مصباح أمان

مصباح الأمان هو أي نوع من أنواع المصابيح التي توفر الإضاءة في أماكن مثل مناجم الفحم ، حيث قد يحمل الهواء غبار الفحم أو تراكم الغازات القابلة للاشتعال، والتي قد تنفجر عند اشتعالها، ربما بشرارة كهربائية. قبل تطوير المصابيح الكهربائية الفعالة في أوائل القرن العشرين، كان عمال المناجم يستخدمون مصابيح اللهب للإضاءة. كانت مصابيح اللهب المكشوفة قادرة على إشعال الغازات القابلة للاشتعال المتجمعة في المناجم، مما يتسبب في انفجارات؛ لذا طُوّرت مصابيح الأمان لتغليف اللهب ومنعه من إشعال الغازات المتفجرة. استُبدلت مصابيح الأمان ذات اللهب في المناجم بمصابيح كهربائية محكمة الإغلاق ومقاومة للانفجار، ولكنها لا تزال تُستخدم للكشف عن الغازات.
خلفية
الرطوبة أو الغازات
لطالما أشار عمال المناجم إلى الغازات المختلفة التي يواجهونها أثناء التعدين باسم "الضباب" ، وهي كلمة مشتقة من كلمة "dampf " الألمانية السفلى الوسطى (بمعنى " بخار "). [ 1 ] الضباب عبارة عن مخاليط متغيرة وهي مصطلحات تاريخية.
- غاز الميثان - خليط قابل للاشتعال يحدث بشكل طبيعي، ويتكون أساساً من غاز الميثان.
- الغاز الأسود أو الغاز المختنق – خليط من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون خالٍ من الأكسجين. يتكون نتيجة الاحتراق الكامل لغاز الميثان أو يتواجد بشكل طبيعي. يتأكسد الفحم الملامس للهواء ببطء، وإذا لم يتم تهوية المناجم غير المستخدمة، فقد تتشكل جيوب من الغاز الأسود. يُشار إليه أيضًا باسم الهواء النيتروجيني في بعض وثائق القرن التاسع عشر.
- الغاز الأبيض – يتكون نتيجة الاحتراق غير الكامل للفحم، أو غاز الميثان. قد يحتوي الخليط على كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون، وهو مادة سامة وقابلة للانفجار.
- رائحة كريهة – تتكون بشكل طبيعي من كبريتيد الهيدروجين وغازات أخرى. كبريتيد الهيدروجين شديد السمية، لكن يمكن اكتشافه بسهولة عن طريق الرائحة. قد تكون الغازات الأخرى المصاحبة له غازات احتراق أو غازات سوداء.
- الغازات اللاحقة – الغاز الناتج عن انفجار غاز الميثان أو غبار الفحم. يحتوي على نسب متفاوتة من الغازات السوداء والبيضاء، ولذلك فهو خانق، سام، متفجر، أو أي مزيج من هذه الخصائص. قد تحتوي الغازات اللاحقة أيضًا على غازات كريهة الرائحة. قد تكون الغازات اللاحقة أكثر خطورة من الانفجار نفسه بعد وقوعه.
إضاءة باللهب المكشوف
قبل اختراع مصابيح الأمان، كان عمال المناجم يستخدمون الشموع ذات اللهب المكشوف، مما أدى إلى انفجارات متكررة . فعلى سبيل المثال، في منجم كيلينغورث للفحم شمال شرق إنجلترا، قُتل 10 عمال مناجم عام 1806 و12 عام 1809. وفي عام 1812، لقي 90 رجلاً وفتى حتفهم اختناقاً أو حرقاً في منجم فيلينغ بالقرب من غيتسهيد، و22 في العام التالي. [ 2 ]
يصف وود (1853) اختبار منجم للكشف عن غاز الميثان. تُجهز شمعة بتقليمها وإزالة الدهون الزائدة منها. تُمسك الشمعة على مسافة ذراع عند مستوى الأرض بيد واحدة، بينما تُغطى باليد الأخرى كل شيء ما عدا طرف اللهب. عند رفع الشمعة، يُراقب طرفها، فإذا لم يتغير، يكون الجو آمنًا. أما إذا تحول طرفها إلى اللون الرمادي المزرق، وازداد ارتفاعه ليصبح نقطة رفيعة ممتدة بلون أزرق داكن، فهذا يدل على وجود غاز الميثان. [ 3 ] عند اكتشاف غاز الميثان، تُخفض الشمعة وتُتخذ الترتيبات اللازمة لتهوية المنطقة أو إشعال غاز الميثان عمدًا بعد انتهاء نوبة العمل. [ 4 ] لإشعال الغاز، كان رجل يتقدم بحذر حاملًا شمعة مشتعلة على طرف عصا. كان يُبقي رأسه منخفضًا ليسمح للانفجار بالمرور فوقه، ولكن بمجرد حدوث الانفجار، كان يقف منتصبًا قدر الإمكان لتجنب الغاز المتبقي. كان يُعرف رسميًا باسم رجل الإطفاء، وكان يُشار إليه أيضًا باسم التائب أو الراهب نظرًا للزي المقنع الذي كان يرتديه للحماية. كانت الملابس الواقية مصنوعة من الصوف أو الجلد المبلل جيداً. كانت هذه وظيفة تنطوي على مخاطر الإصابة، أو حتى الموت. [ 4 ]
عندما بدأ استخدامها بشكل منتظم، استُخدمت البارومترات لتحديد ما إذا كان الضغط الجوي منخفضًا، مما قد يؤدي إلى تسرب المزيد من غاز الميثان من طبقات الفحم إلى أنفاق المنجم. وظلت هذه المعلومات ضرورية حتى بعد إدخال مصابيح الأمان؛ ففي منجم تريميدون جرانج، وقع حادث متعلق بالضغط.
كان نقص الإضاءة الجيدة سببًا رئيسيًا لمرض الرأرأة . كان عمال المناجم الذين يعملون في طبقات الفحم الرقيقة أو عند قطع طبقات الفحم السفلية يضطرون للاستلقاء على جانبهم في ظروف ضيقة. وكانوا يتأرجحون بالفأس أفقيًا إلى نقطة تتجاوز أعلى رؤوسهم. ولرؤية المكان الذي يصوبون إليه (وكانت الضربات الدقيقة ضرورية)، كان على أعينهم أن تُجهد في اتجاه يكون عادةً للأعلى مع ميل طفيف إلى أحد الجانبين. [ 5 ] أدى هذا الإجهاد أولًا إلى رأرأة مؤقتة ثم إلى إعاقة دائمة. تتحسن الرأرأة الخفيفة تلقائيًا إذا توقف عامل المنجم عن أداء هذا العمل، ولكن إذا تُركت دون علاج، فإنها ستجبره على ترك التعدين. [ 6 ] تسببت المستويات المنخفضة من الضوء المنبعث من مصابيح السلامة في زيادة حالات الإصابة بالرأرأة. [ 7 ]
المحاولات الأولى لمصابيح آمنة
في أوروبا وبريطانيا، استُخدمت جلود الأسماك المجففة التي تُصدر إضاءة بيولوجية خافتة (تُسمى غالبًا بالتفسفر). [ 4 ] [ 8 ] [ 9 ]
طُورت مطاحن الصوان والصلب التي ابتكرها كارلايل سبيدينغ (1696-1755) قبل عام 1733 [ 10 ] ، ولكن بنجاح محدود. [ 11 ] ويمكن رؤية نموذج لمطحنة صلب من صنع سبيدينغ في متحف وايت هافن ، حيث كان سبيدينغ مديرًا لمناجم الفحم التابعة للسير جيمس لوثر، البارون الرابع . [ 12 ] كان قرص فولاذي يدور بسرعة عالية بواسطة آلية كرنك. وكان الضغط على الصوان مقابل القرص يُنتج وابلًا من الشرر وإضاءة خافتة. [ 12 ] كانت هذه المطاحن صعبة الاستخدام، وغالبًا ما كان يُشغلها صبي، وكانت مهمته الوحيدة هي توفير الإضاءة لمجموعة من عمال المناجم. وكان يُعتقد أن الشرر لا يملك طاقة كافية لإشعال غاز الميثان حتى سلسلة من الانفجارات في منجم والسيند عام 1784؛ ثم أظهر انفجار آخر في يونيو 1785، نجا منه عامل المطحنة، أن الاشتعال ممكن. [ 13 ]
استخدم ويليام ريد كلاني أول مصباح أمان مزود بمنفاخين لضخ الهواء عبر الماء إلى شمعة مشتعلة داخل علبة معدنية ذات نافذة زجاجية. وكانت غازات العادم تخرج عبر الماء. كان المصباح آمنًا بطبيعته طالما بقي في وضع رأسي، ولكنه كان يُصدر ضوءًا خافتًا. كان ثقيلًا وغير عملي، ويتطلب رجلًا لضخه باستمرار. لم يحقق نجاحًا عمليًا، وقام كلاني لاحقًا بتغيير أساس تشغيل المصابيح اللاحقة في ضوء مصابيح ديفي وستيفنسون. [ 11 ]
مصابيح الزيت
مبادئ التشغيل
يجب أن تعالج مصابيح الأمان المشكلات التالية:
- توفير إضاءة كافية
- لا تُفجّر
- تحذير من جو خطير
يحتاج الاحتراق إلى ثلاثة عناصر: الوقود، والمؤكسد، والحرارة؛ أي ما يُعرف بمثلث النار . بإزالة أحد هذه العناصر، يتوقف الاحتراق. يجب أن يضمن مصباح الأمان بقاء مثلث النار داخله، ومنعه من الانتشار إلى الخارج.
بما أن أي جو قابل للتنفس يحتوي على الأكسجين، ولأن الغرض الأساسي من مصباح الأمان هو العمل في جو يحتوي أيضًا على وقود (غاز الميثان أو غبار الفحم)، فإن العنصر الذي يجب منعه هو الحرارة. يكمن سر تصنيع مصباح أمان ناجح في التحكم في انتقال الحرارة مع السماح للهواء (المؤكسد الضروري) بالدخول والخروج من المصباح.
هناك ثلاثة مسارات رئيسية يجب من خلالها منع الحرارة من مغادرة المصباح:
- انتقال غازات العادم بالحمل الحراري،
- التوصيل عبر جسم المصباح، و
- احتراق غاز الميثان الداخل الذي يمر عائداً عبر المدخل.
في مصباح جوردي ، يكون مدخل الهواء ومخرجه منفصلين. تضمن القيود في المدخل مرور كمية كافية من الهواء للاحتراق عبر المصباح. تحتوي مدخنة طويلة على الغازات المحترقة فوق اللهب. إذا بدأت نسبة غاز الميثان بالارتفاع، يقل الأكسجين المتاح في الهواء، مما يؤدي إلى ضعف الاحتراق أو انطفائه. كانت مصابيح جوردي الأولى مزودة بغطاء نحاسي مثقوب بسيط فوق المدخنة لتقييد التدفق بشكل أكبر، ولضمان عدم تسرب الغازات المحترقة بسرعة كبيرة. استخدمت التصاميم اللاحقة شبكة معدنية أو شاشًا لنفس الغرض، وأيضًا كحاجز بحد ذاته. يكون المدخل عبر عدد من الأنابيب الدقيقة (في التصاميم الأولى) أو عبر ممر (في التصاميم اللاحقة). في حالة نظام الممر، يمر الهواء عبر عدد من الثقوب الصغيرة إلى الممر، ثم عبر شاش سلكي إلى المصباح. تعمل الأنابيب على تقييد التدفق، وتضمن تبريد أي تدفق عكسي. تتحرك جبهة اللهب ببطء أكبر في الأنابيب الضيقة (وهي ملاحظة أساسية لستيفنسون)، مما يسمح للأنابيب بإيقاف هذا التدفق بفعالية.
في نظام ديفي، تُحيط شبكة معدنية باللهب وتمتد لمسافةٍ أعلى لتُشكّل قفصًا؛ إذ لا يمرّ اللهب عبر شبكة دقيقة بما يكفي. جميع مصابيح ديفي، باستثناء أقدمها، تحتوي على طبقة مزدوجة في أعلى القفص. تُبرّد الغازات الساخنة المتصاعدة بواسطة الشبكة، حيث ينقل المعدن الحرارة بعيدًا ويُبرّد هو نفسه بواسطة الهواء الداخل. لا يوجد ما يمنع دخول الهواء إلى المصباح؛ فإذا وُجد غاز الميثان، فسيمرّ عبر الشبكة ويحترق داخل المصباح نفسه، دون أن يُشعل الغازات الخارجية. ومع ازدياد سطوع المصباح في الأجواء الخطرة، يُصبح بمثابة تحذير لعمال المناجم من ارتفاع مستويات غاز الميثان. أما تصميم كلاني، فيستخدم قسمًا زجاجيًا قصيرًا حول اللهب مع أسطوانة شبكية فوقه. يُسحب الهواء وينزل داخل الزجاج مباشرةً، ثم يمرّ صعودًا عبر اللهب في مركز المصباح.
تُصنع الأغلفة الخارجية للمصابيح من مواد مثل النحاس الأصفر أو الفولاذ المطلي بالقصدير، والتي لا تُصدر شرارة إذا اصطدمت بالصخور. [ 14 ]
التاريخ والتطور

في غضون أشهر من عرض كلاني لمصباحه الأول، تم الإعلان عن تصميمين مُحسّنين: أحدهما من تصميم جورج ستيفنسون ، والذي أصبح فيما بعد مصباح جوردي ، والآخر مصباح ديفي ، الذي اخترعه السير همفري ديفي . بعد ذلك، دمج كلاني جوانب من كلا المصباحين وأنتج سلف جميع مصابيح الأمان الزيتية الحديثة.
ينحدر جورج ستيفنسون من عائلة تعمل في مجال التعدين، وبحلول عام 1804، شغل منصب عامل فرامل في منجم كيلينغورث للفحم. وكان حاضرًا أثناء انفجاري المنجم عامي 1806 و1809. وبحلول عام 1810، أصبح مهندسًا مسؤولًا عن الآلات فوق الأرض وتحتها. [ 15 ] كان المنجم مليئًا بالغازات، وقاد ستيفنسون جهود إخماد حريق اندلع فيه عام 1814. وقد أجرى تجارب على المنافخ أو الشقوق التي ينبعث منها الغاز لسنوات قبل عام 1815. وتوصل إلى أن وضع مصباح في المدخنة يمكن أن يُحدث تيارًا صاعدًا كافيًا يمنع غاز الميثان من التسرب إلى أسفل المدخنة. وقد دفعته ملاحظاته الإضافية لسرعة جبهات اللهب في الشقوق والممرات إلى تصميم مصباح بأنابيب دقيقة تسمح بدخول الهواء.
طُلب من السير همفري ديفي دراسة مشاكل مصباح الأمان عقب انفجار فيلينغ. استخدم باحثون سابقون غاز الفحم (أول أكسيد الكربون بشكل رئيسي) بشكل خاطئ، ظنًا منهم أنه غاز الميثان. إلا أن ديفي أجرى تجاربه باستخدام عينات من غاز الميثان جُمعت من المناجم. وبصفته كيميائيًا تجريبيًا، كان على دراية بعدم قدرة اللهب على اختراق الشبكة؛ وقد مكّنته تجاربه من تحديد الحجم والدقة المناسبين لمصباح عامل المنجم.
حصل ديفي على ميدالية رومفورد وجائزة قدرها 1000 جنيه إسترليني من الجمعية الملكية عام 1816، وجائزة قدرها 2000 جنيه إسترليني من أصحاب مناجم الفحم في البلاد، [ 16 ] الذين منحوا أيضًا 100 جنيه إسترليني (105 جنيهات إسترلينية) لستيفنسون. كما منحت لجنة نيوكاسل ستيفنسون جائزة قدرها 1000 جنيه إسترليني جُمعت عن طريق التبرعات. [ 17 ] وحصل كلاني على ميدالية من الجمعية الملكية للفنون عام 1816. [ 11 ]
كان كل من مصباحي ديفي وستيفنسون هشين. فقد صدأ الشاش الموجود في مصباح ديفي في الهواء الرطب لمنجم الفحم وأصبح غير آمن، بينما كان الزجاج في مصباح ستيفنسون سهل الكسر، مما سمح للهب بإشعال غاز الميثان في المنجم؛ كما تضمنت تصاميم ستيفنسون اللاحقة شبكة شاش كحماية من كسر الزجاج. [ 18 ] حاولت التطورات، بما في ذلك مصابيح غراي وموسيلر ومارسوت، التغلب على هذه المشاكل باستخدام أسطوانات شاش متعددة، لكن الزجاج ظل يمثل مشكلة حتى أصبح الزجاج المقوى متاحًا. [ 19 ]
أدى الاستخدام غير السليم لمصابيح الأمان إلى إبطال الغرض منها والتسبب في مخاطر. فعندما ينطفئ المصباح، كان عامل المنجم يميل إلى فتحه وإعادة إشعاله. بل إن بعضهم كان يفتح المصابيح لإشعال غليون التبغ تحت الأرض. [ 20 ] وقد مُنعت هاتان الممارستان منعًا باتًا. وكان يُتوقع من عامل المنجم العودة إلى المنجم، وهي رحلة ذهابًا وإيابًا قد تصل إلى بضعة كيلومترات، لإعادة إشعال المصباح المنطفئ. وبالنسبة للعمال الذين يتقاضون أجورهم بالقطعة ، فإن إعادة الإشعال قد تكلفهم ما يصل إلى 10% من أجرهم اليومي، مما يشجعهم على المخاطرة. كما كان عمال المناجم يُتلفون الشبكة المعدنية للمصباح لزيادة سطوعه. [ 21 ] ولمنع إعادة الإشعال الخطيرة (أو فتح المصباح لإشعال الغليون)، ومنذ منتصف القرن فصاعدًا، وخاصة بعد قانون عام 1872، كان لا بد من تزويد المصابيح بآلية قفل تمنع عامل المنجم من فتحها. وكان هناك نظامان: إما استخدام أداة خاصة تُحفظ عند مدخل المنجم، أو أن فتح المصباح يُطفئ اللهب. يمكن ملاحظة هذه الآلية الأخيرة في مصابيح مويسيلر ولاندو ويتس الموضحة أدناه. عُرف هذا النوع من المصابيح باسم " مصباح الحماية "، وهو مصطلح تم استخدامه كاسم تجاري. [ 22 ] لم يكن يُسمح لعامل المصباح بفتحه لإعادة تعبئته أو صيانته إلا عند عودته إلى البنك. طُوّرت آليات قفل مختلفة، وكان عمال المناجم بارعين في إيجاد طرق للتحايل عليها. كان من المفترض أن يرافق كل فريق من العمال عدد من المصابيح المضاءة الإضافية، ولكن كان من الواضح أن تقليل عددها يُعدّ إجراءً اقتصاديًا لأصحاب المناجم.
كان الضوء المنبعث من هذه المصابيح ضعيفًا (خاصةً مصباح ديفي، الذي كان محجوبًا بالشاش)؛ وكانت المصابيح القديمة تُصدر ضوءًا أقل من الشموع. [ 23 ] لم يُحل هذا الأمر إلا مع إدخال الإضاءة الكهربائية حوالي عام 1900، وإدخال مصابيح الخوذة التي تعمل بالبطاريات في عام 1930. وقد شكّل ضعف الإضاءة سببًا إضافيًا لعمال المناجم لمحاولة التحايل على الأقفال.
كانت الشاش في المصابيح القديمة (مثل مصابيح ديفي وجوردي وكلاني) معرضة لتيارات الهواء. وسرعان ما اكتُشف أن تيار الهواء يمكن أن يتسبب في مرور اللهب عبر الشاش: إذ أن اللهب الملامس للشبكة مباشرةً يسخنها أسرع من قدرة الهواء على تبديد الحرارة، مما يزيد من درجة حرارتها حتى تصل إلى مستوى كافٍ لإشعال الغاز خارج المصباح. [ 24 ]
تم تجميع البيانات التالية من مقالة هانت 1879 بعنوان: مصابيح الأمان :
| خروف | سرعة الهواء اللازمة لاختراق اللهب للشاش | حان وقت الانفجار | عدد المصابيح اللازمة لمعادلة شمعة قياسية واحدة | عدد الساعات اللازمة لحرق 59 مل من الزيت | |
|---|---|---|---|---|---|
| قدم/ثانية | آنسة | ||||
| ديفي | 8 قدم/ثانية | 2.4 م/ث | 15 ثانية | 4.63 | 16 |
| كلاني | 9 قدم/ثانية | 2.7 م/ث | 45 ثانية | 2.68 | 16.5 |
| جوردي | 11.2 قدم/ثانية | 3.4 م/ث | 28 ثانية | ||
بعد حوادث مثل حادثة والسيند (1818)، وتريميدون جرانج (1882)، وكارثة منجم بيدفورد (1886)، كان لا بد من حماية المصابيح من هذه التيارات. في حالة منجم ديفي، طُوّر مصباح "ديفي العلبة المعدنية" الذي يتكون من أسطوانة معدنية مثقبة من الأسفل ونافذة زجاجية لدخول الضوء من الشاش. أما المصابيح المشتقة من منجم كلاني، فكانت مزودة بغطاء معدني (عادةً من الحديد المطلي بالقصدير) على شكل مخروط ناقص يغطي الشاش فوق الأسطوانة الزجاجية. [ 25 ] وكانت النقطة المهمة هي منع أي تيار هواء مباشر من الوصول إلى الشاش نفسه. إلا أن هذه الحواجز كانت تعيبها عدم قدرة عامل المنجم أو نائبه على التأكد من وضع الشاش ونظافته. لذلك، صُممت المصابيح بحيث يمكن فحصها قبل وضع الغطاء عليها وقفلها.
استخدم ديفي شبكة سلكية دقيقة ذات 784 ثقبًا في البوصة المربعة (28 شبكة). وقد دققت لجنة مصابيح عمال المناجم في دقة الشبكة المطلوبة عام 1924، أي بعد 109 أعوام من عمل ديفي، وأوصت باستخدام شبكة أكثر خشونة ذات 400 ثقب/بوصة مربعة (20 شبكة) من سلك قياس 27. وكانت المصابيح التي تم اختبارها آمنة، وزادت الإضاءة، بحسب نوع المصباح، بنسبة تتراوح بين 16% و32%. [ 26 ]
الجدول الزمني للتطوير
- 1730 ( 1730 )
- اخترع سبيدينغ مصنع الصلب الخاص به. [ 27 ]
- 9 يونيو 1785 ( 1785-06-09 )
- انفجار منجم والسند للفحم . سببه مطحنة سبيدينغ. [ 13 ]
- 25 مايو 1812 ( 1812-05-25 )
- أسفرت كارثة منجم قطع الأشجار عن مقتل 92 شخصًا. [ 28 ] وكان هذا بمثابة الحافز الأخير لكل من ستيفنسون (وبشكل غير مباشر) ديفي لبدء أبحاثهما.
- 10 أكتوبر 1812 ( 1812-10-10 )
- انفجار خطير (24 قتيلاً) في منجم ميل في هيرينغتون بالقرب من سندرلاند. [ 29 ]
- 20 مايو 1813 ( 1813-05-20 )
- أعلن ويليام ألين عن مصباح ويليام ريد كلاني للجمعية الملكية للفنون في لندن. [ 30 ] وقد تم لاحقًا تحسين المصباح الأصلي وتقليل وزنه إلى 960 غرامًا (34 أونصة ). [ 4 ] [ 31 ]
- 1 أكتوبر 1813 ( 1813-10-01 )
- تأسيس "جمعية منع الحوادث في مناجم الفحم"، والتي عُرفت فيما بعد باسم جمعية سندرلاند. [ 32 ]
- 1815 ( 1815 )
- تم تجربة مصباح كلاني في ميل بيت، هيرينغتون، وتبين أنه غير عملي. [ 11 ] [ 33 ]
- 21 أكتوبر 1815 ( 1815-10-21 )
- مصباح زيتي (لهب محاط بزجاج، دخول محدود للهواء عبر أنبوب واحد قابل للتحكم في التدفق) تم تسليمه إلى جورج ستيفنسون لإجراء تجارب لتحديد حجم الفتحة الآمنة
- 3 نوفمبر 1815 ( 1815-11-03 )
- في اجتماعٍ لتجار الفحم في نيوكاسل أبون تاين ، إنجلترا، قُرئت رسالةٌ خاصةٌ من السير همفري ديفي يُعلن فيها عن التقدم المُحرز حتى الآن في تطوير مصباح أمان. تُشير رسالة ديفي إلى أربعة تصاميم مُحتملة مُختلفة؛ لا يتضمن أيٌ منها إحاطة اللهب بشبكة سلكية؛ أحدها (لهب مُحاط بالزجاج، دخول هواء محدود عبر أنابيب ذات قطر صغير) [ 34 ] يُطابق تقريبًا تصميم ستيفنسون الثاني.
- 4 نوفمبر 1815 ( 1815-11-04 )
- يقوم ستيفنسون باختبار مصباح محسّن (يدخل الهواء من خلال ثلاثة أنابيب صغيرة القطر لإعطاء المزيد من الضوء) في منجم كيلينغورث للفحم .
- 9 نوفمبر 1815 ( 1815-11-09 )
- في اجتماع للجمعية الملكية في لندن، قدم ديفي ورقة بحثية تصف مصباحه. [ 35 ]
- 30 نوفمبر 1815 ( 1815-11-30 )
- تم اختبار مصباح مُحسّن بشكل إضافي بواسطة ستيفنسون.
- 5 ديسمبر 1815 ( 1815-12-05 )
- تم عرض مصباح ستيفنسون في اجتماع للجمعية الأدبية والفلسفية في نيوكاسل. [ 36 ]
- 9 يناير 1816 ( 1816-01-09 )
- أول تجربة لمصباح ديفي في منجم هيبورن للفحم.
- 1816 ( 1816 )
- حصل ديفي على ميدالية رومفورد وجائزة مالية قدرها 1000 جنيه إسترليني (ما يعادل 84283 جنيهًا إسترلينيًا في عام 2025 [ 37 ] ) من الجمعية الملكية ، وجائزة أخرى عبارة عن طقم فضي بقيمة 2000 جنيه إسترليني (ما يعادل 168566 جنيهًا إسترلينيًا في عام 2025 [ 37 ] ) من أصحاب مناجم الفحم في البلاد. [ 16 ] [ 38 ]
- 1816 ( 1816 )
- كما يمنح مالكو مناجم الفحم 100 جنيه إسترليني (ما يعادل 8850 جنيهًا إسترلينيًا في عام 2025 [ 37 ] ) لستيفنسون.
- 1816 ( 1816 )
- حصل كلاني على ميدالية من الجمعية الملكية للفنون في عام 1816. [ 11 ]
- 1816 ( 1816 )
- أعلنت لجنة نيوكاسل عن فتح باب التبرعات لتصحيح ما يُعتبر ظلماً في جوائز الجمعية الملكية. مُنحت جائزة قدرها 1000 جنيه إسترليني (ما يعادل 84283 جنيهًا إسترلينيًا في عام 2025 [ 37 ] ) لستيفنسون. [ 17 ]
- 1818 ( 1818 )
- ورد أن مصابيح ديفي كانت مستخدمة في فلاندرز. [ 39 ]
- 5 أغسطس 1818 ( 1818-08-05 )
- انفجار في منجم والسند للفحم، أسفر عن مقتل أربعة أشخاص. سببه مصباح ديفي (تضررت الشاش في السقوط) [ 40 ]
- 1840 ( 1840 )
- عرض ماثيو لويس موسيلر مصباحه في بلجيكا.
- 1843 ( 1843 )
- خلصت لجنة ساوث شيلدز إلى أنه "لا يوجد مصباح أمان، مهما بلغت براعة تصميمه، قادر على حماية الألغام النارية من الانفجار، وأن الاعتماد عليه خطأ فادح"، وأن "مصباح ديفي المكشوف، بدون غطاء كامل من الزجاج أو أي مادة أخرى، أداة بالغة الخطورة، وقد تسبب بلا شك في تلك الحوادث في المناجم التي يُستخدم ضدها بثقة مفرطة وبشكل عام". [ 41 ]
- 1852 ( 1852 )
- تحذر اللجنة المختارة التابعة لمجلس العموم والمعنية بالحوادث في مناجم الفحم من أن "مصباح ديفي، أو أي تعديل عليه، يجب اعتباره بمثابة إغراء للخطر بدلاً من كونه وسيلة أمان كاملة" [ 42 ].
- 1853 ( 1853 )
- يقدم نيكولاس وود ، رئيس معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا ، نتائج تجارب أجريت على مصابيح مختلفة، والتي خلصت إلى أن مصباح ديفي آمن، ولكنه لا يحمل سوى "هامش خطر" ضئيل. [ 3 ]
- 8 ديسمبر 1856 ( 1856-12-08 )
- انفجار في منجم نيكلسون، رينتون. توفي رجل متأثراً بجراحه بعد 12 يوماً من الانفجار. اشتعل غاز الميثان أثناء اختباره بواسطة مصباح كلاني ذي زجاج متصدع. أدان المفتش مصباح كلاني وأوصى باستخدام مصباح ستيفنسون للإضاءة ومصباح ديفي للاختبار. [ 18 ]
- 1859 ( 1859 )
- ويليام كلارك – أول من حصل على براءة اختراع للمصباح الكهربائي. استُخدمت المصابيح الكهربائية لأول مرة في ستينيات القرن التاسع عشر. [ 43 ]
- 1872 ( 1872 )
- يشترط قانون تنظيم مناجم الفحم إغلاق المصابيح في ظروف معينة.
- 1881 ( 1881 )
- عرض جوزيف سوان أول مصباح كهربائي من تصميمه. [ 44 ]
- 16 فبراير 1882 ( 1882-02-16 )
- كارثة منجم تريميدون جرانج ، التي أودت بحياة 69 رجلاً وفتى. وقد خلص تقرير الطبيب الشرعي المقدم إلى مجلس العموم إلى أن: "نتيجة هذا التحقيق هي دليل إضافي، إن كانت هناك حاجة إلى دليل إضافي، على أن مصباح ديفي لا يوفر أي أمان على الإطلاق... وأن استخدامه... يجب حظره منعاً باتاً". [ 45 ]
- 1886 ( 1886 )
- قامت اللجنة الملكية المعنية بالحوادث في المناجم باختبار المصابيح وتقديم توصيات.
- 1887 ( 1887 )
- وضع قانون تنظيم مناجم الفحم متطلبات بشأن البناء والفحص والاستخدام.
- 1900 ( 1900 )
- الإضاءة الكهربائية في المناجم.
- 1911 ( 1911 )
- وضع قانون مناجم الفحم متطلبات بشأن الفحص والاستخدام، بما في ذلك المصابيح الكهربائية.
- 1911 ( 1911 )
- الحكومة البريطانية تقدم جائزة لأفضل مصباح كهربائي.
- 1919 ( 1919 )
- تم تشكيل لجنة مصابيح عمال المناجم لدراسة مصابيح السلامة، وقدمت تقريرها بعد خمس سنوات. [ 43 ]
- 1924 ( 1924 )
- قدمت لجنة مصابيح عمال المناجم تقريراً وتوصيات بعد إجراء الاختبارات. [ 26 ]
- 1930 ( 1930 )
- مصابيح خوذة تعمل بالبطارية.
أمثلة على المصابيح
مصباح ديفي

في مصباح ديفي، يتم إحاطة مصباح الزيت القياسي بشبكة سلكية دقيقة أو شاش، ويتم إغلاق الجزء العلوي بطبقة مزدوجة من الشاش.
إذا سُحب غاز الميثان إلى اللهب، فإنه سيحترق بشدة، وإذا كانت النسب صحيحة، فقد ينفجر. عند وصول اللهب إلى الشاش، فإنه لا يخترقه، وبالتالي لا يشتعل جو المنجم. مع ذلك، إذا تُرك اللهب يلامس الشاش لفترة طويلة، فإنه سيسخن، وأحيانًا حتى يصل إلى درجة الاحمرار. عند هذه النقطة، يكون فعالًا، ولكنه في حالة خطرة. أي ارتفاع إضافي في درجة الحرارة إلى درجة التوهج سيؤدي إلى اشتعال الجو الخارجي. تيار هواء مفاجئ سيُحدث بقعة ساخنة موضعية، وسيخترقها اللهب. عند تيار هواء يتراوح بين 4 و6 أقدام في الثانية، يصبح المصباح غير آمن. [ 46 ] في والسيند عام 1818، كانت المصابيح تحترق حتى الاحمرار (مما يدل على وجود كمية كبيرة من غاز الميثان). كان صبي (توماس إليوت) يعمل على حمل المصابيح الساخنة إلى الهواء النقي وإعادة المصابيح الباردة. لسبب ما، تعثر؛ فتضرر الشاش، وتسبب المصباح التالف في الانفجار. [ 40 ] في تريميدون جرانج (1882)، تسبب انهيار السقف في اندفاع مفاجئ للهواء، واخترق اللهب الشاش، مما أسفر عن نتائج مميتة (69 قتيلاً). [ 45 ]
كانت النسخ الرديئة و"التحسينات" غير المدروسة معروفة، لكن تغيير الأبعاد إما قلل من الإضاءة أو من مستوى الأمان. [ 46 ] أدى ضعف الإضاءة مقارنةً بمصباحي جوردي أو كلاني في النهاية إلى اعتبار مصباح ديفي "ليس مصباحًا، بل أداة علمية للكشف عن وجود غاز الميثان". [ 11 ] استمرت بعض المناجم في استخدام الشموع للإضاءة، معتمدةً على مصباح ديفي لتنبيه العمال عند إطفائها.
مصباح ستيفنسون ("جوردي"

في مصابيح جوردي القديمة، كان مصباح الزيت محاطًا بالزجاج. يعلو الزجاج غطاء نحاسي مثقب، وفوقه شبكة معدنية. ويحيط بالزجاج أنبوب معدني مثقب لحمايته. وكان دخول الهواء يتم عبر سلسلة من الأنابيب في القاعدة.
استخدمت الإصدارات اللاحقة شبكة معدنية، بدلاً من الأنبوب المعدني المثقب، لتغليف الزجاج وحمايته. وكان مدخل الهواء عبر حجرة حلقية حول قاعدة المصباح (بدلاً من الأنابيب السابقة)، حيث يدخل الهواء من خلال ثقوب صغيرة ( 1/20 بوصة ) ثم يمر عبر الشبكة إلى داخل المصباح. وإذا انكسر الزجاج المحيط بالمصباح، يتحول مصباح جوردي إلى مصباح ديفي.
قد يمر تيار هواء قوي بما يكفي عبر الأنابيب (التي أصبحت فيما بعد فتحات ومعرضًا) ويزيد من حجم اللهب، مما يؤدي في النهاية إلى احمراره. [ 47 ] يصبح المصباح غير آمن في تيار تتراوح سرعته بين 8 و12 قدمًا في الثانية، أي ما يقارب ضعف سرعة مصباح ديفي. [ 47 ]
مصباح بوردي
كان مصباح بوردي تطويرًا لمصباح جوردي. كانت فتحة التهوية مزودة بشبكة سلكية، وفوق الزجاج مدخنة ذات غطاء نحاسي مثقب وغطاء خارجي من الشبك. يحمي أنبوب نحاسي الأجزاء العلوية، ويقيها، ويثبتها في مكانها. يربط مسمار زنبركي جميع الأجزاء معًا. [ 48 ] لا يمكن تحرير المسمار إلا بتطبيق فراغ على برغي مجوف مثبت؛ وهو أمر لا يستطيع عامل منجم يعاني من نقص النيكوتين القيام به في موقع استخراج الفحم .
مصباح كلاني المحسن
تخلى كلاني عن مضخاته وشموعه، وطوّر مصباح أمان يجمع بين خصائص مصباحي ديفي وجوردي. كان المصباح الزيتي محاطًا بمدخنة زجاجية مغلقة من الأسفل. وفوق المدخنة أسطوانة من الشاش السلكي ذات غطاء مزدوج. يدخل الهواء من الجانب، وتخرج الغازات المحترقة من الأعلى. في وجود غاز الميثان، يزداد اللهب شدة. يجب إبقاء اللهب مرتفعًا نسبيًا أثناء الاستخدام العادي، فاللهب الصغير يسمح بامتلائه بخليط من غاز الميثان والهواء، وقد يمر الانفجار اللاحق عبر الشاش. [ 49 ] أما اللهب الأكبر فيُبقي الجزء العلوي ممتلئًا بالغاز المحترق. يُصدر مصباح كلاني ضوءًا أكثر من مصباح ديفي، ويمكن حمله بسهولة أكبر في تيارات الهواء. ومع ذلك، يشير لوبتون إلى أنه لا يتفوق عليه في أي جانب آخر ، وخاصة كأداة اختبار. [ 49 ]
كان زجاج مصباح كلاني يُثبّت بحلقة نحاسية كبيرة القطر، ما قد يُصعّب إحكام ربطها. فإذا ما ظهرت شظية عند نهاية شق، أو أي عيب آخر، فقد يتأثر إحكام الإغلاق. وقد وقع حادث مماثل في منجم نيكلسون عام ١٨٥٦، عندما استخدم أحد المشرفين مصباحًا لاختبار وجود غاز الميثان. أوصى مفتش المناجم باستخدام مصابيح ستيفنسون فقط للإضاءة، ومصابيح ديفي للاختبار. وعلى وجه الخصوص، "ينبغي على المشرفين... الذين تُستخدم مصابيحهم في الغالب للكشف عن وجود الغاز ، تجنب مصابيح كلاني" . [ ١٨ ]
مصباح ميوسلر

المصباح عبارة عن نسخة معدلة من مصباح كلاني، صممه البلجيكي ماثيو لويس موسيلر. يحيط باللهب أنبوب زجاجي يعلوه أسطوانة مغطاة بشبكة سلكية. يدخل الهواء من الجانب فوق الزجاج ويتدفق إلى أسفل نحو اللهب قبل أن يرتفع ليخرج من أعلى المصباح. حتى الآن، يبدو المصباح مجرد مصباح كلاني، لكن توجد مدخنة داخلية تفصل نواتج الاحتراق المتصاعدة عن الهواء الداخل. تدعم المدخنة رف شبكي يمر عبره الهواء الداخل، مشكلاً حاجزًا ثانيًا يمنع انتشار اللهب عكسيًا. [ 50 ] زُودت بعض مصابيح موسيلر بآلية تُقفل قاعدة المصباح. يؤدي خفض الفتيل في النهاية إلى تحرير القاعدة، ولكن يكون اللهب قد انطفأ حينها، وبالتالي يصبح آمنًا. [ 51 ]
تم تسجيل براءة اختراع المصباح في عام 1840، وفي عام 1864 جعلت الحكومة البلجيكية هذا النوع من المصابيح إلزاميًا. [ 51 ]
في وجود غاز الميثان، يُسحب المزيج المتفجر عبر أنبوبين شبكيين (أسطوانة ورف)، ويحترق، ثم لا يبقى في المدخنة سوى الغازات المحترقة، وليس المزيج المتفجر. ومثل مصباح كلاني، ومصباح ديفي الذي سبقه، يعمل هذا المصباح كمؤشر على وجود غاز الميثان، إذ يزداد سطوعًا عند وجوده. احتوت الطرازات اللاحقة على دروع مدرجة تمكّن المساعد من تحديد تركيز غاز الميثان من خلال ازدياد شدة اللهب. بينما يستمر مصباح كلاني في الاحتراق حتى لو وُضع على جانبه، مما قد يؤدي إلى تشقق الزجاج، ينطفئ مصباح ميوزلر تلقائيًا بسبب توقف تيارات الحمل الحراري. المصباح آمن في تيارات تصل سرعتها إلى 15 قدمًا في الثانية. [ 50 ]
مصباح مارسو

مصباح مارسو هو مصباح كلاني مزود بعدة شبكات. تُركّب شبكتان أو ثلاث شبكات داخل بعضها البعض، مما يُحسّن السلامة في حالة التيارات الهوائية. مع ذلك، تُعيق الشبكات المتعددة تدفق الهواء. كان مصباح مارسو من أوائل المصابيح التي زُوّدت بواقٍ، وفي الرسم التوضيحي (على اليمين) يُمكن رؤية غطاء المصباح مُحيطًا بالشبكات. [ 52 ] يستطيع مصباح مارسو المُزوّد بواقٍ مقاومة تيار هوائي بسرعة 30 قدمًا في الثانية. [ 25 ]
مصباح بينبريدج
يُعدّ مصباح بينبريدج تطويرًا لمصباح ستيفنسون. يحيط أسطوانة زجاجية مخروطية الشكل باللهب، وفوقها أنبوب نحاسي. يُغلق الجزء العلوي من الأنبوب بشبكة أفقية متصلة بجسم المصباح بواسطة قضبان صغيرة لتوصيل الحرارة. يدخل الهواء عبر سلسلة من الثقوب الصغيرة المحفورة في الحلقة النحاسية السفلية التي تدعم الزجاج. [ 24 ]
مصباح لاندو

يُعدّ هذا المصباح تطويرًا جزئيًا لمصباح جوردي. يدخل الهواء إلى حلقة قرب القاعدة، محمية بشبكة سلكية أو صفيحة مثقبة. يمر الهواء على جانب المصباح عبر سلسلة من الثقوب المغطاة بالشبكة، ثم يدخل القاعدة عبر سلسلة أخرى من الثقوب المغطاة بالشبكة. أي محاولة لفك القاعدة تؤدي إلى إطفاء اللهب بواسطة الرافعة (الموضحة بالحرف f في الرسم التوضيحي). تحدّ الثقوب والممرات المغطاة بالشبكة من تدفق الهواء إلى الحد المطلوب للاحتراق، لذا إذا استُبدل أي جزء من الأكسجين بغاز الميثان، فإن اللهب ينطفئ لنقص المؤكسد. [ 24 ]
يستخدم الجزء العلوي من المصباح مدخنة مشابهة لتلك الموجودة في مصابيح موسيلر ومورغان. تمر الغازات المتصاعدة عبر المدخنة وشبكة معدنية. في أعلى المدخنة، يقوم عاكس مقعر بتحويل مسار الغازات جانبيًا عبر عدد من الثقوب. ثم تبدأ الغازات بالصعود عبر المدخنة المتوسطة قبل أن تخرج عبر شبكة معدنية أخرى. وأخيرًا، تنزل الغازات بين المدخنة الخارجية والمدخنة المتوسطة، لتخرج فوق الزجاج بقليل. ولذلك، تُعد المدخنة الخارجية بمثابة درع واقٍ. [ 24 ]
مصباح يات

يُعدّ مصباح ييتس تطويرًا لمصباح كلاني. يدخل الهواء من الجزء السفلي من الغطاء الشبكي ويخرج من الجزء العلوي؛ ولا يوجد مدخنة. مع ذلك، شهد الجزء الزجاجي السفلي من المصباح بعض التطوير، حيث استُبدل بعاكس فضي مزود بعدسة قوية أو مركزية الشكل لتوزيع الضوء. وقد أسفر ذلك عن تحسين الإضاءة بمقدار 20 ضعفًا مقارنةً بمصباح ديفي. وادّعى ييتس أن "إغراء تعريض اللهب للحصول على مزيد من الضوء قد زال". [ 24 ]
كما احتوت القاعدة على آلية تعشيق لضمان خفض الفتيل وإطفاء المصباح عند أي محاولة لفتحها.
كان المصباح "أغلى بكثير من أنواع المصابيح الشائعة الاستخدام حاليًا، لكن السيد ييتس يذكر أن توفير الزيت الناتج عن استخدامه سيغطي التكلفة الإضافية في غضون عام واحد". [ 24 ]
إيفان توماس
المصباح الذي ابتكره وصنعه إيفان توماس من أبيردار [ 53 ] يشبه مصباح كلاني المحمي، ولكنه يحتوي على أسطوانة نحاسية خارج الشبكة فوق الزجاج. وهو يقاوم تيارات الهواء جيدًا، لكن إضاءته ضعيفة. [ 54 ]
مورغان
مصباح مورغان هو مزيج بين مصباحي موسيلر ومارسو. وهو مصباح محمي مزود بسلسلة من الأقراص في الأعلى لإخراج الأبخرة المحترقة، وسلسلة من الثقوب في أسفل الغطاء للسماح بدخول الهواء. يوجد غطاء داخلي وخارجي بحيث لا يمكن للهواء أن يهب مباشرة على الشبك السلكي، بل يجب أن يمر أولاً عبر حجرة ضيقة. يحتوي على عدة شبك، مثل مصباح مارسو، ومدخنة داخلية مثل مصباح موسيلر. لا يوجد "رف" يدعم المدخنة، بل إنها معلقة من مخروط شبكي مقلوب. [ 55 ]
ستقاوم سيارة مورغان الهواء حتى سرعة 53 قدمًا في الثانية، وهي "آمنة بما يكفي لكل غرض عملي" . [ 55 ]
كليفورد
يحتوي مصباح كليفورد أيضًا على درع مزدوج، لكن سطحه العلوي مسطح وبسيط. المدخنة ضيقة نسبيًا ومغطاة بشبكة سلكية في الأعلى. يوجد في أسفل المدخنة غطاء زجاجي يغطي اللهب. تُثبّت المدخنة على رف من الشبك. يدخل الهواء من خلال الجزء السفلي من الدرع الخارجي، عبر الممر، ثم إلى المصباح من خلال الدرع الداخلي. يُسحب الهواء لأسفل عبر الشبك، ثم يمر بجانب اللهب ويصعد عبر المدخنة. في الأعلى، يخرج الهواء من خلال الشبك وأعلى الدرع المزدوج. المدخنة الداخلية مصنوعة من النحاس المطلي بمعدن قابل للانصهار: إذا ارتفعت درجة حرارة المصباح بشكل كبير، ينصهر المعدن ويغلق فتحات التهوية، مما يؤدي إلى إطفاء المصباح. [ 56 ]
تم اختبار المصباح، ووفقًا للوبتون "قاوم بنجاح كل محاولة لتفجيره بسرعة تزيد عن 100 قدم في الثانية" . [ 56 ]
المصابيح الكهربائية
لم يصبح المصباح الكهربائي المحمول حقيقة واقعة إلا بعد استبدال خيوط الكربون بخيوط التنجستن. وكان جوزيف سوان من الرواد الأوائل، حيث عرض أول مصباح له في نيوكاسل أبون تاين عام 1881 [ 44 ] ، ثم قام بتطوير مصابيح محسّنة في السنوات اللاحقة. وأجرت اللجنة الملكية المعنية بحوادث المناجم، التي شُكّلت عام 1881، اختبارات شاملة على جميع أنواع المصابيح، وأشار تقريرها النهائي عام 1886 إلى إحراز تقدم ملحوظ في إنتاج مصابيح كهربائية تُضاهي إضاءة المصابيح الزيتية، وتوقعت اللجنة توفر مصابيح اقتصادية وفعّالة قريبًا. [ 57 ] إلا أن هذا لم يتحقق، وكان التقدم بطيئًا في تحقيق الموثوقية والاقتصاد. تم إدخال مصباح سوسمان [ 58 ] إلى بريطانيا عام 1893، وبعد تجارب في منجم مورتون في دورهام، أصبح مصباحًا كهربائيًا واسع الانتشار، حيث أفادت الشركة بوجود حوالي 3000 مصباح قيد الاستخدام عام 1900 [ 59 ] . مع ذلك، بحلول عام 1910، لم يكن هناك سوى 2055 مصباحًا كهربائيًا من جميع الأنواع قيد الاستخدام ، أي ما يعادل 0.25% فقط من إجمالي مصابيح السلامة [ 60 ] . في عام 1911، عرض مالك منجم فحم مجهول، عبر الحكومة البريطانية، جائزة قدرها 1000 جنيه إسترليني ( ما يعادل 102000 جنيه إسترليني عام 2025 [ 37 ] ) لأفضل مصباح يفي بمتطلبات محددة. بلغ عدد المشاركات 195 مشاركة. فاز بالجائزة مهندس ألماني بمصباح CEAG [ 61 ] ، وهو مصباح محمول باليد يوفر ضعف إضاءة مصابيح الزيت، مع عمر بطارية يصل إلى 16 ساعة. [ 62 ] مُنحت جوائز لثمانية مصابيح أخرى استوفت معايير لجنة التحكيم. [ 63 ] من الواضح أن هذا حفّز التطور، وخلال السنوات القليلة التالية، شهد استخدام المصابيح الكهربائية زيادة ملحوظة، لا سيما مصابيح CEAG وGray-Sussmann وOldham، حتى بلغ عددها 294,593 مصباحًا مستخدمًا في بريطانيا بحلول عام 1922. [ 64 ]
في عام 1913، فاز توماس إديسون بميدالية راثيمان لاختراعه بطارية تخزين خفيفة الوزن يمكن حملها على الظهر، لتشغيل عاكس مكافئ يمكن تركيبه على خوذة عامل المنجم. [ 65 ] بعد اختبارات مكثفة، كان هناك 70,000 تصميم متين قيد الاستخدام في الولايات المتحدة بحلول عام 1916. [ 66 ]
كانت المصابيح الكهربائية الأولى في بريطانيا محمولة باليد لأن عمال المناجم اعتادوا على ذلك، وأصبحت مصابيح الخوذة شائعة في وقت لاحق بكثير مقارنة بدول مثل الولايات المتحدة حيث كانت مصابيح الخوذة (القبعة) هي القاعدة. [ 67 ]
في الوقت الحاضر، أصبحت مصابيح السلامة كهربائية في الغالب، ويتم تركيبها تقليديًا على خوذات عمال المناجم (مثل مصباح القمح أو مصباح أولدهام الأمامي [ 68 ] )، وهي محكمة الإغلاق لمنع تسرب الغاز إلى الغلاف حيث يمكن أن يشتعل بفعل شرارة كهربائية.
على الرغم من أن استخدام مصباح الأمان اللهبي كمصدر للضوء قد تم استبداله بالإضاءة الكهربائية، إلا أنه استمر استخدامه في المناجم للكشف عن غاز الميثان والرطوبة السوداء ، على الرغم من أن العديد من المناجم الحديثة تستخدم الآن أجهزة كشف الغاز الإلكترونية المتطورة لهذا الغرض.
يُعدّ الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مصدرًا ضوئيًا حديثًا ، وله مزايا عديدة في مصابيح السلامة، أهمها كفاءته العالية التي توفر مدة إضاءة أطول بكثير باستخدام نفس البطارية. كما شهدت البطاريات تحسينات ملحوظة، حيث توفر طاقة أكبر لكل وحدة وزن؛ وتُحسّن مصابيح LED، عند استخدامها مع بطاريات مثل بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن، أداء مصابيح السلامة بشكل كبير. [ 69 ]
يُجري مكتب سلامة وصحة المناجم (OMSHR)، التابع للمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) (التابع بدوره لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها) في الولايات المتحدة، أبحاثًا حول فوائد مصابيح الرأس بتقنية LED. ومن المشكلات التي تواجه قطاع التعدين ارتفاع متوسط أعمار عمال المناجم (43.3 عامًا في الولايات المتحدة عام 2013)، وتدهور البصر مع التقدم في السن. [ 70 ] تتميز تقنية LED بمتانتها مقارنةً بمصابيح الإضاءة التقليدية، وعمرها الطويل: 50,000 ساعة مقارنةً بـ 1,000 إلى 3,000 ساعة. ويُقلل العمر الطويل من الحاجة إلى صيانة المصابيح وأعطالها؛ فبحسب مكتب سلامة وصحة المناجم، يقع ما معدله 28 حادثًا سنويًا في مناجم الولايات المتحدة يتعلق بالإضاءة. وقد رعى المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية تطوير أنظمة مصابيح الرأس التي تُحسّن، بحسب قوله، "قدرة كبار السن على اكتشاف المخاطر المتحركة بنسبة 15%، ومخاطر التعثر بنسبة 23.7%، كما تُقلل من الوهج المزعج بنسبة 45%". [ 70 ] تُضيء المصابيح التقليدية شعاعًا ضيقًا؛ أما مصابيح LED المعتمدة من المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) فقد صُممت لإنتاج شعاع أوسع وأكثر انتشارًا، والذي يُزعم أنه يُحسّن إدراك الأشياء بنسبة 79.5%. [ 70 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ قاموس أكسفورد الإنجليزي
- ↑ سمايلز 1862 ، ص 104
- 1 2 وود 1853
- 1 2 3 4 كلارك 2001
- ↑ هوفمان 1916 ، ص 11
- ↑ هوفمان 1916 ، ص 12
- ↑ هوفمان 1916 ، ص 45
- ↑ سمايلز 1862 ، ص 107
- ↑ فوردس 1973 ، ص 39
- ↑ لوثر 1733 .
- 1 2 3 4 5 6 إي. توماس وويليامز المحدودة
- 1 2 كالفن 2000 ، ص 60
- 1 2 سايكس 1835 ، ص 32-33.
- ↑ شركة تريانكو
- ↑ سمايلز 1862 ، ص 105
- 1 2 ديفيز 2004 ، ص 22
- 1 2 ديفيز 2004 ، ص 26
- 1 2 3 متحف دورهام للتعدين 2014
- ↑ Geopedia.fr 2011
- ↑ ناظر في عام 1844
- ↑ بيتس، دينيس (2012). فتيات المناجم . دار نشر وارنكليف. ص 11. ISBN 1-84563-155-2.
- ↑ جونسون 2014 .
- ↑ هوفمان 1916 ، ص 25
- 1 2 3 4 5 6 هانت 1879 ، مقال: مصابيح الأمان
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: المصابيح المحمية
- 1 2 بلات، سي بي إم (18 أكتوبر 1924). "شاشات مصابيح الأمان لعمال المناجم" . مجلة نيتشر . 114 (2868): 591. doi : 10.1038/114591a0 . ISSN 0028-0836 . مؤرشف من الأصل في 10 يوليو 2024. تم الاطلاع عليه في 23 أغسطس 2024 .
- ↑ وود 1988 ، ص 41.
- ↑ سايكس 1835 ، ص 33.
- ↑ متحف دورهام للتعدين 2012
- ↑ غريسكو 2012
- ↑ نايت 1992
- ↑ طومسون 1814 ، الصفحات 315-316
- ↑ كلاني 1813
- ↑ باريس 1831 ، ص 84.
- ↑ باريس 1831 ، ص 88.
- ↑ سمايلز 1862 ، الصفحات119-120
- 1 2 3 4 5 أرقام التضخم لمؤشر أسعار المستهلك في المملكة المتحدةللفترة من 1209 إلى 2024، استنادًا إلى بيانات من "حاسبة التضخم" . بنك إنجلترا . لندن. 18 فبراير 2026. تم الاطلاع عليه في 1 أبريل 2026 .
- ↑ طومسون 1817 ، ص 464
- ↑ طومسون 1818 ، ص 394.
- 1 2 سايكس 1835 ، ص 33-34.
- ↑ إنجام 1843 ، ص 74.
- ↑ كايلي 1852 ، ص. 7.
- 1 2 أونوين، إيان د. مراقبة المناجم من أجل السلامة والصحة (ملف PDF) (تقرير). ص 30.
- 1 2 سوان 1881 ، الصفحات 140-159
- 1 2 سناج 1882
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: مصابيح ديفي
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: مصباح ستيفنسون
- ↑ بوردي 1880
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: مصباح كلاني
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: موسيلر
- 1 2 NEIMME & lamps , page:Mueseler.html
- ^ لوبتون 1893 ، القسم: مارسو
- ↑ براءات الاختراع الإنجليزية، المواصفات: 1866، 2965 – 3048. مكتب القرطاسية التابع لجلالة الملكة. 1867. ص 39.
- ↑ لوبتون 1893 ، القسم: إيفان-توماس
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: مورغان
- 1 2 لوبتون 1893 ، القسم: كليفورد
- ↑ اللجنة الملكية المعنية بحوادث المناجم 1886 ، ص 96
- ↑ وود 1901
- ↑ وزارة الداخلية 1901
- ^ جونز وتاركينتر 1993 ، ص. 38
- ^ جونز وتاركينتر 1993 ، ص 38-9
- ↑ ميتكالف وميتكالف 1999
- ↑ فورستر 1914 ، الصفحات 39-40
- ↑ درون 1924 ، الصفحات 150-169
- ↑ شركة نيو ويزدوم للاستثمار المحدودة 2007
- ↑ برون 2010 ، ص 37
- ↑ ويتاكر 1928 ، الصفحات 146-147
- ↑ "مصباح القبعة" . التراث التعديني . جامعة نوتنغهام . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2023 .
- ↑ شركة نيو ويزدوم للاستثمار المحدودة 2008
- 1 2 3 مكتب سلامة وصحة المناجم 2013
فهرس
- مراقب (1844)، "المصابيح غير المناسبة وغيرها من الأضواء في مناجم الفحم" ، كتيبات ، المجلد 214، معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا ، الصفحات 3-4 ، مؤرشف من الأصل في 19 أغسطس 2011 ، تم استرجاعه في 30 يناير 2013 قد يكون المؤلف الحقيقي هو توماس أنثانك (موقع NEIMME الإلكتروني).
- برون، يورغن ف (2010)، استخلاص العلم: قرن من أبحاث التعدين ، جمعية التعدين والمعادن والاستكشاف، رقم ISBN 978-0873353229تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2013
- كالفن، روني (2000)، "الفحم"، في كاميرون، ألاستير (محرر)، تراث التعدين في ليكلاند ، جمعية تاريخ التعدين التابعة لصندوق كمبريا للمرافق، رقم ISBN 0-9539477-0-X
- كايلي، إدوارد ستيلينغفليت (رئيس) (1852)، تقرير اللجنة المختارة المعنية بمناجم الفحم، بالإضافة إلى وقائع اللجنة، ومحاضر الأدلة، والملحق والفهرس ، لندن: بأمر من مجلس العموم ، تم استرجاعه في 8 يوليو 2018
- كلاني، دبليو آر (1813)، "حول وسائل الحصول على ضوء ثابت في مناجم الفحم دون خطر الانفجار"، المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن ، 103 : 200-205 ، doi : 10.1098/rstl.1813.0027 ، S2CID 110192619
- كلاني، طبيب، دبليو. ريد (يناير - يونيو 1816)، "تقرير عن تجربة مصباح الدكتور ريد كلاني في بعض مناجم الفحم في نيوكاسل" ، حوليات الفلسفة ، المجلد السابع : 368-373
- كلاني، طبيب، ويليام ريد (يوليو - ديسمبر 1816)، "ملاحظات عملية حول مصابيح الأمان لمناجم الفحم" ، حوليات الفلسفة ، المجلد الثامن : 353-357
- كلارك، نيل ر (2001)، "مجموعة مصابيح السلامة في المناجم معروضة في الأكاديمية الوطنية للصحة والسلامة في المناجم" (ملف PDF) ، نشرة جمعية هولمز للسلامة (يناير 2001)، مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) في 7 أغسطس 2020 ، تم استرجاعها في 31 ديسمبر 2019ملاحظة الناشرين: أجزاء من المقال مأخوذة من إي. توماس وويليامز (انظر أدناه).
- ديفيز، هنتر (2004)، جورج ستيفنسون ، دار التاريخ للنشر، رقم ISBN 978-0-7509-3795-5
- درون، آر دبليو ( 1924)، جمعية التعدين في بريطانيا العظمى (محرر)، "إضاءة المناجم"، مراجعة تاريخية لتعدين الفحم ، لندن: مطبعة فليت واي: 150-169
- متحف دورهام للتعدين (2012)، منجم ميل بيت، هيرينغتون ، تم الاطلاع عليه في 10 يناير 2013
- متحف دورهام للتعدين (2012أ)، منجم والسيند ، تم الاطلاع عليه في 16 يناير 2013
- متحف دورهام للتعدين (2014)، في ذكرى: روبرت جونسون ، تم الاطلاع عليه في 5 مايو 2014
- شركة إي. توماس وويليامز المحدودة، تاريخ مصابيح عمال المناجم ، Welshminerslamps.com ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2013
- فوردس، ويليام (1973)، تاريخ الفحم، وفحم الكوك، وحقول الفحم، وصناعة الحديد في شمال إنجلترا ، غراهام، ISBN 9780902833999
- فورستر، ج. (1914)، مصابيح الأمان والكشف عن غاز الميثان في المناجم ، لندن: جورج روتليدج
- Geopedia.fr (2011)، كتالوج مصابيح التعدين ، Geopedia.fr، مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2012 ، تم استرجاعه في 11 يناير 2013
- جريسكو، ديف (2012)، تاريخ موجز لمصباح الأمان اللهبي للعمال ، Minerslamps.net، مؤرشف من الأصل في 26 أغسطس 2003 ، تم استرجاعه في 10 يناير 2013
- هوفمان، فريدريك ل. (1916)، رأرأة عمال المناجم ، واشنطن العاصمة: وزارة الداخلية، مكتب المناجم ، تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2013
- وزارة الداخلية (1901)، المناجم والمحاجر: تقرير عام وإحصاءات لعام 1900. الجزء الثاني: العمل ، Cd.766، لندن: HMSO
- هانت، روبرت، محرر (1879)، قاموس الدكتور أور للفنون والصناعات والمناجم ، المجلد الرابع (ملحق)، لندن: لونجمانز، جرين وشركاه.
- إنجام، روبرت (رئيس) (1843)، تقرير لجنة ساوث شيلدز، المعينة للتحقيق في أسباب الحوادث في مناجم الفحم ، لندن: لونجمان، براون، جرين، ولونجمانز ، تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2018
- جونسون، فرانك (2014)، دراسة موجزة عن تطوير وتصنيع مصابيح السلامة لعمال المناجم (ملف PDF) ، شركة بروتكتور للمصابيح والإضاءة المحدودة ، تم الاطلاع عليه في 1 ديسمبر 2014
- جونز، أ. ف.؛ تاركنتر، ر. ب. (1993)، التكنولوجيا الكهربائية في التعدين: فجر عصر جديد ، لندن: بيتر بيرغرينوس
- نايت، ديفيد (1992)، "8: مصباح الأمان"، همفري ديفي: العلم والسلطة ، مطبعة جامعة كامبريدج، رقم ISBN 0-631-16816-8
- لوثر، السير جيمس، بارونيت. (1 يناير 1733)، "وصف للهواء الرطب في منجم فحم للسير جيمس لوثر، بارونيت. غرق على بعد 20 ياردة من البحر؛ أبلغ به الجمعية الملكية"، المعاملات الفلسفية ، 38 (429): 109-113 ، Bibcode : 1733RSPT...38..109L ، doi : 10.1098/rstl.1733.0019 ، JSTOR 103830 ، S2CID 186210832
{{citation}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - لوبتون، أرنولد (1893)، التعدين، رسالة تمهيدية حول استخراج المعادن، الفصل 11: مصابيح الأمان ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2014
- ميتكالف، بيتر؛ ميتكالف، روجر (1999)، دراسات الهندسة، السنة 11 ، دراسات الهندسة في نيو ساوث ويلز
- NEIMME، قائمة بأوصاف مصابيح السلامة الموجودة لدى المؤسسة ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 8 فبراير 2013
{{citation}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - شركة نيو ويزدوم للاستثمار المحدودة (2007)، مصباح معدني تاريخي ، مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2020 ، تم استرجاعه في 7 فبراير 2013
- شركة نيو ويزدوم للاستثمار المحدودة (2008)، وحدة إضاءة LED، مصباح عامل منجم يعمل ببطارية ليثيوم أيون ، مؤرشف من الأصل في 20 فبراير 2020 ، تم استرجاعه في 7 فبراير 2013
- مكتب السلامة والصحة في المناجم (10 أبريل 2013)، مقال في مجال التعدين: بحث المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية حول الإضاءة يلبي احتياجات الأداء البصري باستخدام تقنية LED ، تم الاطلاع عليه في 12 أكتوبر 2014
- باريس، جون أيرتون (1831)، حياة السير همفري ديفي، الرئيس الراحل للجمعية الملكية، والعضو الأجنبي المنتسب للمعهد الملكي الفرنسي ...: في مجلدين ، المجلد الثاني، كولبورن وبنتلي ، تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2018
- بوردي، ويليام (1880)، مقال عن انفجارات مناجم الفحم ومصابيح الأمان ، لندن: كوليري جارديان
- اللجنة الملكية المعنية بحوادث المناجم (1886)، التقرير النهائيورقة الأوامر رقم 4699
- سمايلز، صموئيل (1862)، سير المهندسين ، المجلد الثالث (جورج وروبرت ستيفنسون)، لندن: جون موراي، رقم ISBN 0-7153-4281-9
{{citation}}: عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) (يشير رقم ISBN إلى طبعة David & Charles المعاد طباعتها عام 1968 مع مقدمة من تأليف المقدم رولت ) - سناج، تي دبليو (1882)، تقرير عن الانفجار الذي وقع في منجم تريميدون جرانج في 16 فبراير 1882 ، تم استرجاعه في 11 يناير 2013
- سوان، جيه دبليو (1881)، "مصباح سوان الكهربائي" ، المعاملات ، 30 ، معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا: 149-159 ، تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2013
- سايكس، جون (11 يوليو 1835)، سردٌ للانفجار المروع في منجم والسيند للفحم، في 18 يونيو 1835، مُضافًا إليه قائمة بالانفجارات والفيضانات وغيرها التي وقعت في مناجم الفحم في نورثمبرلاند ودورهام... ، نيوكاسل: جون سايكس(كان سايكس ناشر صحيفة نيوكاسل كورانت )
- تومسون، توماس، محرر (1814)، حوليات الفلسفة ، المجلد الرابع، روبرت بالدوين ، تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2014
- تومسون، توماس، محرر. (يوليو - ديسمبر 1817)، حوليات الفلسفة ، المجلد العاشر، روبرت بالدوين ، تم الاطلاع عليه في 27 فبراير 2015
- تومسون، توماس (مايو 1818)، "استخدام مصابيح الأمان للسير إتش. ديفي في فلاندرز" ، حوليات الفلسفة ، المجلد الحادي عشر، العدد الخامس والستون، ص 394 ، تم الاطلاع عليه في 22 أبريل 2015
- شركة تريانكو، مصابيح عمال المناجم المصنوعة من النحاس الصلب ، الصفحة: مصابيح عمال المناجم بالحجم الكامل، مؤرشفة من الأصل في 3 يونيو 2019 ، تم استرجاعها في 12 مارس 2013
- ويتاكر، جيه دبليو (1928)، إضاءة المناجم ، لندن: ميثوين
- وود، نيكولاس (1853)، "حول مصابيح الأمان لإضاءة مناجم الفحم" ، المعاملات ، الجزء الأول (1852-1853)، معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا: 301-322 ، تم الاطلاع عليه في 17 نوفمبر 2013(محاضرة رئاسية)
- وود، أوليفر (1988)، "فحم غرب كمبرلاند: 1600-1982/3"، سلسلة إضافية لجمعية كمبرلاند وويستمورلاند للآثار والتاريخ ، كيندال: ويلسون، رقم ISBN 9780950077956
- وود، دبليو أو (1901)، "مصباح سوسمان الكهربائي لعمال المناجم" ، معاملات مؤسسة مهندسي التعدين ، 21 ( 1900-1901): 189-197 - عبر أرشيف الإنترنت
للمزيد من القراءة
- معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا، مكتبة نيكولاس وود التذكارية "مصابيح أمان عمال المناجم: دليل للموارد" . 2016. دليل للكتب والمجلات والتقارير الحكومية والمواد الأرشيفية والموارد الأخرى المتعلقة بالمصابيح في مكتبة المعهد.
- باري، د. عصا العلم: تاريخ مصباح الأمان البريطاني ذي اللهب . برمنغهام: شركة دي. باري لإدارة المخاطر المحدودة، 2006.
- بارنارد، تي آر. مصابيح أمان عمال المناجم: تصميمها وصيانتها . لندن: بيتمان، 1936.
- غالاوي، آر إل. حوليات تعدين الفحم وتجارة الفحم. السلسلة الأولى. [حتى عام 1835] لندن: كوليري غارديان، 1898 (أعيد طبعه في نيوتن أبوت: ديفيد وتشارلز، 1971)؛ 420-439. السلسلة الثانية. [1835-1880] لندن: كوليري غارديان، 1904 (أعيد طبعه في نيوتن أبوت: ديفيد وتشارلز، 1971)، 304-324.
- هاردويك، إف دبليو وأوشيا، إل تي. ملاحظات حول تاريخ مصباح الأمان . معاملات معهد مهندسي التعدين 51 1915-6، 548-724. تاريخ من عام 1813 إلى عام 1913 مع وصف أنواع عديدة من المصابيح ومناقشة الاختبارات في المملكة المتحدة ودول أوروبية أخرى.
- جيمس، FAJL ما هو حجم الحفرة؟: مشاكل التطبيق العملي للعلم في اختراع مصباح الأمان لعمال المناجم بواسطة همفري ديفي وجورج ستيفنسون في أواخر عهد الوصاية في إنجلترا ، معاملات جمعية نيوكومن 75 (2) 2005، 175-227
- كير، جي إل. التعدين العملي للفحم، دليل للمديرين، ونواب المديرين، ومهندسي المناجم، وغيرهم. الطبعة الخامسة. لندن: غريفين، 1914. الفصل الرابع عشر.
- بوهس، هـ. أ. كتاب ضوء اللهب الخاص بعامل المنجم: قصة تطور الإنسان للإضاءة تحت الأرض. دنفر: 1995. يركز هذا الكتاب على الولايات المتحدة.
- ريمر، د. وآخرون ، كلاني، ستيفنسون، وديفي: إحياءً للذكرى المئوية الثانية لمصابيح السلامة الخاصة بعمال المناجم . جمعية هواة جمع مصابيح عمال المناجم، 2015
- واتسون، دبليو إف. اختراع مصباح الأمان لعمال المناجم: إعادة تقييم. معاملات جمعية نيوكومن 70 (1) 1998-9، 135-141 "لتسوية الميزات المتنازع عليها لمصابيح كلاني وديفي وستيفنسون".
الروابط الخارجية والاختصارات
- متحف دورهام للتعدين (DMM)
- جمعية هواة جمع مصابيح عمال المناجم
- NEIMME: معهد شمال إنجلترا لمهندسي التعدين والميكانيكا
- موقع " عصا العلم ": "موقع إلكتروني لهواة جمع مصابيح الأمان لعمال المناجم! إذا لم أكن أعرفه، فمن المحتمل أنني أعرف شخصًا يعرفه!"
- . الموسوعة البريطانية ( الطبعة الحادية عشرة). 1911.
- تاريخ تعدين الفحم
- مصباح زيتي
- السلامة في المناجم
- معدات التعدين
- معدات السلامة
