تهوية المناجم تحت الأرض: الأنظمة والأهمية والمعايير

تهوية المناجم تحت الأرض

تعتبر تهوية المناجم تحت الأرض عملية حيوية تهدف إلى توفير تدفق مستمر من الهواء للعمال، بكميات كافية لتخفيف وإزالة الغبار والغازات الضارة (مثل أكاسيد النيتروجين NOx، وثاني أكسيد الكبريت SO2، والميثان، وثاني أكسيد الكربون CO2، وأول أكسيد الكربون CO)، بالإضافة إلى تنظيم درجة الحرارة داخل المنجم.

تأتي هذه الغازات من عدة مصادر، أهمها المعدات التي تعمل بمحركات الديزل، وعمليات التفجير باستخدام المتفجرات، ومن الجسم الخام نفسه. وتفرض اللوائح التنظيمية توزيع تدفق الهواء داخل المناجم لتحسين جودة الهواء وضمان سلامة العاملين.

أنواع التهوية

تنقسم أنظمة التهوية في المناجم إلى نوعين رئيسيين:

1. التهوية التدفقية (Flow-through ventilation)

تمثل الدائرة الرئيسية للتهوية في المنجم، حيث يدخل الهواء من السطح عبر عمود (Shaft)، أو فتحة تهوية، أو نفق وصول (Adit). يتم توزيع الهواء عبر فتحات تهوية داخلية ومنحدرات، ويتم التحكم في التدفقات بواسطة منظمات ومراوح تهوية مثبتة بشكل دائم.

2. التهوية المساعدة (Auxiliary ventilation)

تقوم هذه الأنظمة بسحب الهواء من نظام التهوية التدفقية وتوزيعه على مناطق العمل في المنجم عبر مراوح مؤقتة، وأنابيب فنتوري، وقنوات مصنوعة من القماش أو الفولاذ. يمكن أن تكون هذه الأنظمة إما أنظمة دفع (تدفع الهواء النقي إلى رؤوس المناجم) أو أنظمة سحب (تسحب الهواء الملوث إلى الخارج).

التحكم في التهوية والمعايير

يتطلب تحقيق التهوية السليمة توفير حجم كافٍ من الهواء، وهو ما يتطلب طاقة كهربائية كبيرة لتشغيل المراوح. لذا، يتم تركيب أنظمة التحكم في السرعة المتغيرة لتحسين كمية الهواء وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.

يجب ألا تقل نسبة الأكسجين في أي مكان يتواجد فيه العمال عن 19%، وألا تزيد نسبة ثاني أكسيد الكربون عن 0.5%، مع خلو الهواء من أي غازات سامة قد تؤثر على الصحة. كما يجب ألا تتجاوز نسبة الغازات القابلة للاشتعال 0.75% في الهواء العائد من أي منطقة تهوية، و1.25% في أي مكان آخر بالمنجم.

اللوائح والاشتراطات

يحدد مهندسو التعدين حجم الهواء المطلوب (بالمتر المكعب في الثانية أو القدم المكعب في الدقيقة) بناءً على معايير متنوعة. وفي حين تضع معظم الدول حدًا أدنى من المتطلبات قانونيًا، قد تضطر الشركات في بعض الدول النامية إلى زيادة تدفق الهواء، خاصة في المناجم العميقة والساخنة لتبريد درجة الحرارة المحيطة، مع مراعاة ظاهرة الضغط الذاتي (Auto-compression).

التدفئة والتبريد

في المناخات المعتدلة، قد يلزم تسخين هواء التهوية خلال أشهر الشتاء لجعل بيئة العمل أكثر ملاءمة ومنع تجمد التمديدات، خاصة أنابيب المياه. أما في المناجم القطبية، فقد يتم تجنب التدفئة لمنع ذوبان التربة الصقيعية (Permafrost)، حيث صُممت بعض "المناجم الباردة" للعمل في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية.

من الناحية الصحية، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة البصيلة الرطبة في أي مكان عمل 33.5 درجة مئوية، وإذا تجاوزت 30.5 درجة مئوية، يجب توفير تيار هوائي لا تقل سرعته عن متر واحد في الثانية.