يهدف تعدين الفحم coal mining إلى الحصول على الفحم من الأرض. ترجع قيمة الفحم لمحتواه من الطاقة، ومنذ عقد 1880، انتشر استخدام الفحم لتوليد الكهرباء. صناعة الصلب والاسمنت تستخدم الفحم كوقود لاستخراج الحديد من خام الحديد ولانتاج الاسمنت.

ظهرت مخاوف حول تعدين الفحم وآثاره البيئية على وارتباطه بالاحترار العالمي.

التاريخ

طرق الاستخراج

لا يوجد الفحم عارياً علي سطح الأرض إلا نادراً، ولكنه يوجد في أغلب الأحوال في باطن الأرض علي هيئة تجمعات أووراسب يختلف عمقها من حالة إلي أخري ويحتاج الأمر في أغلب الحالات إلي ابتداع وسائل مبتكرة واقتصادية لاستخراج هذا الفحم من مناجمه.

وعندما تكون رواسب الفحم قريبة من سطح الأرض، أي عندما تكون طبقات التربة والصخور التي تغطي هذه الرواسب قليلة السمك ، فإنه يمكن عندئذ استخدام الكيفية التي تعهد باسم التعدين السطحي التي تغطي هذه الرواسب لكشف طبقات الفحم واستخراجها تتضمن ازالة التربة أما إذا كانت رواسب الفحم علي عمق كبير من سطح الأرض، فإن كيفية التعدين السطحي تصبح غير صالحة لصعوبة إزلة طبقات التربة والصخور السمكية التي تغطي هذه الرواسب، ولذلك يلزم حفر أبار في هذه التربة، وصنع أنفاق تصل إلى رواسب الفحم. وتعهد هذه الطريقة باسم التعدين الأرضي، ويطلق علي الأفاق والممرات التي تحفر تحت سطح الأرض اسم المناجم.

التعدين السطحي

تصلح هذه الطريقة لاستخراج رواسب الفحم السطحية أورواسب الفحم التي تكون علي عمق قليل من سطح الأرض وتستعمل بعض المعدات الحديثة في ازالة طبقات التربة التي تغطي رواسب الفحم، وعندما تنكشف هذه الرواسب، يتم تكسيرها بمعدات خاصة أوبالمتفجرات، ثم تنقل بالشاحنات والمعدات المستعملة في إزالة التربة في هذه الطريقة قد تطورت كثيراً، فإحدي آلات الحفر الحديثة المستخدمة لهذا الغرض تزن نحو2000 طن، وبها عجلة ضخمة يصل قطرها إلي ثمانية أمتار، وعندما تدور هذه العجلة تحفر التربة وتنقل فتات الفحم في نفس الوقت إلي سيور خاصة ومنها إلي الشاحنات.

وتعمل هذه الآلة بسرعة كبيرة حتي إذا معدل سرعة الحفر وإزالة التربة السطحية قد يصل إلى طن جميع ثانية وعندما تكون طبقات التربة تغطي رواسب الفحم سميكة إلى حد ما، ولايسها إزالتها بالطريقة السابقة، كان تكون هذه الرواسب واقعة تحت أحد التلال فإنه يمكن استعمال طريقة أخري قريبة الشبه من الطريقة السابقة ويتم في هذه الحالة تعرية رواسب الفحم في أحد جوانب التل، ثم تستخدم الة خاصة تشبه المثقاب لاختراق هذه الرواسب أفقياً وتفتيتها، وتستعمل هذه الطريقة في كثير من البلدان، ويبلغ قطر هذا الثقاب مترين في بعض الأحيان.

وعلي الرغم من انخفاض تكلفة عمليات التعدين السطحي، إلا أنها تعتبر شديدة الضرر بالبيئة المحيطة بها، فهي تحيل المنطقة التي يجري فيها العمل إلي مجموعة من الحفر العميقة والتلال، وتشبع بها حالة من الفوضي الشديدة، مما يجعل سطح التربة في هذه المنطقة غير صالح للزراعة وغيبر صالح للبناء وقد فطنت كثير من الدول التي يستخرج فيها الفحم بهذه الطريقة إلي هذه الأضرار، فقامت باصدار تشريعات خاصة وقوانين، تفرض علي الشركات التي تعمل بكيفية التعدين السطحي، القيام بتسوية سطح التربة وإعاداتها إلي طبيعتها وتعاقب هذه القوانين جميع من يهجر سطح الأرض محفوراً بهذا الشكل بعد إستخراج الفحم.

التعدين الأرضي

توجد أغلب رواسب الفحم علي عمق كبير في باطن الأرض، ولذلك فإن كيفية التعدين الأرضي التي تضم إنشاء المناجم في باطن الأرض، هي الكيفية التي يغلب إستعمالها لإستخراج الفحم في جميع مكان وعندما تكون رواسب الفحم علي عمق متوسط من سطح الأرض، فإنه يفضل حفر أنفاق مائلة للوصول إلي هذه الرواسب أما إذا كانترواسب الفحم علي عمق كبير في باطن الأرض، فتحفر لهذا الغرض أنفاق راسية متعامدة علي سطح التربة، لتصل بين سطح الأرض ورواسب الفحم.

ويصل عمق هذه الأنفاق إلي حد كبير في بعض الحالات، ويتوقف ذلك طبعا علي بعد رواسب الفحم عن سطح الأرض، ففي الولايات المتحدة مثلا لا توجد رواسب الفحم علي عمق كبير، ولذلك لايزيد عمق هذه الأنفاق الرأسية علي 500 متر في الوسط، بينما توجد رواسب الفحم في أوروبا علي عمق كبير في بعض الأحيان، ولذلك فقد يصل عمق البئر الرأسية في أوروبا إلي نحو1000 متر في باطن الأرض وعندما تصل هذه الأنفاق إلي العمق المطلوب بالقرب من رواسب الفحم، تبدأ عملية إنشاء المنجم، وتحفر مجموعة من الممرات والحجرات التي تخترق رواسب الفحم.

ويستعمل العمال مصاعد خاصة للنزول في هذه الأنفاق الرأسية، وتستخدم هذه المصاعد كذلك لإنزال المعدات المستعملة في الحفر، ولنقل الفحم إلي سطح الأرض وهناك ثلاث طرق رئيسية لاستخراج الفحم من باطن الأرض. وتعهد إحدي هذه الطرق وهي تتضمن حفر مجموعة من الحجرات داخل رواسب الفحم نفسها، مع هجر والإعمدة بطريقة كتل من هذه الرواسب علي هيئة أعمدة لتحمل سقف المنجم، وتقويتها ببعض النادىئم من حين لأخر وتستعمل هذه الطريقة كثيرا في مناجم الولايات المتحدة ، ولا تهجر أعمدة الفحم الحاملة لسقف المنجم بعد انتهاء العمل في هذا المنجم، وإلا اعتبر ذلك تبديدا لكميات من الفحم، ولذلك يتم تكسير هذه الاعمدة الفحمية واستخراج ما بها من فحم في نهاية عمليات التعدين، ويهجر سقف المنجم لينهار تحت ثقله الطبيعي.

وهناك طريقة اخري لتعدين الفحم تعهد باسم طريقة الجدار الطويل، ويكون فيها وجه رواسب الفحم المعرض لعملية التعدين، طويلا وعريضا بدرجة كافية وتستعمل في هذه الريقة معدات خاصة بها عجلات مسننة تبتر الفحم من هذا الجدار عند دورانها، وتقام في هذه الحالة نادىمات قوية لحمل سقف المنجم حدثا تقدم العمل .وتستخدم هذه الطريقة عادة في اوربا، ولكنها قليلة لاستخدام في الولايات المتحدة وهناك كذلك طريقة الجدار القصير ويكون فيه وجة رواسب الفحم المعرض لعملية التعدين والبتر، قصير إلي حد ما.

وتعتبر طريقة الجدار الطويل أكثر فائدة من الناحية الاقتصادية فهي تساعد علي استخراج قدر أكبر من رواسب الفحم من المنجم، كما أنها تكون أكثر صلاحية عندما تكون رواسب الفحم علي عمق كبير من سطح الأرض وطريقة استخراج الفحم المسماة بطريقة الغرف والأعمدة، هي أقل هذه الطرق تكلفة، فتصل تكاليفها إلي نحوعشر تكاليف طريقة الجدار الطويل، وذلك لأن الطريقة الأخيرة تزيد فيها تكاليف الحفر وإقامة النادىئم وما إلي ذلك وقد كانت عمليات التعدين فيما مضي عمليات بدائية إلي حد كبير، فكان الفحم يستخرج باستخدام المعاول وبعض المعدات اليديوة الأخري، أوباستخدام المتفجرات في بعض الأحيان، وكثيرا ما كان الفحم ينقل من المناجم إلي سطح الأرض في عربات تجرها البغال خلال ممرات طويلة مائلة تصل المنجم بسطح الأرض.

وقد تستعمل الديناميت فيما مضي لتكسير الفحم داخل المناجم، وقد نشأت عن ذلك عدة مخاطر نتيجة لصعوبة التحكم في الكيفية التي ينفجر بها الديناميت، ولذلك يستعمل الآن في كثير من الدول، نوع خاص من المتفجرات لهذا الغرض وتعهد هذه المتفجرات باسم (المتفجرات المسموح بها) وهي تعتبر أكثر أمنا من الديناميت، فهي تحترق بلهب قصير وعند درجة حرارة أكثر انخفاضا من درجة حرارة إشتعال الديناميت، فتقل بذلك خطورتها إلي حد كبير. وتستعمل أحيانا بدلا من هذه المتفجرات، اسطونات تحتوي علي غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط، أوالهواء المضغوط، وهي تصلح لتكسير الفحم من سطح الرواسب بنفس كفاءة المتفجرات، ولكنها تخلومن الآثار الحرارية الناتجة من إشتعال المتفجرات.

ويمكن كذلك استعمال ضغط الماء لتفتيت الفحم من جدارن المنجم، ويتم ذلك عادة باستعمال خراطيم خاصة يدفع فيها الماء تحت ضغط مرتفع بواسطة بعض المضخات القوية، وقد استخدمت هذه الطريقة بكفاءة في مناجم الفحم في الاتحاد السوفيتي وفي اليابان. وتستخدم في عمليات نقل بتر الفحم من المنجم الي سطح الأرض وسائل مختلفة، فقد تستخدم عربات خاصة تشبه العربات المجنزرة، وهي تقوم بنقل كتل الفحم ذات الأحجام المتنوعة الي مناطق تجميع خاصة في داخل المنجم وفي بعض المناجم اتلكبيرة تستخدم الات كبيرةمن نوع خاص، وهي تقوم تقريبا بكل الأعمال المطلوبة داخل المنجم، فهي تبتر كتل الفحم من جدارن المنجم بواسطة عجلات مسننة، ثم تحمل هذه البتر بعد ذلك إلي مؤخرة الالة بواسطة ميكانيكية خاصة حيث يتم تعبئتها في عربات خاصة لنقلها إلي مناطق التجميع.

وتعهد الآلات باسم المعدن المستمر ويبلغ بعضها حداً هائلاً من الكفاءة، فقد يصل ما تبتره وتنقله من كتل الفحم إلي ثمانية اطنان في الدقيقة الواحدة ويتم نقل كتل الفحم من مناطق التجميع في داخل المناجم الي سطح الرض بعدة طرق، ففي حالة المناجم ذات الانفاق المائلة، يتم ذلك بواسطة سيور خاصة تتحرك في هذه الانفاق المائلة، أما في حالة المناجم ذات الأنفاق الرأسية، فيتم ذلك بواسطة مصاعد خاصة.

الانتاج

تزايد انتاج الفحم في آسيا، بينما انخفض في أوروپا. أعلى البلدان المنتجة للفحم (الأرقام بين الأقواس تقديرات 2009 لإجمالي انتاج الفحم بالمليون طن) are:

• الصين (3.050 م.ط.)
• الولايات المتحدة (973 م.ط.)
• الهند (557 م.ط.)
• أستراليا (409 م.ط.)
• روسيا (298 م.ط.)
• إندونسيا (252 م.ط.)
• جنوب أفريقيا (250 م.ط.)
• پولندا (135 م.ط.)
• قزخستان (101 م.ط.)
• كولومبيا (75 م.ط.)

التعدين الحديث

الأمان

المخاطر على عمال التعدين

الأوقات الأكثر أمناً في التعدين الحديث

الآثار البيئية

تعدين الفحم حسب البلد

أستراليا

كندا

تشيلي

الصين

كولومبيا

ألمانيا

الهند

پولندا

روسيا

إسپانيا

جنوب أفريقيا

أوكرانيا

المملكة المتحدة

الولايات المتحدة

اليابان

أعمال أخرى

انظر أيضاً

• Acid mine drainage
• سقم الرئة السوداء
• جورج برتز (مصور)، أشهر مصور في القرن 19 لمناجم وعمال مناجم الفحم.
• تشغيل الأطفال
• معايير الفحم
• محطة تحضير الفحم
• Coal slurry impoundment
• قطار الفحم
• منطقة تعدين الفحم
• الأثر البيئي لصناعة الفحم
• مرفق انتاج الفحم
• قائمة خط عن تعدين الفحم
• حريق منجم
• حادث تعدين
• ذروة الفحم
• مشكلات في تعدين الفحم
• معاهد الفحم العالمي

المصادر

قراءات إضافية

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Coal mining.

• Glossary of Mining Terms
• Coal Mine exploration and preservation
• Abandoned Mine Research
• Methods of mining – overview and graphic of coal mining methods
• National Coal Mining Museum for England
• NIOSH Coal Workers' Health Surveillance Program
• Purdue University – Petroleum and Coal
• University of Wollongong – educational resource on longwall mining
• Virtual coalmine – visual e-learning source with comprehensive display of long-wall face
• World Coal Institute – Coal Mining