استخراج زغال‌سنگ یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های معدنی در دنیاست که برای تأمین انرژی، به‌ویژه در نیروگاه‌ها و صنایع فولادسازی استفاده می‌شود. زغال‌سنگ معمولاً در لایه‌هایی زیر زمین قرار دارد و برای دسترسی به آن از روش‌های مختلف استخراج استفاده می‌شود که به‌طور کلی به دو دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند:
۱. استخراج سطحی (Surface Mining)
این روش زمانی استفاده می‌شود که لایه‌های زغال‌سنگ به سطح زمین نزدیک باشند.
ویژگی‌ها:
اقتصادی‌تر و ایمن‌تر نسبت به روش زیرزمینی
استفاده از ماشین‌آلات سنگین مانند بیل مکانیکی، بولدوزر و کامیون‌های عظیم
تخریب محیط زیست و تغییر چهره‌ی زمین از معایب این روش است
انواع استخراج سطح:
روش روباز (Open-pit mining): برداشتن لایه‌های خاک و سنگ بالایی تا رسیدن به زغال‌سنگ
روش نواری (Strip mining): برداشت زغال‌سنگ در نوارهای افقی و متوالی
۲. استخراج زیرزمینی (Underground Mining)
زمانی استفاده می‌شود که لایه‌های زغال‌سنگ در عمق زمین قرار دارند. این روش پرهزینه‌تر اما برای ذخایر عمیق ضروری است.
ویژگی‌ها:
مناسب برای لایه‌های عمیق
خطراتی مثل ریزش تونل، گازگرفتگی یا انفجار
نیاز به تهویه، گازسنج، و سیستم‌های ایمنی قوی
روش‌های اصلی استخراج زیرزمینی:
روش اتاق و پایه (Room and Pillar): ایجاد اتاق‌هایی در دل زمین و باقی گذاشتن ستون‌هایی از زغال‌سنگ برای جلوگیری از ریزش
روش جبهه‌کار طولانی (Longwall mining): یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها؛ در آن یک صفحه بزرگ از زغال‌سنگ با دستگاه‌های مکانیزه استخراج شده و پشت سر آن سقف به‌صورت کنترل‌شده ریزش می‌کند.
در استخراج زغال‌سنگ به روش زیرزمینی، مخصوصاً در روش‌هایی مثل جبهه‌کار طولانی (Longwall) یا اتاق و پایه (Room and Pillar)، از آرک و ریل برای ایجاد مسیر ایمن و حمل زغال‌سنگ استفاده می‌شه.
آرک (Arc) چیست و چه کاربردی دارد؟
آرک‌ها یا قاب‌های نگهدارنده، ساختارهایی فلزی (یا گاهی چوبی) هستند که برای تقویت سقف تونل‌ها در معدن استفاده می‌شن.
کاربردها:
✅ جلوگیری از ریزش سقف تونل
✅ افزایش ایمنی کارگران
✅ حفظ پایداری مسیرهای استخراج و تردد
معمولاً آرک‌ها به شکل نیم‌دایره یا قوس ساخته می‌شن و در فواصل منظم در امتداد تونل نصب می‌شن. گاهی به این کار قاب‌بندی تونل هم گفته می‌شه.
ریل در معدن چیست و چه استفاده‌ای دارد؟
ریل مثل ریل قطار هست، اما در ابعاد کوچیک‌تر و مخصوص معادن. این ریل‌ها روی کف تونل نصب می‌شن تا واگن‌های کوچک حمل زغال‌سنگ (که بهشون می‌گن لانسی یا لوکوموتیو معدنی) روش حرکت کنن.
کاربردها:
✅ انتقال سریع و کم‌هزینه زغال‌سنگ از محل استخراج تا خروجی معدن
✅ حمل ابزار، چوب، مصالح یا حتی کارگران
✅ استفاده از سیستم‌های لوکوموتیو یا واگن دستی برای حرکت روی ریل
نحوه استفاده ترکیبی از آرک و ریل:
1. تونل اصلی با استفاده از آرک‌ها مقاوم‌سازی می‌شه.
2. ریل‌ها روی زمین بین همین آرک‌ها نصب می‌شن.
3. واگن‌ها زغال‌سنگ استخراج‌شده رو جمع می‌کنن و از مسیر ریل به بیرون منتقل می‌کنن.
4. این سیستم باعث می‌شه هم ایمنی بالا بره، هم سرعت کار زیاد بشه.
نکات ایمنی در استخراج:
🛑 تهویه‌ی مناسب برای خروج گازهای سمی
🛑 استفاده از دستگاه‌های گازسنج
🛑 تقویت سقف و دیواره‌ها با چوب یا فلز
🛑 آموزش کارگران برای مقابله با خطرات احتمالی