هندسة الخامات\ طرائق استخراج الخامات المعدنية من القشرة الارضية

أ- طرائق التعدين الغير مكشوف – تحت السطحي

عناصر وتعريفات هامة للمناجم تحت السطحية
• بئر المنجم Mine Shaft :
عبارة عن ممر رئيس يمتد إلى أسفل من سطح الأرض أو من أي مكان أخر في المنجم، ويصل سطح الأرض بالمنشآت المنجمية المختلفة تحت سطح الأرض. وبئر المنجم قد تكون رأسية أو مائلة حسب نوع الخام.
• الممر الصاعدRise :
نوع من أبار الخدمات أو الممرات المساعدة التي تستخدم للتهوية وصعود العاملين ونزولهم للمستويات المختلفة في المناجم تحت السطحية وهي تحفر من أسفل الى أعلى.
• بئر المنجم Mine Shaft :
عبارة عن ممر رئيس يمتد إلى أسفل من سطح الأرض أو من أي مكان أخر في المنجم، ويصل سطح الأرض بالمنشآت المنجمية المختلفة تحت سطح الأرض. وبئر المنجم قد تكون رأسية أو مائلة حسب نوع الخام.
• الممر الصاعدRise :
نوع من أبار الخدمات أو الممرات المساعدة التي تستخدم للتهوية وصعود العاملين ونزولهم للمستويات المختلفة في المناجم تحت السطحية وهي تحفر من أسفل الى أعلى.
• الممر الهابطWinze :
أنفاق تصل بين الممرات الرأسية في المناجم تحت السطحية وتصل المسافة بين المستويات في المناجم الحديثة الى 50 مترا.
• الممرات الرئسية والممرات العرضية
يحتوي كل مستوى من المستويات الرئيسية على ممرات طويلة تبدأ من بداية البئر الرئيسة حتى نهاية جسم الخام وتكون موازية لبعضها تسمى ممرات رأسية (Drifts). وتصل هذه الممرات بممرات أخرى عرضية تسمى الممرات العرضية أو القاطعة أو القواطع (cross-cuts).
• المستويات الثانوية :Sublevels
مستويات فرعية تصل بين المستويات الرئيسية لتسهيل استخراج الخام في المناجم تحت السطحية.

Figure 1 Underground mining entries and workings

ماهي المناجم تحت السطحية؟
الى جانب التعريف السابق للمناجم تحت السطحية يجب الاشارة الى:
معظم الطرائق التي تستخدم تعتمد بشكل رئيسي على طبيعة الخام وشكل تواجده إلا أن هذه الطرائق متشابهة في بعض السمات الأساسية ألا وهى 1) إنشاء بئر رأسي من سطح الأرض إلى موقع الخامات والذي يستخدم للنقل وفتح طريق إلى مستوى الخام ويسمى (بالفاتح الرئيسي) ومنه 2) تنشأ الممرات الأفقية والتي تقسم الخام رأسيا إلى طوابق 3) ويقام برج في أعلى ممر النقل الرئيسي،4) وبالقرب منه يقام مبنى خاص توضع فيه آلات الرفع لتحريك أوعية الرفع في البئر، 5) والى جانب بئر النقل الرئيسي ينشأ بئرا مساعدا يستخدم كمخرج احتياطي إلى سطح الأرض ويساعد على توفير ظروف جوية ملائمة للتهوية 6) ويجهز هذا البئر أيضا عادة بمحطة مساعدة
أنواع التعدين تحت السطحي
A. التعدين اللولبي: Spiral mining
• يستخدم المثقب اللولبي في المناجم الكنتورية Mines contour ، وكذلك عندما يكون الغطاء الصخري الفوقي على المنحدر كبيرًا لدرجة يصعب معها إزالته. ويخترق المثقب اللولبي منكشف الخام ويفتله. وتستطيع المثاقب اللولبية أن تحفر وتخترق لعمق 60م أو أكثر في جانب تل أو منحدر ما.
• تختص عمليات التعدين بالمثقب اللولبي في استغلال مكاشف الفحم الحجري ذي الجودة العالية والتي لا يمكن تعدينها اقتصاديًا بأي طريقة أخرى. ومع أن التعدين بالمثقب اللولبي لا يَستخرج إلا كميات قليلة من الفحم الحجري إلا أن طريقته تكون ناجحة جدًا إذا اسُتعملت، جنبًا إلى جنب، مع طريقة التعدين الكنتوري.
B. التعدين التحت أرضي
• ينطوي التعدين التحت أرضي على مخاطر أكثر من التعدين السطحي.
• يتم إنشاء المنجم تحت الأرضي، عن طريق حفر وشق ممرين أو طريقين يصلان سطح الأرض بطبقة الخام. ويعمل أحد هذه الممرات كمدخل ومخرج لعمال المنجم ومعداتهم، بينما يستخدم الممر أو الطريق الآخر لنقل الخام إلى الخارج. وكلا الممرين يقوم بعملية التهوية وتحريك الهواء إلى داخل وخارج المنجم.
ويمكن تقسيم المناجم التحت أرضية إلى ثلاث مجموعات طبقًا للزاوية التي تصنعها الممرات مع مستوى سطح الأرض إلى ثلاثة أنواع :
1- مناجم رأسية Vertical mines ، 2- مناجم مائلة Inclined mines ، 3- مناجم موازية Parallel mines.

Figure 2 Types of underground mines