peralatan penambangan batubara tua
peralatan penambangan batubara tua: Warisan Evolusi Industri
Artikel ini mengkaji perkembangan sejarah mesin pertambangan batubara, dari perkakas tangan awal hingga raksasa elektro-mekanis abad ke-20. Ini berfokus pada prinsip-prinsip operasional, batasan keamanan, dan akhirnya keusangan kelas peralatan utama, termasuk pemotong, loader, dan sistem transportasi. Dengan menganalisis model spesifik dan studi kasus yang terdokumentasi, artikel ini menyoroti bagaimana mesin-mesin ini membentuk praktik penambangan dan mengapa mesin-mesin tersebut pada akhirnya digantikan oleh penambang modern yang berkelanjutan dan sistem longwall. Konten tersebut didasarkan pada catatan teknik dan laporan keselamatan historis, menghindari klaim spekulatif atau tidak terverifikasi.
Tiga Era Ekstraksi: Dari Pilih hingga Shearer
Penambangan batu bara sebelum tahun 1850an hampir seluruhnya bergantung pada tenaga manusia. Beliung, baji, dan palu godam adalah alat utama. Lompatan mekanis besar pertama terjadi dengan diperkenalkannya pemotong batubara—sebuah mesin yang memotong lapisan batubara untuk menciptakan permukaan yang bebas untuk peledakan. Pada tahun 1880-an, pemotong perkusi bertenaga udara bertekanan (MISALNYA., Sersan Ingersoll) merupakan standar di tambang dalam di Inggris dan AS. Ini kemudian digantikan oleh pemotong rantai listrik, seperti Jeffrey 29L (diperkenalkan 1924), yang menggunakan batang pemotong berputar dengan pick untuk mengiris garitan sedalam 6 kaki ke dalam jahitan.
Tabel di bawah ini mengontraskan tiga teknologi ekstraksi dominan yang digunakan 1880 Dan 1960:
| Jenis Peralatan | Sumber listrik | Keluaran (ton per shift) | Bahaya Utama | Era Dominasi |
|---|---|---|---|---|
| Pilih tangan & baji | Manusia | 2–4 | Ketegangan otot, Atap Jatuh | Pra-1880 |
| Pemotong perkusi (Udara Terkompresi) | Kompresor udara | 15–25 | debu silika, Kebisingan, cambuk selang | 1880–1920 |
| Pemotong rantai listrik (MISALNYA., Jeffrey 29L) | 440V motor AC | 40–60 | Pengapian metana dari percikan api, kerusakan kabel | 1920–1960 |
Pemotong rantai merupakan peningkatan yang signifikan, tapi masih diperlukan yang terpisah penembak untuk meledakkan batu bara yang dilemahkan. Proses dua langkah ini (Memotong, lalu ledakan) tetap standar sampai tahun 1950an.
Pemuatan dan Transportasi: Bagal, pengocok, dan Mobil Antar-Jemput
Setelah batu bara diledakkan, itu harus dimuat. Sebelum 1900, hal ini dilakukan dengan tangan menggunakan sekop ke dalam gerbong tambang sederhana yang ditarik oleh bagal atau kuda poni. Pemuat mekanis pertama, Itu Sukacita 11BU (diperkenalkan 1938), adalah alat pemuat yang mengumpulkan batu bara ke dalam konveyor internal. Itu diganti hingga 12 buruh dan pengurangan waktu pemuatan per mobil dari 20 menit sampai 3 menit.
untuk transportasi, Itu Konveyor pengocok (palung baja bolak-balik) merupakan hal yang umum pada tahun 1920an-1940an. Ini memindahkan batu bara di sepanjang permukaannya tetapi berisik dan rawan macet. Itu Mobil antar-jemput—sebuah ban karet, kendaraan bertenaga baterai—mulai menggantikan bagal dan konveyor pengocok pada akhir tahun 1940-an. Tabel di bawah menunjukkan perubahan efisiensi pengangkutan:
| sistem | Kecepatan (kaki/menit) | Kapasitas (ton) | Diperlukan Kru | Biaya Pemeliharaan (per ton) |
|---|---|---|---|---|
| Bagal & mobil milikku | 150 | 2 per mobil | 1 pengemudi + 1 pawang bagal | Tinggi (memberi makan, dokter hewan, Stabil) |
| Konveyor pengocok | 30 | kontinu | 2–3 operator | Sedang (tautan rusak) |
| Mobil antar-jemput (MISALNYA., Sukacita 10SC) | 400 | 6–8 | 1 pengemudi | Rendah (penggantian baterai) |
Ban karet mobil shuttle juga memungkinkannya melaju di jalan yang bertingkat, menghilangkan kebutuhan akan rel kereta api tetap di bagian kerja.
Peralatan Ventilasi dan Keamanan: Mesin yang Tak Terlihat
Tambang batubara tua bukan hanya sekedar ekstraksi; mereka membutuhkan peralatan tambahan yang sangat besar untuk menjaga agar para pekerja tetap hidup. Itu kipas ventilasi mekanis (MISALNYA., penggemar Guibal, dipatenkan 1862) sangat besar, kipas sentrifugal yang berputar lambat yang mengalirkan udara ke seluruh tempat kerja. oleh 1900, tipikal penggemarnya adalah 40 berdiameter kaki dan dipindahkan 200,000 kaki kubik udara per menit. Ini penting karena metana (fireamp) dan debu batubara merupakan risiko ledakan yang konstan..jpg)
Peralatan keselamatan masih primitif menurut standar modern. Itu Lampu Davy (1815) menggunakan kasa kawat untuk mendinginkan api, mencegah penyalaan metana, tapi itu meredup, lampu kuning. Pada tahun 1930-an, lampu tutup listrik (MISALNYA., Tanda Gandum V) mengganti lampu nyala terbuka, tapi itu berat (5 pon) dan membutuhkan baterai timbal-asam yang dikenakan di sabuk. Tabel di bawah ini merangkum evolusi perlengkapan keselamatan pribadi:
| Era | penerangan | Deteksi Metana | Perlindungan Pernafasan |
|---|---|---|---|
| 1850–1900 | Lilin / sumbu minyak | Burung kenari | Tidak ada (kain menutupi mulut) |
| 1900–1930 | Lampu Davy (api) | Ketinggian nyala api di lampu | Tidak ada |
| 1930–1960 | Lampu tutup listrik | Lampu pengaman api (memisahkan) | Respirator awal (untuk debu, bukan gas) |
Burung kenari belum dihapuskan sampai saat itu 1986 di Inggris, tetapi pada tahun 1950an, sebagian besar ranjau AS digunakan metanometer—Perangkat katalitik genggam yang memberikan pembacaan numerik.
Studi Kasus Nyata: Itu 1947 Centralia No. 5 Bencana Tambang
Untuk memahami mengapa peralatan lama berbahaya, kami memeriksa Centralia No. 5 Milikku (Illinois, Amerika Serikat). Pada bulan Maret 25, 1947, sebuah ledakan menewaskan 111 penambang. Laporan resmi dari Biro Pertambangan AS mengidentifikasi sumber penyulutan sebagai busur dari pemotong batu bara listrik (sebuah Jeffrey 29L) yang menabrak bintil pirit di atap. Kabel belakang pemotong telah merusak isolasi, dan mesin itu tidak dilengkapi dengan a monitor metana—Perangkat yang belum menjadi wajib sampai saat ini 1969.
Tambang tersebut menggunakan a Konveyor pengocok Dan dimuat dengan tangan batubara ke dalam mobil. Ledakan menyebar sepanjang saluran pernafasan yang dipenuhi debu, yang tidak cukup ditaburi batu. Bencana ini langsung berujung pada Undang-undang Keselamatan Tambang Batubara Federal 1952, yang mengamanatkan bahwa semua mesin pemotong memilikinya semprotan air untuk menekan debu dan peralatan listrik dimatikan energinya ketika gas metana terlampaui 1%. Kasus ini menggambarkan bahwa peralatan itu sendiri pada dasarnya tidak berbahaya, namun kurangnya sensor terintegrasi dan ketergantungan pada penilaian manual menciptakan kesenjangan yang fatal.
Mengapa Mesin Ini Hilang
Kemunduran peralatan lama dimulai pada tahun 1960an dengan Penambang Berkelanjutan (MISALNYA., Sukacita 12CM), yang menggabungkan pemotongan, memuat, dan menyampaikan ke dalam satu mesin. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan peledakan dan mengurangi jumlah pekerja di bagian depan dari 8–10 menjadi 2–3. Penambangan Longwall, dengan pelindung hidrolik dan guntingnya, semakin meminggirkan peralatan lama. oleh 1980, pemotong rantai dan mobil antar-jemput adalah barang museum di sebagian besar negara maju.
Alasannya adalah karena alasan ekonomi dan keselamatan:
- produktivitas: Seorang penambang terus menerus menghasilkan 10–15 ton per menit, dibandingkan 1–2 ton per menit untuk pemotong rantai plus pemuat.
- keamanan: Penambang berkelanjutan memiliki monitor metana di dalamnya, semprotan air, dan kendali jarak jauh. Peralatan tua mengharuskan pekerja untuk berdiri dekat permukaannya.
- Biaya tenaga kerja: Sistem lama memerlukan operator pemotong, penembak, operator pemuat, pengemudi mobil antar-jemput, dan dua baut atap—lima orang. Kru modern berjumlah tiga orang.
Pertanyaan Umum
Q1: Mengapa pemotong batu bara lama menggunakan udara bertekanan dan bukan listrik?
A1: Tambang awal (sebelum tahun 1900) tidak memiliki jaringan listrik yang dapat diandalkan di bawah tanah. Udara terkompresi dihasilkan di permukaan dan disalurkan ke bawah. Lebih aman dalam kondisi basah karena tidak ada risiko percikan api. Namun, kompresor udara hanya efisien 15-20%., membuang-buang energi sebagai panas. Listrik menjadi dominan setelahnya 1920 ketika kabel lapis baja dan penutup tahan api dikembangkan.
Q2: Berapa umur rata-rata pemotong batu bara pada tahun 1930an?
A2: Pemotong rantai listrik yang terawat baik (MISALNYA., Jeffrey 29L) berlangsung 10–15 tahun. Bilah pemotong dan pick diganti setiap minggu, tapi rangka utama dan motornya bisa bertahan puluhan tahun. Banyak yang dibangun kembali beberapa kali. Faktor pembatasnya bukanlah keausan, melainkan pengenalan penambang yang terus menerus, yang membuat mereka ketinggalan jaman.
Q3: Apakah peralatan lama menyebabkan lebih banyak atap yang runtuh?
A3: Secara tidak langsung, Ya. Proses pemotongan dan peledakan menghasilkan a "mengukir" (sebuah celah) yang melemahkan atap. Juga, urutan lama mengharuskan pekerja memasuki area yang tidak didukung untuk memasang alat peraga setelah peledakan. Penambang modern yang terus-menerus menggunakan sistem perbaut atap integral yang mengamankan atap dalam beberapa menit setelah terpapar. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Tambang AS (MSHA) data menunjukkan angka kematian akibat jatuhnya atap turun dari 300 orang per tahun 1940 menjadi di bawah 10/tahun pada 2000, sebagian besar disebabkan oleh perubahan ini.
Q4: Apakah ada upaya untuk mengotomatisasi peralatan lama?
A4: Ya, tapi itu kasar. Pada tahun 1950-an, beberapa tambang ditambahkan Kendali Jarak Jauh untuk antar-jemput mobil menggunakan kabel trailing dengan joystick. Itu Sukacita 11BU loader terkadang dilengkapi dengan a "kepala berkumpul" yang dapat dioperasikan dengan satu tuas. Namun, otomatisasi yang sebenarnya tidak mungkin dilakukan karena mesin tersebut tidak memiliki sensor untuk mendeteksi rintangan atau gas metana. Mesin pencukur otomatis pertama belum diuji sampai saat itu 1984 di Australia..jpg)
Q5: Bisakah peralatan lama digunakan di tambang modern?
A5: TIDAK, untuk alasan hukum dan praktis. Peraturan masa kini (MISALNYA., 30 Bagian CFR 75 Di AS) memerlukan diperbolehkan (tahan ledakan) Kandang Listrik, monitor metana, dan semprotan air otomatis. Peralatan lama tidak memenuhi standar ini. Selain itu, tambang modern menggunakan entri yang lebih luas (20+ kaki) yang tidak dapat dijangkau oleh pemotong tua. Beberapa mesin yang direstorasi digunakan di tambang pendidikan (MISALNYA., Museum Pertambangan Batubara Nasional di Inggris) tapi hanya untuk demonstrasi, bukan produksi.
Sumber: Makalah Teknis Biro Pertambangan AS (1947–1960), Data kecelakaan historis MSHA, dan itu "Zaman Batubara" arsip majalah (1920–1960).