رشد جهانی و توسعه زیرساخت‌ها به منابع طبیعی معدنی مانند مواد معدنی، سنگ فلز معدنی و زغال سنگ به شدت وابسته است. عملیات معادن روباز و زیرزمینی برای انجام کارهای سنگین و به حداقل رساندن میزان تولید گازهای گلخانه ای به مجموعه‌ای از ماشینهای برقی قدرتمند نیاز دارد. سیستم‌های انتقال انرژی و داده‌های تخصصی باید در محیط‌های گرد و غبار و گاه انفجاری ، انرژی ایمن و مطمئن داشته باشند و اغلب باید در برابر لرزش و نیروهای G مقاومت کنند.
به دلیل اندازه و قدرت بسیار زیاد، ماشین آلات معدن‌کاری باید به طور مداوم در شرایط بسیار سخت و پرزحمت کار کنند و اغلب تا ۳۶ کیلو ولت انرژی نیاز دارند. تجهیزات حفاری و خاک‌برداری در مقیاس بزرگ برای معادن روباز، مانند بیل‌های برق و نوار نقاله‌های در مقیاس بزرگ ، به چرخ‌های کابل بادی سطح و حلقه های لغزش در اتصالات دوار نیاز دارند. تجهیزات مته و انفجار مورد استفاده برای سنگ های سنگین و معادن زیرزمینی به سیستم های مدیریت کابل ناهموار، به صورت فشرده نیاز دارند. قدرت متحرک برای ماشینهای بتنی، مته های انفجار، پیچ و مهره های سقفی و سایر تجهیزات زیرزمینی نیز لازم است. اتومبیل‌های انتقال زیرزمینی باطری به سیستم‌های شارژ انعطاف پذیر نیاز دارند.
کامیون های بزرگ معدنی (دامپتراک)
برای جابجایی مواد در محل معدن، کارگران به ماشین آلات از جمله کامیون های سنگین نیاز دارند. کامیون‌های بزرگ معدنی که به عنوان کامیون‌های خارج از بزرگراه نیز شناخته می‌شوند، شامل مدل‌های مکانیکی قدرتمند و مدل‌های محرک الکتریکی سازگار با محیط زیست می‌شوند. برخلاف کامیون‌های معمولی، این خودروهای معدنی دارای لاستیک‌های بسیار بزرگی هستند تا بارهای سنگین را در زمین‌های ناهموار که معمولاً در اطراف معادن سطحی یافت می‌شوند، تحمل کنند.
علاوه بر این، این کامیون‌ها می‌توانند ظرفیت بارگیری بالایی داشته باشند تا نیاز به جابجایی مواد معدنی سنگین استخراج شده یا سنگ معدن به خارج از سایت را برآورده کنند. کامیون‌های بزرگ معدن نیز باید در شدیدترین شرایط کار کنند – سرما، گرما، گرد و غبار شدید، ارتفاعات بالا و شیب‌های تند در حین حمل بارهای سنگین.
کاربردهای رایج این کامیون های بزرگ خارج از بزرگراه عبارتند از:
- جابجایی مواد در معادن سطحی
- حمل مواد به سمت شیب های تند
- حمل بار تا ۴۰۰ تن
شاول های معدنی هیدرولیک
امروزه شاول های معدنی را اغلب بیل مکانیکی می گویند، مدل هایی که اکنون استفاده می شوند اغلب از هیدرولیک برای انتقال توان به باکت بیل استفاده می کنند. به طور کلی، بیل های معدنی هیدرولیک که یکی از ماشین آلات سنگین و معدنی پرکاربرد هستند، شباهت هایی در طراحی خود دارند. اکثر آنها دارای پایه ای با ریل یا چرخ هستند که کابین چرخان در بالای آن قرار دارد. عمل چرخشی به اپراتور اجازه می دهد تا بدون حرکت قابل توجهی به مواد در یک دایره در اطراف بیل دسترسی داشته باشد. یک بازوی مفصلی بیل را نگه می دارد که اپراتور هر دو را از داخل کابین کنترل می کند.
کاربردهای شاول معدنی هیدرولیک عبارتند از:
- جابجایی زمین یا مواد معدنی
- حفاری
- اسکوپ کردن مواد در لودر
- برداشتن سنگ یا خاک، که به عنوان روباره نیز شناخته می شود، از معادن سطحی برای باز کردن محل
- حمل و نقل برخی از مواد معدنی
بولدوزهای بزرگ معدنی
بولدوزرهای معدنی بزرگ مواد را به راحتی در اطراف یک سایت معدن جابجا می کنند. به علاوه، انتخاب وسایل نقلیه با چرخ یا زنجیر، انواع سطوحی را که این بولدوزرها می توانند روی آن کار کنند، افزایش می دهد. پیوست‌های اضافی می‌توانند کاربردهای بولدوزر را تغییر دهند تا شامل کاربردهای زیر باشد:
- ساختن سایت های معدن با فشار دادن مواد سطحی به دور برای نمایان شدن زمین زیر
- حفظ محل معدن با دور کردن خاک از مناطق کار
- بازپس گیری زمین های اطراف سایت های معدن
- کندن مواد گیاهی از زمین
- خاک برداری زمین در اطراف یک سایت معدن
شاول های کابل برقی
شاول های کابل برقی به جای استفاده از هیدرولیک برای کنترل حرکت بیل در انتهای بازو، از یک سری قرقره و طناب استفاده می کنند. برخلاف بیل‌های هیدرولیک، این مدل‌ها از عملیات الکتریکی استفاده می‌کنند که امکان عملکرد بسیار کارآمد را در طول زمان فراهم می‌کند. استفاده از بیل های طناب برقی شبیه بیل های هیدرولیک است. بنابراین بیل های طناب دار کاربردهای زیر را دارند:
- برداشتن روباره برای آماده سازی محل معدن
- حفاری از طریق مواد سخت
- زمین متحرک
- برداشتن تخته سنگ
- انتقال مواد استخراج شده به لودر
- حمل و نقل مواد
دکل حفاری چرخشی و مته سنگ
دکل‌های حفاری دوار سوراخ‌هایی را در میان سنگ یا خاک ایجاد می‌کنند و امکان قرار دادن بار برای انفجار معادن باز را فراهم می‌کنند. دکل حفاری چرخشی یکی از دو نوع مته اصلی است که برای استخراج استفاده می شود. نوع دیگر مته ضربی یا چکشی است. برای دکل حفاری دوار، مته تحت فشار می چرخد تا در سنگ بریده شود. با چرخش مته، سنگ خرد می شود در حالی که هوای فشرده آن را به سمت بالا می فرستد تا سوراخ و ذره تمیز بماند. در حالت ایده‌آل، مته‌های چرخشی حفره‌هایی با قطر ۶ تا ۲۲ اینچ و عمق ۳۰ تا ۶۰ فوت ایجاد می‌کنند. با این حال، در برخی موارد، ماینرها از مته های چرخشی برای حفر سوراخ هایی تا عمق ۱۵۰ فوتی و عمقی ۱۵ فوتی استفاده می کنند.
برای مته های سنگ چکشی، فشار به زور مته را به زمین فشار می دهد تا یک سوراخ ایجاد شود. برای تمیز نگه داشتن سوراخ، هوای فشرده، کثیفی را از مسیر خارج می‌کند تا به قطعه اجازه دهد همیشه به زمین جدید برخورد کند. مته های چکشی با پیستون واقع در خارج از سوراخ (OTH) معمولاً سوراخ های کوچک تری با قطر ۵ اینچ یا کمتر ایجاد می کنند.
مته های روتاری و سنگی کاربردهای زیر دارند:
- ایجاد حفره هایی برای بارهای انفجار برای استخراج سطحی
- حفاری تولید برای ساخت چاه
- حفاری سنگ از پیش تقسیم شده
- گسترش معادن
گریدر
معادن به ندرت دسترسی به جاده ها دارند. حتی آنهایی که در نزدیکی جاده‌های اصلی قرار دارند، هنوز به جاده‌هایی نیاز دارند که برای جابجایی مواد و حمل کالاهای استخراج‌شده در این منطقه ساخته شده باشند. موتور گریدر برای عملیات سطحی در اطراف معادن برای ایجاد و نگهداری این جاده ها استفاده می شود. هنگام حمل مواد معدنی، سنگ معدن، یا سایر مواد معدنی در جاده ها، چیزهایی مانند زباله یا آب حوضچه می تواند باعث کندی خودروها شود. گریدر ها اطمینان حاصل می کنند که جاده ها دارای درجه بندی لازم و زهکشی کافی هستند. با حفظ یکپارچگی جاده های مورد استفاده برای انتقال مواد در اطراف و خارج از منطقه معدن، موتور گریدرها نقش حیاتی در تضمین کارایی عملیات معدن دارند.
کاربردهای رایج برای گریدرها عبارتند از:
- فشاردن مواد سطحی برای پاکسازی جاده ها
- ایجاد درجه های مناسب برای تخلیه آب از جاده ها
- ساخت جاده های حمل و نقل
لودرهای چرخ بزرگ ، ماشین آلات سنگین معدنی
برای جمع آوری و جابجایی سریع مواد در یک سایت معدن برای بارگیری در کامیون ها، هیچ دستگاهی از ماشین آلات سنگین تطبیق پذیری لودرهای چرخدار بزرگ را ندارد. با افزایش اندازه لودر چرخ دار، ظرفیت باکت و حمل بار نیز افزایش می یابد. تطبیق قابلیت‌های جابجایی لودر چرخدار برای حجم و چگالی مواد در معدن بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که دستگاه در برابر سختی‌های استفاده روزانه بدون سایش زودرس مقاوم است.
برایلودرهای چرخدار ، مدل های جمع و جور با مواد سبک بهترین عملکرد را دارند و ظرفیت باکت آن ۲ یارد مکعب است. با این حال، مدل های بزرگ می توانند سنگ آهن یا سنگ را تحمل کنند و می توانند تا ۳۸ یارد مکعب سنگ را در باکت نگه دارند. شما مجموعه متنوعی از لودرهای چرخ دار را خواهید داشت تا در فضای اطراف معادن سطحی قرار بگیرند و بارهایی را که برای جابجایی نیاز دارید را حمل کنید.
به طور معمول این نوع لودر ها در معادن سطحی یافت می شوند. لودرهای چرخ بزرگ می توانند وظایف زیادی را انجام دهند، مانند:
- بارگیری مواد روی کامیون ها برای حمل و نقل
- حفاری کردن
- پشتیبانی از کار سایر وسایل نقلیه بارگیری و حمل و نقل در محل سایت
دراگلاین
دراگ لاین ها بیل مکانیکی بزرگی هستند که از یک باکت دلوی شکل با طناب و سیم در انتهای بوم پشتیبانی می کنند. پایین آوردن باکت و خراشیدن آن در امتداد زمین، بار اضافی یا مواد استخراج شده را جمع آوری می کند. چرخاندن سطل در انتهای دراگلین به اطراف آن را تغییر مکان می دهد تا محتویات آن در یک مکان مشخص تخلیه شود.
ماینینگ سطحی به شدت از دراگلین استفاده می کند. این بیل مکانیکی دارای وظایف متعددی است که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جابجایی تن ها روباره برای تهیه یک معدن سطحی
- حذف مواد در معرض، مانند ماسه قطران، از یک معدن نواری
- کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در مقایسه با سایر روش های حذف سربار
- برش در سطوح دیوار بلند و حذف مواد
اسکریپر
اسکریپرها دارای طراحی مشابه گریدر هستند. با این حال، اسکریپر معمولاً یک مخزن متصل دارند که مواد برداشته‌شده از سطح زمین را جمع‌آوری می‌کند، نه اینکه مانند گریدر آن را به طرفین فشار دهد. برای کار با لیسه، راننده از کنترل های داخل کابین استفاده می کند تا مخزن جمع آوری را روی زمین بالا یا پایین بیاورد. وقتی روی زمین قرار می‌گیرید، لبه مخزن مواد زمین را می‌خراشد که مستقیماً به داخل مخزن می‌رود. هنگامی که پر می شود، یک صفحه (فلپ) عمودی مواد را در داخل مخزن نگه می دارد، تا در حین حمل و نقل نریزد. موقع تخلیه، مخزن کج شده و با باز شدن در عقب مخزن خاک تراشیده شده خالی می شود.
کاربردهای اسکریپرها عبارتند از:
- ساخت جاده ها
- ایجاد برش های اولیه در زمین برای یک معدن
- بازپس گیری زمین
- انجام عملیات معدن
لودر و کامیون مخصوص معادن زیرزمینی
کامیون ها و لودرهای معدن زیرزمینی برای عملکرد در فضاهای محدود به پارامترهای عملیاتی خاصی نیاز دارند. بنابراین کامیون های استانداردی که برای استخراج سطحی استفاده می شوند برای کارهای زیرزمینی کافی نیستند. کامیون‌ها و لودرهای معدن برای عملیات زیرزمینی دارای موتورهایی هستند که آلایندگی تولید نمی‌کنند اما همچنان قدرت کافی برای جابجایی سنگ‌ها را دارند.
برای این ماشین ها، موارد استفاده از آنها عبارتند از:
- حفاری
- بارگیری سنگ یا مواد استخراج شده در کامیون ها
- انتقال مواد به سطح
