسیر طول ۵۰۰۰ فوتی می باشد.

معمولی ترین روش باربری در روش جبهه کار دراز(مدرن)تسمه نقاله(نوار باربری) می باشد.ماده معدنی استخراج شده در جبهه کار با یک نوار نقاله به موازات جبهه کار حمل می گردد و سپس به داخل نوار دیگری در ورودی پانلی تخلیه می شود.نوار دوم در ورودی اصلی پس از حمل آن را به داخل سنگ شکن زیر زمینی(اگر نصب شده باشد) می ریزد ویا آن را به نوار نقاله کوتاه (Eytensible Belt Conveyer) شونده دیگری که به بونکر منتهی می شود به این واریز می کند.

نوار نقاله کوتاه شونده به این منظور بکار می رود که طول پانل یا ورودی بر اثر پس روی جبهه کار دراز دائم در حال کوتاه شدن بوده و بایستی نوار نقاله هم به موازات آن کوتاه شود در برخی کارگاه های زیر زمینی،ماشین های حمل مواد معدنی از زیر بونکر مواد را تا پذیرگاه اصلی برای انتقال به سطح زمین حمل می نماید.مواد معدنی انتقالی نوع تأسیسات چاه یا گزنگ،محصول به بیرون هدایت می شود.گاهی به جای ماشین های حمل و نقل باز هم در ورودی اصلی منتهی به پذیرگاه(تونل اصلی حمل و نقل)از تسمه نقاله سومی استفاده می شود.لازم به یاد آوری است که تسمه نقاله کوتاه شونده و تسمه نقاله اصلی در ورودی های حمل و نقل،در ورودی پانلی شماره۱و۴ قرار خواهند داشت که عملاً خارج از محیط استخراج بوده و به صورت کمربندی در دو سمت بخش تحت استخراج نصب می شوند.اما جهت حرکت و عقب نشینی آنها موازی و هم سو با سایر تجهیزات می باشد،شکل(۵-۵).

موقعی که تمامی طول۵۰۰۰ فوت با عمل پس روی استخراج شده وباتمام رسید و نهایتاً به ناحیه”A”رسیدند،شکل(۵-۵)تجهیزات معدنکاری جبهه کار دراز در آن قسمت از هم جدا شده و به منظور راحتی حمل و نقل به قطعات و اجزاء کوچک تری در می آیند و هر چه سریع تر از ناحیه استخراج شده دور خواهند شد.گروه دیگری برای سوار کردن مجدد قطعات ماشین آلات در جبهه کار بعدی اجزاء را تحویل گرفته و پس از راه اندازی دستگاه ها، استخراج در جبهه کار بعدی آغاز می شود.در این حال ورودی،ناحیه” A”می تواند بعنوان ورودی جهت برگشت هوا استفاده شود.


Long-wall-mining-5.jpg
شکل(۵- ۵)- نمایش ورودی بازیابی شونده“A“در نمای افقی جبهه کار دراز​

طبق شکل(۵-۵)مشاهده می شود که محور یا ورودی بازیابی شونده ناحیه”A”شامل۲دهانه و ۴ حفره بن بست می باشد.این محورها بایستی به طور قوی نگهداری و حفاظ گذاری شوند چون کار پیاده سازی ماشین آلات معدنی در این جا صورت می گیرد و تردد هم برای مدت زمان طولانی در این محورها چشم گیر می باشد.برای نگهداری این محل ها چون زیاد و دائمی می باشد می توان از روش های چوب بست و یا پیچ سنگ و توری استفاده نمود.همچنین دهانه ها بایستی دارای وسعت کافی باشند تا لوازم و تجهیزات به راحتی از دورن آنها تردد نماید.سیستم مذکور وقتی قابل اجراست که شرایط فیزیکی و زمین شناسی لایه معدنی(مثلا زغال سنگ) اجازه ندهد که جبهه طولانی تحت استخراج تا ناحیه بازیابی شونده “A” ادامه پیدا کند،شکل (۵-۵) همچنین شرایط سقف و کف در کارگاه بایستی معتدل و ایده آل باشد.

چون تمام تونل های تهویه،گالری های حمل و نقل و تردد در جبهه کار دراز،و ورودی های تخلیه هوا دائمی می باشد،از این رو بایستی به طور دقیق و مطمئن نگهداری شوند.عناصر نگهداری دائمی معمولاً قاب های چوبی یا فلزی و یا پیچ سنگ و توری و در بعضی موارد به صورت بتنی می باشد.در طراحی آماده سازی این تونل ها دقت های لازم و محاسبات اساسی جهت بررسی مسائل تهویه،عبور ماشین آلات، روشنایی،نگهداری وهر گونه خدمات معدنی بایستی مبذول گردد.هر مشکلی که باعث تأخیر و افت زمان در معدن کاری شود،طبعاً باعث کاهش تولید شده که می تواند به افزایش قیمت تمام شدۀ استخراج منجر گردد.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۲-۲- سبک پیش رو – پس رو :
در این سبک عمل استخراج با انجام پیشروی در دو ورودی پانلی پی در پی صورت می گیرد. جبهه طولانی در بین این دو ورودی پس روی خواهدکرد.نمای سبک پیش رو– پس رو در شکل(۵-۶)نمایش داده شده است.در این شکل ورودی های شماره۱و۲ به صورت پیش رو حرکت می کنند و جبهه کار طولانی به صورت پس رو جهت می گیرد،که در ظاهر هر دو ورودی و جبهه کار طولانی به صورت همسو پیشروی می کنند.در سمت چپ شکل(۵-۶)یک طول۳۰۰۰ فوتی بین ورودی اصلی و ورودی که تجهیزات معدن در آن سوار می شود باقی می ماند.

زغال سنگ یا هر ماده معدنی دیگرتحت استخراج به وسیله دستگاه های پلاو یا شیرر لودر به تسمه نقاله موازی جبهه کار واریز می شود،و پس از آن زغال سنگ به داخل یک نوار نقاله کوتاه شونده، کوتاه با عرض(۳۶ اینچی) منتقل می گردد.

بار دیگر ماده معدنی از نوار کوتاه شونده به داخل یک نوار نقاله متقاطع(با۹۰درجه تغییر جهت)تغذیه می گردد.این نوار علاوه بر حمل ماده معدنی از طرف جبهه استخراج،مواد کنده شده در کارهای پیشروی از نقاط دیگر کارگاه را حمل می نماید.درآخر،تمام این مواد از نوار سوم به خط اصلی در ایستگاه بارگیری هدایت می شود و در این ایستگاه ماشین های حمل مواد آن را به آخرین نوار باربری(یا هر تجهیز دیگر)منتقل می کند و به بیرون از کارگاه فرستاده می شود.

Long-wall-mining-6.jpg
شکل (۵- ۶)- سبک “پیش رو- پس رو” در روش جبهه کار دراز​

در شکل(۵-۶)موقعیت تجهیزات باربری در پانل ها و گالری ها نشان داده شده است.در شکل مذبور ورودی شماره ۱ تهویه و برگشتی هوا از جبهه های کار می باشد و ورودی شماره ۲ هوای تازه را به سینه کارها و محل های ضروری جهت می دهد.ورودی های شماره ۳ و ۴ مجهز به نوارهای نقاله می باشند (سمت چپ شکل).جبهه کار دراز و قسمت های در حال کار هوای تازه را از گالری یا ورودی شماره ۲ دریافت می کنند.برای تنظیم حجم و سرعت هوا به محل ها از پرده یا آویزهای لاستیکی یا درب های مخصوص در مقطع تونل استفاده می شود.هوای برگشتی(کثیف)از جبهه کار به داخل نقاط ریزش کرده(متروکه) می رود و از مسیر طولی جبهه و مسیر تسمه نقاله (هم جهت با حرکت تسمه)به بیرون رانده می شود.

سبک استخراج پیش رو – پس رو در موارد زیر به کار می رود :
الف) موقعی که پیش روی ورودی پانل عقب افتاده باشدونتواند برای پسروی جبهه کاردرازتکمیل شود.
ب) موقعی که پیش بینی در استخراج ماده معدنی و برآورد هزینه ها متضمن تأخیر در استخراج نشود.
ج) وقتی که شرایط زمین شناسی و فیزیکی در ناحیه معدنکاری محدود کنندۀ تعداد ورودی ها باشد یا به عبارت دیگر تعدد ورودی ها مسئله ساز باشد.​

سبک پیش رو– پس رو از روش پس رو گرانتر تمام می شود،زیرا فرار راه ها،تونل های حمل و نقل و تهویه به بازرسی دقیق تر و نگهداری بیشتری نیاز دارند،تا سعی شود مسدود نشوند و استخراج متوقف نگردد.همچنین مستلزم ضریب ایمنی بیشتری برای افراد و ماشین آلات در حال کار می باشد.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۲-۳- پس روی تناوبی :

در این سبک استخراج بعد از پیشروی و تکمیل دیوار محاط بین دو ورودی اصلی و یا نیمه اصلی و دو ورودی پانل،کار تولید امکان پذیر می گردد.البته این سبک موقعی مطلوب خواهد بود که شرایط زمین شناسی و فیزیکی محل مناسب باشد. شکل(۵-۷)روش استخراج سبک تناوبی به صورت پس روی را نشان می دهد.

چنانچه در شکل(۵-۷)مشاهده می شود کارکرد پس روی در دو جهت مخالف و در دو ناحیه تحقق یافته است(برای اطلاعات بیشتر در چگونگی این سبک می توان به مبحث سبک پس روی در جبهه کار دراز مراجعه نمود).برای موقعیت در عمل پس روی تناوبی طراحی تفصیلی که نشان دهنده جزئیات عملیات باشد، ضرورت دارد.در سبک پس روی تناوبی اصطلاح دیگری به نام ورودی نیمه اصلی (گاهی فرعی) وجود دارد. به این جهت،به دلیل وسیع تر بودن حجم عملیات دراین سبک،تعداد ورودی های نوع مختلف نسبت به دیگر سبک ها بیشتر است،زمان بندی بایستی دقیق باشد بطوری که ورودی های پانل نیاز به تهیه فضای(اطاق)جدید برای پس روی تجهیزات معدن کاری در جبهه کار دراز دارد تا وقتی که کار این ماشین ها در جبهه طولانی تمام شد در این اطاق ها متوقف شوند و برای تغییر مکان آماده گردند. مهم ترین ویژگی مثبت این سبک نسبت به دو سبک تشریح شده قبلی در این است که زمان حرکت تجهیزات به دلائل ذیل کاهش پیدا می کند:
الف) فاصله یا مسافت حرکت از جبهه کار دراز تمام شده تا جبهه کار جدید کوتاه تر خواهد بود.شکل (۵-۷)نشان می دهد که حداکثر مسافت حرکت ماشین حدود ۶۰۰ فوت است.
ب) تجهیزات استخراج در جبهه کار لازم نیست به طور کامل پیاده شود.
ج) بالابرها یا تراکتورها برای کشیدن یا جابجایی این تجهیزات از محل کار تمام شده به محل کار جدید به طور مفید قابل استفاده خواهند بود.
د) در سبک پس روی و سبک پیش رو– پس رو احتیاج به جابجایی تجهیزات در مسافتی حدود۶۴۰۰ فوت برای یک ورودی با جبهه کاری به طول ۴۰۰۰ فوت دارد،که در مقایسه با سبک پس روی تناوبی مسافت حرکت بسیار بالاتر است .​


Long-wall-mining-7.jpg
شکل (۵- ۷)- نمای “پس روی تناوبی ” در روش استخراج جبهه کار طولانی​

علاوه برمجهز شدن روش استخراج جبهه کاردراز به ماشین آلات مختلف نگهداری و تولید برنامه ریزی های کامپیوتری در مطالعات طراحی استخراج عمومیت پیدا کرده است.فنونی از جمله پرت ((Program Evaluatian Review Technique-(PERT) در طراحی کارگاه و در نصب یا حرکت ماشین آلات در شیوه جبهه کار دراز بکار گرفته شده است.اصطلاح پرت مخفف چهار حرف جمله لاتین می باشد که به عنوان” فن مرور ارزیابی برنامه” در استخراج معنی شده است.استفاده از این فن ارزیابی زمان نصب و حرکت ماشین آلات را کاهش خواهد داد و از طرف بازدهی بالا رفته و هزینه پایین می آید.پرت می تواند یک الگوی هماهنگ کننده و تکلیف دهنده و تشریح کننده وظائف قسمت ها باشد.روش جبهه کار دراز همیشه روبه رشد فزاینده تکنولوژیکی بوده واز جمله کاربرد سیستم الکتریکی درماشین های استخراج برقی بوده است. شکل(۵-۸)یک سیستم برقی در استخراج لانگ وال را نشان می دهد که ماشین شیرر لودر با ۲۳۰ اسب بخار با موتور برقی به قدرت۱۰۰۰ولت بکار رفته است.

در شکل مذکور همچنین اقلام مختلف،اجزاء تشکیل دهنده سیستم و کابل های مورد نیاز برای دستگاه حرکت کننده در دو جهت را تشریح کرده است.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۳- ماشین آلات و تجهیزات استخراج جبهه کار دراز:
قسمت عملیات عمده وفن معدن کاری به شیوه جبهه کار دراز درگرو ماشین آلات آن می باشد،باصرف نظر از اهمیت مسائل زمین شناسی،تکتونیک و کانسار موفقیت مطلوب این روش استخراج به عملکرد ماشین الات آن بستگی دارد.ماشین الات عمدتا ماشین های استخراج و حفاظ های مکانیکی می باشد.سایر ادوات و تجهیزات بکار رفته در این سیستم در روش های دیگر استخراج عمومیت دارند و شرح آنها در قسمت های مختلف و بحث های گوناگونی تشریح گردیده است.مثل نوار باربری شاتل کارها،لودرها و امثال هم.ماشین مهم استخراج در جبهه کارهای دراز در کانسار زغال سنگ دستگاه های پلاو(مته کلنگی)وشیرر(رنده) می باشند.در انتخاب دو ماشین مذکور پارامترهای زیر مدنظر قرار می گیرد.

  1. خردشوندگی زغال سنگ(سختی و نرمی).
  2. ناخالصی هایا نفوذی های لایه(مثل رگه های رسی،ماسه سنگ و شیل ها).
  3. تراش پذیری و درجه خرد شوندگی.
  4. ضخامت لایه زغال سنگ یا ارتفاع قابل برش برای ماشین بخصوص.
  5. خلوص سقف و کف لایه از نظر مواد معدنی

Long-wall-mining-8.jpg
شکل (۵- ۸)- طرح سامانه الکتریکی برای کاربرد شیرر لودر در استخراج جبهه کار طولانی​


Long-wall-mining-9.jpg
شکل(۵- ۹)- شرح عناصر تشکیل دهنده در سامانه الکتریکی​

البته ضرایب دیگری نظیر قیمت خرید،شرایط تهیه، مهارت در کاربرد،کیفیت قطعات،عمر مفید و امثالهم وجود دارد که مخصوصاً کشورهایی که خود سازنده ماشین نیستند،در هنگام خرید بایستی این ضرایب را مهم تر به حساب بیاورند.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
به دلیل ایستادگی و دلائل دیگری که شرح آن قبلاً گذشت،استفاده از ماشین پلا به لایه های۵ فوت و کمتر از آن محدود می گردد.اما ماشین شیرر کماکان برای شرایط مختلف کار با انعطاف پذیری بهتری در عملیات استخراج ساخته شده است.در هر ارتفاعی که شیرر بتواند جبهه زغال سنگ را ببرد،حفاظ های قدرتی سقف خالی شده را می پوشاند.به عبارت دیگر ارتفاعی که زغالبر دستگاه از کف تا سقف خالی کند ازارتفاع جک های حفاظ قدرتی بیشتر نخواهدشد.برای رسیدن به این هدف کارخانجات سازنده ماشین های استخراج و حفاظ های قدرتی بایستی این هماهنگی را در طرای فنی خود مدنظر قرار دهند. غیر از تراش یا برش زغال سنگ به وسیله ماشین هاواژ،پلا و شیرر ازجت های آب فشان های پر فشار (High pressure water jet) استفاده شده است.کاربرد روش آب فشان(واترجت)برای لایه های شیب دار در معادن جهان عمومیت پیدا کرده است.این فرآیند سیستم پیچیده ای در برندارد.بهترین ویژگی سیستم واتر جت عدم تولید غبار می باشد،اما باعث برودت هوا درتونل ومسئله آبکشی ورطوبت بیش از حد می شود.

به طور کلی،ماشین آلات در کارگاه جبهه کار طولانی به ۴ نوع تقسیم می شود:
الف)ماشین های استخراج(پلا، شیرر، لودر).
ب)تجهیزات باربری در سینه کار(تسمه نقاله).
ج)تجهیزات نگهداری(حفاظ های مصنوعی قدرتی خودرو).
د)وسایل حمل و نقل در گالری های اصلی.​


۵-۳-۱- دستگاه ذغالبی شیرر– لودر(استخراج پیوسته):
دستگاه شیرر لودر یا(رنده بار کننده)دو کار انجام می دهد یکی زغال سنگ را به صورت مماسی(شیرر)می تراشد و از زیر به وسیلۀ تیغه بیل مانند خود جمع کرده و به عقب می فرستد و در واقع این قسمت کار لودر را انجام می دهد. کارکرد این دستگاه در شکل(۵-۱۰) مشاهده می شود.دستگاه شیرر به یک طبلک (Drum) تراش دارای دندانه(کلنگی)یا مته های برنده مجهز می باشد.این طبلک روی یک نقاله مهار شده که می تواند به واسطه بازوهای هیدرولیکی به جلو حرکت کند سوار شده است.با استخراج مادۀ معدنی (زغال سنگ) از جبهه کار دراز طبلک ها هم به جلو جهت داده می شود.به منظور مربوط کردن فنون استخراج و کارآیی ماشین آلات به چند نمونه از این ماشین آلات که در معادن مختلف جهان بکار گرفته شده به شرح زیر اشاره گردیده است:

نوع مشاهده شده در شکل(۵-۱۰)ایخوف (Eickhof) نام دارد که دارای یک طبلک می باشد و لودر آن از نوع (E.W.130L)می باشد.به دنبال این دستگاه حفاظ قدرتی سقف تجهیز می شود.ارتفاع قابل استخراج این دستگاه در رگه معدنی زغال سنگ از۳ فوت و۷ اینچ تا۱۰ فوت می باشد.به همین خاطر طبلک زغالبر ایخوف روی بازوی متحرکی سوار شده که با حرکت به بالا و پایین در ارتفاع خواسته شده تنظیم می باشد.این دستگاه همچنین قادر است به طور مطلوب با زاویه منفی نسبت به سطح افق(کف کارگاه)را در صورت لزوم بتراشد.موقعی که ضخامت لایه به اندازه قطر طلبک،دستگاه برسد،و موقعی که سقف زغال سنگی کارگاه به نقطه بالا برسد و ریزش نکند رندۀ زغال تراش بایست اول سقف را بتراشد و کف را در موقع عقب نشینی(پس روی)برداشت کند.طبلک زغال تراش دستگاه به مته های سرب و کاربید استاندارد مجهزمی باشد.این مته ها در ابتدا به رخ یا صفحه مدور طلبک نصب شده و پایه این مته گیرها(نشیمنگاه)به دور صفحه طبلک جوش داده شده است.

نمای دیگر به صورت طولی از دستگاه زغالبر ایخوف درشکل(۵-۱۱)نشان داده شده است.حالت دستگاه در این عکس در حال استخراج نمی باشد،شکل(۵-۱۱)شیرر-لودر دارای یک طبلک زغالبربوده ومدل آن به نام (w.w.130,Eickhof)می باشد.حرکت این دستگاه در امتداد جبهه کار طولانی به وسیله حمل زنجیری(در گوشه سمت چپ تصویر)انجام می گیرد.این ماشین بالای نوار نقاله جبهه کار واقع می شود.

Long-wall-mining-33.jpg
شکل (۵- ۱۰)- دستگاه شیرر- لودر رنده بارکننده نوع یک طبلکیدر حال تراش ذغال بوسیله دندانه های دور طبلک​

Long-wall-mining-34.jpg
شکل (۵- ۱۱)- دستگاه زغال بر رنده بارکن نوع یک طبلکی​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
نوع دیگری از این دستگاه های زغالبر در شکل(۵-۱۲)مشاهده می شود. این ماشین مدل (Segem-THV-16)می باشد که دارای یک طبلک بوده و حرکت آن در دو جهت می باشد.استفاده از این زغالبر در لایه های زغال سنگی به ضخامت ۴۳ تا۵۵ اینچ می باشد.بعضی مواقع استثناء اندازه(قطر)طبلک آن تا ۳۶ اینچ قابل کاهش می باشد.روی شکل(۵-)حرف(A)و(D)تیوب راهنما برای تنظیم جک می باشد.(C)درب انعکاس دهنده ای است که برش در دو جهت را سمت می دهد و در حینی که ماشین به جلو حرکت می کند زغال سنگ تراشیده شده را بارگیری می کند.انتهای این درب یا صفحه لولائی می باشد و موقعی که رنده به عقب بر می گردد و برش می کند این درب روی عقب موازی با بدنه طولی ماشین می خوابد تادندانه های طبلک بتوانندلایه زغال سنگ تحت استخراج درگیر شوند.(B)زنجیری را نشان می دهد که ماشین به وسیله کشش آن به عقب یا جلو حرکت می کند.نیروی کششی این زنجیر۷۵/۱۶تن می باشد.این دستگاه به سیستم غبارگیر مجهز می باشد.


رنده زغالبر مدل(Sagem-DTS-300)در شکل(۵-۱۳)نشان داده شده است.این دستگاه دارای دو طبلک در عقب و جلو می باشد و نمونه ای دیگر از این دستگاه دو طبلکی با ویژگی مشابه در شکل(۵-۱۴)نشان داده شده است.این زغالبرها قادرند لایه های زغال سنگ به ضخامت ۵۵تا۱۲۰ اینچ را بعضی اوقات با تنظیم این ماشین ها،طبلک آن را می توان برای لایه های تا ضخامت ۴۸ اینچ تنظیم نمود


Long-wall-mining-35.jpg
شکل (۵- ۱۲)- رنده بارکن یک طبلکی برای لایه های نازک​


Long-wall-mining-36.jpg
شکل (۵-۱۳)- رنده بارکننده دو طبلکی برای تراش زغال سنگ​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
Long-wall-mining-37.jpgشکل (۵- ۱۴)-رنده بارکن با دو طبلک برای تراش زغال سنگ با ضخامت متوسط​

ماشین های زغالبر بزرگتری برای ضخامت های بیشتر در لایه زغال سنگ ساخته شده اند.از جمله این ماشین ها(بریتیش جفری)می باشد که در مدل (Diamond Maximatic-B-49) ارائه شده است.این شیرر روی یک بازو دارای دو طبلک چرخ دنده ای می باشد،شکل(۱۴-۵).ارتفاع بین۵/۲ تا ۳ متر به راحتی با این دستگاه قابل استخراج می باشد. بریتیش جفری (British jeffery) دارای ۲ موتور به قدرت ۲۳۰ اسب بخار می باشد. نوع دیگر زغالبرها برای لایه های با ضخامت ۵/۱ تا ۳ متر در شکل(۱-۵)نمایش داده شده است.این دستگاه ساخت آندرسن بویز (Anderson Boyes) می باشد

Long-wall-mining-38.jpgشکل (۵- ۱۵)- رنده برای تراش زغال سنگتا ضخامت۳متر​


ماشین مزبور نیز مانند ماشین در تصویر(۵-۱۶) دارای دو طبلک دندانه ای روی یک بازوی متحرک می باشد.قدرت این دستگاه از قبلی بیشتر و موتور آن ۳۰۰ اسب بخار می باشد.وزن آندرسن بویز نسبت به سایر ماشین های فوق بیشتر و به ۱۵ تن می رسد.کارکرد دو ماشین یاد شده فوق در لایه های تا ۳ متری چندان تفاوتی ندارد.در پایان بحث شیررها جدول(۱-۵)ارائه شده تا با ابعاد آنها بیشتر آشنا شویم.


همچنین تصویر عملی تری از ماشین استخراج شیرر در انتهای بحث ماشین آلات جبهه کار دراز ارائه شده است که در حال بریدن لایه در جبهه کار می باشد.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۳-۲- دستگاه زغالبری پلاو(استخراج پیوسته)

ماشین های پلا نوع دیگر کانتینیوس ماینر یا دستگاه های استخراج پیوسته می باشد که برای استخراج سینه کارهای روش جبهه کار طولانی مورد استفاده قرار می گیرد.کارکرد این دستگاه ها دارای عمل کلنگ کاری می باشد که اصطلاحاً به پیک کردن زغال سنگ مرسوم است.دستگاه پلا علاوه بر برش زغال سنگ آن را بارگیری هم می کند و در اصطلاح به کاتولورد هم از آن اسم می برند.عمل پیک یا تیغه روی بازوی این دستگاه کندن زغال سنگ می باشد که در حین حرکت دستگاه با عمل کشش یا زنجیر در امتداد جبهه کار دراز صورت می گیرد و روش کار شبیه زغالبرهای هاواژ می باشد. زغال های استخراج شده در یک نوار نقاله انعطاف پذیر مهار شده در جبهه کار بارگیری می شود. دستگاه مزبور به وسیله بازوان– هیدرولیکی به داخل جبهه زغال سنگ نگه داشته می شود و این استقرار که توأم


Long-wall-mining-39.jpg
شکل(۵- ۱۶)- رنده بار کننده برای ذغال بری در لایه های تا ضخامت ۳ متر​

با فشار می باشد باعث می شود که پیک یا همان کلنگ مکانیکی پلا به داخل زغال سنگ ضربه وارد نماید.اساساً،سه حالت استقرار پلا روی سینه کار،ضربه پیک و حرکت دستگاه در امتداد جبهه کار طولانی، کارکرد استخراج را تشکیل می دهند.همانند زغالبرهای رنده،دستگاه های زغالبر پلا دارای انواع مختلف می باشد که به شرح زیر تشریح می گردند:

برای کندن زغال سنگ های به ضخامت ۲ فوت و ۵/۳ اینچ تا ۵ فوت(۵/۱متر)از پلا نوع ایخوف یونیورسال استفاده می شود،شکل(۵-۱۷).این ماشین برای لایه های زغال سنگ با شرایط متغیر و نوع مختلف طراحی شده است.به همین سبب دستگاه با تجهیزات بخصوصی برای کاربردهای گوناگون ساخته شده است.

جدول(۵- ۱)- شرح ابعاد شیررها برای انتخاب مناسب در بریدن لایه های زغال سنگ در روش جبهه کار دراز​
Long-wall-mining-40.jpg
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
وقتی این دستگاه(یونیورسال پلاو(Universal Plaw) در نوع مختلف زغال سنگ کار کند،طبعاً کارکرد آن هم بایستی تغییر کند.مثلاً برای سختی های مختلف زغال سنگ سرعت های متفاوت برای ماشین ضرورت دارد.به این خاطر ایخوف یونیورسال با سه سرعت متفاوت ساخته شده است.همچنین برای شرایط مختلف لایه یک سری تجهیز دیگرمانند تنظیم عمق برش وابزار مختلف برش برای کار مناسب جهت دستگاه ساخته شده است


Long-wall-mining-43.jpg
شکل(۵- ۱۷)- “یونیورسال پلاو”برای استخراج با شرایط مختلف لایه زغال سنگ​

دستگاه پلاو دیگری به نام(بی­ین-مگا۲)به صنعت معدن کاری عرضه شده است.کار این دستگاه استخراج پیوسته همان زغالبری می باشد.

این دستگاه را رمپ– پلاو۳می نامند و تصویری از آن در شکل(۵-۱۸)مشاهده می شود


Long-wall-mining-44.jpg
دستگاه مذکور روی یک نقاله لودر مدل(SL524)از نوع(بی­ین)سوار می شوند.یک صفحه یا جهت دهنده ها روی فضای متروکه در زیر پلا نصب شده است و مواد را به سوی بارگیری هدایت می کند.یک بدنه ساده هم با ابزار برش زغال سنگ روی پلا تجهیز شده تا مشکل نگهداری آن تقلیل یابد.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
دستگاه دیگری برای بریدن لایه های زغال سنگ ساخته شده به نام(وستفالیا)شکل(۵-۱۹).این دستگاه مجهز به صفحات ردیفی هیدرولیکی می باشد و با سیستم برش تیغه های متقاطع کار می کند


Long-wall-mining-45.jpg
شکل(۵- ۱۹)- دستگاه زغال بر صفحه هیدرولیکی و وستفالبا برای رگه های تا ضخامت ۲متر​


دستگاه زغالبر صفحه هیدرولیکی(ردیفی) قادر است رگه های زغال سنگ به ضخامت تا ۷۸ اینچ (حدود۲ متر)را استخراج نماید.دستگاه زغال تراشی از نوع دیگر برای جبهه کار لانگ وال به وسیله(وستفالیا)عرضه شده که کارهای مختلفی انجام می دهد.این ماشین پلا به نام هوک پلانر مشهور است که عملیات مکانیکی آن توسط نیروی هیدرولیک انجام می شود و از طرفی دامنه عملیات آن به دلیل تنوع دستگاه گسترده می باشد.شکل(۵-۲۰)تصویری از پلا نوع صفحه آویز هیدرولیکی می باشد.ماشین مذکور مجهز به مته های قابل هدایت در زیر می باشد و قابل تنظیم برای بریدن زغال می باشد.


Long-wall-mining-46.jpg
شکل(۵- ۲۰)- دستگاه هوک پلانر هیدرولیکی برای رگه های زغال سنگ متغیر​


دستگاه صفحه آیز یا هوک پلانر ماشین باریکی است که به طور مطلوب قابل استفاده در زغال سنگ های ترد(خرد شونده)می باشد.همچنین پلانرها قابل هدایت به طور عمودی(ایستاده)می باشند و به صورت مؤثری زغالبری می نمایند.در جایی که ضخامت رگه زغال سنگ تغییر کند،قسمت پلانرهای برش بالای پلا به طور هیدرولیکی قابل تنظیم می باشد مزیت دیگر این دستگاه مجهز بودن آن به صفحه زیر برای جلوگیری از ترقیق زغال سنگ و برداشت آن می باشد
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۳-۳- تجهیزات باربری در جبهه کار دراز:

اگر تجهیزات باربری(تسمه نقاله)مهمترین ابزار کار در کارگاه جبهه کار دراز به حساب نیاید،ولی دست کم مهم تلقی می گردد و از نظر فنی وجه مشترکی از اصول استخراج جبهه کار طولانی را در بر دارد.نقاله زنجیری تجهیزی است که در باربری مواد از سینه کار،از آن صحبت می شود . در ساخت این نقاله ها همیشه طرح های برتر برای نوع محکم تر و مطلوب تری ارائه می گردد.برای کسب بازدهی بالاتر،ماشین های بارگیری و حفاظ ها برای این منظور در ظرفیت و قدرت فزاینده به دست بخش تولید داده شده است،ولی تا زمانی که نقاله ای نشکن ساخته نشود،پتانسیل واقعی در تولید هرگز به ثمر نخواهد رسید.انواع مختلفی از نقاله ها در صنعت ساخته شده است و نمونه ای از آنها که در کارگاه های جبهه کار دراز مورد استفاده واقع شده به شرح زیر می باشد:

نقاله از نوع تک زنجیری مدل ساخت ایکخوف درشکل(۵-۲۱)نشان داده شده است. (طبق شکل)نقاله مذبور به حالت عملی و در حال انتقال زغال سنگ بریده شده از شیرر لودر در جبهه کار را نشان می دهد.لازم به ذکر است که این نقاله تک زنجیری می باشد و لذا می تواند به عنوان بارکننده در سینه کار استفاده شود.این رشته بشقابی شکل به منظور هدایت شیرر لودرها برای بریدن زغال سنگ و پلاها برای تراش زغال سنگ طراحی شده است.طرح زنجیر نقاله طوری است که همچنین اتصال مکانیکی واحدهای بارگیر و اجزاء آن را ممکن می سازد.


Long-wall-mining-20.jpg
شکل(۵- ۲۱)- نقاله تک زنجیری برای حمل زغال سنگ از جبهه کارهای دراز​

نوع(بی­ین)مدل(SL524)نقاله دیگری برای بارگیری جبهه کار طولانی می باشد.قطعه نشان داده شده در شکل(۵-۲۲)می تواند با شیرر لودر و پلا عمل کند. این نوع کفشک بارگیر با نوع دیگر شناخته شده تفاوت دارد.به طوری که لبه های خاک جمع کن آن با زاویه مختلفی ساخته شده است و با این تغییر می توان با واژگون کردن کفشک خاک کشی را ادامه داد و در واقع از دو طرف کفشک می توان استفاده نمود.لبه قوسی این نقاله به عنوان ریل راهنما برای ماشین های پلا و شیرر لودر محسوب می شود و بارگیری زغال سنگ را به طور مفید به داخل نقاله آسان می کند


Long-wall-mining-22.jpg
شکل(۵- ۲۲)- نقاله بارگیر برای انتقال زغال سنگ از جبهه کار دراز​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
نوع سوم نقاله در جبهه کار دراز(دوتی­مکو)می باشد،تصویر و کاربرد این نوع نقاله در شکل (۵-۲۳) مشاهده می شود نوع نقاله مذبور مجهز به زنجیر نقاله انعطاف پذی ۲۲ میلیمتری و اسپراکت[Sprocket] یا(چرخک)۸ دندانه ای می باشد.خط اتصال بشقابک های این نقاله برای بار تا۱۰۰تن مقاوم می باشد.برای شرایط متفاوت،محل صفحات متنوعی در اندازه و شکل های مختلف ساخته می شود.این صفحات در قسمت متروکه استخراج و در مجاورت حفاظ های هیدرولیک نصب می شوند تا زغال سنگ در حال انتقال به داخل حفاظ ها و اطراف کارگاه پخش نشود.این پدیده به طور واضح در سمت چپ شکل (۵-۲۳)مشاهده می شود.


Long-wall-mining-21.jpg
شکل(۵- ۲۳)- پایه های نگهداری و نقاله زنجیری حمل زغال سنگ در سینه کار جبهه کاردراز​

نفع دیگرضخامت مورد بحث برای حفظ کابل های انتقال برق به دستگاه های استخراج و غیره می باشد.این کابل های برق از خدشه های زغال سنگ های در حال حرکت و ارتعاشات زنجیر و سایر صدمات،به وسیله صفحات در امان می مانند.

شرح سایر نقاله ها و انتقال دهنده های مواد در کارگاه جبهه کار دراز به ترتیب در متون مختلف کتب معدن کاری به چشم می خورد.بعضی دیگر از این ماشین آلات،نظیر شاتل کار،تسمه نقاله (نوارباری)وغیره چون برای سیستم های دیگر استخراج عمومیت دارند.لذا در مطالب دیگر مورد مطالعه قرار گرفته اند.جدول(۲-۵)ارقام مربوط به نقاله های ساخت کارخانجات مختلف جهت انتخاب برای کار مناسب ارائه شده است.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۵-۳- ۵- وسایل حمل و نقل در تونل های اصلی جبهه کار دراز:
بسته به ویژگی کارگاه نوع وسیله حمل و نقل تعیین می گردد.درشکل(۵-۳۱)نقاله پل– دار برای حمل و نقل در ورودی کارگاه های لانگ وال بکار گرفته می شود. اصولاً عمل حمل و نقل در کارگاه های لانگ وال (خارج از جبهه کار)با در نظر گرفتن شرایط کارگاه و امکانات و مسائل اقتصادی تحقق می یابد. شکل(۵-۳۲)نقاله ای مناسب ساخت وستفالیا می باشد که برای حمل و نقل ماده معدنی در ورودی های کارگاه لانگ وال طراحی شده است.در امتداد این نقاله ایستگاه سنگ شکن(کراشر)نصب می شود که پس از دانه بندی به نقاله در تونل اصلی منتقل نماید. . برای درک عملی روش جبهه کار دراز یک نمونه تجربی در استخراج لایه ضخیم زغال سنگ در قسمت غربی رودخانه می سی سی پی واقع در


Hydraulic-power-base-to-hold-the-job-front-11.jpg
شکل(۵- ۳۱)نقاله پل- دار مورد استفاده در حمل ونقل موا د از ورودی های جبهه کار دراز​


ایالات متحده مورد بررسی قرار گرفته است.بیش از۲۰۰بیلیون تن ذخیره زغال سنگ در این ناحیه نهفته است از این مقدار ذخیره نیمی از آن(۱۰۰ بیلیون تن)قابل استخراج به سبک زیر زمینی می باشد.لایه های موجود در تشکیلات زغال سنگ ناحیه مذکور عمدتاً ضخیم می باشد ، بنابراین فنون و ماشین آلاتی مناسب برای استخراج ضخیم لایه بایستی بکار گرفته شود.در هر حال هر روشی که انتخاب شود بایستی از نقطه نظر تولید،پرسنل،هزینه و نسبت بازیابی قابل قبول باشد.


Hydraulic-power-base-to-hold-the-job-front-12.jpg
شکل(۵- ۳۲)نمایش عملیات زغالبری در سینه کار لانگ وال با ماشین شیرر​

اینک یک سری فنون در مورد استخراج این لایه مورد بررسی قرار می گیرد:
امروزه روش های استخراج لایه های ضخیم در سه گروه مختلف به شرح زیر دسته بندی می شوند:
۱- روش های تمام جبهه(مثل لانگ وال).
۲- روش های اسلایسینگ(تراش تناوبی مثل تاپ -اسلایسینگ).
۳- روش های تخریبی(مثل بلاک- کیوینگ و سابلول کیوینگ).​

جدول(۵-۶)طبقه بندی شیوه های فوق را با پارامترهای گوناگون و شرایط عملی توضیح داده است.

این حقیقت آشکار است که فن آوری و روش ها هنوز هم نسبت به تقاضای جهانی زغال سنگ تأخیر دارد.برای رسیدن به توازن در این نابرابری تحقق و جدیت لازم است.اما در مورد لایه ضخیم دو سؤال زیر مطرح می شود:
-آیا تجهیزات روش های جاری باید کلاً متحول شوند ؟ یا
-آیا فن آوری موجود باید در استخراج لایه ضخیم پیاده گردد و مکفی خواهد بود ؟

برای استخراج چهارلایه مختلف زغال سنگ به ضخامت های مختلف و شیب های متفاوت مطالعات زیر انجام گرفته است.


شرایط لایه برای متدهای استخراج مورد نظر
روش های پیشنهادی
روش الف
روش ب
روش ج
روش د
حداکثر ضخامت
۶ متر ۲۰ فوت
۹ متر ۳۰ فوت
۶ متر ۲۰ فوت
۱۵ متر ۵۰ فوت
شیب لایه
افق
ی​

 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
جدول(۵- ۶)- شرح روش های استخراج و مشخصات عملیات آن ها​

Hydraulic-power-base-to-hold-the-job-front-13.jpg


روش الف)تراش در دو پله برای لایه ۶متری زغال سنگ:
رگه های با ۶متر ضخامت و دارای شیب تا ۱۵ در ناحیه زغال سنگ مورد نظر است.کاربرد شاتل کار به عنوان ماشین حمل و نقل برای این نوع رگه منطقی نمی باشد،زیرا جوابگوی تولید آن نمی باشد. هرچند که ماشین های استخراج پیوسته(پلا و شیرر)می توانند به سهولت در شیب تا۱۵درجه زغالبری کنند،ولی برای تثبیت تغییر محل زنجیر(ماشین کش)مناسب نمی باشد.بنابراین برای رفع این مشکل،ماشین استخراج می تواند به وسیله پیچ سنگ سقفی[roof bolting] در یک سمت کارگاه مهار شود،به طوری که در یک محل می تواند ماشین را ۶متر پیشروی حفره ای استخراج کند و برای این است که در حین پیشروی کلنگ زغالبر،شاسی اصلی دستگاه در محل استقرار خود بی حرکت می ماند و با عملیات روف بولتینگ هماهنگ میگردد.ویژگی دیگر(شخمزن۲)انعطاف پذیری رام زغالبر در تعریض ورودی پانل(کارگاه) می باشد و چون برش ماشین به وسیله عمل نصب پیچ سنگ گذاری مختل نمی شود،سیستم حمل و نقل دائمی و پیشروی سریع جبهه کار را امکان پذیر می سازد.

امروزه نوارهای باربری متنوعی ساخته شده است که به خوبی قادرند در شیب تا ۱۵درجه باربری وعمل حمل ونقل مواد(زغال سنگ)را انجام دهد،در حالیکه شاتل کار۳ در این شیب قادر به حرکت مفید نیست.از نقطه نظر کنترل سقف و دیواره ،آماده سازی ها اولیه بایستی در قسمت فوقانی لایه صورت پذیرد.بنابراین در مراحل ابتدایی استخراج لایه،قسمت پایین آن مورد استخراج صورت پذیرد.بنابراین مراحل ابتدایی استخراج لایه،قسمت پایین آن مورد استخراج قرار نخواهد گرفت.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۱)پیشروی و لنگر گذاری:
در حین پیشروی ۴ورودی به طول۶۰۰متر(۲۰۰۰ فوت)موازی با خط امتداد لایه حفر می شود.این ورودی ها دارای مراکز و توقفگاه می باشند،به طوری که عرض ورودی بدون جابجا کردن ماشین استخراج قابل بریدن باشد.بدین ترتیب عرض پانل بین دو رشته تسمه نقاله۴(تعدیلی)واقع می گردد شکل(۵-۳۳).با این سیستم استخراج یک ورودی به ارتفاع ۳متر در قسمت فوقانی لایه زغال سنگ تأسیس می گردد.سپس با مستقر کردن مسیر تسمه نقاله در بالاترین نقطه بیرون از ورودی،یک واحد تسمه نقاله کوتاه شونده(یا طویل شونده)در حین استخراج در توقفگاه ها می تواند بکار گرفته شود.

در حین پس روی،یک ردیف ستون طبیعی(لنگه)از ماده معدنی در قسمت فوقانی لایه توسط ۲ورودی جدا می گردد.این دو ورودی از ورودی تسمه نقاله تا ورودی انتهایی(مسیر برگشت هوا)ادامه می یابد،شکل(۵-۳۳). در شکل مذکور محل ورودی ها در وسط از چپ به راست با دو بردار همسو مشخص شده است.وقتی که دو ورودی مذکور تکمیل شد،ماشین استخراج در امتداد ورودی تسمه نقاله بر می گردد و به فاصله ۵/۴متر(۱۵ فوت)از آخرین توقفگاه می ایستد و در این حال شروع به تأسیس یک رمپ می کند،تا با پایین رفتن از این رمپ در ارتفاع ۳متری پایین لایه استقرار یابد.در این حال در یک لایه ۶متری مرحله استخراج در فاز دوم(۳متر پایینی)واقع شده است.انتهای این رمپ کف کارگاه پایین یا کمر پایین لایه ۶متری زغال سنگ به حساب می آید.این رمپ در یک شیب ۷درجه ایجاد می گردد.عرض پله هایی که به داخل کف لایه ذغال سنگ در نظر گرفته می شود ۲/۴متر(۱۴ فوت)می باشد.این عرض به دلیل کنترل بهتر دیوارها و کافی بودن محل برای نصب پیچ سنگ به سقف در نظر گرفته شده است.کف لایه زغال سنگ در ورودی مجزا شده برای تعریض پانل شروع به استخراج می شود وقتی کار استخراج پس روی(ریتریت)در ورودی های مجزا صورت می گیرد،ستون های ردیف اول(طبق شکل(۵-۳۴)) می توانند با دو برش از پاشنه آنها بازیابی شوند.اما سقف زغال سنگ باقی خواهد ماند.چون کار آتشباری در کارگاه زغال سنگ خطرناک است.این روش بهترین سبک بازیابی قلمداد شده است.از طرفی از نظر زمان هم صرفه جویی شده است.زیرا کار سیستماتیک آتشباری نسبت به کار پیوسته زغالبرها احتیاج به زمان بیشتری دارد و از این رو تولید کمتری به دست می دهد.حتی اگر صنعت بتواند دستگاه های ریپر را با دامنه ارتفاعی وسیع تری تولید کند مشکل باقی ماندن قسمتی از لایه زغال سنگ در سقف هم طبعاً برطرف می شود،در این حال نه تنها به آتشباری هیچ وقت نیازی نیست،بلکه بازیابی و نسبت استخراج هم به حدود۱۰۰درصد نزدیک خواهد شد.


Hydraulic-power-base-to-hold-the-job-front-14.jpg
شکل(۵-۳۳)- نمای افقی از استخراج به سبک پس روی برای روش(الف)​

کارکرد دیگر در بازیابی ستون ، حفر ۲برش با زاویه ۶۰ درجه روی هر یک از ستون ها می باشد.در این حالت برش بر اثر به وجود آمدن قوس(یا حالت هشتی شکل)در سقف ایستادگی حاصل شده و با بیرون آمدن زغال سنگ نیاز به نصب پیچ کاهش پیدا کرده یا حتی نیازی به کاربرد آن نخواهد بود.موقعی که در این ورودی در ستونی برش ایجاد می شود،به همین ترتیب در ستون بعدی واقع در ورودی می تواند برش ها صورت پذیرد.

Hydraulic-power-base-to-hold-the-job-front-151.jpg
شکل(۵-۳۴)-نمای مقابل بزرگ شده از استخراج ستون در روش(الف)​


۲)مسائل ایمنی،بهداشت و بازدهی در روش الف ،تراش در دو پله:
یک الگوی پیچ سنگ توسط پلاک یا تخته سقف به نام روف- مت در نگهداری سقف کارگاه برای روش الف یا تراش در پله به کار گرفته می شود،برای تقویت نگهداری و افزایش درصد ایمنی توأم با نگهداری توسط نصب پیچ در سقف از لنگه معدنی۲ به عنوان ستون هم استفاده می شود.دستگاه های استخراج خودکار و کنترل از راه دور برای استخراج ستون(ریموت کنترل۳)به کار گرفته شده است که توسط کابل وکلید(فرمان الکتریکی)از فاصله می توان ماشین را به دلخواه هدایت نمود.پیشرفته تر از کابل وکلید برای کنترل سیستم بدون کابل می باشد که با چشم الکترونیک عمل می کند واین امر باعث می شود که اگر ریزش و یا سقوط قله ای رخ دهد نفرات در جبهه کار آسیب نبینند.تهویه،به وسیله پرده ها یا لوله های برزنتی هوا را به سینه کار با شدت بیشتری جهت می دهند که کمبود هوای مطبوع رخ ندهد.وقتی که مسئله تهویه حادشود از پنکه های فرعی که در محل مناسبی نصب می شود استفاده تا جریان هوای مطمئنی در حال مکش یا دمش وجود داشته باشد.وقتی که جبهه کار از تهویه فرعی استفاده کند بادبزن زیر سقف یا به دیوار به طور ثابت نصب شده و توسط کانال(معمولاً خرطومی)هوا را به سینه کار می دهد و گاهی هم بسته به چرخه تهویه می کند.به خاطر وجود دهانه ها و ورودی های گشاد در این سبک استخراج،سرعت هوا معمولاً دچار اشکال می شود.سبک مورد مطالعه(تراش دو پله)با۹نفر معدنچی در قسمت استخراج بازیابی در کارگاه در حال پیشروی را تا حدود ۶۵درصد می رساند.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
نوع ب) سبک لانگ وال در لایه ضخیم ۹متری زغال سنگ:

چون لایه های ضخیم ۹متری(۳۰ فوتی)بلند تر از ارتفاع دامنه برش ماشین های پیوسته و یا رندۀ زغالبر می باشد از این رو استخراج آنها مشکل ایجاد می کند.به این منظور روش تخریبی می تواند به کار گرفته شود.اما پیشروی جبهه بایستی سریع باشد تا احتمال تراکم و انفجار گاز از بین برود.این روش(لانگ وال) قاعدتاً به نفرات کمتری در استخراج نیاز دارد.در سیستم جبهه کار دراز (لانگ وال)برای لایه ضخیم شیوۀ اسلایسنگ(پوسته گیری)عملی تر می باشد. به جای نصب توری در جدا سازی هر قاش(پوسته)از محل های متروکه و ریزش کرده،یک لایه زغال سنگ باقی می ماند.اما این کار دو مشکل به دنبال دارد، یکی بازیابی کم می شود(زغال سنگ برجا می ماند)ودیگر وجود گاز گریز واقع در حفره های ناحیه کارگاه احتمالاً سبب انفجار خواهد شد.

با سرعتی که به پیشروی جبهه کار دراز داده می شود می توان این دو مشکل را خنثی نمود.گذرگاه ها برای قاش های(اسلایس ها)تحتانی در نظر گرفته می شوند که خارج از پله فوقانی گذرگاه ها قرار می گیرند.علم مکانیک سنگ می گوید که اگر این اسلایس ها در داخل گذرگاه های بالایی واقع شود از دوام بهتری برخوردار خواهند بود.این کار است اما در کارکرد تخریب(ریزش)اختلال ایجاد خواهد کرد و باعث خواهد شد که کف لایه از زغال سنگ(کف کارگاه)ترک بر دارد.وقتی کف مذکور ترک بردارد قاش زیر که کارگاه آینده است نا امنی ایجاد شده و سقف مطمئنی نخواهد بود.(چون کف قاش فوقانی،سقف قاش تحتانی می باشد).به منظور تأمین ایمنی و اجتناب از این مشکل می توان ورودی های تحتانی در مراکز را پیشروی داد،بطوریکه خارج از حدود اعمال فشارهای فوقانی باشد.در روش مزبور،استخراج پله فوقانی قبل از دست زدن به پله تحتانی به طور کامل استخراج و تکمیل خواهد شد،با این عمل قبل از برگشت به قاش بعدی فرونشینی به طور کامل صورت خواهد گرفت و محیط ایمن می گردد(شکل۵-۳۵ و ۵-۳۶).در تحقق اصولی روش جبهه کار دراز در شیوه(ب)ترتیب در عملیات استخراج جبهه ها مهمترین عامل به شمار می رود.


Long-wall-mining-451.jpg
شکل(۵-۳۵)- نمای افقی از یک پانل در مته (ب)با سبک جبهه کار دراز در لایه های ضخیم(۹متری)​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۱)پیشروی در قاش فوقانی روی لایه ضخیم:
برای پیشروی در قاش فوقانی،ابتدا یک دروازه از سر و یک دروازه از انتها در ۴متر بالای لایه ۹متری و به طول ۱۲۷۵متر(۴۲۰۰ فوت)حفر می گردد.ورودی ها توسط چوب بندی(قاب گذاری)به دو قسمت یکی برای ورودی هوا و دیگری برای مسیر برگشت تسمه نقاله جدا می گردد.این چوب بندی به عرض ۳فوت(۱متر)می باشد.(شکل ۵-۳۵).در هر۴۰/۲ متر(۸ فوت)یک قفس از این قاب ها نصب می شود. جدار یا دیوار این چوب بندی به ورق های فلزی گالوانیزه متصل می شود(سمت راست شکل(۵-۳۶)خط ضخیم سیاه)،جبهه کار به وسیله الگوی دو مرحله ای پیشروی می کند،در عمل پیشروی استخراج توسط ماشین استخراج پیوسته که دارای ۵/۴متر(۵/۱۵)مساحت برش به جلو وبه سمت دیوار دارد انجام می شود.

این دستگاه روی پیچ نصب کن سقف سوار می شود،همچنین حمل و نقل از جبهه کار توسط تجهیزات تسمه نقاله تنظیم شونده صورت می گیرد.


Long-wall-mining-461.jpg
شکل(۵-۳۶)- نمای نهایی یک پانل در سبک لانگ وال روی لایه ضخیم(روش ب)​


Long-wall-mining-47.jpg
شکل(۵-۳۷)- نمای نهایی توسعه تک ورودی(روش ج،یا لایه ۶متری باشیب ۴۵ درجه​


۲) بازیابی قاش فوقانی:
موقعی که پله بالایی توسعه یافت،و بلیدر(معبر تهویه)تأسیس گردید،در این حال تمام طول جبهه کار دراز به مسافت ۸۸متر(فوت ۲۹۲)و به ضخامت ۴متر(۱۳ فوت)با دستگاه شیرر دو غلطکه و پایه های محافظ مکانیکی استخراج می شود.


۳) توسعه قاش تحتانی:
شرح توسعه قاش های فوقانی و تحتانی،با سیستم تک ورودی به ترتیب از خاطر گذشت.همان طوری که قبلاً تشریح گردید،گذرگاه های پایین تر در محلی از لایه احداث می شوند که شرایط ایستادگی خوبی در سقف ایجاد شود.در اینجا فاصله این گذرگاه ها بیشتر از آنهایی است که در قسمت های قاش فوقانی تأسیس شده است.برای رفع اعمال هر گونه فشار به ورودی ها از جوانب(در اثر استخراج قاش بالایی)،یک ستون از ماده معدنی به عرض ۳۳متر(۱۱۰ فوت)بین گذرگاه های فوقانی و تحتانی باقی می ماند.البته ابعاد این ستون به میزان فشار در اطراف کارگاه و گذرگاه ها بستگی دارد.همچنین نمونه ای دیگر از این ستون معدنی با ابعاد مناسب بین گذرگاه های پله تحتانی در فضاهای مجاور باقی می ماند.در اینجا توسعه در قاش تحتانی به پایان می رسد.


۴)بازیابی قاش تحتانی:
هنگام پس روی ارتفاع ۴متر(۱۳فوت)در جبهه کار دراز به ناچار زیر ناحیه متروکه قرار می گیرد،لذا ضخامت زغال سنگ بین قاش ها ۲/۱متر خواهد بود.در بسیاری از مواقع،جدا شدگی یا تداخل زغال سنگ موجود در لایه های ضخیم به طور معمول می تواند در عقب باقی بماند،این در صورتی است که درجبهه کار دراز تحتانی نیز از نگهدارنده حفاظ دار و شیرر دو غلطکه (دابل درام)استفاده شود.

بر اثر بلندی حفاظ بازیابی زغال سنگ امکان پذیر می گردد.برای این هدف کارخانجات سازنده این حفاظها ابعادی تا ارتفاع ۸/۵متر(۱۹فوت)را برای افزایش بازیابی زغال سنگ ارائه کرده اند.در هر حال با محاسباتی که به دست آمده است،بازیابی توسط این روش بیش از آنچه که برای بازیابی روش های استخراج متان از لایه بر جای زغال سنگ عنوان شده می باشد.


۵) ایمنی، بهداشت وبازدهی روش جبهه کار دراز در لایه ضخیم :
همچنین،برای تقویت نگهداری حفاظ های چوبی از نوع قفس بندی در محل نصب می گردد.از نظر تهویه ،روش معمولی در جبهه کار با کانال های برزنتی و بادبزن فرعی استفاده می شود(شرح آن قبلاً گذشت).با تعداد ۷معدنچی در هر قسمت آماده سازی و۱۱معدنچی در هر قاش جبهه کار دراز،این روش تولید می تواند به بازیابی تا۶۰ درصدبرسد.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
روش ج)پس روی با روش چال در لایه ۶متری و ۴۵درجه شیب:


لایه هایی که حدوداً۶متر ضخامت و شیبی در حدود ۴۵درجه داشته باشند دارای مسائل مشابهی هستند.اول،اینکه تجهیزاتی که امروزه ساخته شده است برای رفع مشکلات در استخراج این لایه های پر شیب مناسب نمی باشد.دو تا به واسطه اینکه عملیات در امتداد یا کمی خارج از امتداد هم اگر ممکن گردد،ضخامت در جهت امتداد،از کمر پایین به کمر بالا برای آماده سازی جبهه کار کوتاه کافی نمی باشد.شیب طبیعی، بهترین گزینه برای انتقال مواد در این روش به شمار می رود.روش(ج) با احداث یک ورودی تأسیس می شود و بعد از آن حفر چالهای عمیق یا طویل(لانگ-هل)صورت گرفته و بعدازآتشباری عمل ریزش به صورت پس روی صورت می پذیرد.


Long-wall-mining-48.jpg
شکل(۵-۳۸)-نمای آخر یک پانل در روش (ج)حداعقل ضخامت لایه فوت۶ ،​


شیب۴۵درجه این روش سبک چال عمیق را پیاده کرده است.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
۱- آماده سازی استخراج در روش چال عمیق:
پانل با یک تک طبقه به طول۶۱۰متر(۲۰۰۰ فوت)و عرض۵/۸متر(۲۸فوت)وارتفاع۳متر حفر می گردد(شکل ۳۶-۵).ارتفاع افزایش داده شده در ورودی،در مقایسه با طرح ورودی در جبهه کار دراز با دو پله می باشد.این ابعاد نسبتاً بزرگ برای ورودی،به منظور جا دادن لوازم حفاری در حین پس روی می باشد.(لوازم حفاری شامل چکش های کوهبری،مته هاوامثالهم می باشد).برای ایجاد (فلوم[flume])یا مجرا در طبقه فرعی با شیب ۵درجه تأسیس می گردد.از ورودی دو استفاده می شود به صورتی که با قفس بندی طولی از وسط به دو قسمت مجزا تقسیم می شود.یک طرف ورودی از وسط(چوب بندی شده)برای ورود هوای تازه و سمت دیگر آن برای برگشت هوای آلوده می باشد.بایستی دقت کرد که چوب بندی

با دیوار مصنوعی بین ورودی به طور دقیق و بدون درز باشد تا هوای تمیز در قسمت ورودی با هوای کثیف در قسمت خروجی با هم مخلوط نشود.دیواره چوب بندی معمولاً با مواد اسپری فلزی آب بندی می شود.مزیت دیگر دو قسمتی کردن ورودی،ایجاد راه فرار از این طریق می باشد، به طوری که در قسمت برگشتی(خروجی هوا)موقع انفجار با عدم محدودیت در ورودی،کارکنان در قسمت سینه کار محبوس نخواهند شد.

یک دستگاه ماشین استخراج پیوسته مونتاژ روی دستگاه سقف پیچ کن کنار برای حفر ورودی به کار گرفته می شود که به طور مرحله ای کار می کند ماشین مزبور با حرکت به جلو زغال سنگ سمت چپ ورودی را می کند و از سمت راست بارگیری می کند و در حین برگشت با تماس تیغه رنده در سمت راست، زغال سنگ جبهه کار را به صورت پس روی می برد. به این دلیل روش یاد شده شیوه ای مرحله ای تلقی شده است. حمل زغال سنگ استخراج شده توسط زغالبرهای پیوسته در روش چال عمیق به وسیله نقاله تعلیقی یا مادولار صورت می گیرد و این محصول به وسیله این تسمه به فیدبریکر[Feed Breaker](تغذیه کن به سنگ شکن) انتقال پیدا می کند.

بعد از فیدر زغال سنگ دانه بندی شده سپس با آب مخلوط شده و به صورت دوغابی(انتقال هیدرولیکی) به بیرون از معدن ارسال می شود،برای تکمیل پروژه تهویه درانتهای محفظۀ استخراج یک دریچه خروج هوا تعبیه می شود.


۲- عمل پس روی(ریتریت)در سبک لانگ – هل:
در حین استخراج پس روی،جک ها در طبقه فرعی به صورت فرعی استقرار پیدا می کنندوزغال سنگ باقیمانده در بالای ورودی در پله ۶متری استخراج می شود.روش استخراج در این کارگاه به سبک حفاری آتشباری در چال های عمیق(بانگ هل)انجام می شود،شکل(۵-۳۹).

طول تمام چال های عمیق نباید از۱۸متر(۶۰فوت) تجاوز کند،این اندازه برای لایه با ضخامت۶ متر و ۴۵درجه شیب مناسب می باشد.وقتی عمق چال ها زیر ۱۸متر حفظ شود،کنترل حفاری و نسبت نفوذ قابل قبول در حفاری مطلوب تر صورت می گیرد.سبک حفر چال ها به صورت الگوی رینگی (بادبزنی پ) می باشد (درمورد چال رینگی یا پروانه ای مطالبی قبلاً ارائه شد.چال های رینگ معمولاً بافواصل ۲/۱متر(ازمرکزیک چال تا مرکزچال مجاور۲/۱متریا ۴فوت)وقطرسرمته حفاری۵/۴۴میلیمتر(۷۵/۱اینچ)میباشد


Long-wall-mining-49.jpg
شکل(۵- ۳۹ )-نمایش عملیات استخراج در سبک چال عمیق​


3– ایمنی،بهداشت وبازدهی در روش چال عمیق:
نگهداری در طبقات فرعی به وسیله پیچ سنگ پلاک ها و قفس بندی صورت می گیرد،برای نگهداری محکم تر در سقف زغال سنگ بخصوص در خلال آتشباری به طور پس روی،دسته های حفاظ منقبض شونده در سقف زغال سنگ بخصوص در خلال آتشباری به طور پس روی، دسته های حفاظ شونده در سمت ورودی قفس بندی شده تهویه قرار می گیرد.این عمل ستون گذاری مصنوعی با پیش روی طبقه فرعی همچنان ادامه پیدا می کند.

بین هر یک جفت قفس(چوب بندی کریب)۲۴عدد از پایه های هیدرولیکی هر یک به فاصله یک متر نصب می شود.نظیر روش های تهویه در سبک های قبل یک عدد بادبزن فرعی به وسیله لوله های خرطومی هوا را می مکد.از پرده های جهت دهنده یا مسدود کننده مسیر هوا در صورت نیاز نیز استفاده خواهد شد. از نظر بازیابی مقدار نسبتاً بالاتر از سبک های قبل است.

اگر در هر کارگاه ۷ نفر کارگر در ۴سینه کار استخراج نمایند،در مرحله پس روی و بازیابی در سبک چال عمیق به حدود ۷درصد می رسد. حفر ۵ردیف قوس پروانه ای در سقف داخل هر ورودی ،کار آتشباری با مواد منفجرۀ سبک و مجاز برای زغال سنگ صورت می گیرد.

درشکل(۵-۴۰)پدیده حفاری و آتشباری برای سبک مورد بحث نشان داده شده است.پس از انتقال زغال سنگ ریزشی به نوار بارکن[Belt Jeeder] در پله های بعدی عمل سقوط قوس سقف طبقه مانند روش بالا صورت گرفته و عملیات حفاری و آتشباری و انتقال به همین ترتیب ادامه می یابد


Long-wall-mining-50.jpg
شکل(۵-۴۰)عملیات پس روی در جبهه کار به سبک چال عمیق در رگه ضخیم(روش د)​


۴- بهداشت،ایمنی وبازدهی در روش(د)برای استخراج لایه­های ضخیم:
در هر دو ورودی(درکمرپایین وکمربالا)نگهداری سقف کراسکات ها توسط ستون های فلزی منقبض شونده که در قسمت بالا کمانی است انجام می گیرد.این ستون ها یا پایه های فلزی بسته به محل و شرایط وزن و فشار انتخاب می شوند. طرح معمولی تهویه به وسیله بادبزن ها(از نوع تشریح شده در سبک های قبل)مورد استفاده قرار می گیرد.از نظر بازیابی،به دلیل حجم بیشتر عملیات در طبقات مقدار فوق العاده چشم گیرتری را به دست می دهد.اگر در هر قسمت پیشروی ۷معدنچی و ۶معدنچی در مرحله پس روی فعالانه کار کنند، استخراج به بازیابی ۷۰درصد خواهد رسید.به هر ترتیب تجربیات استخراج در لایه های مختلف زغال سنگ نشان می دهد که روش های استخراج در لایه های ضخیم از حیث اقتصادی،ایمنی و بهداشت رقابت بهتری را نسبت به لایه های با ضخامت متوسط نشان می دهد.خطر انفجار گاز گریزو آن در کارگاه های کوچک بیشتر و نیز تولید به مراتب کمتر است،اما این ضعف ها در لایه های ضخیم و کارگاه های بزرگ برطرف می گردد.
 

Similar threads

بالا