هندسة التعدين:
تتضمّن هندسة التعدين النظرية والعلوم والتكنولوجيا وتطبيق استخراج المواد ومُعالجتها من البيئة، حيث تم استخدام الموارد الطبيعية للأرض لتسهيل حياة الإنسان منذ بداية الحضارة، ترتبط هذه الهندسة مع الكثير من المجالات الأخرى مثل الاستكشاف والتخصيب والحفر و الجيولوجيا.
يمكن لمهندس التعدين أن يدير أي مرحلة من مراحل التعدين والتي تبدأ من البحث والتنقيب عن الموارد المعدنية واكتشافها مروراً بدراسة الجدوى وتصميم المناجم وتطوير الخطط والإنتاج والعمليات حتى إغلاق المنجم، في هذا المقال سنوضح تاريخ هندسة التعدين.
تاريخ هندسة التعدين:
مع عملية استخراج المعادن يتم إنشاء قدر من النفايات والمواد غير الاقتصادية التي تشكل المصدر الرئيسي للتلوث في محيط المناجم، تتسبب أنشطة التعدين بطبيعتها في اضطراب البيئة الطبيعية التي توجد فيها المعادن وحولها، لذلك يجب أن يهتم مهندسو التعدين ليس فقط بإنتاج ومعالجة السلع المعدنية.
ولكن أيضاً مع التخفيف من الأضرار التي تلحق بالبيئة أثناء التعدين وبعدها نتيجة للتغير في منطقة التعدين، تخضع هذه الصناعات لقوانين صارمة للسيطرة على التلوث والأضرار التي تلحق بالبيئة وتخضع بشكل دوري للإدارات المعنية.
قديماً وحتى وقتنا الحالي لعبت هذه الهندسة دور مهم في وجود الإنسان، منذ بداية الحضارة استعمل الإنسان الحجر والسيراميك، ثم وجدت المعادن في أو بالقرب من سطح الأرض وتم استعمالها لتصميم وتصنيع الأدوات والأسلحة، حيث تم استعمال الصوان الموجود في شمال فرنسا وجنوب إنجلترا لإشعال النار وتكسير الصخور.
تم العثور على مناجم الصوان في الطباشير وهي المناطق التي وجدت فيها طبقات الحجر تحت الأرض، أقدم منجم هو كهف الأسد الموجود في سوازيلاند والذي يظهر أن التأريخ الكربوني يعود إلى حوالي 43000 عام. مع ذلك فإن التطورات الرئيسية في هندسة التعدين والمناجم تعود إلى الرومان القدماء الذين طوروا أساليب التعدين على نطاق واسع مثل التعدين الهيدروليكي.
بالإضافة إلى ذلك شهدت الثورة الصناعية مزيداً من التقدم في تقنيات التعدين، بما في ذلك المتفجرات المحسنة والمضخات التي تعمل بالبخار والمثاقب والمصاعد، كما قام البشر منذ العصر الحجري القديم بتعدين الهيماتيت المعدني والذي كان يحتوي على الحديد وكان مطحوناً لإنتاج مغرة الصباغ الأحمر.
كما قام الرومان القدماء بوضع طرق عديدة للتعدين وتم استخدامها بنطاق واسع، تعرضت الصخور المكشوفة للنيران؛ حيث تم استعمال النيران لتسخين الصخور والتي سيتم إخمادها من خلال تيار من الماء وأدت الصدمة الحرارية إلى تصدع الصخور، في العديد من المناجم قام الرومان باستعمال آلات تعمل من خلال الطاقة المائية مثل عجلات الماء التي تتمتع بالتجاوز العكسي وتم استعمالها بشكل كبير في مناجم النحاس الموجودة في ريو تينتو في إسبانيا، حيث يتألف تسلسل واحد من 16 من هذه العجلات مرتبة في أزواج ورفع المياه حوالي 80 قدم (24 متر).
ما قبل التعدين:
التنقيب عن المعادن هي عملية العثور على الخامات، تعتبر عملية التنقيب عن المعادن عملية منظمة وتحتاج إلى الاحترافية، تبدأ المرحلة الأولى في التعدين من خلال عمليات البحث عن الرواسب المعدنية واستكشافها، في المرحلة الثانية من التنقيب عن المعادن، تلعب المجالات الأخرى مثل الجيولوجيا دور كبير في دراسة ما قبل الجدوى التي تلزم لعملية التعدين المرجوة، تكون عملية البحث عن المعادن والتقدير الاحتياطي عن طريق العديد من طرق التنقيب لتحديد طريقة ونوع التعدين المطلوب بالإضافة إلى شروط الربحية.
اكتشاف المعادن:
عندما يتم العثور على المعادن وتحديد أنّ جودتها الاقتصادية تكفي لعملية التعدين، يقوم مهندسو التعدين بعد ذلك على تحديث خطة التعدين هذه بفعالة وكفاءة، يمكن أن تتم عملية العثور على المعدن عن طريق البحث في الخرائط المعدنية أو من خلال التقارير الجيولوجية المحلية أو التقارير الجيولوجية الأكاديمية والوطنية.
تتضمن مصادر البيانات الأخرى مقالات الملكية والكلام الشفهي المحلي، في العادة تتضمن البحوث المعدنية الحصول على العينات وتحليل الحفر والرواسب والتربة، يعد أخذ عينات التربة وتحليلها من أكثر أدوات التنقيب عن المعادن انتشاراً.
يوجد العديد من أدوات التنقيب التي انتشرت بشكل كبير مثل: الجيوفيزياء المحمولة جواً أو صور الأقمار الصناعية والصور المحمولة جواً، كذلك الخرائط المغناطيسية وخرائط قاما الطيفية، إذا لم يتم التنقيب عن المعادن في ممتلكات عامة، قد يكون لمالكي العقارات دوراً كبيراً في عملية الاستكشاف وقد يكون هو المكتشف الأصلي للرواسب المعدنية.
