از ارابه‌های باربر تا زیردریایی‌های استخراجی

نسل نخست ماشین‌های معدنی

به گزارش می متالز به نقل از ماینینگ‌فناوری، ارابه‌هایی که در ابتدایی‌ترین فعالیت‌های معدنی به کار می‌آمدند، صدها سال پیش ساخته شدند و قدمت نمونه‌هایی از این ماشین دست‌کم به سده ۱۵۰۰ میلادی (۸۷۹ خورشیدی) برمی‌گردد. این ماشین‌ها برای بیرون آوردن خاک و مواد معدنی از تونل‌های عمیقی که در دل کوه‌ها حفر شده‌اند استفاده می‌شدند. بین ارابه‌های معدنی و رویداد تاریخی یورش به طلای امریکا، ارتباط ویژه‌ای وجود دارد اما به نظر می‌رسد پیشینه استفاده از آنها به سال‌های بسیار دورتر از این تاریخ برسد. این ارابه‌های ساده که با چوب و فلز ساخته می‌شدند و در امتداد ریل‌های تثبیت شده حرکت می‌کردند، امروز هم به ندرت در عملیات معدنی کارآیی دارند اما در کل جای خود را به کامیون‌ها و شبکه نقاله‌ای داده‌اند. این ارابه‌ها یکی از شناخته‌شده‌ترین و قدیمی‌ترین ماشین‌آلات معدنی هستند.

نخستین ماشین حمل‌ونقل معدنی

به طور دقیق مشخص نیست چه زمانی نخستین ماشین حمل‌ونقل معدنی به این صنعت وارد و در آن ماندگار شد. آنچه «ماشین کانال‌زنی انگلیسی» (The English Channel Machine) نام دارد، در دهه ۱۸۷۰ میلادی (۱۲۴۹ خورشیدی) ساخته شد. این ماشین با هوای فشرده کار می‌کرد و می‌توانست نمونه ماشین حمل‌ونقل معدنی در آن زمان به شمار آید. در سال ۱۹۱۲ میلادی (۱۲۹۱ خورشیدی) ماشین «هودلی‌نایت» برای استخراج زغال سنگ ساخته شد.
این ماشین مجهز به استانداردهای مدرن بود و در آن از یک موتور الکتریکی، نوسانات هیدرولیکی و فشار آب برای شکستن سنگ‌ها یا صخره‌ها استفاده می‌شد.

نخستین دامپتراک

در سال ۱۹۳۴ میلادی (۱۳۱۳ خورشیدی)، شرکت «اُقلیدس تِراکز» در امریکا کامیون مدل۱z را طراحی کرد و ساخت. این کامیون نخستین دامپتراک ساخته شده برای استخراج مواد معدنی به شمار می‌آید که مجهز به موتور ۱۰۰ اسب بخار گازوئیلی Waukesha بود و تنها ۶ متر و ۴۰۰ سانتی‌متر طول داشت. کامیون‌های۱z نخستین گام را در مسیری برداشتند که بعدها به ساخت کامیون‌های غول‌پیکر منجر شد و امروز در بخش معدن دیده می‌شود. اقلیدس اکنون بخشی از شرکت تِرِکس‌تِراکز در اسکاتلند است.

ورود بَگِر

بَگِر۲۸۸ همچنان بزرگ‌ترین ماشین حمل‌ونقل زمینی جهان است که ۴۰ سال از اختراع آن می‌گذرد. ۱۳هزار و ۵۰۰ تن وزن دارد، ارتفاع آن به یک ساختمان ۸ طبقه می‌رسد و ۳۱۵ فوت (حدود ۹۶ متر) ارتفاع و ۷۸۸ فوت (حدود ۲۴۰ متر) طول دارد. این غول نیاز به ۱۶.۶۵ کیلووات انرژی خارجی دارد تا چرخ‌های غول‌آسا به ارتفاع ۲۱.۶۰ متر را به حرکت درآورد. بگر را شرکت کروپ برای استخراج زغال سنگ در آلمان ساخت.
این ماشین می‌تواند هر روز ۲۴۰ هزار تن زغال‌سنگ را استخراج کند. این ماشین غول‌پیکر از سال ۲۰۰۱ میلادی (۱۳۸۰خورشیدی) به معدن «گارزویلر» وارد شد. این معدن سالانه ۱۰۰ میلیون تن زغال سنگ تولید و ۱۵ درصد از کل نیاز آلمان به انرژی را تامین می‌کند.

و در نهایت کَت۷۹۷

کَت۷۹۷ یکی از توانمندترین و شناخته‌شده‌ترین دامپتراک‌هایی است که تاکنون ساخته شده است. محصول کاترپیلار است، چندین بار بازسازی شده و آخرین بازسازی آن به سال ۲۰۰۹ میلادی (۱۳۸۸ خورشیدی) زمانی که کت۷۹۷اف ساخته شد، برمی‌گردد. کت۷۹۷اف این ماشین دومین دامپتراک بزرگ در جهان است که تحمل ۴۰۰ تن بار را دارد. این رقم ۴۰ تن بیشتر از نخستین مدل این محصول است. موتور آن ۲۰ سیلندر است و می‌تواند ۴۰۰ اسب بخار انرژی تولید کند. این میزان انرژی برای حرکت دادن ماشین کافی است. این ماشین ۱۴.۸ متر طول، ۶.۵۲ متر ارتفاع و ۹.۷۵ متر پهنا دارد و سال‌ها بزرگ‌ترین دامپتراک بود تا اینکه بِلاز۷۵۱۰ از آن پیشی گرفت.

ماشین‌های خودکار و بدون ‌راننده

خودکارسازی تاکنون اصلی‌ترین تِم و درون‌مایه قرن ۲۱ میلادی بوده و در بخش معدن، این موضوع بیش از همه در خودکارسازی ماشین‌های معدنی به چشم می‌آید. توانمندی کار ۲۴ ساعته در شبانه‌روز بدون هیچ وقفه و استراحتی، بازدهی خوبی از این فناوری در معدنکاری ارائه داده، آن را اقتصادی کرده و به طور روزافزون ترویج داده است. شاید بزرگ‌ترین نمونه از تطبیق این فناوری نو با بخش معدن را بتوان در شرکت ریوتینتو و در معدن پیل‌بارا در استرالیا مشاهده کرد. در این معدن از ۸۰ کامیون بدون راننده با برند کوماتسو استفاده می‌شود. همچنین از جی‌پی‌اس، سنسورهای راداری و لیرزی استفاده می‌شود و کامیون‌ها می‌توانند در حوالی سایت معدنی حرکت کنند، از موانع فاصله بگیرند و کانی‌های پرعیار را تحویل دهند. این کامیون‌ها در کل سال ۲۰۱۷ میلادی (۱۳۹۶ خورشیدی) تا یک‌ میلیارد تن کانی جابه‌جا کردند و هزینه‌های واحد معدنی را تا ۱۵ درصد کاهش دادند.
ریوتینتو در سال ۲۰۰۸ میلادی (۱۳۸۷ خورشیدی) شروع به راه‌اندازی فناوری استخراج خودکار معدن کرد و به سرمایه‌گذاری سنگین خود در این زمینه ادامه داد. در سال ۲۰۱۷ میلادی، این شرکت اعلام کرد که شمار کامیون‌های خودکار خود را به ۱۴۰ رشد می‌دهد و همچنین یک برنامه تکمیلی برای خودکارسازی ۴۸ کامیونی ایجاد می‌کند که هم‌اکنون در حال استفاده هستند. علاوه بر ریوتینتو، دیگر شرکت‌های معدنی هم به دنبال توسعه ماشین‌های حمل‌ونقل خودکار هستند؛ بی‌اچ‌پی‌بیلتون در استرالیا و سانکور در کانادا نیز از کامیون‌های معدنی بدون راننده استفاده می‌کنند تا سطوح تولید را افزایش دهند.

بزرگ‌ترین دامپتراک جهان

بزرگ‌ترین دامپتراک جهان با وزن باورنکردنی ۴۹۶ تن، «بلاز۷۵۷۱۰» نام دارد. یک شرکت تولیدکننده تجهیزات معدنی در بلاروس آن را در سال ۲۰۱۳ میلادی (۱۳۹۲ خورشیدی) ساخت و فروش آن در سال ۲۰۱۴ میلادی (۱۳۹۳ خورشیدی) آغاز شد. بلاز۷۵۷۱۰، ۲۰.۶ متر درازا، ۸.۱۶ متر ارتفاع و ۹.۸۷ متر پهنا دارد. این ماشین که به بزرگی یک خانه است، نخستین کامیونی بود که توانست بیش از ۴۵۰ تن بار را منتقل کند. این غول، مجهز به ۲ محور چرخشی، ۲ موتور دیزلی و ۸ چرخ است که قدرت مانوردهی آن را بسیار بالا می‌برد. نام این ماشین به عنوان بزرگ‌ترین دامپتراک ۲محوره و همچنین به عنوان بزرگ‌ترین بدنه با ظرفیت ۶۴۵.۴ مترمکعب در رکورد جهانی گینس ثبت شده است. در سال ۲۰۱۵ میلادی (۱۳۹۴ خورشیدی) تصویر این کامیون روی تمبر در بلاروس ثبت شد. در نخستین سالی که بلاز۷۵۷۱۰در معدن زغال سنگ «چرنی‌گاوِتز» در روسیه فعالیت می‌کرد، ۴.۶ میلیون تن سنگ را جابه‌جا کرد. این رقم برابر با وزن بار یک هزار و ۱۱۵ لکوموتیو ریلی است.

ورود به زیر آب

پروژه‌ای مربوط به اتحادیه اروپا با عنوان «سیستم عامل پایدار جایگزین معدن» (Viable Alternative Mine Operating System) در حال ساخت ماشین‌های معدنی زیرآبی به ویژه برای سایت‌های معدنی است که روی آب شناورند. ماشین‌های معدنی زیرآبی از راه دور کنترل می‌شوند و با استفاده از دماغه‌های تیز خود کانی‌ها را بدون تخریب بستر آب بیرون می‌آورند. کانی پس از جمع‌آوری برای فرآوری به سطح زمین پمپاژ می‌شود و رسوب زباله و آب به معدن بازمی‌گردد. آغاز این پروژه به سال ۲۰۱۵ میلادی (۱۳۹۴ خورشیدی) برمی‌گردد. هم‌اکنون تنها در اروپا ۳۰ هزار سایت معدنی شناور وجود دارد. شرکت امریکایی «ناتیلوس» نیز از جمله شرکت‌هایی است که در این زمینه فعالیت می‌کند.