انواع ماشین آلات معدن؛ ابزارها، تجهیزات و روش ها

انواع ماشین آلات معدن، ابزارها و تجهیزات، شامل همه ملزومات مورد نیاز برای استخراج مواد معدنی از زمین هستند. کانی‌های معدنی و سنگ‌ها در همه جوانب زندگی ما دیده می‌شوند؛ از خودروسازی گرفته تا لوازم الکترونیکی، سنگ‌های قیمتی، جواهرات و غیره، همگی به نوعی به طور مستقیم و غیر مستقیم به مواد معدنی وابسته هستند. برخی از این مواد استخراج شده از زمین قابلیت تامین انرژی را دارند که  نمونه بارز آن، زغال سنگ است.

قصد نداریم در این مطلب درباره مواد معدنی و کاربردهای آن صحبت کنیم! اما اهمیت استخراج از معادن که نقطه شروع استفاده از منابع معدنی محسوب می‌شود بسیار قابل توجه است. برای این منظور، در یک مطلب اختصاصی و جامع تصمیم داریم همه تکنیک‌ها و روش‌های مختلف استخراج مواد از معادن را بررسی کنیم و به طور ویژه، ابزارها، تجهیزات و ماشین آلات معادن را نیز معرفی نماییم.

وب سایت اولتراشیمی، مرجع شیمی و صنعت است و خدمات گسترده‌ای را  در زمینه تولید محتوای صنعتی، طراحی کمپین‌های رپورتاژ آگهی صنعتی و طراحی بنر صنعتی برای تبلیغات ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت تعرفه‌ها کافیست با ما از طریق پیام رسان‌های واتساپ، ایتا و روبیکا در ارتباط باشید.

انواع روش‌های استخراج از معدن

مواد معدنی به ۴ روش مختلف از معادن استخراج می‌شوند؛ به این فرایندها “معدن کاری” گفته می‌شود. استخراج از معادن زیرزمینی، استخراج سطحی (معادن روباز) از طریق حفر گودال‌ها، استخراج در محل و لایه برداری، از مهم‌ترین این موارد هستند. همه موادی که طی یک عملیات معدنی، استخراج می‌شوند از نظر ساختار، استحکام و کریستالوگرافی با هم متفاوت هستند، بنابراین به ابزارها، ماشین آلات و تجهیزات مختلفی نیاز است.

در معدن کاری، یک سری از عملیات، مشترک و ضروری است و برخی از  کارهای دیگر جنبه تکمیلی و انحصاری دارند که برای برخی از مواد معدنی به طور ویژه اجرا می‌شوند. به طور مثال، برای استخراج سنگ‌های قیمتی  گاهی به رتبه ‌بندی و دانه بندی آنها نیاز است تا از نظر اندازه و خلوص بتوان آنها را جداسازی کرد.

بر همین اساس، در استخراج زیرزمینی و سطحی از معادن، سه مرحله اصلی انجام می‌گیرد که عبارتند از: ۱) استخراج مواد؛ ۲) جابجایی مواد؛ ۳) پردازش مواد.

فرایند استخراج مواد معدنی به صورت سطحی یا زیرزمینی شامل حفاری کندن یا انفجار در زمین است تا مواد در معادن قابل جداسازی باشند. عملیات دوم شامل جابجایی مواد استخراج شده است که باید از محل استخراج تا محل فراوری و پردازش، حمل شوند. مرحله سوم، پردازش مواد معدنی است جایی که کمی دورتر از معدن اصلی قرار دارد و در آنجا عملیات خرد کردن، ذوب، آسیاب یا تصفیه کردن روی آنها انجام می‌گیرد. پردازش مواد معدنی اهمیت زیادی دارد، چون آنها را به محصولات نهایی برای توزیع و روش تبدیل می‌کند.

بیشتر بخوانید: تبلیغات برای شرکت های صنایع شیمیایی

مهم ترین تجهیزات و انواع ماشین آلات معدن

استخراج از معادن سخت یا از منابع زیر زمینی، به تجهیزات قوی‌تر و پیشرفته ‌تری نیاز دارد. استخراج مواد از معادن سطحی به معنای فعالیت در لایه های نزدیک تر به سطح زمین است که به تجهیزات و ابزارهای ساده تری نیاز دارد. در هر دو عملیات، مواد معدنی ارزشمندی حاصل می شوند که طیف وسیعی از کاربردها را پوشش می دهند.

برخی از ابزارهای سخت و مقاوم برای شکستن لایه های بسیار فشرده سنگ ها در معادن مورد استفاده قرار می گیرند. اما در اکثر موارد لازم است که برای ایجاد شکاف یا حفره یا منطقه نفوذ به معدن، از مواد منفجره استفاده شود.

برای استخراج مس، طلا، آهن، پلاتین، نقره، روی، اورانیوم، سرب، که از جمله معادن سخت هستند، عمدتاً مواد منفجره استفاده می شود. اما برای استخراج مواد معدنی از جمله پتاس، بوکسیت، نمک و یا زغال سنگ، که جزو معادن نرم محسوب می شوند، مواد منفجره نیازی نیست و توسط انواع ماشین آلات معدن، معمولی، امکان پذیر است.

بر همین اساس، فهرستی از پرکاربردترین ماشین آلات در معدنکاری عبارتند از:

در بخش های حفاری، حمل و نقل، خرد کردن و پردازش مواد معدنی، تعداد متنوعی از ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند. از فناوری های روز دنیا برای طراحی و ساخت انواع ماشین آلات معدن بهره گرفته می شود تا مهندسان بتوانند دستگاه هایی بسیار مقاوم و سرسخت را به این صنعت ارائه دهند. در ادامه با ما همراه باشید تا با جزئیات بیشتری این ماشین آلات و تجهیزات را به شما معرفی کنیم.

طبقه‌بندی تجهیزات و ابزارهای مورد نیاز در استخراج معادن

انواع مختلف ماشین آلات معدن و تجهیزات و ابزارها وجود دارد که هر کدام در یک دسته بندی از نظر کاربرد و کارآیی قرار می گیرند؛ استفاده از هر ابزار به عوامل گوناگون بستگی دارد که عبارتند از: ماهیت ماده معدنی؛ نوع فلزات و کانی ها؛ درجه سختی برای استخراج؛ بودجه مالی.

با توجه به این تعریف، ابزارها و تجهیزات معدن به این صورت طبقه‌بندی می شوند:

مته های حفاری / مواد منجره برای استخراج از معدن / ابزارهای سندبلاست / ماشین آلات حفاری و خردایش سنگ ها / تجهیزات و ماشین آلات انتقال مواد معدنی / تجهیزات دستگاهی و آنالیزگرهای عنصری.

بیایید کمی بیشتر با جزئیات هر کدام از این تجهیزات ضروری در معادن آشنا شویم…..

۱-آشنایی با مته های حفاری:

وقتی صحبت از استخراج مواد معدنی از معادن روباز یا زیرزمینی به میان می آید، مته های حفاری (The Mining Drills)، ابزارهای ضروری خواهند بود. معمولاً اولین لوازمی که به معادن برده می شوند همین مته ها هستند. بدون وجود مته حفاری، یا ماشین آلات حفاری مجهز به مته های پرقدرت، عملاً معدنکاری به هیچ عنوان امکان‌پذیر نیست.

در استخراج معادن، لایه های سخت و سست انواع سنگ ها باید شکافته شوند تا بتوان به ماده معدنی مورد نظر دست پیدا کرد. مته ها این کار را انجام می دهند. برخی از مته های قوی و بسیار مقاوم قادر هستند تا سنگ های جامد و سخت را برش بزنند. مته های حفاری می توانند سوراخ ها و حفره های کوچک و بزرگ را در لایه های سطحی زمین ایجاد کنند.

۲- مواد منجره در معادن:

ابزارهای مخصوص انفجار معدن برای استخراج، یکی دیگر از بخش های ضروری در معدنکاری هستند. این ابزارها با استفاده از مقادیر معین و مشخص از مواد منفجره، برای شکستن سنگ های سخت و جامد به کار می روند. هرگونه تخته سنگ یا لایه های فشرده که مانع از دسترسی کارگران به ماده معدنی می شود را می توان به راحتی با استفاده از عملیات انفجار، از بین برد.

استفاده مهندسی و ایمن از انواع مواد منفجره و ابزارهای انفجار در استخراج از معادن، مقرون به صرفه تر است و این روش به ماشین آلات سنگین نیازی ندارد. بعد از آنکه انفجار تمام شد، کارگران با استفاده از کامیون ها و بیل مکانیکی، مواد خرد شده و تکه سنگ های پرتاب شده در محل را جمع آوری و به مکان دیگری منتقل می کنند.

نکته بسیار مهم در استفاده از مواد منفجره و ابزارهای انفجار در معادن، تأمین همه جانبه امنیت و ایمنی کارگران است. همه امور باید زیر نظر مهندسان انجام گیرد؛ زیرا کوچک ترین اشتباه، خطرات جانی به دنبال خواهد داشت. انفجار ضعیف باعث می شود ریزش شدید اتفاق بیوفتد و فرآیند استخراج را مختل سازد.

۳- ماشین آلات جابه جایی خاک و مواد خرد شده:

ماشین آلات جابه جایی و حمل مواد، خاک و تکه سنگ ها شامل کامیون ها و انواع بیل مکانیکی و لودرها و بولدوزرها هستند که باید حجم زیادی از این مواد را به مکان های مختلف منتقل کنند. دستگاه های خاکبرداری به منزله ستون فقرات استخراج معادن هستند و انجام امور در محل معدن را ساده تر و سریع تر می سازند.

۴-تجهیزات خردایش در معادن:

این تجهیزات، همانطور که از نام آن می توان متوجه شد، شامل دستگاه هایی هستند که سنگ ها و صخره ها را در محل معدن، خرد می کنند. تجهیزات خردایش (Crushing equipment) در معادن به معدنچیان کمک می کنند لایه های سخت و سنگ های بزرگ که بر سر راهشان قرار دارند را خرد کنند و از میان بردارند.

۵- انواع بیل مکانیکی در معادن:

بیل مکانیکی (Excavators) یکی از پرکاربردترین و اصلی ترین ماشین آلات معدن است که از نیروی هیدرولیکی برای حرکت روی سطوح و برداشتن مواد معدنی کمک می گیرد. بیل مکانیکی هیدرولیکی دارای یک پایه زنجیری چرخدار است که یک کابینِ گَردان روی آن قرار می گیرد. یک بازوی محور مانند، لودر را پشتیبانی می کند و اپراتور داخل کابین می تواند با استفاده از دکمه ها و اهرم ها، چرخش کابین و بازوهای بیل مکانیکی را کنترل نماید. پس انواع بیل مکانیکی امکان دسترسی به جهات مختلف، به شکل ۳۶۰ درجه را فراهم می آورد.

۶- کامیون های معدنی غول پیکر:

برای جابه جایی تجهیزات و ابزارهای مختلف در سایت معدن، انتقال کارگران و یا انواع بارهای مختلف در محل معادن، کامیون های غول پیکر (Big mining trucks) که مجهز به لاستیک های قطور هستند، ضروری است. گاهی به کامیون های بزرگ معدنی، کامیون های آفرود نیز گفته می شود. اینها بسیار کارآمد و سازگار با محیط زیست هستند.

برخلاف کامیون‌های سنتی، این وسایل نقلیه معدنی به لاستیک‌های بسیار پهن مجهز شده‌اند تا بارهای سنگین را روی زمین‌های ناهموار، که معمولاً در اطراف معادن سطحی یافت می‌شوند، حمل کنند.  کامیون‌های غول‌پیکر معدن، هنگام حمل بارهای سنگین حتی می توانند در سرمای شدید، گرما، گرد و غبار زیاد، ارتفاع زیاد و شیب‌های تند، به خوبی حرکت و کار کنند.

۷- گریدرهای موتوردار:

می دانید که معادن عموماً به مسیرهای هموار و جاده ای، دسترسی ندارند و دورتر از معابری هستند که به سادگی بتوان با استفاده از خودروهای معمولی به آنجا رفت. بنابراین، نوعی از ماشین آلات معدن به نام گریدر، Motor Graders، برای عملیات سطحی در معادن استفاده می شوند.

هنگام حمل مواد معدنی در امتداد جاده ها، انتقال آوار و مواد تخریب شده، کار کردن با گریدرها می تواند انجام امور را سرعت ببخشد. اینها ماشین آلاتی هستند که حتی می توانند به داخل سایت معدن راه پیدا کنند و باعث سهولت عملیات معدنکاری شوند.

۸- اسکریپرهای تراکتوری چرخ دار:

اسکریپرهای تراکتوری چرخ دار (Wheel Tractor Scrapers) تا حدی شبیه به گریدرها هستند. با این حال، گریدر، مواد را به یک جهت حرکت می دهد تا بعداً جمع آوری کنند؛ و اما اسکریپرها مجهز به سینی متصل به ماشین هستند تا در یک زمان واحد، مواد را جمع آوری و منتقل کند.

انواع برندهای تولید کننده ماشین آلات و دستگاه های معدنی

• کاترپیلار (Caterpillar)
• کوماتسو (Komatsu)
• هیتاچی (Hitachi)
• لیبهر (Liebherr)

جمع‌بندی و نتیجه گیری

تجهیزات و ماشین آلات معدن، اجزای ضروری و جدایی ناپذیر از هر عملیات استخراج هستند. مدیریت معادن، استفاده از انواع ابزارها و تجهیزات را ضروری می داند و همه کارگران باید با همه اینها آشنایی داشته باشند.

منبع: اولتراشیمی – مرجع تخصصی شیمی و صنعت