Uzalishaji wa chini ya ardhi wa makaa ya mawe kwanza ulianza na vichuguu vya ufikiaji, au adits, zikichimbwa kwenye mishono kutoka kwa sehemu zao za uso. Hata hivyo, matatizo yanayosababishwa na njia duni za usafiri kuleta makaa ya mawe juu ya uso na kwa hatari inayoongezeka ya kuwasha mifuko ya methane kutoka kwa mishumaa na taa zingine za moto zilizo wazi zilipunguza kina ambacho migodi ya mapema ya chini ya ardhi inaweza kufanyiwa kazi.

Kuongezeka kwa mahitaji ya makaa ya mawe wakati wa Mapinduzi ya Viwanda kulitoa motisha ya kuzama kwa shimoni kufikia hifadhi ya kina zaidi ya makaa ya mawe, na kufikia katikati ya karne ya ishirini kwa mbali sehemu kubwa ya uzalishaji wa makaa ya mawe duniani ilitokana na shughuli za chini ya ardhi. Katika miaka ya 1970 na 1980 kulikuwa na maendeleo makubwa ya uwezo mpya wa mgodi wa makaa ya mawe, hasa katika nchi kama vile Marekani, Afrika Kusini, Australia na India. Katika miaka ya 1990, hata hivyo, maslahi mapya katika uchimbaji chini ya ardhi yalisababisha migodi mipya kuendelezwa (huko Queensland, Australia, kwa mfano) kutoka sehemu za kina kabisa za migodi ya awali ya ardhini. Katikati ya miaka ya 1990, uchimbaji wa chini ya ardhi ulichangia labda 45% ya makaa yote magumu yanayochimbwa duniani kote. Uwiano halisi ulitofautiana sana, kuanzia chini ya 30% nchini Australia na India hadi karibu 95% nchini Uchina. Kwa sababu za kiuchumi, makaa ya mawe ya lignite na kahawia huchimbwa mara chache chini ya ardhi.

Mgodi wa chini ya ardhi wa makaa ya mawe unajumuisha vipengele vitatu: eneo la uzalishaji; usafiri wa makaa ya mawe kwa mguu wa shimoni au kupungua; na ama kuinua au kupeleka makaa juu ya uso. Uzalishaji pia unajumuisha kazi ya maandalizi ambayo inahitajika ili kuruhusu ufikiaji wa maeneo ya baadaye ya uzalishaji wa mgodi na, kwa sababu hiyo, inawakilisha kiwango cha juu cha hatari ya kibinafsi.

Maendeleo ya Migodi

Njia rahisi zaidi ya kufikia mshono wa makaa ya mawe ni kuufuata kutoka juu ya uso wake, mbinu ambayo bado inatumika sana katika maeneo ambapo topografia iliyoinuka ni mwinuko na mishororo iko bapa kiasi. Mfano ni uwanja wa makaa wa mawe wa Appalachian wa kusini mwa Virginia Magharibi nchini Marekani. Njia halisi ya kuchimba madini inayotumiwa kwenye mshono haina maana katika hatua hii; jambo muhimu ni kwamba upatikanaji unaweza kupatikana kwa bei nafuu na kwa jitihada ndogo za ujenzi. Adits pia hutumiwa kwa kawaida katika maeneo ya uchimbaji wa makaa ya mawe wa teknolojia ya chini, ambapo makaa ya mawe yanayotolewa wakati wa uchimbaji wa adit yanaweza kutumika kufidia gharama zake za maendeleo.

Njia zingine za ufikiaji ni pamoja na kushuka (au njia panda) na vishimo wima. Chaguo kawaida hutegemea kina cha mshono wa makaa ya mawe unaofanyiwa kazi: kadiri mshono unavyoingia ndani, ndivyo inavyokuwa ghali zaidi kutengeneza njia panda ambayo magari au vidhibiti vya mikanda vinaweza kufanya kazi.

Kuzama kwa shimoni, ambapo shimoni huchimbwa kiwima kwenda chini kutoka kwa uso, ni gharama na hutumia wakati na kunahitaji muda mrefu zaidi kati ya kuanza kwa ujenzi na makaa ya mawe ya kwanza kuchimbwa. Katika hali ambapo mishororo iko ndani kabisa, kama ilivyo katika nchi nyingi za Ulaya na Uchina, shimoni mara nyingi hulazimika kuzamishwa kupitia miamba inayobeba maji juu ya mshono wa makaa ya mawe. Katika tukio hili, mbinu za kitaalamu, kama vile kugandisha ardhini au kuchimba visima, lazima zitumike ili kuzuia maji kutiririka kwenye shimoni, ambalo huwekwa pete za chuma au zege iliyotupwa ili kuweka muhuri wa muda mrefu.

Kukataa kwa kawaida hutumiwa kufikia mishono ambayo ni ya kina sana kwa uchimbaji wa madini ya wazi, lakini ambayo bado iko karibu na uso. Katika uwanja wa makaa wa mawe wa Mpumalanga (mashariki mwa Transvaal) nchini Afrika Kusini, kwa mfano, mishono inayoweza kuchimbwa iko kwenye kina kisichozidi m 150; katika baadhi ya maeneo, yanachimbwa kutoka maeneo ya wazi, na katika maeneo mengine uchimbaji wa chini ya ardhi ni muhimu, katika hali ambayo kupungua hutumiwa mara nyingi kutoa ufikiaji wa vifaa vya uchimbaji na kufunga vidhibiti vya mikanda vinavyotumika kubeba makaa ya mawe yaliyokatwa nje ya mgodi.

Upungufu hutofautiana na adits kwa kuwa kwa kawaida huchimbwa kwenye mwamba, si makaa ya mawe (isipokuwa mshono unapozama kwa kasi ya mara kwa mara), na huchimbwa kwa upinde rangi usiobadilika ili kuboresha ufikiaji wa gari na conveyor. Ubunifu tangu miaka ya 1970 umekuwa utumiaji wa vidhibiti vya mikanda vinavyoendelea kupungua ili kubeba uzalishaji wa mgodi wa kina kirefu, mfumo ambao una faida zaidi ya upandishaji wa shimoni wa jadi katika suala la uwezo na kutegemewa.

Mbinu za Uchimbaji Madini

Uchimbaji wa chini ya ardhi wa makaa ya mawe hujumuisha mbinu mbili kuu, ambazo tofauti nyingi zimeibuka kushughulikia hali ya uchimbaji madini katika shughuli za kibinafsi. Uchimbaji wa chumba-na-nguzo unahusisha vichuguu vya madini (au barabara) kwenye gridi ya kawaida, mara nyingi huacha nguzo kubwa kwa msaada wa muda mrefu wa paa. Uchimbaji madini wa Longwall hufanikisha uchimbaji jumla wa sehemu kubwa za mshono wa makaa ya mawe, na kusababisha miamba ya paa kuporomoka kwenye eneo lililochimbwa.

Uchimbaji madini ya vyumba na nguzo

Uchimbaji wa vyumba na nguzo ndio mfumo wa zamani zaidi wa kuchimba makaa ya mawe chini ya ardhi, na wa kwanza kutumia dhana ya usaidizi wa kawaida wa paa ili kulinda wafanyikazi wa mgodi. Jina la uchimbaji wa chumba-na-nguzo linatokana na nguzo za makaa ya mawe ambazo zimeachwa kwenye gridi ya kawaida ili kutoa on-site msaada kwa paa. Imetengenezwa kuwa mbinu ya uzalishaji wa hali ya juu, iliyotengenezwa kwa mitambo ambayo, katika baadhi ya nchi, inachangia sehemu kubwa ya jumla ya pato la chinichini. Kwa mfano, 60% ya uzalishaji wa chini ya ardhi wa makaa ya mawe nchini Marekani hutoka kwenye migodi ya vyumba na nguzo. Kwa upande wa ukubwa, baadhi ya migodi nchini Afrika Kusini imeweka uwezo unaozidi tani milioni 10 kwa mwaka kutokana na shughuli za sehemu nyingi za uzalishaji katika seams hadi 6 m nene. Kinyume chake, migodi mingi ya vyumba na nguzo nchini Marekani ni ndogo, inafanya kazi katika unene wa mshono hadi chini ya m 1, yenye uwezo wa kusimamisha na kuanzisha upya uzalishaji haraka kama hali ya soko inavyoamuru.

Uchimbaji wa chumba-na-nguzo kwa kawaida hutumiwa katika mishono isiyo na kina, ambapo shinikizo linalowekwa na miamba iliyoinuka kwenye nguzo za kuunga mkono si nyingi. Mfumo huo una faida mbili kuu juu ya uchimbaji wa madini marefu: kubadilika kwake na usalama wa asili. Hasara yake kuu ni kwamba urejeshaji wa rasilimali ya makaa ya mawe ni sehemu tu, kiasi sahihi kulingana na mambo kama vile kina cha mshono chini ya uso na unene wake. Marejesho ya hadi 60% yanawezekana. Asilimia tisini ya urejeshaji inawezekana ikiwa nguzo zitachimbwa kama awamu ya pili ya mchakato wa uchimbaji.

Mfumo huu pia una uwezo wa viwango mbalimbali vya ustadi wa kiufundi, kuanzia mbinu zinazohitaji nguvu kazi kubwa (kama vile "uchimbaji wa vikapu" ambapo hatua nyingi za uchimbaji madini, ikiwa ni pamoja na usafiri wa makaa ya mawe, ni za mwongozo), hadi mbinu za makinikia. Makaa ya mawe yanaweza kuchimbwa kutoka kwenye uso wa handaki kwa kutumia vilipuzi au mashine za uchimbaji madini zinazoendelea. Magari au visafirishaji vya mikanda ya rununu vinatoa usafiri wa makaa ya mawe. Boti za paa na chuma au kamba za mbao hutumiwa kuunga mkono paa la barabara na makutano kati ya barabara ambapo nafasi ya wazi ni kubwa zaidi.

Mchimbaji wa madini anayeendelea, anayejumuisha kichwa cha kukata na mfumo wa upakiaji wa makaa ya mawe uliowekwa kwenye nyimbo za kutambaa, kwa kawaida huwa na uzito kutoka tani 50 hadi 100, kulingana na urefu wa uendeshaji ambao umeundwa kufanya kazi, nguvu zilizowekwa na upana wa kukata unahitajika. Baadhi wana vifaa vya mashine za ufungaji wa rockbolt kwenye bodi ambayo hutoa msaada wa paa wakati huo huo na kukata makaa ya mawe; katika hali nyingine, mashine tofauti za kuchimba madini na za paa hutumiwa kwa mlolongo.

Vichukuzi vya makaa ya mawe vinaweza kutolewa kwa nguvu ya umeme kutoka kwa kebo ya umbilical au vinaweza kuwa na betri au injini ya dizeli. Mwisho hutoa kubadilika zaidi. Makaa ya mawe hupakiwa kutoka sehemu ya nyuma ya mchimbaji mchanga hadi kwenye gari, ambalo hubeba mzigo, kwa kawaida kati ya tani 5 na 20, umbali mfupi hadi hopa ya malisho kwa mfumo mkuu wa ukanda wa kusafirisha. Kisagaji kinaweza kujumuishwa kwenye kilisha hopper ili kuvunja makaa ya mawe au mawe makubwa kupita kiasi ambayo yanaweza kuzuia chute au kuharibu mikanda ya kusafirisha zaidi kwenye mfumo wa usafiri.

Njia mbadala ya usafiri wa magari ni mfumo wa uchukuzi unaoendelea, kidhibiti cha sehemu cha kutambaa, kinachonyumbulika ambacho husafirisha makaa yaliyokatwa moja kwa moja kutoka kwa mchimba madini hadi kwenye hopa. Hizi hutoa faida katika suala la usalama wa wafanyikazi na uwezo wa uzalishaji, na matumizi yao yanapanuliwa kwa mifumo ya ukuzaji wa lango la longwall kwa sababu sawa.

Njia za barabara zinachimbwa kwa upana wa 6.0 m, kwa kawaida urefu kamili wa mshono. Ukubwa wa nguzo hutegemea kina chini ya uso; Nguzo za mraba za mita 15.0 kwenye vituo vya mita 21.0 zitakuwa kiwakilishi cha muundo wa nguzo kwa mgodi usio na kina, wa mshono wa chini.

Uchimbaji madini wa Longwall

Uchimbaji madini wa Longwall unachukuliwa kuwa maendeleo ya karne ya ishirini; hata hivyo, dhana hiyo inaaminika kuwa ilitengenezwa zaidi ya miaka 200 mapema. Mafanikio makuu ni kwamba shughuli za awali zilikuwa za mwongozo, wakati, tangu miaka ya 1950, kiwango cha mitambo kimeongezeka hadi kufikia hatua ambayo uso wa longwall sasa ni kitengo chenye tija ya juu ambacho kinaweza kuendeshwa na kikundi kidogo sana cha wafanyikazi.

Longwalling ina faida moja kuu ikilinganishwa na uchimbaji wa chumba-na-nguzo: inaweza kufikia uchimbaji kamili wa paneli kwa pasi moja na kurejesha sehemu ya juu zaidi ya jumla ya rasilimali ya makaa ya mawe. Hata hivyo, mbinu hiyo haiwezi kubadilika na inadai rasilimali kubwa inayoweza kuchimbwa na mauzo ya uhakika yaweze kutekelezwa, kwa sababu ya gharama kubwa za mtaji zinazohusika katika kuendeleza na kuandaa uso wa kisasa wa longwall (zaidi ya dola za Marekani milioni 20 katika baadhi ya matukio).

Ingawa huko nyuma migodi ya watu binafsi mara nyingi iliendesha kwa wakati mmoja nyuso kadhaa za urefu (katika nchi kama vile Poland, zaidi ya kumi kwa kila mgodi katika matukio kadhaa), mwelekeo wa sasa ni kuelekea uimarishaji wa uwezo wa uchimbaji katika vitengo vichache vya kazi nzito. Faida za hii ni kupunguzwa kwa mahitaji ya wafanyikazi na hitaji la ukuzaji na matengenezo ya miundombinu ya chini ya ardhi.

Katika uchimbaji wa longwall paa hubomoka kwa makusudi huku mshono ukichimbwa; njia kuu tu za ufikiaji chini ya ardhi zinalindwa na nguzo za usaidizi. Udhibiti wa paa hutolewa kwenye uso mrefu na viunga vya maji vya miguu miwili au minne ambavyo huchukua mzigo wa paa la paa, kuruhusu usambazaji wake wa sehemu kwa uso usiochimbwa na nguzo za pande zote za paneli, na kulinda vifaa vya uso. na wafanyikazi kutoka kwa paa iliyoanguka nyuma ya safu ya vifaa. Makaa ya mawe hukatwa na mkata manyoya anayetumia umeme, kwa kawaida huwa na ngoma mbili za kukatia makaa, ambayo huchimba kipande cha makaa ya mawe hadi unene wa mita 1.1 kutoka kwa uso kwa kila pasi. Mkata manyoya hukimbia pamoja na kupakia makaa ya mawe yaliyokatwa kwenye chombo cha kusafirisha kivita ambacho husonga mbele kila baada ya kukatwa kwa harakati zinazofuatana za vihimili vya uso.

Katika mwisho wa uso, makaa ya mawe yaliyokatwa yanahamishiwa kwenye conveyor ya ukanda kwa usafiri kwenye uso. Katika uso unaosonga mbele, ukanda lazima uongezwe mara kwa mara kadiri umbali kutoka kwa sehemu ya kuanzia uso unavyoongezeka, wakati katika kurudisha nyuma, kinyume chake kinatumika.

Katika kipindi cha miaka 40 iliyopita, kumekuwa na ongezeko kubwa la urefu wa uso wa longwall uliochimbwa na urefu wa paneli ya mtu binafsi ya muda mrefu (kizuizi cha makaa ya mawe ambacho uso huendelea). Kwa kielelezo, nchini Marekani wastani wa urefu wa uso wa longwall ulipanda kutoka m 150 mwaka wa 1980 hadi 227 m mwaka wa 1993. Nchini Ujerumani wastani wa miaka ya 1990 ulikuwa 270 m na urefu wa uso wa zaidi ya 300 unapangwa. Katika Uingereza na Poland, nyuso huchimbwa hadi urefu wa 300 m. Urefu wa paneli kwa kiasi kikubwa huamuliwa na hali ya kijiolojia, kama vile hitilafu, au na mipaka ya migodi, lakini sasa ni zaidi ya kilomita 2.5 katika hali nzuri. Uwezekano wa paneli hadi urefu wa kilomita 6.7 unajadiliwa nchini Marekani.

Uchimbaji madini kwa nyuma unakuwa kiwango cha sekta, ingawa unahusisha matumizi ya juu zaidi ya mtaji katika maendeleo ya barabara hadi kiwango cha mbali zaidi cha kila jopo kabla ya kuanza kwa muda mrefu. Inapowezekana, njia za barabara sasa zinachimbwa kwa mshono, kwa kutumia wachimbaji migodi wanaoendelea, kwa msaada wa rockbolt kuchukua nafasi ya matao ya chuma ambayo yalitumika hapo awali ili kutoa usaidizi chanya kwa miamba iliyozingirwa, badala ya kuitikia tu miondoko ya miamba. Ni mdogo kwa matumizi, hata hivyo, kwa miamba ya paa yenye uwezo.

Usalama Tahadhari

Takwimu kutoka ILO (1994) zinaonyesha tofauti kubwa ya kijiografia katika kiwango cha vifo vinavyotokea katika uchimbaji wa makaa ya mawe, ingawa data hizi zinapaswa kuzingatia kiwango cha uchakachuaji wa madini na idadi ya wafanyakazi walioajiriwa katika misingi ya nchi baada ya nchi. Hali zimeboreka katika nchi nyingi zilizoendelea kiviwanda.

Matukio makuu ya uchimbaji madini sasa si ya kawaida, kwani viwango vya uhandisi vimeboreshwa na uwezo wa kustahimili moto umejumuishwa katika nyenzo kama vile ukanda wa kusafirisha na vimiminiko vya majimaji vinavyotumika chini ya ardhi. Walakini, uwezekano wa matukio ambayo yanaweza kusababisha uharibifu wa kibinafsi au wa kimuundo bado unabaki. Milipuko ya gesi ya methane na vumbi la makaa ya mawe bado hutokea, licha ya kuboreshwa kwa mbinu za uingizaji hewa, na maporomoko ya paa yanachangia ajali nyingi mbaya duniani kote. Moto, ama kwenye kifaa au unaotokea kama matokeo ya mwako wa moja kwa moja, huwakilisha hatari fulani.

Kwa kuzingatia hali hizi mbili za kupita kiasi, uchimbaji madini unaohitaji nguvu kazi kubwa na makinikia, pia kuna tofauti kubwa katika viwango vya ajali na aina za matukio yanayohusika. Wafanyakazi walioajiriwa katika mgodi mdogo, unaofanywa kwa mikono wana uwezekano mkubwa wa kupata majeraha kupitia miamba au makaa ya mawe kutoka kwa paa la barabara au kuta za kando. Pia wana hatari ya kuathiriwa zaidi na vumbi na gesi inayoweza kuwaka ikiwa mifumo ya uingizaji hewa haitoshi.

Uchimbaji madini wa chumba-na-nguzo na ukuzaji wa njia za barabara ili kutoa ufikiaji wa paneli za urefu mrefu zinahitaji msaada kwa miamba ya paa na ukuta wa kando. Aina na wiani wa usaidizi hutofautiana kulingana na unene wa mshono, uwezo wa miamba ya juu na kina cha mshono, kati ya mambo mengine. Mahali pa hatari zaidi katika mgodi wowote ni chini ya paa lisilotumika, na nchi nyingi huweka vikwazo vikali vya sheria kwa urefu wa barabara ambayo inaweza kutengenezwa kabla ya usaidizi kusakinishwa. Urejeshaji wa nguzo katika shughuli za chumba-na-nguzo huwasilisha hatari mahususi kupitia uwezekano wa kuporomoka kwa ghafla kwa paa na lazima iratibiwe kwa uangalifu ili kuzuia hatari inayoongezeka kwa wafanyikazi.

Nyuso za kisasa zenye tija ya juu zinahitaji timu ya waendeshaji sita hadi wanane, kwa hivyo idadi ya watu walio katika hatari zinazoweza kutokea imepunguzwa sana. Vumbi linalotokana na mkata manyoya wa longwall ni jambo linalosumbua sana. Kukata makaa ya mawe kwa hivyo wakati mwingine huzuiliwa kwa mwelekeo mmoja kando ya uso ili kuchukua fursa ya mtiririko wa uingizaji hewa ili kubeba vumbi kutoka kwa waendeshaji wa kukata nywele. Joto linalotokana na mashine za umeme zinazozidi kuwa na nguvu kwenye mipaka ya uso pia huwa na athari zinazoweza kuwa mbaya kwa wafanyikazi wa uso, haswa kadiri migodi inavyozidi kuongezeka.

Kasi ambayo wakata manyoya hufanya kazi kwenye uso pia inaongezeka. Viwango vya kukata hadi 45 m kwa dakika vinazingatiwa kikamilifu mwishoni mwa miaka ya 1990. Uwezo wa wafanyakazi kimwili wa kuendana na kikata makaa ya mawe kinachosonga tena na tena juu ya uso wa urefu wa m 300 kwa zamu kamili ya kufanya kazi ni wa shaka, na kuongeza kasi ya wakata manyoya ni kichocheo kikubwa cha uanzishaji mpana wa mifumo ya otomatiki ambayo wachimbaji wangeifanyia kazi. kama wachunguzi badala ya kuwa waendeshaji kazi.

Urejeshaji wa vifaa vya uso na uhamishaji wake kwa tovuti mpya ya kazi hutoa hatari za kipekee kwa wafanyikazi. Mbinu za ubunifu zimetengenezwa kwa ajili ya kupata paa refu na makaa ya mawe ya uso ili kupunguza hatari ya kuanguka kwa miamba wakati wa operesheni ya kuhamisha. Hata hivyo, vifaa vya mtu binafsi vya mashine ni nzito sana (zaidi ya tani 20 kwa usaidizi mkubwa wa uso na zaidi zaidi kwa mkata manyoya), na licha ya utumiaji wa visafirishaji vilivyoundwa maalum, bado kuna hatari ya kusagwa au kuinua majeraha wakati wa uokoaji wa muda mrefu. .

Back