تُستخدم آلات التعدين مباشرةً في عمليات استخراج المعادن وتخصيبها، بما في ذلك آلات التعدين وآلات التخصيب. يتشابه مبدأ عمل وبنية آلات التنقيب في الغالب مع تلك المستخدمة في استخراج المعادن المماثلة. وبشكل عام، تُصنف آلات التنقيب ضمن آلات التعدين. إضافةً إلى ذلك، يُستخدم عدد كبير من الرافعات والناقلات والمراوح وآلات الصرف في عمليات التعدين.

تصنيف آلات التعدين

1. معدات التكسير
معدات التكسير هي معدات ميكانيكية تستخدم لتكسير المعادن.

تُقسّم عمليات التكسير عادةً إلى تكسير خشن، وتكسير متوسط، وتكسير ناعم، وذلك حسب حجم الحبيبات الداخلة والخارجة. تشمل معدات التكسير الشائعة الاستخدام: الكسارة الفكية، والكسارة الصدمية، والكسارة المركبة، والكسارة المطرقة أحادية المرحلة، والكسارة العمودية، والكسارة الدورانية، والكسارة المخروطية، وآلة الكسارة الأسطوانية، والكسارة الأسطوانية المزدوجة، والكسارة ثنائية الوظائف، والكسارة التشكيلية أحادية المرحلة، وغيرها.

ينقسم إلى ست فئات وفقًا لطريقة التكسير والخصائص الهيكلية للآلة (مبدأ العمل).
(1) الكسارة الفكية (لاوهوكو). تتمثل عملية التكسير في الضغط بشكل دوري على لوحة الفك المتحركة مقابل لوحة الفك الثابتة لسحق كتل الخام المحصورة بينهما.
(2) الكسارة المخروطية. يتم وضع كتلة الخام بين المخروط الداخلي والخارجي، والمخروط الخارجي ثابت، والمخروط الداخلي يتأرجح بشكل غير مركزي لسحق أو تكسير كتلة الخام المحصورة بينه.
(3) الكسارة الأسطوانية. تتعرض المادة الخام بشكل أساسي للتكسير المستمر في الفجوة بين أسطوانتين دائريتين تدوران في اتجاهين متعاكسين، ولكن لها أيضًا تأثير الطحن والتقشير، كما أن سطح الأسطوانة المسننة له تأثير التقطيع.
(4) الكسارة الصدمية. تُسحق قطع الخام بفعل اصطدام الأجزاء المتحركة سريعة الدوران. ويمكن تقسيم الكسارات التي تنتمي إلى هذه الفئة إلى: الكسارة المطرقة؛ الكسارة القفصية؛ الكسارة الصدمية.
(5) آلة الطحن. يتم سحق الخام عن طريق الاصطدام وعملية الطحن لوسيط الطحن (كرة فولاذية، قضيب فولاذي، حصى أو كتلة خام) في الأسطوانة الدوارة.
(6) أنواع أخرى من آلات التكسير والطحن.

2. آلات التعدين
آلات التعدين هي المعدات الميكانيكية المستخدمة في التعدين المباشر للمعادن المفيدة وأعمال التعدين، وتشمل: آلات تعدين خامات المعادن والخامات غير المعدنية؛ وآلات تعدين الفحم؛ وآلات حفر آبار النفط. صُممت أول آلة قص قرصية تعمل بالهواء المضغوط على يد المهندس البريطاني ووكر، وتم تصنيعها بنجاح حوالي عام 1868. في ثمانينيات القرن التاسع عشر، حُفرت مئات آبار النفط في الولايات المتحدة بنجاح باستخدام مثاقب طرق تعمل بالبخار. في عام 1907، استُخدمت حفارة أسطوانية لحفر آبار النفط والغاز الطبيعي. ومنذ عام 1937، تُستخدم في حفر المناجم المكشوفة.

3. آلات التعدين
تشمل آلات التعدين المستخدمة في المناجم تحت الأرض والمناجم المكشوفة ما يلي: آلات الحفر لحفر ثقوب التفجير؛ وآلات الحفر وآلات التحميل والتفريغ لحفر وتحميل الخام؛ وآلات حفر الأنفاق لحفر الأفنية والأعمدة والتسوية.

4. آلات الحفر
تنقسم آلات الحفر إلى نوعين: حفارات الصخور وحفارات الآبار. وتنقسم حفارات الآبار إلى حفارات سطحية وحفارات آبار عميقة.
① مثقاب الصخور: يُستخدم لحفر ثقوب التفجير بقطر يتراوح بين 20 و100 ملم وعمق أقل من 20 مترًا في الصخور متوسطة الصلابة. ويمكن تصنيفها حسب قدرتها إلى مثاقب هوائية، ومثاقب احتراق داخلي، ومثاقب هيدروليكية، ومثاقب كهربائية. وتُعد المثاقب الهوائية الأكثر استخدامًا.
٢- جهاز الحفر السطحي: يُقسم، وفقًا لآلية عمل تكسير الصخور الخام، إلى أجهزة حفر طرقية بحبل فولاذي، وأجهزة حفر قاعية، وأجهزة حفر أسطوانية، وأجهزة حفر دوارة. وقد حلت أجهزة الحفر الطرقية بحبل فولاذي تدريجيًا محل أجهزة حفر أخرى نظرًا لانخفاض كفاءتها.
③ جهاز الحفر في البئر: عند حفر ثقوب التفجير في البئر بقطر أقل من 150 مم، بالإضافة إلى حفارات الصخور، يمكن أيضًا استخدام حفارات صغيرة القطر في البئر بقطر من 80 إلى 150 مم.

5. آلات حفر الأنفاق
باستخدام الضغط المحوري وقوة الدوران للقاطع للتدحرج على سطح الصخور، يمكن سحق تكوينات الصخور الخام أو معدات حفر الآبار مباشرةً. تشمل السكاكين المستخدمة قواطع قرصية، وقواطع إسفينية، وقواطع زرية، وأدوات طحن. وبحسب نوع الأنفاق، تُقسم إلى حفارات الرفع، وحفارات الأعمدة، وآلات حفر الطرق المستوية.
① تُستخدم حفارات الثقوب المرتفعة خصيصًا لحفر الثقوب المرتفعة والقنوات. عمومًا، لا حاجة للدخول إلى الثقب المرتفع. يُحفر ثقب تجريبي أولًا باستخدام مثقاب أسطواني، ثم يُستخدم موسع الثقوب المكون من قرص دوار لتوسيع الثقب لأعلى.
② يتم استخدام جهاز حفر الآبار خصيصًا لحفر بئر في وقت واحد، ويتكون من نظام أدوات الحفر، وجهاز دوار، وبرج حفر، ونظام رفع أدوات الحفر، ونظام تدوير الطين.
③ آلة الحفر، وهي عبارة عن معدات ميكانيكية متكاملة تجمع بين تكسير الصخور ميكانيكياً وتفريغ الخبث والحفر المستمر. تُستخدم بشكل أساسي في طرق الفحم، والأنفاق الهندسية في المناجم الرخوة، والتسوية المتوسطة لخامات الصخور ذات الصلابة المتوسطة وما فوق.

6. آلات تعدين الفحم
تطورت عمليات تعدين الفحم من شبه الميكنة في خمسينيات القرن الماضي إلى الميكنة الشاملة في ثمانينياته. ويُستخدم التعدين الميكني الشامل للفحم على نطاق واسع في آلات التعدين المركبة ذات الأسطوانة المزدوجة (أو المفردة) ذات القطع الضحل، والناقلات الكاشطة المرنة، والدعامات الهيدروليكية ذاتية الحركة، وغيرها من المعدات، وذلك لسحق جبهة تعدين الفحم وتحميلها. وبذلك، تتحقق الميكنة الشاملة للفحم والنقل والدعم وغيرها من العمليات. آلة القص ذات الأسطوانة المزدوجة هي آلة لإسقاط الفحم. ينقل المحرك الكهربائي الطاقة إلى الأسطوانة الحلزونية لإسقاط الفحم عبر مخفض سرعة جزء القطع، وتتم حركة الآلة بواسطة المحرك الكهربائي من خلال جهاز نقل جزء الجر. وهناك طريقتان أساسيتان للجر، وهما الجر بسلسلة التثبيت والجر بدون سلسلة تثبيت. ويتحقق الجر بسلسلة التثبيت عن طريق تعشيق ترس جزء الجر مع سلسلة التثبيت المثبتة على الناقل.

7. التنقيب عن النفط
معدات حفر آبار النفط البرية. تُصنّف هذه المعدات، وفقًا لعملية التعدين، إلى آلات حفر، وآلات استخراج النفط، وآلات إصلاح الآبار، وآلات التكسير والمعالجة الحمضية للحفاظ على إنتاجية عالية لآبار النفط. معدات الحفر: مجموعة كاملة من المعدات الميكانيكية لحفر آبار النفط أو الغاز الطبيعي، سواءً للحفر الفعلي أو الإنتاجي. تشمل منصات حفر النفط: أبراج الحفر، وأجهزة السحب، وآلات توليد الطاقة، وأنظمة تدوير الطين، وأنظمة الرفع، والطاولات الدوارة، وتركيبات رأس البئر، وأنظمة التحكم الكهربائية. يُستخدم برج الحفر لتركيب الرافعات، والكتل المتحركة، والخطافات، وغيرها، لرفع وخفض الأجسام الثقيلة على منصة الحفر، ولتعليق أدوات الحفر داخل البئر.

8. آلات معالجة المعادن
تُعرف عملية التخصيب بأنها عملية انتقاء المعادن المفيدة من المواد الخام المعدنية المجمعة، وذلك بناءً على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن المختلفة. ويُطلق على عملية تنفيذ هذه العملية اسم آلات التخصيب. تُقسم آلات التخصيب إلى آلات التكسير، والطحن، والغربلة، والفرز، والتجفيف، وذلك وفقًا لعملية التخصيب. ومن آلات التكسير الشائعة الاستخدام: الكسارات الفكية، والكسارات الدورانية، والكسارات المخروطية، والكسارات الأسطوانية، والكسارات الصدمية. أما في آلات الطحن، فتُعدّ المطاحن الأسطوانية، بما في ذلك مطاحن القضبان، ومطاحن الكرات، ومطاحن الحصى، والمطاحن ذاتية الطحن فائقة النعومة، الأكثر استخدامًا. وتُستخدم الغرابيل الاهتزازية بالقصور الذاتي والغرابيل الرنانة بشكل شائع في آلات الغربلة. وتُعدّ المصنفات الهيدروليكية والميكانيكية من آلات التصنيف الشائعة الاستخدام في عمليات التصنيف الرطب. ومن آلات الفصل بالتعويم الشائعة الاستخدام: آلة التعويم الهوائي ذات الفقاعات الدقيقة كاملة المقطع، وأشهر آلات التجفيف: نظام التجفيف متعدد الترددات لتفريغ مخلفات التعدين. أما نظام التكسير والطحن الأكثر شهرة فهو نظام الطحن الذاتي فائق النعومة ذو الصفائح.

9. آلات التجفيف
مجفف الطين الخاص هو نوع جديد من معدات التجفيف الخاصة تم تطويرها على أساس مجفف الأسطوانة، ويمكن استخدامه على نطاق واسع في:
1. تجفيف مخلفات صناعة الفحم، والفحم الخام، والفحم النظيف الناتج عن عملية التعويم، والفحم النظيف المختلط، وغيرها من المواد؛
2. تجفيف خبث أفران الصهر والطين والبنتونيت والحجر الجيري والرمل وحجر الكوارتز وغيرها من المواد في صناعة البناء؛
3. تجفيف مختلف أنواع مركزات المعادن، ومخلفات النفايات، والمخلفات المعدنية، وغيرها من المواد في صناعة التخصيب؛
4. تجفيف المواد غير الحساسة للحرارة في الصناعة الكيميائية.