التعدين ، عملية الاستخراج مفيدة المعادن من سطح الأرض ، بما في ذلك البحار. المعدن ، مع استثناءات قليلة ، هو مادة غير عضوية تحدث في الطبيعة ولها مادة كيميائية محددة تكوين والخصائص الفيزيائية المميزة أو التركيب الجزيئي. (غالبًا ما تتم مناقشة مادة عضوية ، وهي الفحم ، كمعدن أيضًا). مجموع من المعادن المعدنية والشوائب (الصخور المرتبطة بها التي ليس لها قيمة اقتصادية) ، والتي يمكن استخراجها بربح. الرواسب المعدنية يشير إلى حدوث طبيعي لمعدن مفيد ، بينما إيداع خام يشير إلى رواسب معدنية ذات مدى وتركيز كافيين يدعو إلى الاستغلال.
أعمال التطوير النموذجية لمنجم تحت الأرض. Encyclopædia Britannica، Inc.
عند تقييم الرواسب المعدنية ، من المهم للغاية مراعاة الربح. يشار إلى إجمالي كمية المعادن في وديعة معينة على أنها مخزون المعادن ، ولكن فقط الكمية التي يمكن استخراجها بربح تسمى احتياطي خام . مع ارتفاع سعر بيع المعدن أو انخفاض تكاليف الاستخراج ، تزداد نسبة المخزون المعدني المصنف على أنه خام. من الواضح أن العكس هو الصحيح أيضًا ، وقد يتوقف المنجم عن الإنتاج بسبب (1) استنفاد المعدن أو (2) انخفاض الأسعار أو ارتفاع التكاليف لدرجة أن ما كان في السابق خامًا أصبح الآن معدنًا فقط.
تشير الاكتشافات الأثرية إلى أن التعدين تم في عصور ما قبل التاريخ. على ما يبدو ، كان أول معدن تم استخدامه هو الصوان ، والذي ، بسبب نمط التكسير المحاري ، يمكن تقسيمه إلى قطع ذات حواف حادة والتي كانت مفيدة مثل الكاشطات والسكاكين ورؤوس الأسهم. خلال العصر الحجري الحديث ، أو العصر الحجري الجديد (حوالي 8000-2000قبل الميلاد) ، تم غرق أعمدة يصل عمقها إلى 100 متر (330 قدمًا) في رواسب طباشيرية ناعمة فيها فرنسا وبريطانيا من أجل استخراج حصى الصوان الموجودة هناك. تم استخدام معادن أخرى ، مثل المغرة الحمراء ومعدن النحاس الملكيت ، كأصباغ. أقدم منجم معروف تحت الأرض في العالم تم غرقه منذ أكثر من 40 ألف عام في بومفو ريدج في جبال نغوينيا ، سوازيلاند ، للمغرة المستخدمة في طقوس الدفن وتلوين الجسم.
ذهب كان من أوائل المعادن المستخدمة ، حيث تم استخراجه من مجاري من الرمل والحصى حيث ظهر كمعدن نقي بسبب ثباته الكيميائي. على الرغم من أن النحاس أقل استقرارًا كيميائيًا ، إلا أنه يوجد في الشكل الأصلي وربما كان المعدن الثاني الذي تم اكتشافه واستخدامه. تم العثور على الفضة أيضًا في حالة نقية وكانت قيمتها أعلى من الذهب في وقت من الأوقات.
وفقا للمؤرخين ، فإن المصريون كانت تعدين النحاس على شبه جزيرة سيناء منذ زمن بعيد حتى 3000قبل الميلاد، على الرغم من أن بعض البرونز (النحاس المخلوط مع يصدق ) يعود تاريخه إلى 3700قبل الميلاد. يعود تاريخ الحديد إلى 2800قبل الميلاد؛ تعود السجلات المصرية لصهر خام الحديد إلى عام 1300قبل الميلاد. تم العثور على الرصاص في أطلال طروادة القديمة ، وقد تم إنتاجه منذ 2500قبل الميلاد.
كان من أقدم الأدلة على البناء بالحجر المحفور اعمال بناء (2600قبل الميلاد) من الأهرامات العظيمة في مصر ، أكبرها (خوفو) يبلغ طوله 236 مترًا (775 قدمًا) على طول جوانب القاعدة وتحتوي على ما يقرب من 2.3 مليون كتلة من نوعين من حجر الكلس والأحمر الجرانيت . يُعتقد أن الحجر الجيري قد تم استخراجه عبر نهر النيل. تم نقل الكتل التي يصل وزنها إلى 15000 كجم (33000 رطل) لمسافات طويلة ورفعت في مكانها ، وتظهر قطعًا دقيقًا نتج عنه بناء دقيق.
ما هي وظيفة الانزيمات المقيدة في البكتيريا؟
واحدة من العلاجات المبكرة الأكثر اكتمالا لأساليب التعدين في أوروبا هي من قبل العالم الألماني جورجيوس أجريكولا في كتابه عن طريق إعادة ميتاليكا (1556). يصف الطرق التفصيلية لقيادة الأعمدة والأنفاق. تم تعدين الخام والصخور الناعم بشق الأنفس باستخدام معول وخام أصعب باستخدام معول ومطرقة أو أسافين أو حرارة (إشعال النار). اشتمل وضع النار على تكديس كومة من جذوع الأشجار على وجه الصخرة وحرقها. أدت الحرارة إلى إضعاف أو كسر الصخور بسبب التمدد الحراري أو عمليات أخرى ، حسب نوع الصخور والركاز. تم استخدام أنظمة التهوية والضخ الخام عند الضرورة. تم رفع الأعمدة والمنحدرات باستخدام مرفاع ؛ كان النقل في الشاحنات وعربات اليد. تم استخدام أنظمة دعم الأخشاب في الأنفاق.
تم إحراز تقدم كبير في التعدين عندما وصل سر المسحوق الأسود إلى الغرب ، ربما من الصين في أواخر العصور الوسطى. تم استبدال هذا كمتفجر في منتصف القرن التاسع عشر بالديناميت ، ومنذ عام 1956 كلاهما نترات الأمونيوم دخلت عوامل تفجير الوقود والعجائن (خليط من الماء والوقود والمؤكسدات) في الاستخدام المكثف. تم استخدام مثقاب فولاذي بنقطة إسفين ومطرقة لأول مرة لحفر ثقوب لوضع المتفجرات ، والتي تم تحميلها بعد ذلك في الثقوب وتفجيرها لكسر الصخور. أظهرت التجربة أن التنسيب الصحيح للثقوب وترتيب الحرق مهمان للحصول على أقصى كسر للصخور في المناجم.
أدى اختراع المثاقب الميكانيكية التي تعمل بالهواء المضغوط (المطارق الهوائية) إلى زيادة القدرة على استخراج الصخور الصلبة بشكل ملحوظ ، مما قلل من تكلفة ووقت الحفر عدة مرات. يُذكر أن الإنجليزي ريتشارد تريفيثيك اخترع مثقابًا دوارًا يعمل بالبخار في عام 1813. مثقاب ميكانيكي يستخدم القطع المرفقة على قضبان الحفر ويتحرك لأعلى ولأسفل مثل مكبس في أسطوانة يعود تاريخه إلى عام 1843. في ألمانيا عام 1853 ، تم حفر يشبه تم اختراع تدريبات الهواء الحديثة. تم استبدال تدريبات المكبس بواسطة المثاقب المطرقية التي يتم تشغيلها بواسطة الهواء المضغوط ، وتم تحسين أدائها مع التصميم الأفضل وتوافر الفولاذ عالي الجودة.
ترافقت التطورات في الحفر مع تحسينات في طرق التحميل ، من التحميل اليدوي بالمجارف إلى أنواع مختلفة من اللوادر الميكانيكية. وبالمثل ، تطورت وسائل النقل من نقل البشر والحيوانات إلى سيارات التعدين التي تجرها القاطرات والناقلات الكهربائية وإلى المركبات ذات الإطارات المطاطية ذات السعة الكبيرة. حدثت تطورات مماثلة في التعدين السطحي ، مما أدى إلى زيادة حجم الإنتاج وخفض تكلفة المنتجات المعدنية وغير المعدنية بشكل كبير. يتم استخدام آلات التجريد الكبيرة ذات عجلات الحفر في تعدين الفحم السطحي في أنواع أخرى من المناجم المفتوحة.
ماء كان التدفق إلى الداخل مشكلة مهمة للغاية في التعدين تحت الأرض حتى جيمس واط اخترع المحرك البخاري في القرن الثامن عشر. بعد ذلك ، يمكن استخدام المضخات التي تعمل بالبخار لإزالة المياه من المناجم العميقة في اليوم. كانت أنظمة الإضاءة المبكرة من نوع اللهب المكشوف ، وتتكون من الشموع أو مصابيح الفتيل الزيتية. في النوع الأخير ، تم حرق زيت الفحم أو زيت الحوت أو الكيروسين. ابتداءً من تسعينيات القرن التاسع عشر ، تم توليد غاز الأسيتيلين القابل للاشتعال عن طريق إضافة الماء إلى كربيد الكالسيوم في قاعدة المصباح ثم إطلاقه من خلال نفاثة في وسط عاكس معدني لامع. جعلت شرارة الصوان هذه ما يسمى بمصابيح الكربيد سهلة الإضاءة. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، بدأت مصابيح الغطاء التي تعمل بالبطاريات في دخول المناجم ، ومنذ ذلك الحين تم إجراء تحسينات مختلفة في شدة الضوء وعمر البطارية والوزن.
على الرغم من تراكم قدر كبير من المعرفة الأسطورية والرومانسية حول عمال المناجم والتعدين ، إلا أنه في التعدين الحديث ، فإن الآلات هي التي توفر القوة وعمال المناجم المدربين الذين يوفرون العقول اللازمة للسيطرة على هذه الصناعة شديدة التنافس. تطورت التكنولوجيا إلى الحد الذي يتم فيه الآن استخراج الذهب تحت الأرض على عمق 4000 متر (حوالي 13100 قدم) ، وتم التنقيب عن أعمق مناجم سطحية إلى أكثر من 700 متر (حوالي 2300 قدم).
Copyright © كل الحقوق محفوظة | asayamind.com