يعد الفحم، بغض النظر عن أي بلد، أحد أهم مصادر الطاقة ويلعب دورًا مهمًا في عملية التصنيع.
كيف يتكون الفحم
الفحم نفسه مادة سوداء تتكون أساساً من الكربون والهيدروكربونات. ويتم حرقه لإطلاق طاقة الفحم. ومن الاستخدامات المهمة للفحم توليد الكهرباء.
يكمن جوهر الفحم في أن بقايا النباتات مدفونة تحت الأرض ومعزولة عن الهواء لفترات طويلة من الزمن، وتتحلل بمعدل بطيء للغاية مع الاحتفاظ بمعظم الكربون (مصدر الطاقة) في عملية التحلل.
كيف يتم استخراج الفحم
لفهم كيفية تطوير الفحم، نحتاج إلى معرفة كيفية دفنه بشكل عام.
يتم دفن الفحم بشكل عام بطريقتين، التعدين في حفرة مفتوحة والتعدين تحت الأرض على التوالي. ويعرّف التعدين السطحي على أنه في حدود 200 قدم من السطح، ويعرّف التعدين تحت الأرض بشكل عام على أنه أكثر من 200 قدم فوق السطح.
يتم تعدينها بطرق مختلفة. فالتعدين في الحفر المكشوفة أسهل، بينما التعدين تحت الأرض أكثر تعقيداً وخطورة على عمال مناجم الفحم.
التعدين المكشوف:
والتعدين التجريدي هو أسهل أشكال التعدين، حيث يكون خط التماس الفحم قريباً جداً من السطح. وعادة ما ينطوي التعدين على إزالة الغطاء الزائد، وإزالة التربة والصخور بالحفارات، وما إلى ذلك، ثم الحفر والتكسير والتجريد المنهجي بالحفارات، وأخيراً النقل بالشاحنة القلابة, مقطورة نصف قلابة أو نصف مقطورة قلابة
يمكن استخدام التعدين الشريطي في المناطق المنبسطة والتلال على حد سواء. ويسمى التعدين الشريطي في منطقة جبلية بالتعدين الكنتوري. ويتبع التعدين الكنتوري الحواف أو الخطوط الكنتورية حول التل.
ينطوي التعدين المكشوف عادةً على:
- إزالة جزء أو كل درز الفحم المدفون لكشفه.
- تخلص من المواد الزائدة في الوديان القريبة.
ينقسم التعدين العام إلى الخطوات الخمس التالية:
- أولاً، قم بإزالة طبقة الصخور وطبقة التربة فوق طبقة الفحم وبينها.
- بعد إزالة التماس الفحم، سيكون هناك الكثير من التربة والصخور الزائدة، والتي سيتم وضعها في الوادي المجاور.
- استخدم معدات جرف التربة الكبيرة لبدء حفر الفحم. اختر معدات مختلفة وفقًا لطريقة التعدين وحجمه.
- مع استمرار تعدين الفحم، قد يحتاج الأمر إلى إعادة تصنيفه وفقًا لظروف معينة.
- بعد الانتهاء من تعدين الفحم، عادة ما يتم استخدام طرق مثل تغطية الغطاء النباتي للحد من التلوث.
ماذا يفعل التعدين العاري بالأرض؟
يؤدي تعدين الفحم إلى إحداث ثقوب كبيرة في الأرض، لذلك عندما تتم إزالة الفحم، نحتاج إلى ترميم المنجم. نحن بحاجة إلى وضع خطة وإصلاحه تدريجياً.
التعدين تحت الأرض
في التعدين تحت الأرض، يتم حفر حفرة مناسبة في الأرض ثم يتم شق نفق في خط التماس الفحم للسماح بتركيب مرافق النقل والتهوية ومعالجة المياه والطاقة والعمل بكفاءة أكبر.
يمكن أن يصل عمق بعض المناجم تحت الأرض إلى آلاف الأقدام، وغالباً ما تُعطى الأولوية للأنفاق. يمكن لعمال المناجم أن يستقلوا مصعداً إلى المنجم العميق ويبدأوا العمل.
يتم استخراج الفحم من تحت الأرض، عادةً بواسطة آلات كبيرة، ثم يتم جلبه إلى السطح على دفعات صغيرة بواسطة مركبات النقل. وفي كل مرة تحفر في الأرض، تحتاج إلى إضافة دعامة على كل مسافة لمنع الانهيار.
تعدين الغرف والأعمدة
متى يتم استخدام هذه الطريقة؟
تُستخدم الغرفة والعمود عادةً للرواسب المستوية.
كيف تعمل؟
في تعدين الغرف والأعمدة، يتم تعدين رواسب الفحم عن طريق قطع شبكة من "الغرف" في درز الفحم وترك وراءها "أعمدة" من الفحم أيضًا. يتم تعدين رواسب الفحم عن طريق قطع شبكة من "الغرف" في درز الفحم وترك وراءها "أعمدة" من الفحم لدعم سقف المنجم. يمكن أن تصل هذه الأعمدة إلى 401 تيرابايت في 3 تيرابايت من إجمالي الفحم في التماس - على الرغم من أنه يمكن استرداد هذا الفحم في بعض الأحيان في مرحلة لاحقة.
تعدين الحوائط الطويلة
متى يتم استخدام هذه الطريقة؟
يستخدم التعدين بالجدار الطويل لتعدين جدار طويل من الفحم في شريحة واحدة.
كيف تعمل؟
ينطوي التعدين باستخدام الجدران الطويلة على استخراج الفحم بالكامل من جزء من خط التماس، أو "وجه" باستخدام آلات القص الميكانيكية. يمكن أن يتراوح طول "وجه" الفحم من 100-350 متر. التقدم الذاتي، أو "الوجه" باستخدام المقصات الميكانيكية. يمكن أن يتراوح طول "وجه" الفحم من 100-350 متر.
تعمل الدعامات ذاتية الدفع التي تعمل بالطاقة الهيدروليكية على تثبيت السقف مؤقتًا أثناء استخراج الفحم. وعندما يتم استخراج الفحم من المنطقة، يُسمح للسقف بالانهيار. يمكن استخراج أكثر من 751 تيرابايت 3 تيرابايت من الفحم الموجود في الرواسب من ألواح الفحم التي يمكن أن تمتد لمسافة 3 كم عبر خط التماس الفحم.
الخاتمة
وعادة ما تعتمد طرق تعدين الفحم الشائعة لهذين النوعين من التعدين على الوضع الفعلي الذي يختارونه. بغض النظر عن نوع طريقة التعدين المستخدمة، يجب ألا نتجاهل التأثير على البيئة بعد الانتهاء من التعدين. نحن بحاجة إلى إصلاح البيئة ببعض الوسائل.
الأسئلة الشائعة
ما هي خطوات تكوين الفحم؟
يتكون الفحم على أربع مراحل: الخث، والفحم البني، والفحم القاري، والأنثراسايت. إذا كان هناك المزيد من الضغط والحرارة في المكان الذي دُفن فيه الفحم، فسيتم إنتاج فحم أنثراسايت أفضل.
هل الفحم مصدر للطاقة المتجددة
لا، الفحم مصدر طاقة غير متجدد. وبالمثل، فإن الوقود الأحفوري، مثل الفحم، هو مصدر طاقة غير متجدد، وكذلك النفط والغاز الطبيعي. فجميعها يستغرق إنتاجها مئات الملايين من السنين.
