هندسة الخامات\ طرق التعدين:

هناك طرق عديدة للتعدين، وتعتمد كل طريقة على مواقع الرواسب المعدنية وكيفية تكوينها في القشرة الأرضية. وتقع بعض الرواسب المعدنية على سطح الأرض أو بالقرب من السطح، وبعضها الآخر يوجد بعيدًا من السطح في باطن الأرض. وتوجد بعض المعادن على شكل كتلة مدْمجة ومركزة في مواقع مُحدَّدة من القشرة الأرضية، وبعضها الآخر منتشرعلى نطاق واسع فيها. وتختلف المعادن أيضًا في صلابتها وفي سهولة فصل الخام من الصخور المحيطة به. وتظهر المعادن في صور مختلفة، فبعض المواد المعدنية سوائل، أو يمكن تحويلها إلى سوائل، ويتم الحصول عليها بطرق الضخ المختلفة.
تُزَوَّد معظم المناجم في هذه الأيام بمعدات آلية متقدمة. وتقوم حفارة الثقوب الهيدروليكية بعمل الثقوب في الخام. وتعمل الآلات الضخمة على استخراج وتحميل الخام، وتنقله القطارات والشاحنات والسيور النقالة. وتنقل المصاعد عالية السرعة المعروفة باسم القواديس الخام إلى السطح.
تستخرج معظم موارد الثروة المعدنية في العالم بطريقتين هما: طريقة التعدين السطحي Surface mining وطريقة التعدين الباطني Underground mining. ان النقطة الفاصلة لإستخدام أحد الطريقتين هي ( نسبة الإزالة Rate of removal) وتعرف بأنها:"نسبة أطنان النفاية (الصخور الغير مرغوب فيها) إلى أطنان الخام" وبالتالي كلما زادت هذه النسبة يتم اللجوء إلى عمل المناجم تحت السطحية والعكس صحيح وبالتالي نحدد القيمة الاقتصادية لطريقة التعدين الممكنة ومدى ملاءمتها لظروف الخام وطبيعته. والشكل (1) يوضح الفارق بين طريقتي التعدين(السطحية – التحت سطحية).

شكل (1) ) يوضح مقارنه بين طريقتي التعدين السطحية وتحت السطحي
اولا: طريقة التعدين السطحي ٍSurface mining
يطلق على مجموعة الممرات و المنشآت المنجمية المكشوفة التي تستخدم لاستغلال الخامات (المنجم المكشوف أو المحجر), وتستخدم كلمة (القطاع) بدلا من المحجر في تعدين الفحم. الشكل (2) يمثل صورة لمنجم سطحي.

شكل (2) منجم سطحي
وتعد طريقة التعدين السطحي أقل في تكاليفها من التعدين الباطني كما أنها أكثر مرونة إذ يمكن بسهولة زيادة الإنتاج أو تقليله حسب العرض والطلب على المعدن، إلا أن هذه الطريقة أكثر تأثرا بالأحوال الجوية حيث قد يتعذر العمل إذا انخفضت درجة الحرارة كثيرا أو تساقطت الثلوج بشدة.
ويوضح الشكل (3) قطاعاً رأسياً لمنجم مكشوف:
حيث يجرى تقطيع الخامات إلى شرائح أفقية عند استغلالها بطريقة المنجم المكشوف . ويأخذ المحجر شكلا متدرجا نتيجة استغلال عدد من هذه الشرائح في وقت واحد.كل جزء من هذه الشرائح التي على شكل درجات يسمى (بالمصطبة) وتتميز كل مصطبة بالعناصر آلاتية كما هو موضح بالقطاع الرأسي من المنجم السطحي : السطح العلوي(1) ، السطح السفلى(2) ، منحدر المصطبة (3) .