Anglių kasyba, anglies telkinių gavyba iš žemės paviršiaus ir iš požemio.
Anglys yra gausiausias iškastinis kuras žemėje. Jis visuomet buvo naudojamas šilumos energijos gamybai. Tai buvo pagrindinis energijos šaltinis, skatinantis XVIII – XIX amžiaus pramoninę revoliuciją, o to laikotarpio pramoninis augimas savo ruožtu palaikė didelio masto anglies telkinių eksploatavimą. Nuo XX a. Vidurio anglis užėmė vietą naftai ir gamtinėms dujoms kaip pagrindinei energijos tiekėjai pasaulyje. Anglies kasimas iš paviršinių ir požeminių telkinių šiandien yra labai produktyvus, mechanizuotas.
Istorija
Senas atvirų anglių panaudojimas
Yra archeologinių įrodymų, kad bronzos amžiuje, prieš 3000–4000 metų, Velse buvo laidojamos laidojimo krosnys. Aristotelis savo meteorologikoje mini anglis („degius kūnus“), o jo panaudojimą fiksuoja ir jo mokinys Teofrastas. Romėnai Didžiojoje Britanijoje degino anglis prieš skelbimą 400; pintinių rasta tarp romėnų vilų ir miestelių griuvėsių ir palei Romos sieną, ypač Nortumberlende, prie anglies siūlių atodangos. Hopi indėnai, kurie dabar yra pietvakarinėse JAV dalyse, anglis buvo iškasami imant ir kasant ir panaudojant jas šildymui, maisto ruošimui ir iškilmingose kamerose jau XII a. XIV amžiuje jie buvo naudojami pramoniniu būdu gaminant keramiką. Marco Polo praneša, kad jo vartojimas plačiai paplitęs XIII amžiaus Kinijoje. Domesday knygoje (1086), kurioje užfiksuota viskas, kas Anglijoje yra ekonomiškai vertinga, neminima anglis. Pirmosios Londono anglys atplaukė jūra 1228 m. Iš Fifės ir Nortumberlando teritorijų, kur moterys ir vaikai surinko gabalus, suskaidytus iš povandeninių laivų užuomazgų ir nuplautus krante. Po to jūrinės anglys buvo naudojamos visoms bituminėms anglims Anglijoje. Vėliau šimtmetyje vienuoliai pradėjo kasinėti iškasenas Anglijos šiaurėje.
Įvažiavimo į minas pokyčiai
Velenai
Išskyrus kinus, kurie galbūt iškasė anglis po žeme, visos ankstyvosios anglių siūlės buvo apdorojamos iš paviršiaus, visiškai atvirose atvirose vietose. Vėlesniais viduramžiais vis dėlto iškastų anglių išsekimas daugelyje vietų privertė pakeisti kasybą iš paviršiaus į požeminę ar šachtinę. Ankstyvųjų šachtų kasyklų buvo šiek tiek daugiau, nei šulinių išplėtė tiek, kiek kalnakasiai išdrįso susidurti su griūties grėsme. Šachtos buvo nugrimzdusios į aukštą žemę, prie kurių buvo pritvirtinti beveik horizontalūs tuneliai kanalizacijai į kalno šoną. Anglijoje kai kurie negilūs minų šachtos buvo išnaudotos dar XIV amžiuje, todėl reikėjo gilintis ir plėsti kasybą šachtos dugne. Tai liko nedidelės operacijos; 1684 m. įrašas rodo 70 minų netoli Bristolio, kuriose dirba 123 darbuotojai. Didesnis gylis sukėlė daug problemų. Pirma, vandens nebegalėjo tiesiog nusausinti. Neapdoroti metodai buvo sukurti norint pakelti jį į paviršių. Iš kibiro ir grandinės įtaisą pirmiausia varė vyrai, vėliau - arkliai; per vamzdį buvo ištrauktas ištisinis apskritų plokščių diržas. Siurbliams buvo naudojami vėjo malūnai. Bet velenai turėjo būti apriboti iki 90–105 metrų gylio (300–350 pėdų) ir kasybos spindulio - 180 metrų. Tik 1710 m. Vandens problemą palengvino Thomaso Newcomeno atmosferinis garų variklis, kuris tiekė pigų ir patikimą vertikalaus stūmoklinio kėlimo siurblio energijos šaltinį.
Kėlimas
Pati anglies auginimas buvo kita problema. „Manpower“, valdantis priekinį stiklą, buvo pakeistas arklio galia; ir velenams gilėjant, buvo pridėta daugiau arklių. 1801 m. Whitehavene keturios arkliai 180 metrų išmetė anglį per devynias valandas - 42–44 metrinės tonos (46–48 tonos). Garo variklio įdiegimas akmens anglių kėlimui buvo pagrindinis pramonės posūkio taškas. Mažieji garais varomi stiklai buvo sėkmingai išbandyti apie 1770 m. Apie 1840 m. Pirmasis narvas buvo naudojamas pakrautam automobiliui pakelti; ir nuo 1840 m. anglies kasybos technikos pažanga buvo sparti.
Vėdinimas
Dėl kenksmingų ir degių dujų buvimo kalnakasiai nuo pirmųjų dienų suprato kritinę anglių kasyklų ventiliacijos svarbą. Natūralią ventiliaciją užtikrino lygūs drenažo tuneliai, varomi nuo šlaito paviršiaus, kad būtų sujungti su velenu. Paviršiaus kaminai virš veleno padidino vėdinimo efektyvumą; jų naudojimas mažose kasyklose tęsėsi iki XX amžiaus pradžios. Patikimiausias metodas prieš įvedant ventiliatorius buvo krosnies naudojimas veleno dugne arba paviršiuje. Nepaisant gaisro ir sprogimo pavojaus, XX amžiaus pradžioje vis dar veikė daugybė krosnių, bent jau nenašiose minose.
Tačiau atvirosios liepsnos apšvietimas buvo daug dažnesnė sprogimų priežastis iki „Davy“ saugos lempos (apie 1815 m.) Įvedimo, kurioje liepsna buvo uždengta dvigubu vielos marlės sluoksniu, neleidžiančiu užsidegti ore esančioms degioms dujoms. kasyklos. Dėl stiprių oro srovių net Davy lemputė tapo nesaugi.
Rotaciniai vėdinimo ventiliatoriai buvo įvesti kasyklose XVIII a. Iš pradžių mediniai ir varomi garais, XIX – XX amžiais jie buvo patobulinti įdiegiant plieninius ašmenis, elektros energiją ir aerodinamiškai efektyvias peiliukų formas.
Nuo rankinio iki mechaninio ištraukimo
Įprastinė kasyba
Ankstyvieji Europos kalnakasiai išstūmė anglis iš siūlės arba jas išpjaustė rinkdami. Įvedus sprogmenis, vis tiek reikėjo rankiniais įrankiais nuversti anglies siūlę. Garas, suslėgtas oras ir elektra atleido nuo šio sunkaus, pavojingo darbo. 1868 m., Praėjus beveik 100 metų bandymų ir klaidų, Anglijoje buvo pristatytas komerciškai sėkmingas besisukančių ratų pjaustytuvas, skirtas sumažinti anglies siūlę. Šis pirmasis varikliu varomas pjovimo įrankis netrukus buvo patobulintas, vietoj garų įvedus suslėgtą orą. Vėliau buvo naudojama elektra. Išilginio pjovimo įtaisas buvo pristatytas 1891 m. Iš pradžių varomas suslėgtu oru, o vėliau elektrifikuotas, jis galėjo prasidėti viename ilgo paviršiaus gale (vertikalus, atviros akmens anglies siūlės skerspjūvis) ir nuolat pjauti kitą.
Nuolatinės kasybos plėtra
Aukščiau aprašytos įprastos kasybos technologijos, sudarytos iš ciklinių pjovimo, gręžimo, pūtimo ir krovimo operacijų, sukurtų kartu su kasyba kambaryje ir kolonose. Seniausias iš pagrindinių požeminių metodų - kambarių ir kolonų kasyba - natūraliai išaugo iš poreikio atgauti daugiau anglies, nes kasybos darbai tapo gilesni ir brangesni. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje įprastą techniką pradėjo pakeisti vienkartinės mašinos, vadinamos nuolatiniais šachtininkais, kurie nutraukė anglis iš siūlės ir pernešė atgal į krovinių gabenimo sistemą. „Joy Ripper“ (1948 m.) Buvo pirmasis ištisinis šachtininkas, pritaikytas kambario ir kolonų metodui.
Longwall kasybos ištakos
Kitas pagrindinis šiuolaikinės kasybos būdas, kalnakasių išilginių sienų gavyba, buvo pradėtas naudoti dar XVII amžiuje ir buvo plačiai naudojamas iki XIX amžiaus, tačiau jis jau seniai nebuvo toks produktyvus kaip kambarių ir kolonų kasyba. Tai pradėjo keistis praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, kai Vokietijos Wilhelmas Loebbe sukūrė nenutrūkstamą „plūgo“ sistemą. Plūgas ištrauktas per anglies paviršių ir nukreiptas vamzdžiu segmentinio konvejerio priekinėje pusėje, plūgas iš siūlės dugno išpūtė angą. Konvejeris smogė į veidą už plėtimo plūgo, kad sugautų anglį, kuri susmulkinta iš viršaus. Ženkliai sumažinus darbo jėgą, reikalingą anglies paviršiuje (išskyrus tą, kuri reikalinga stogo atramai įrengti), „Loebbe“ sistema greitai išpopuliarėjo Vokietijoje, Prancūzijoje ir Žemose šalyse.
Pats plūgas buvo ribotai pritaikytas Didžiosios Britanijos kasyklose, tačiau variklinis segmentinis konvejeris tapo pagrindine ten esančios įrangos dalimi, o 1952 m. Buvo pristatyta paprasta ištisinė mašina, vadinama kirpimo mašina. Kirpėjas, ištrauktas išilgai veido, pakreiptas ant konvejerio, kirpėjas paėmė daugybę diskų, kurių perimetruose buvo pritvirtintos kirtikliai ir pritvirtintos ant veleno, statmeno veidui. Besisukantys diskai pjaustė gabalą nuo anglies paviršiaus, kai mašina buvo traukiama išilgai, o plūgas už mašinos nuvalė visas anglis, kurios nukrito tarp paviršiaus ir konvejerio.
Stogo atrama
Stogo laikymo akmenimis varžtais technika tapo įprasta 1940-ųjų pabaigoje ir labai padėjo užtikrinti neuždengtą darbo vietą patalpų ir kolonų kasymui, tačiau tai buvo varginanti ir lėta operacija, kuri neleido iškasti išilginių sienų kasybos galimybių. Tačiau 1950 m. Pabaigoje britai pristatė varomas, savaime besitęsiančias stogo atramas. Atskirai arba grupėmis šias atramas, pritvirtintas prie konvejerio, būtų galima hidrauliškai nuleisti, pakelti į priekį ir atstatyti ant stogo, taip suteikiant įrangai laisvą vietą (tarp anglies paviršiaus ir pirmosios kėliklių eilės) ir skardinę. kelias kalnakasiams (tarp pirmosios ir antrosios kėliklių eilių).
Vežimas
Rankinis darbas su elektros energija
Pirmosiose šachtų kasyklose anglys buvo kraunamos į krepšius, kurie buvo nešami ant vyrų ar moterų nugarų, arba pakraunami ant medinių rogių ar tramvajų, kurie vėliau buvo stumiami ar traukiami per pagrindinį krovinių vežimo kelią iki veleno dugno, kad būtų pakabinami ant kėlimo lynų arba grandines. Driftinėse ir šlaito kasyklose šiais ir panašiais būdais anglis buvo tiesiogiai išnešta į paviršių. Rogutes pirmiausia traukė vyrai, vėliau - gyvūnai, įskaitant mulus, arklius, jaučius ir netgi šunis bei ožkas.
Ričardo Trevithicko suprojektuoti garvežiai buvo naudojami Pietų Velso ir Tyne, o vėliau Pensilvanijos ir Vakarų Virdžinijos laukuose, tačiau jie sukūrė per daug dūmų. Suslėgto oro šilumvežiai, pasirodę 1880-aisiais, pasirodė brangūs. Elektriniai lokomotyvai, įvesti 1887 m., Greitai išpopuliarėjo, tačiau mulai ir arkliai vis dar dirbo kai kuriose kasyklose dar 1940 m.
Mechanizuotas krovimas
20-ojo amžiaus pradžioje mobiliosios krautuvai nebegalėjo rankomis krauti skaldytų anglių į vagonus. „Stanley Header“, pirmoji anglių krovimo mašina, naudojama JAV, buvo sukurta Anglijoje ir išbandyta Kolorado mieste 1888 m. Kitos buvo sukurtos, tačiau tik kelios jų nepavyko pasiekti prototipo, kol „Joy“ mašina buvo pristatyta 1914 m. ginklo principas, „Joy“ mašina pateikė būsimų sėkmingų mobiliųjų krautuvų modelį. Po to, kai 1938 m. Buvo pristatyti elektra varomi, nuo gumų pavargę šaudykliniai automobiliai, suprojektuoti anglims vežti iš pakrovimo mašinos į liftą, mobilus krovimas ir krovinių gabenimas greitai išstūmė bėgių kelius, nukreiptus priešais kambario ir kolonų minas.
Konvejeriai
1924 m. Antracito kasykloje, esančioje Pensilvanijos centrinėje dalyje, konvejerio juosta buvo sėkmingai panaudota pernešti anglis iš kambario konvejerių grupės į mašinų eilę prie minos įėjimo. Iki 1960-ųjų diržai beveik visiškai pakeitė tarpinių krovinių vagonus.
