به گزارش ایسنا، در ابتدای این یادداشت با بیان این‌که زغال‌سنگ به‌عنوان یکی از منابع انرژی در جهان، دارای تاریخی طولانی و پر از تغییر و تحول است، آمده است: این ماده معدنی که از دیرباز به‌عنوان سوخت اصلی در فرآیندهای گرمایش و تولید انرژی مورد استفاده قرار گرفته، نقش بسزایی در توسعه اقتصادی و صنعتی جوامع بشری ایفا کرده است. در مقدمه به بررسی تاریخچه استفاده از زغال‌سنگ و روش‌های مختلف اکتشاف معادن آن در دنیا پرداخته خواهد شد.

استفاده از زغال‌سنگ به دوران باستان بازمی‌گردد. در چین باستان، زغال‌سنگ برای گرمایش و پخت‌وپز مورد استفاده قرار می‌گرفت و نخستین گزارش مستند از استفاده زغال‌سنگ به دوره دودمان هان (۲۰۶ پیش از میلاد تا ۲۲۰ میلادی) بازمی‌گردد. در اروپا نیز، به‌ویژه در روم باستان، شواهدی از استفاده محدود از زغال‌سنگ به‌عنوان سوخت وجود دارد. انقلاب صنعتی در قرن ۱۸ و ۱۹ میلادی نقطه عطفی در استفاده از زغال‌سنگ به‌شمار می‌آید. با توسعه ماشین‌آلات بخار و رشد صنایع مختلف، تقاضا برای زغال‌سنگ به‌شدت افزایش یافت. زغال‌سنگ به‌عنوان سوخت اصلی در نیروگاه‌های بخار، کارخانه‌ها و خطوط راه‌آهن به کار گرفته شد. بریتانیا به‌عنوان یکی از پیشگامان انقلاب صنعتی، نقشی کلیدی در استخراج و استفاده گسترده از زغال‌سنگ ایفا کرد. معادن زغال‌سنگ در این دوره به طور گسترده‌ای توسعه یافتند و باعث رونق اقتصادی بسیاری از مناطق شدند.

هاشمی در ادامه یادداشت آورده است: با ورود به قرن ۲۰، استفاده از زغال‌سنگ همچنان ادامه یافت، اما با ظهور منابع جدید انرژی مانند نفت و گاز طبیعی و همچنین توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، اهمیت زغال‌سنگ به‌تدریج کاهش یافت. با این حال، در بسیاری از کشورها، به۲ویژه چین و هند، زغال‌سنگ همچنان یکی از منابع اصلی تولید انرژی است. در دهه‌های اخیر، تلاش‌های زیادی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی استفاده از زغال‌سنگ و بهبود فن‌آوری‌های استخراج و استفاده از آن انجام شده است.

از سوی دیگر بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی پس از جنگ روسیه و اکراین اختلال در بازارهای انرژی و تغییر الگوهای عرضه و تقاضا به‌خصوص در زمینه کاهش صادرات گاز روسیه به اروپا باعث شده است که کشورهای اروپایی به‌دنبال منابع جایگزین به‌خصوص زغال‌سنگ باشند. به‌عبارت دیگر نوسانات و عدم اطمینان در بازارهای جهانی انرژی ، توجه به سوخت پایدار زغال‌سنگ را بیش از پیش مطرح کرده است.

وی، در بخش دیگری از یادداشت یادآور شده است: این رقابت و انگیزه‌ها در تولید باعث شده است تا بسیاری از معادن زغال‌سنگ کشور که سالیان سال در مناطق مختلف با کاهش تولید همراه بود به‌سرعت روند افزایش تولید را پیش بگیرند. سه انفجار مهم معادن زغال‌سنگ کشور عبارتند از:

 انفجار معدن زمستان یورت آزادشهر گلستان(۱۳ اردیبهشت ماه سال ۱۳۹۶) جان‌باختن ۴۳ کارگر و مصدومیت ۷۰ نفر دیگر به‌واسطه نداشتن تهویه و درک از حجم انباشت و تولید گاز از لایه زغال‌سنگ در حال اکتشاف.

انفجار معدن زغال‌سنگ طرزه دامغان( شهریور ۱۴۰۲)  که به از دست دادن ۶ کارگر معدن کار منجر شد و علت این حادثه نشت متان عنوان شد.

انفجار معدن زغال‌سنگ طبس (شهریور ۱۴۰۳) که بر اساس آمار رسیده تاکنون متأسفانه دست‌کم بیش از ۵۰ نفر از معدن‌کاران عزیز جان خود را بر اثر نشت و نداشتن تهویه گاز متان از دست دادند.

این عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، با اشاره به روش‌های نوین استخراج معادن زغال‌سنگ در دنیا در ادامه با تأکید بر آن‌که استفاده از روش‌های نوین استخراج معدن برای دو حالت اکتشاف سطحی یا روباز و یا اکتشاف زیرسطحی(حفاری) می‌تواند تا حد زیادی این فجایع را کاهش دهد، خاطرنشان کرده است که از جمله این روش‌ها روش سطحی استخراج روباز

Open-pit mining)) است. این روش برای معادنی با عمق کم و بزرگ مناسب است. در این روش، با برداشتن لایه‌های سطحی زمین، به لایه‌های زغال‌سنگ دسترسی پیدا می‌شود. این روش اقتصادی‌تر و کارآمدتر است اما اثرات زیست‌محیطی بیشتری دارد. مراحل استخراج روباز عبارتست از آماده‌سازی سایت که در این مرحله، زمین برای استخراج آماده می‌شود. شامل برداشتن پوشش گیاهی، خاک سطحی و هرگونه موانع فیزیکی است که ممکن است در فرآیند استخراج خللی ایجاد کنند. در برخی موارد، لازم است که محلول‌های شیمیایی یا آب نیز به منطقه تزریق شود تا خاک و سنگ نرم‌تر شوند. حفاری و انفجار پس از آماده‌سازی سایت، عملیات حفاری آغاز می‌شود. حفاری برای ایجاد چاله‌های انفجاری انجام می‌شود که با قرار دادن مواد منفجره در آن‌ها، لایه‌های بالایی زمین شکسته و به تکه‌های کوچکتری تبدیل می‌شوند. این تکه‌ها سپس به‌وسیله ماشین‌آلات سنگین برداشته می‌شوند تا به لایه‌های زیرین که حاوی زغال‌سنگ هستند دسترسی پیدا شود.

هاشمی در ادامه درباره این روش بیشتر توضیح داده است و گفته که برداشتن لایه‌های سنگ و خاک مرحله بعدی است که در این مرحله، لایه‌های بالایی سنگ و خاک که روی زغال‌سنگ قرار دارند، با استفاده از بیل‌های مکانیکی، لودرها و کامیون‌های بزرگ برداشته می‌شوند. این مواد که به‌عنوان باطله شناخته می‌شوند، به مناطق مخصوص برای انباشت باطله منتقل می‌شوند. پس از برداشتن لایه‌های باطله، لایه‌های زغال‌سنگ به‌دست می‌آیند. زغال‌سنگ با استفاده از ماشین‌آلات سنگین مانند بیل‌های مکانیکی و لودرها استخراج شده و به کامیون‌ها یا نوار نقاله‌ها منتقل می‌شود. این زغال‌سنگ سپس به محل‌های فرآوری و تصفیه منتقل می‌شود. زغال‌سنگ استخراج شده به‌وسیله کامیون‌ها، نوار نقاله‌ها یا خطوط راه‌آهن به کارخانه‌های فرآوری یا بازارهای مصرف منتقل می‌شود. در این مرحله، توجه به کاهش هزینه‌های حمل و نقل و حفظ کیفیت زغال‌سنگ اهمیت دارد. مزایا  استخراج روباز عبارتست از:

هزینه کمتر:  استخراج روباز در مقایسه با روش‌های زیرزمینی هزینه‌های کمتری دارد.

کارآیی بالا: این روش امکان استخراج حجم بیشتری از زغال‌سنگ در زمان کمتر را فراهم می‌کند.

ایمنی بیشتر: خطرات مرتبط با کار در معادن زیرزمینی مانند ریزش سقف و نشت گازهای سمی در این روش کمتر است.

معایب استخراج روباز هم عبارتند از:

اثر زیست‌محیطی: تخریب زیستگاه‌ها و تغییرات در چشم‌انداز طبیعی از جمله اثرات منفی این روش است.

آلودگی: ایجاد گرد و غبار و انتشار گازهای آلاینده از معایب دیگر این روش است.

محدودیت کاربرد: این روش فقط برای معادنی با عمق کم و لایه‌های نزدیک به سطح مناسب است.

استخراج روباز یکی از روش‌های موثر و متداول برای استخراج زغال‌سنگ است که با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و مدیریت صحیح می‌تواند به بهبود کارآیی و کاهش اثرات زیست‌محیطی منجر شود. با توجه به مزایا و معایب این روش، انتخاب مناسب‌ترین روش استخراج باید با دقت و بر اساس شرایط زمین‌شناسی و محیطی هر معدن انجام شود.

این دانشیار موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، روش سطحی استخراج پیت‌ماین Strip mining)) را روش مدرن دیگری برشمرده و اظهار کرده است که این روش نیز مشابه استخراج روباز است اما در مناطقی با شرایط زمین‌شناسی متفاوت به کار می‌رود. لایه‌های خاک و سنگ به‌صورت نواری برداشته می‌شوند تا به زغال‌سنگ دسترسی پیدا شود. بسیاری از ملاحظات و مزایا و معایب این روش مشابه روش استخراج روباز است.

در ادامه این یادداشت با اشاره به روش زیرسطحی اتاق و پایه Room and Pillar)) به‌عنوان روش مدرن دیگر در حفاری معادن زغال‌سنگ یادآور شده است که در این روش، زغال‌سنگ در اتاق‌های بزرگ استخراج می‌شود و پایه‌های زغال‌سنگ برای پشتیبانی سقف باقی می‌مانند. این روش مناسب معادنی است که لایه‌های زغال‌سنگ در عمق بیشتری قرار دارند. مرحله اول استخراج روش اتاق و پایه (Room and Pillar) طراحی دقیق معدن می‌باشد. در این طراحی، موقعیت و ابعاد اتاق‌ها و پایه‌ها مشخص می‌شود. معمولاً ابعاد اتاق‌ها و پایه‌ها به‌گونه‌ای تعیین می‌شود که حداکثر استخراج زغال‌سنگ ممکن باشد و در عین حال، پایداری سقف معدن حفظ شود. در مرحله  بعدی حفاری و ایجاد اتاق‌ها ، با استفاده از تجهیزات حفاری مانند مته‌ها و دستگاه‌های برش، اتاق‌های معدن ایجاد می‌شوند. این اتاق‌ها که به‌صورت شبکه‌ای در سراسر معدن حفر می‌شوند، محل اصلی استخراج زغال‌سنگ هستند.

در ادامه توضیح این روش آمده است: پایه‌ها که از زغال‌سنگ تشکیل شده‌اند، به‌عنوان پشتیبان سقف معدن باقی می‌مانند. ابعاد و فاصله بین این پایه‌ها بر اساس شرایط زمین‌شناسی و استحکام لایه‌های زغال‌سنگ تعیین می‌شود. پایه‌ها معمولاً به‌گونه‌ای قرار می‌گیرند که بتوانند وزن سقف را تحمل کرده و از ریزش آن جلوگیری کنند. زغال‌سنگ از اتاق‌های معدن با استفاده از تجهیزات مکانیکی مانند لودرها و نقاله‌ها استخراج می‌شود. این تجهیزات زغال‌سنگ را از اتاق‌ها خارج کرده و به سطح زمین منتقل می‌کنند. تهویه مناسب معدن از اهمیت بالایی برخوردار است. سیستم‌های تهویه باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که هوای تازه به داخل معدن منتقل شده و گازهای سمی و گرد و غبار به بیرون تخلیه شوند. این امر به حفظ سلامت و ایمنی کارگران کمک می‌کند. بدیهی است لازم است تا برای ایمنی گزارش‌های دیگر زیر نظر متخصصان بهداشت و ایمنی کار (HSE) تهیه شود.

هاشمی، در ادامه این یادداشت با بیان این‌که بهینه‌سازی استخراج روش اتاق و پایه با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته انجام می‌شود، خاطرنشان کرده است که  به‌عنوان مثال استفاده از سیستم‌های  GPS، نقشه‌برداری لیزری و سنسورهای پیشرفته می‌تواند به بهبود دقت و کارآیی عملیات استخراج کمک کند. این تکنولوژی‌ها امکان شناسایی دقیق‌تر منابع زغال‌سنگ و برنامه‌ریزی بهتر عملیات استخراج را فراهم می‌کند. همین‌طور مدیریت پایدار پایه‌ها که باعث تقویت پایداری سقف معدن می‌شود و روش دیگری برای بهینه‌سازی این روش است. استفاده از سیستم‌های تقویت پایه‌ها و ایجاد پایه‌های مصنوعی می‌تواند به افزایش پایداری و ایمنی معدن کمک کند.  بهبود فرآیندهای حمل و نقل نظیر استفاده از نقاله‌های مدرن و بهینه‌سازی مسیرهای حمل و نقل می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارآیی کمک کند. همچنین، استفاده از تجهیزات حمل و نقل برقی و کم‌مصرف می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند.

وی، درباره مزایا و معایب استخراج روش اتاق و پایه یادآور شده است که مزایا استخراج روش اتاق و پایه عبارتست از:

ایمنی بیشتر: این روش به‌علت باقی گذاشتن پایه‌ها، پایداری سقف معدن را حفظ کرده و خطر ریزش را کاهش می‌دهد.

کارآیی بالا: این روش امکان استخراج حجم زیادی از زغال‌سنگ را فراهم می‌کند.

هزینه کمتر:  در مقایسه با برخی روش‌های زیرزمینی دیگر، هزینه‌های کمتری دارد.

و معایب استخراج روش اتاق و پایه نیز عبارتند از:

باقی‌ماندن زغال‌سنگ در پایه‌ها:  به‌علت باقی گذاشتن پایه‌ها، مقداری از زغال‌سنگ در معدن باقی می‌ماند و نمی‌تواند استخراج شود.

نیاز به تهویه مناسب:  به‌علت فضای بسته معدن، تهویه مناسب برای جلوگیری از تجمع گازهای سمی و گرد و غبار ضروری است.

پیچیدگی طراحی و اجرا : طراحی و اجرای صحیح این روش به‌دقت و تجربه بالا نیاز دارد.

این دانشیار موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، در این یادداشت با بیان این‌که این  روش از روش‌های موثر و متداول برای استخراج زغال‌سنگ در معادن زیرزمینی است، آورده است که با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و مدیریت صحیح، می‌توان به بهبود کارآیی و افزایش ایمنی عملیات استخراج دست یافت. با توجه به مزایا و معایب این روش، انتخاب مناسب‌ترین روش استخراج باید با دقت و بر اساس شرایط زمین‌شناسی و محیطی هر معدن انجام شود.

این دانشیار موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، در این یادداشت با بیان این‌که این  روش از روش‌های موثر و متداول برای استخراج زغال‌سنگ در معادن زیرزمینی است، آورده است که با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و مدیریت صحیح، می‌توان به بهبود کارآیی و افزایش ایمنی عملیات استخراج دست یافت. با توجه به مزایا و معایب این روش، انتخاب مناسب‌ترین روش استخراج باید با دقت و بر اساس شرایط زمین‌شناسی و محیطی هر معدن انجام شود.

هاشمی، در ادامه این یادداشت روش زیرسطحی لانگ‌وال Longwall mining)) را به‌عنوان یک روش مدرن در استخراج معادن زغال‌سنگ نام برده و خاطرنشان کرده است که در این روش، همه زغال‌سنگ یک بلوک بزرگ به‌صورت یکپارچه استخراج می‌شود و سقف با تجهیزات خاص فرو می‌ریزد. این روش کارآمدتر از روش اتاق و پایه است و برای معادنی با لایه‌های زغال‌سنگ ضخیم و پیوسته مناسب است. مراحل استخراج به‌روش لانگ‌وال عبارتست از آماده‌سازی معدن که در این مرحله تونل‌ها و راهروهایی در معدن حفر می‌شود که به بلوک‌های بزرگ زغال‌سنگ دسترسی پیدا کنند. این تونل‌ها به دو راهروی اصلی تقسیم می‌شوند که در طول بلوک زغال‌سنگ قرار دارند و به‌عنوان مسیرهای دسترسی و حمل و نقل زغال‌سنگ استخراج‌شده عمل می‌کنند. تجهیزات پیشرفته استخراج لانگ‌وال شامل شیلدهای پشتیبان (شیلدهای هیدرولیکی)، دستگاه‌های برش (شیرر) و نوار نقاله‌های زنجیری نصب می‌شوند. شیلدهای هیدرولیکی برای حمایت از سقف معدن استفاده می‌شوند و با پیشروی دستگاه برش، به جلو حرکت می‌کنند.

وی، ادامه داده است: دستگاه برش (شیرر) در طول بلوک زغال‌سنگ حرکت کرده و زغال‌سنگ را برش می‌دهد. زغال‌سنگ بریده‌شده به‌وسیله نوار نقاله‌های زنجیری به بیرون از معدن منتقل می‌شود. شیلدهای هیدرولیکی که پشت دستگاه برش قرار دارند، از سقف معدن حمایت می‌کنند تا از ریزش جلوگیری شود. پس از استخراج زغال‌سنگ، شیلدهای هیدرولیکی به جلو حرکت می‌کنند و سقف پشت آن‌ها به‌طور کنترل‌شده فرو می‌ریزد. این فرآیند باعث ایجاد فضای جدید برای پیشروی دستگاه برش و استخراج زغال‌سنگ بیشتر می‌شود.  زغال‌سنگ استخراج‌شده به‌وسیله نوار نقاله‌های زنجیری به سیستم‌های حمل و نقل اصلی معدن منتقل شده و سپس به سطح زمین برده می‌شود. از آنجا، زغال‌سنگ به کارخانه‌های فرآوری یا بازارهای مصرف منتقل می‌شود.

در ادامه یادداشت در توضیح این روش آورده شده است: بهینه‌سازی استخراج به‌روش لانگ‌وال با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند سیستم‌های کنترل خودکار، سنسورهای فشار و گاز و سیستم‌های مدیریت داده‌ها با بهبود دقت و کارآیی عملیات استخراج ممکن می‌شود. این تکنولوژی‌ها امکان نظارت و کنترل بهتر فرآیند استخراج را فراهم می‌کنند. مدیریت پایدار سقف با استفاده از شیلدهای هیدرولیکی پیشرفته و روش‌های بهینه‌سازی پشتیبانی سقف می‌تواند به افزایش ایمنی و پایداری معدن کمک کند. طراحی مناسب شیلدها و برنامه‌ریزی دقیق فرو ریختن سقف اهمیت بالایی دارد. استفاده از نوار نقاله‌های مدرن و سیستم‌های حمل و نقل کارآمد می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارآیی کمک کند. همچنین، استفاده از سیستم‌های حمل و نقل کم‌مصرف می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند.

مزایا اکتشاف و استخراج به روش لانگ‌وال عبارت است از:

کارآیی بالا: این روش امکان استخراج حجم زیادی از زغال‌سنگ در زمان کوتاه را فراهم می‌کند.

استخراج پیوسته: عملیات استخراج به‌صورت پیوسته انجام می‌شود که به افزایش بهره‌وری کمک می‌کند.

ایمنی: استفاده از شیلدهای هیدرولیکی پیشرفته به حفظ ایمنی کارگران کمک می‌کند.

معایب اکتشاف و استخراج به روش لانگ‌وال عبارت است از:

هزینه بالا: نصب و نگهداری تجهیزات پیشرفته لانگ‌وال هزینه‌بر است.

نیاز به شرایط زمین‌شناسی: این روش فقط در معادنی با لایه‌های زغال‌سنگ پیوسته و ضخیم قابل استفاده است.

فرو ریختن سقف: فرو ریختن کنترل‌شده سقف ممکن است به محیط زیست و ساختار زمین آسیب برساند.

بنابراین استخراج به‌روش لانگ‌وال یکی از پیشرفته‌ترین و کارآمدترین روش‌های استخراج زغال‌سنگ است که با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و مدیریت صحیح، می‌توان به بهبود کارآیی و افزایش ایمنی عملیات استخراج دست یافت. با توجه به مزایا و معایب این روش، انتخاب مناسب‌ترین روش استخراج باید با دقت و بر اساس شرایط زمین‌شناسی و محیطی هر معدن انجام شود.

این دانشیار موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، روش زیر سطحی جبهه کار کوتاه (Shortwall mining) روش مدرن دیگری برای استخراج معادن زغال‌سنگ می‌داند و خاطرنشان می‌کند که این روش مشابه روش لانگ‌وال است، اما بلوک‌های کوچک‌تری از زغال‌سنگ استخراج می‌شود. این روش کمتر متداول است و معمولاً در شرایط خاص زمین‌شناسی به کار می‌رود. در مرحله نخست، تونل‌ها و راهروهای دسترسی به لایه‌های زغال‌سنگ حفر می‌شوند. این تونل‌ها به‌عنوان مسیرهای دسترسی و حمل و نقل زغال‌سنگ استخراج‌شده عمل می‌کنند. در شورت‌وال، این راهروها به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که به بلوک‌های کوچکتر زغال‌سنگ دسترسی داشته باشند. در این روش، از ماشین‌آلات کوچک‌تر و ساده‌تری نسبت به لانگ‌وال استفاده می‌شود. دستگاه‌های برش و نوار نقاله‌های زنجیری نصب می‌شوند تا زغال‌سنگ را از بلوک‌ها استخراج و حمل کنند. دستگاه برش در طول بلوک‌های زغال‌سنگ حرکت کرده و زغال‌سنگ را برش می‌دهد. زغال‌سنگ بریده‌شده به‌وسیله نوار نقاله‌های زنجیری بیرون از معدن منتقل می‌شود. در این روش، به‌علت کوچک‌تر بودن بلوک‌ها و تجهیزات، استخراج زغال‌سنگ به‌صورت مداوم انجام می‌شود.

هاشمی، در پایان این یادداشت، یادآور شده است که نتیجه مهم این است که تلفیق روش‌های علمی و به‌روز استخراج معادن زغال‌سنگ به‌خصوص تهیه ماشین‌آلات مجهز و همین‌طور استفاده توأمان از ژئوفیزیک پیش و در حین استخراج می‌تواند در مدیریت سانحه انفجار معدن زغال‌سنگ و کاهش ریسک کمک شایانی کند. امید می‌رود که معدن‌داران عزیز با تکیه بر این اصول علمی بر دقت کار خود افزوده و ان‌شاا... در سال‌های آینده دیگر اخبار تلخ انفجار معادن زغال‌سنگ را که در دنیا به‌عنوان یک موضوع مهار شده شناخته می‌شود، به گوش نرسد. لازم است که سازمان‌های ذی‌ربط برای ارائه یک راهکار جدی با نظارت قوی و توسعه سرمایه‌گذاری به‌خصوص در بخش تولید و تأمین تجهیزات معدنی نوین و افزایش سخت‌گیری در لزوم انجام مطالعات ژئوفیزیکی پیش از استخراج و حین استخراج (پایش) همراه با جامعه علمی و دانشگاهی کشور شوند.

انتهای پیام