رافعة (تعدين)


في التعدين تحت الأرض، تُستخدم رافعة أو جهاز لف [ 1 ] لرفع وخفض وسائل النقل داخل بئر المنجم . تُشغَّل الرافعات الحديثة عادةً بمحركات كهربائية، وكانت في السابق تعمل بمحركات التيار المستمر باستخدام آلات تحكم وارد ليونارد ، ثم لاحقًا بمحولات الحالة الصلبة ( الثايرستورات )، على الرغم من أن الرافعات الكبيرة الحديثة تستخدم محركات التيار المتردد ذات التردد المتغير . [ 1 ] هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الرافعات المستخدمة في تطبيقات التعدين:
رافعة أسطوانة

تُعدّ الرافعات الأسطوانية النوع الأكثر شيوعًا في أمريكا الشمالية وجنوب إفريقيا وأمريكا الجنوبية . عند استخدام رافعة أسطوانية، يُلفّ كابل الرفع حول الأسطوانة عند رفع الحاوية. يمكن استخدام الرافعات أحادية الأسطوانة في التطبيقات الصغيرة، بينما تُتيح الرافعات ثنائية الأسطوانة رفع حاويتين في وقت واحد (أي رفع حاوية أثناء إنزال أخرى). [ 1 ] تُثبّت الرافعات الأسطوانية على ألواح خرسانية داخل غرفة الرفع، وتمتد حبال الرفع من الأسطوانة إلى أعلى الإطار العلوي ، مرورًا ببكرة ، ثم إلى أسفل حيث تتصل بالحاوية (قفص أو حاوية).
المزايا
تتطلب الرافعات الأسطوانية صيانة دورية أقل من الرافعات الاحتكاكية، لأن كابل السحب مثبت بالأسطوانة، وبالتالي تقل فترات توقفها ، كما أن نظام صيانتها أبسط. يمكن للرافعات الأسطوانية مواصلة العمل حتى في حال غمر قاع البئر بالماء، كما أن عمق البئر المطلوب أسفل جيب التحميل أقل، على عكس الرافعات الاحتكاكية حيث قد يغطي الفيضان حبال السحب وغيرها. ولأن الرافعات الأسطوانية لا تحتوي على حبال سحب، فإن نظام الرفع فيها أنسب للرفع أسفل ناقلة. [ 2 ]
العيوب
تشغل الرافعات الأسطوانية مساحة أكبر من الرافعات الاحتكاكية لنفس الخدمة، إذ يجب استيعاب جميع كابلات السحب على الأسطوانة عند رفع الرافعة بالكامل. تتطلب الرافعات الأسطوانية تقلبات سريعة في الطلب على الطاقة، مما قد يُشكل مشكلة إذا تم توليد الطاقة في الموقع بدلاً من توفيرها عبر شبكة الكهرباء الرئيسية . [ 2 ]
رافعة احتكاكية

تُعدّ الرافعات الاحتكاكية (أو رافعات كوبي) [3] أكثر أنواع الرافعات شيوعًا في أوروبا وآسيا وأستراليا . [ 1 ] اخترع فريدريك كوبي الرافعة الاحتكاكية عام 1877. [ 4 ] تُركّب الرافعات الاحتكاكية على الأرض فوق بئر المنجم، أو أعلى إطار الرفع. تستخدم هذه الرافعات حبالًا خلفية وأثقالًا موازنة ، ولا يكون حبل السحب مثبتًا على العجلة، بل يُمرّر حولها. تُقلّل الحبال الخلفية والأثقال من حاجة المحرك للتغلب على وزن حبل النقل والرفع، مما يُقلّل من القدرة الحصانية المطلوبة لمحرك الرفع بنسبة تصل إلى 30%، مع بقاء استهلاك الطاقة الإجمالي ثابتًا. على عكس الرافعات الأسطوانية، يمكن للرافعات الاحتكاكية استخدام حبال متعددة، وعادةً ما تستخدمها، مما يمنحها قدرة حمولة أكبر، ولكن نظرًا لأنها تتطلب عامل أمان أكبر، فهي غير عملية في الآبار العميقة جدًا. [ 3 ]
المزايا
تُعدّ الرافعات الاحتكاكية الجديدة أقل تكلفة من الرافعات الأسطوانية الجديدة، وقد يكون وقت التسليم أقصر نظرًا لزيادة المنافسة في مجال التصنيع. تتميز الرافعات الاحتكاكية متعددة الحبال بقدرة رفع أكبر من الرافعات الأسطوانية. كما أن قطر الرافعة الاحتكاكية أصغر من قطر الرافعة الأسطوانية لنفس الخدمة، مما يجعل شحنها وتركيبها أسهل. [ 2 ]
العيوب
لا تُعدّ الرافعات الاحتكاكية المتوازنة مناسبة للرفع من جيوب تحميل متعددة على مستويات مختلفة داخل البئر، وهي عمومًا غير مناسبة للآبار العميقة. لا يمكن للرافعات الاحتكاكية العمل بسرعاتها العادية إذا غمرت المياه قاع البئر ووصلت إلى حبال الرفع. [ 2 ]
رافعة بلير متعددة الحبال
رافعة بلير متعددة الحبال (رافعة BMR) هي نوع من الرافعات ذات الأسطوانتين، تستخدم أسطوانتين وكابلين للرفع لكل حاوية. يتقاسم الكابلان حمل الحاوية بالتساوي، باستخدام آلية مثل عجلة التوازن (البكرة) الموجودة أعلى الحاوية، لمعادلة أي اختلافات طفيفة بين الكابلين. طوّر روبرت بلير هذا التصميم لاستخدامه في مناجم جنوب أفريقيا ذات الأعماق السحيقة. تم تركيب أول نموذج منها عام 1958، ولا تزال رافعة بلير الأكثر شيوعًا في جنوب أفريقيا. [ 5 ] [ 1 ]
المزايا
يُتيح استخدام كابلين قطرًا أصغر بكثير للكابل مقارنةً بالكابل الواحد. ويعود ذلك جزئيًا إلى توزيع الحمل على الكابلين، وجزئيًا إلى لوائح السلامة التي تسمح بمعامل أمان أقل عند استخدام كابلين. ويُصبح انخفاض وزن الكابل ميزةً في الآبار العميقة جدًا. [ 5 ]
كما يسمح قطر الكابل الأصغر باستخدام بكرة لف أصغر قطراً، وهو ما قد يمثل ميزة عند تجميع رافعة تحت الأرض عن طريق إنزال المكونات أسفل عمود. [ 5 ]
العيوب
لا يسمح تصميم الكابل المزدوج بسهولة باستخدام خطاف فصل تقليدي لتوصيل العربة بكابلات الرفع. يُعد خطاف الفصل آلية أمان ضرورية لحماية عمال المناجم الموجودين داخل قفص الرفع أثناء حدوث رفع مفاجئ للعربة والقفص خارج البئر. ويُعزى عدم التوافق النسبي مع خطافات الفصل أو أنظمة الأمان المماثلة إلى سبب استخدام رافعات بلير بشكل أقل شيوعًا لرفع العمال مقارنةً بالرافعات أحادية أو ثنائية الأسطوانة. [ 5 ]
يتطلب رافعة بلير أربعة أقسام أسطوانية لف بدلاً من قسم واحد أو قسمين فقط. عندما تُرتّب الأسطوانات الأربع على عمود مشترك واحد، قد تصبح الزوايا اللازمة لتوجيه الكابلات الأربعة إلى الإطار العلوي غير مناسبة، أو قد تتطلب زيادة المسافة بين الرافعة والإطار العلوي. توجد عدة طرق لحل هذه المشكلة، وكلها تُضيف تعقيدًا ميكانيكيًا للرافعة. يمكن وضع زوج من الأسطوانات خلف الزوج الأول وربطهما بنظام تروس، أو يمكن فصل العمود المشترك بوصلة عالمية للسماح بوضع زوجي الأسطوانات بزوايا مختلفة قليلاً. من الممكن أيضًا فصل زوجي الأسطوانات تمامًا، وتشغيلهما باستخدام محركين كهربائيين متصلين يعملان كمولدات أو محركات حسب اتجاه التشغيل. [ 5 ]
أمثلة على الرافعات
- أمثلة على الرافعات
رافعة أحادية الأسطوانة
رافعة مزدوجة الأسطوانة
رافعة احتكاكية (Koepe)
رافعة بلير متعددة الحبال
أسطوانة مخروطية
طبلة حلزونية
انظر أيضاً
الحواشي
- 1 2 3 4 5 دي لا فيرن، جاك (2003). دليل عامل منجم الصخور الصلبة . تيمبي / نورث باي : ماكنتوش للهندسة. الصفحات 114-124 . ISBN 0-9687006-1-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2008 .
- 1 2 3 4 دي لا فيرن، جاك (2003). دليل عامل منجم الصخور الصلبة . تيمبي / نورث باي : ماكنتوش للهندسة. الصفحات 64-65 . ISBN 0-9687006-1-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2008 .
- 1 2 دي لا فيرن، جاك (2003). دليل عامل منجم الصخور الصلبة . تيمبي / نورث باي : ماكنتوش للهندسة. الصفحات 125-134 . ISBN 0-9687006-1-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2008 .
- ↑ هارتمان، هوارد ل. (1992). "17" . دليل هندسة التعدين الصادر عن جمعية مهندسي التعدين والمعادن والصناعات . المجلد 2. ص 1648. ISBN 0-87335-100-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 10-04-2010 .
- 1 2 3 4 5 كاربونيو، ألفريد. "رفع المناجم في الآبار العميقة في النصف الأول من القرن الحادي والعشرين" (ملف PDF) . مجلة أكتا مونتانيستيكا سلوفاكا . جامعة كوشيتسه التقنية . تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2025 .
- التعدين تحت الأرض
- أجهزة النقل العمودي
- الرافعات
