مناجم الفحم
يهدف تعدين الفحم coal mining إلى الحصول على الفحم من الأرض. ترجع قيمة الفحم لمحتواه من الطاقة، ومنذ عقد 1880، انتشر استخدام الفحم لتوليد الكهرباء. صناعة الصلب والاسمنت تستخدم الفحم كوقود لاستخراج الحديد من خام الحديد ولانتاج الاسمنت.
.JPG)
ظهرت مخاوف حول تعدين الفحم وآثاره البيئية على وارتباطه بالاحترار العالمي.[1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التاريخ
طرق الاستخراج
لا يوجد الفحم عارياً علي سطح الأرض إلا نادراً، ولكنه يوجد في أغلب الأحوال في باطن الأرض علي هيئة تجمعات أو وراسب يختلف عمقها من حالة إلي أخري ويحتاج الأمر في أغلب الحالات إلي ابتداع وسائل مبتكرة واقتصادية لاستخراج هذا الفحم من مناجمه.
وعندما تكون رواسب الفحم قريبة من سطح الأرض، أي عندما تكون طبقات التربة والصخور التي تغطي هذه الرواسب قليلة السمك ، فإنه يمكن عندئذ استخدام الطريقة التي تعرف باسم التعدين السطحي التي تغطي هذه الرواسب لكشف طبقات الفحم واستخراجها تتضمن ازالة التربة أما إذا كانت رواسب الفحم علي عمق كبير من سطح الأرض، فإن طريقة التعدين السطحي تصبح غير صالحة لصعوبة إزلة طبقات التربة والصخور السمكية التي تغطي هذه الرواسب، ولذلك يلزم حفر أبار في هذه التربة، وصنع أنفاق تصل إلى رواسب الفحم. وتعرف هذه الطريقة باسم التعدين الأرضي، ويطلق علي الأفاق والممرات التي تحفر تحت سطح الأرض اسم المناجم.
التعدين السطحي
تصلح هذه الطريقة لاستخراج رواسب الفحم السطحية أو رواسب الفحم التي تكون علي عمق قليل من سطح الأرض وتستعمل بعض المعدات الحديثة في ازالة طبقات التربة التي تغطي رواسب الفحم، وعندما تنكشف هذه الرواسب، يتم تكسيرها بمعدات خاصة أو بالمتفجرات، ثم تنقل بالشاحنات والمعدات المستعملة في إزالة التربة في هذه الطريقة قد تطورت كثيراً، فإحدي آلات الحفر الحديثة المستخدمة لهذا الغرض تزن نحو 2000 طن، وبها عجلة ضخمة يصل قطرها إلي ثمانية أمتار، وعندما تدور هذه العجلة تحفر التربة وتنقل فتات الفحم في نفس الوقت إلي سيور خاصة ومنها إلي الشاحنات.
وتعمل هذه الآلة بسرعة كبيرة حتي إن معدل سرعة الحفر وإزالة التربة السطحية قد يصل إلى طن كل ثانية وعندما تكون طبقات التربة تغطي رواسب الفحم سميكة إلى حد ما، ولايسها إزالتها بالطريقة السابقة، كان تكون هذه الرواسب واقعة تحت أحد التلال فإنه يمكن استخدام طريقة أخري قريبة الشبه من الطريقة السابقة ويتم في هذه الحالة تعرية رواسب الفحم في أحد جوانب التل، ثم تستخدم الة خاصة تشبه المثقاب لاختراق هذه الرواسب أفقياً وتفتيتها، وتستعمل هذه الطريقة في كثير من البلدان، ويبلغ قطر هذا الثقاب مترين في بعض الأحيان.
وعلي الرغم من انخفاض تكلفة عمليات التعدين السطحي، إلا أنها تعتبر شديدة الضرر بالبيئة المحيطة بها، فهي تحيل المنطقة التي يجري فيها العمل إلي مجموعة من الحفر العميقة والتلال، وتشبع بها حالة من الفوضي الشديدة، مما يجعل سطح التربة في هذه المنطقة غير صالح للزراعة وغيبر صالح للبناء وقد فطنت كثير من الدول التي يستخرج فيها الفحم بهذه الطريقة إلي هذه الأضرار، فقامت باصدار تشريعات خاصة وقوانين، تفرض علي الشركات التي تعمل بطريقة التعدين السطحي، القيام بتسوية سطح التربة وإعاداتها إلي طبيعتها وتعاقب هذه القوانين كل من يترك سطح الأرض محفوراً بهذا الشكل بعد إستخراج الفحم.
التعدين الأرضي
توجد أغلب رواسب الفحم علي عمق كبير في باطن الأرض، ولذلك فإن طريقة التعدين الأرضي التي تشمل إنشاء المناجم في باطن الأرض، هي الطريقة التي يغلب إستعمالها لإستخراج الفحم في كل مكان وعندما تكون رواسب الفحم علي عمق متوسط من سطح الأرض، فإنه يفضل حفر أنفاق مائلة للوصول إلي هذه الرواسب أما إذا كانترواسب الفحم علي عمق كبير في باطن الأرض، فتحفر لهذا الغرض أنفاق راسية متعامدة علي سطح التربة، لتصل بين سطح الأرض ورواسب الفحم.
ويصل عمق هذه الأنفاق إلي حد كبير في بعض الحالات، ويتوقف ذلك طبعا علي بعد رواسب الفحم عن سطح الأرض، ففي الولايات المتحدة مثلا لا توجد رواسب الفحم علي عمق كبير، ولذلك لايزيد عمق هذه الأنفاق الرأسية علي 500 متر في الوسط، بينما توجد رواسب الفحم في أوروبا علي عمق كبير في بعض الأحيان، ولذلك فقد يصل عمق البئر الرأسية في أوروبا إلي نحو 1000 متر في باطن الأرض وعندما تصل هذه الأنفاق إلي العمق المطلوب بالقرب من رواسب الفحم، تبدأ عملية إنشاء المنجم، وتحفر مجموعة من الممرات والحجرات التي تخترق رواسب الفحم.[2]
ويستعمل العمال مصاعد خاصة للنزول في هذه الأنفاق الرأسية، وتستخدم هذه المصاعد كذلك لإنزال المعدات المستعملة في الحفر، ولنقل الفحم إلي سطح الأرض وهناك ثلاث طرق رئيسية لاستخراج الفحم من باطن الأرض. وتعرف إحدي هذه الطرق وهي تتضمن حفر مجموعة من الحجرات داخل رواسب الفحم نفسها، مع ترك والإعمدة بطريقة كتل من هذه الرواسب علي هيئة أعمدة لتحمل سقف المنجم، وتقويتها ببعض الدعائم من حين لأخر وتستعمل هذه الطريقة كثيرا في مناجم الولايات المتحدة ، ولا تترك أعمدة الفحم الحاملة لسقف المنجم بعد انتهاء العمل في هذا المنجم، وإلا اعتبر ذلك تبديدا لكميات من الفحم، ولذلك يتم تكسير هذه الاعمدة الفحمية واستخراج ما بها من فحم في نهاية عمليات التعدين، ويترك سقف المنجم لينهار تحت ثقله الطبيعي.
وهناك طريقة اخري لتعدين الفحم تعرف باسم طريقة الجدار الطويل، ويكون فيها وجه رواسب الفحم المعرض لعملية التعدين، طويلا وعريضا بدرجة كافية وتستعمل في هذه الريقة معدات خاصة بها عجلات مسننة تقطع الفحم من هذا الجدار عند دورانها، وتقام في هذه الحالة دعامات قوية لحمل سقف المنجم كلما تقدم العمل .وتستخدم هذه الطريقة عادة في اوربا، ولكنها قليلة لاستخدام في الولايات المتحدة وهناك كذلك طريقة الجدار القصير ويكون فيه وجة رواسب الفحم المعرض لعملية التعدين والقطع، قصير إلي حد ما.
وتعتبر طريقة الجدار الطويل أكثر فائدة من الناحية الاقتصادية فهي تساعد علي استخراج قدر أكبر من رواسب الفحم من المنجم، كما أنها تكون أكثر صلاحية عندما تكون رواسب الفحم علي عمق كبير من سطح الأرض وطريقة استخراج الفحم المسماة بطريقة الغرف والأعمدة، هي أقل هذه الطرق تكلفة، فتصل تكاليفها إلي نحو عشر تكاليف طريقة الجدار الطويل، وذلك لأن الطريقة الأخيرة تزيد فيها تكاليف الحفر وإقامة الدعائم وما إلي ذلك وقد كانت عمليات التعدين فيما مضي عمليات بدائية إلي حد كبير، فكان الفحم يستخرج باستخدام المعاول وبعض المعدات اليديوة الأخري، أو باستخدام المتفجرات في بعض الأحيان، وكثيرا ما كان الفحم ينقل من المناجم إلي سطح الأرض في عربات تجرها البغال خلال ممرات طويلة مائلة تصل المنجم بسطح الأرض.
وقد تستعمل الديناميت فيما مضي لتكسير الفحم داخل المناجم، وقد نشأت عن ذلك عدة مخاطر نتيجة لصعوبة التحكم في الطريقة التي ينفجر بها الديناميت، ولذلك يستعمل الآن في كثير من الدول، نوع خاص من المتفجرات لهذا الغرض وتعرف هذه المتفجرات باسم (المتفجرات المسموح بها) وهي تعتبر أكثر أمنا من الديناميت، فهي تحترق بلهب قصير وعند درجة حرارة أكثر انخفاضا من درجة حرارة إشتعال الديناميت، فتقل بذلك خطورتها إلي حد كبير. وتستعمل أحيانا بدلا من هذه المتفجرات، اسطونات تحتوي علي غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط، أو الهواء المضغوط، وهي تصلح لتكسير الفحم من سطح الرواسب بنفس كفاءة المتفجرات، ولكنها تخلو من الآثار الحرارية الناتجة من إشتعال المتفجرات.
ويمكن كذلك استعمال ضغط الماء لتفتيت الفحم من جدارن المنجم، ويتم ذلك عادة باستعمال خراطيم خاصة يدفع فيها الماء تحت ضغط مرتفع بواسطة بعض المضخات القوية، وقد استعملت هذه الطريقة بكفاءة في مناجم الفحم في الاتحاد السوفيتي وفي اليابان. وتستخدم في عمليات نقل قطع الفحم من المنجم الي سطح الأرض وسائل مختلفة، فقد تستخدم عربات خاصة تشبه العربات المجنزرة، وهي تقوم بنقل كتل الفحم ذات الأحجام المختلفة الي مناطق تجميع خاصة في داخل المنجم وفي بعض المناجم اتلكبيرة تستخدم الات كبيرةمن نوع خاص، وهي تقوم تقريبا بكل الأعمال المطلوبة داخل المنجم، فهي تقطع كتل الفحم من جدارن المنجم بواسطة عجلات مسننة، ثم تحمل هذه القطع بعد ذلك إلي مؤخرة الالة بواسطة ميكانيكية خاصة حيث يتم تعبئتها في عربات خاصة لنقلها إلي مناطق التجميع.
وتعرف الآلات باسم المعدن المستمر ويبلغ بعضها حداً هائلاً من الكفاءة، فقد يصل ما تقطعه وتنقله من كتل الفحم إلي ثمانية اطنان في الدقيقة الواحدة ويتم نقل كتل الفحم من مناطق التجميع في داخل المناجم الي سطح الرض بعدة طرق، ففي حالة المناجم ذات الانفاق المائلة، يتم ذلك بواسطة سيور خاصة تتحرك في هذه الانفاق المائلة، أما في حالة المناجم ذات الأنفاق الرأسية، فيتم ذلك بواسطة مصاعد خاصة.
الانتاج
تزايد انتاج الفحم في آسيا، بينما انخفض في أوروپا. أعلى البلدان المنتجة للفحم (الأرقام بين الأقواس تقديرات 2009 لإجمالي انتاج الفحم بالمليون طن)[3] are:
- الصين (3.050 م.ط.)
- الولايات المتحدة (973 م.ط.)
- الهند (557 م.ط.)
- أستراليا (409 م.ط.)
- روسيا (298 م.ط.)
- إندونسيا (252 م.ط.)
- جنوب أفريقيا (250 م.ط.)
- پولندا (135 م.ط.)
- قزخستان (101 م.ط.)
- كولومبيا (75 م.ط.)
التعدين الحديث
الأمان
المخاطر على عمال التعدين
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الأوقات الأكثر أمناً في التعدين الحديث
الآثار البيئية
تعدين الفحم حسب البلد
أستراليا
كندا
تشيلي
الصين
كولومبيا
ألمانيا
الهند
پولندا
روسيا
إسپانيا
جنوب أفريقيا
أوكرانيا
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المملكة المتحدة
الولايات المتحدة
اليابان
.JPG)
أعمال أخرى
انظر أيضاً
- Acid mine drainage
- مرض الرئة السوداء
- جورج برتز (مصور)، أشهر مصور في القرن 19 لمناجم وعمال مناجم الفحم.
- تشغيل الأطفال
- معايير الفحم
- محطة تحضير الفحم
- Coal slurry impoundment
- قطار الفحم
- منطقة تعدين الفحم
- الأثر البيئي لصناعة الفحم
- مرفق انتاج الفحم
- قائمة كتب عن تعدين الفحم
- حريق منجم
- حادث تعدين
- ذروة الفحم
- مشكلات في تعدين الفحم
- معاهد الفحم العالمي
المصادر
- ^ "Environmental impacts of coal power: air pollution". Union of Concerned Scientists.
- ^ تعدين الفحم، موسوعة البيئة
- ^ "Coal Statistical Review 2010".
قراءات إضافية
- Daniel Burns. The modern practice of coal mining (1907)
- Chirons, Nicholas P. Coal Age Handbook of Coal Surface Mining (ISBN 0-07-011458-7)
- Hamilton, Michael S. Mining Environmental Policy: Comparing Indonesia and the USA (Burlington, VT: Ashgate, 2005). (ISBN 0-7546-4493-6).
- Hayes, Geoffrey. Coal Mining (2004), 32 pp
- Hughes. Herbert W, A Text-Book of Mining: For the use of colliery managers and others (London, many editions 1892-1917), the standard British textbook for its era.
- Kuenzer, Claudia. Coal Mining in China (In: Schumacher-Voelker, E., and Mueller, B., (Eds.), 2007: BusinessFocus China, Energy: A Comprehensive Overview of the Chinese Energy Sector. gic Deutschland Verlag, 281 pp., ISBN 978-3-940114-00-6 pp. 62–68)
- National Energy Information Center. "Greenhouse Gases, Climate Change, Energy". Retrieved 2007-10-16.
- Charles V. Nielsen and George F. Richardson. 1982 Keystone Coal Industry Manual (1982)
- Saleem H. Ali. "Minding our Minerals, 2006."
- A.K. Srivastava. Coal Mining Industry in India (1998) (ISBN 81-7100-076-2)
- Department of Trade and Industry, UK. "The Coal Authority". Retrieved 2007-10-16.
- Tonge, James. The principles and practice of coal mining (1906)
- Woytinsky, W. S., and E. S. Woytinsky. World Population and Production Trends and Outlooks (1953) pp 840–881; with many tables and maps on the worldwide coal industry in 1950
وصلات خارجية
- Glossary of Mining Terms
- Coal Mine exploration and preservation
- Abandoned Mine Research
- Methods of mining – overview and graphic of coal mining methods
- National Coal Mining Museum for England
- NIOSH Coal Workers' Health Surveillance Program
- Purdue University – Petroleum and Coal
- University of Wollongong – educational resource on longwall mining
- Virtual coalmine – visual e-learning source with comprehensive display of long-wall face
- World Coal Institute – Coal Mining