فرایند کشف زغال‌سنگ ، یکی از مراحل ابتدایی و حیاتی در صنعت معدن‌کاری است. این فرایند به چند مرحله‌ی اصلی تقسیم می‌شود که شامل مطالعات اولیه، شناسایی ذخایر، نمونه‌برداری و ارزیابی اقتصادی است. در ادامه با زبان ساده توضیح می‌دهیم:
۱. مطالعات زمین‌شناسی مقدماتی
در این مرحله:
نقشه‌های زمین‌شناسی منطقه بررسی می‌شود.
سابقه‌ی زمین‌شناسی و احتمال وجود لایه‌های زغال‌سنگ شناسایی می‌شود.
بررسی‌های هوایی، عکس‌برداری ماهواره‌ای یا با پهپاد برای تحلیل ساختار زمین انجام می‌شود.
۲. مطالعات ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی
این تکنیک‌ها بدون حفاری، ساختار زیرزمینی را بررسی می‌کنند:
مغناطیس‌سنجی، مقاومت‌سنجی و لرزه‌نگاری برای شناسایی لایه‌های زغال‌دار.
در بعضی مناطق، گازهای طبیعی خروجی از زمین هم بررسی می‌شود.
۳. حفاری اکتشافی
در این مرحله حفاری‌های آزمایشی انجام می‌شود تا:
عمق و ضخامت لایه‌های زغال‌سنگ مشخص شود.
کیفیت و نوع زغال‌سنگ (حرارتی، کک‌شو و…) تعیین شود.
نمونه‌برداری دقیق برای آنالیز شیمیایی و فیزیکی صورت گیرد.
۴. تحلیل و آنالیز نمونه‌ها
نمونه‌ها در آزمایشگاه از نظر:
درصد خاکستر، گوگرد، رطوبت و مواد فرار
مقدار انرژی حرارتی بررسی می‌شوند تا مشخص شود که آیا ارزش استخراج دارند یا نه.
۵. ارزیابی اقتصادی و زیست‌محیطی
در این مرحله:
هزینه‌های استخراج و حمل‌ونقل بررسی می‌شود.
ارزیابی‌های زیست‌محیطی برای جلوگیری از تخریب طبیعت انجام می‌شود.
اگر همه چیز مثبت باشد، معدن به مرحله‌ی استخراج می‌رسد.
بعد از مرحله کشف و تأیید اقتصادی بودن معدن زغال‌سنگ، وارد مرحله استخراج می‌شن که خودش شامل یک سری مراحل مهم و دقیق هست. اگه بخوایم به‌صورت مرحله‌به‌مرحله و ساده توضیح بدیم، فرایند آماده‌سازی، حفر تونل و استخراج به این شکله:
مراحل حفر تونل و استخراج زغال‌سنگ
۱. طراحی و برنامه‌ریزی معدن (Mine Planning)
قبل از هر کار، باید تصمیم بگیرن:
چقدر زغال‌سنگ وجود داره؟
کجا باید تونل‌ها و راه‌های دسترسی حفر بشن؟
چه روشی برای استخراج به‌صرفه‌تره: زیرزمینی یا روباز؟
اگر معدن زیرزمینی باشه (که برای زغال‌سنگ رایجه)، باید طراحی تونل‌ها خیلی دقیق باشه تا هم ایمن باشه هم اقتصادی!
۲. ساخت جاده‌های دسترسی و کمپ پشتیبانی
ساخت مسیر برای رفت‌وآمد ماشین‌آلات سنگین.
آماده‌سازی محوطه برای نگهداری تجهیزات، ایستگاه برق، تهویه، سیستم آب و…
۳. حفاری اولیه برای تونل اصلی (Main Entry Tunnels)
تونل‌هایی به‌صورت افقی یا با شیب ملایم به سمت عمق زمین زده می‌شن.
این تونل‌ها هم برای دسترسی به لایه‌های زغال‌سنگ هستن هم برای تهویه، تخلیه زغال و فرار اضطراری.
معمولاً با دستگاه‌های حفاری مخصوص یا گاهی با دینامیت‌های کنترل‌شده این کار انجام می‌گیره.
۴. تقویت و ایمن‌سازی تونل‌ها
دیواره‌ها با قاب‌های فلزی، بتن‌پاشی (Shotcrete)، و پیچ سنگ (Rock Bolt) تقویت می‌شن.
سیستم تهویه برای ورود هوای تازه و خروج گازهای خطرناک نصب می‌شه.
۵. حفر راهروهای فرعی (Panel Development)
از تونل اصلی، راهروهای فرعی به سمت لایه‌های زغال‌سنگ زده می‌شن.
این قسمت‌ها محل اصلی استخراج هستند.
6. انتخاب روش استخراج
سه روش اصلی استخراج زغال‌سنگ زیرزمینی داریم:
الف) Room and Pillar (اتاق و پایه)
زغال‌سنگ از بخش‌هایی (اتاق‌ها) برداشت می‌شه و ستون‌هایی از زغال‌سنگ برای نگه‌داشتن سقف باقی می‌مونه.
ب) Longwall (لانگ‌وال یا چهره بلند)
یک بخش طولانی از لایه زغال‌سنگ به صورت پیوسته با دستگاه‌های خودکار بریده و جمع‌آوری می‌شه. سقف به‌تدریج پشت سر سیستم فرو می‌ریزه.
بسیار پیشرفته و پربازده ولی گرون‌تر.
پ) Cut and Fill (برش و پر کردن)
کمتر در زغال‌سنگ استفاده می‌شه، بیشتر برای سنگ‌های سخته.