معدنکاری زیرزمینی دست کمی از ساخت شهری چند صد متری زیر سطح زمین ندارد. در نگاه اول دشواری کار در زیر زمین تنها محدود به عمق آن است، اما عمق و چندین تُن سنگ بالای سر تنها بخشی از مشکلاتی است که باید بر آن فائق آمد. زیر زمین تاریک و مرطوب بوده و اکسیژن محدود و ارزشمند است. همچنین فضای در اختیار معدنکاران تنگ است و ترکیب آن با عوامل گفته شده، نیاز به کار دقیق و حسابشده را افزایش میدهد. تجهیزات مخصوص حفاری زیرزمینی چابک و قدرتمند هستند و در عین حال، امنیت کارگران را در اولویت قرار میدهند.۳ مورد از مهمترین این ماشینها عبارت است LHD، جامبو دریل و بولتر. ال اچ دی در لغت مخفف سه کلمهی Load-Haul-Dump به معنای بارگیری-حمل-تخلیه است و در اینجا به اختصار لودر زیرزمینی میخوانیم. اول از همه هم به سراغ همین LHDها برویم.
لودر زیرزمینی
لودرها در زیر زمین و کار معدنی اندازهی کوچک و قدرت خوبی دارند. شاسی آنها کوتاه و مناسب عبور از فضاهای تنگ و تاریک معادن است و فرمان آنها در وسط بدنه قرار گرفته است. فرمان در وسط بدنهی ماشین یعنی ماشین از وسط، نه از چرخهای جلو، خم شده و میچرخد. این ویژگی امکان مانور بسیار خوب در زیر زمین را برای آنها فراهم آورده است.
لودرهای معمولی برای کار در زیر زمین ایرادات متعددی دارد: بزرگ است و امکان جابجایی بار در فضای محدود را اصلا ندارد. اما ال اچ دیها با جام یا باکتی در جلو سنگهای حاصل از انفجار و حفاری را بار میزنند و به محل تخلیه منتقل میکنند. در محل تخلیه خردکنندههای اولیه یا دامپ تراکهای زیرزمینی منتظر دریافت از لودرهاست.
اکسیژن در معادن حائز ارزش بسیار زیادی بوده و تهویه بسیار دشوار و گران است. برای همین لودرهای زیرزمینی با سوخت دیزلی کار نمیکنند. لودرهای جدید با برق باتری یعنی برق DC کار کرده یا هیبریدی است. در حال حاضر بسیاری از شرکتها به دنبال جایگزینی لودرهای دیزلی با برقی هستند.
جامبو دریل، مشهورترین عضو تیم ۳ گانه
جامبو دریل ماشین پیشرو در معدن است. دریلهای جامبو تونل را باز میکند، مسیر جدید میسازد و راه را برای باقی تجهیزات برقرار میکند. چندین دریل سنگین بر بازوهای متعدد جامبوها نصب شده و با دقت میلیمتری سوراخهایی در سنگ ایجاد میکند. این سوراخها قطر و عمق مشخصی داشته و بعدتر با مواد انفجاری پر میشود. با انفجار جبهه یا پیشانی کار معدن شکسته شده و پیشروی ادامه پیدا میکند.
جامبوها در مدلهای تکبازو، دو باز و سه بازو تولید میشود. به موجب همین بازوها جامبو دریل را اصطلاحا بومر نیز مینامند. تعداد بازوهای جامبو به نوع معدن و همچنین عرض تونلها بستگی دارد. اپراتور بر هرکدام از بازو یا بومهای جامبو دریل کنترل کامل داشته و زاویه، جهت، ارتفاع و عمق آن را تنظیم میکند. دستگاههای جدیدتر از کنترلرهای دیجیتالی یا اتوماتیک نیز بهره میبرد.
در مدلهای پیشرفته، نرم افزار الگوی حفاری را مشخص کرده و جامبو دریل طبق نقشه حفاری را با دقت بالا پیاده میکند. الگوی حفاری یعنی الگوی انفجار و اگر انفجار دقت کافی نداشته باشد خطر ریزش وجود خواهد داشت. برخی مواقع نیز انفجار نامناسب سنگ را به شکل مناسب و کافی نمیشکند.
بدنهی جامبو برای حفاری و معدنکاری زیرزمینی ساخته شده است. فضای تونلهای زیرزمینی خیس و لغزنده است و عملیات پایدار و ایمن نیازمند ارضای شاخصههای کیفی است. در فضای کاری تاریک زیر زمین جامبو چراغهای قوی دارد و برای کنترل و کار از سکوهای متحرک و استبیلایزر یا سیستمهای تثبیتکننده بهره میبرد. کابینهای جدیدتر دریلهای جامبو مجهز به فیلتر هوا، سیستم کنترل ارتعاشات و عایق صوتی است.
حفاری، انفجار … ایمنسازی سقف و دیوارهها با بولتر
بولتر ماشینی است که سقف را محکمکاری کرده و از ریزش معدن ممانعت به عمل میاورد. بولتر یا ماشین راک بولتینگ سنگهای سقف و دیوارهی تونل معدنی را با پیچهای فولادی، صفحات مهار و رزین یا دوغاب فیکس و محکمکاری میکند. بولترهای زیرزمینی از لودر و جامبو دریلها کوچکتر اند و این مسئله نیز بی دلیل نیست. بولتر دکل حفاری کوچکی برای حفر سوراخهای کمعمق دارد. پس از حفر سوراخهای کمعمق پیچ یا بولت سنگ را داخل زده و با ملات تقویت میکند. تودهی سنگی بالای تونل در اثر بولتینگ پایدار میشود و از ریزش جلوگیری میشود.
هرچه دستگاهها پیشرفتهتر شده، میزان اتوماسیون آنها افزایش یافته است. برای مثال بولترهای جدیدتر مجهز به سیستم تزریق رزین خودکار هستند. برخی از آنها برای کار با سقفهای ناهموار بازوهای انعطاف پذیر داشته و برخی دیگر مانند تی بی ام عمل کرده و هم حفاری و هم بولتگذاری میکنند. در معادن بزرگ از بولترهای کارامد و سریع مستقل استفاده میشود.
جمع بندی چرخهی کار ماشین آلات
ابتدا جامبو الگوی انفجار را حفاری میکند. سپس مواد منفجره جاگذاری شده و پیشانی معدن شکافته میشود. سپس لودرها وارد شده و سنگهای خردشده را بارگیری و منتقل میکنند. در نهایت نیز بولتر وارد عمل شده و فضای تخریب شده را محکم کاری میکند تا جامبو دوباره وارد کار شده و پیشروی کند.
در معادن بسته به جنس سنگ اشکال مختلفی از ماشین آلات فوق استفاده میشود. در معدنی که با سنگهای نرمتر سر و کار دارد لودرهای کوچکتر و برقی کار را در میاورد. در معادن طلا و مس با لودرهای بزرگتر و قویتری روبرو هستیم که جبههی کار را میشکافند و پیش میروند. جامبوهایی که برای سنگهای سخت طراحی شده قدرت ضربه بیشتری داشته و دمندههای قویتری روی آنها نصب است تا گرد و غبار را فوت کند. برای سنگهای نرم از بولتهای بلندتر برای مهار سطح استفاده میشود.
کنترل گرد و غبار
جامبو که مته را داخل سنگ میفرستد، حجم زیادی از خاک در فضا رها میشود که امکان تنفس را از بین میبرد. برای جلوگیری از اشباع سیستم تهویهی معدن خود دستگاه جامبو مجهز به سیستمی از فن، پمپ و فیلتر است. بسته به نوع جامبو یا از کولکتور خشک یا از کولکتور مرطوب استفاده میشود. در کالکتور خشک فن محوری هوای جلوی بوم را به داخل کشیده و به سایکلون میفرستند. در سایکلون هوا چرخیده و ذرات از هم تفکیک میشود. بعد فیلتر گردهای کوچکتر را گیر می اندازد و جدا میسازد. در کالکتورهای مرطوب هم با کمک پمپ آب و نازل آب روی مته و کنار محل حفاری اسپری میشود تا ذرات سنگین شده و ته نشین شود. سپس فن دمیده و گرد و غبار را به بیرون هدایت میکند. این سیستم برای معادن سنگ سخت که گرد و غبار زیادی تولید میکند مناسب است. بلوئر یا فن بر روی جامبو دریل کنار بوم یا روی بخش میانی شاسی تعبیه میشود.
