鉱山工場は近代的な状態を維持するために蒸気に依存していました

2022 年 4 月 2 日

イラスト提供：savRee 基本的なブレイク石破砕機の図。

19 世紀半ば以降、技術が進歩するにつれ、採掘や濃縮を念頭に置いて特別に設計されたものではない、新しく特許を取得した機械がいくつかありましたが、それにもかかわらず、採掘産業にすぐに採用され、熱烈に歓迎されました。 このような非常に重要な発明の 1 つは、見逃されがちですが、イーリー ホイットニー ブレイクという名前の男性によって 1858 年に特許を取得されたジョー クラッシャーです。

イーライ・ホイットニー・ブレイクはマサチューセッツ州ウースター郡出身で、綿繰り機の発明者イーライ・ホイットニーの甥でした。 ブレイクは 1816 年にイェール大学を卒業しましたが、叔父のイーライがコネチカット州ホイットニービルの銃器工場の組織化と建設に協力を求めたため、高度な法律の勉強を断念しました。 才能のある機械技師だったブレイクは、1852 年にニューヘブン市街路の荒廃化の監督に任命されました。そのことが彼に、岩石を破壊するための適切な機械が存在しないという事実に気づきました。 このような機械の不足は、スペリオル湖の銅鉱山での生産のボトルネックの原因の 1 つであり、そこでは岩石の破砕は依然として焼成によって行われており、ゲオルギウス・アグリコラは 1556 年に初出版された著書「デ・レ・メタリカ」の中で言及しました。は路面にも同様のプロセスを使用していました。

ブレイク氏の解決策は、彼が単に「石を砕く機械」と呼ぶものを発明することでした。 蒸気を動力とするブレイクの粉砕機には、固定プレートと、最大の動きを与えるために上部で回転するプレートがありました。 岩石は破砕機の上部に供給され、ジョーの底部にある排出口に向かって徐々に下方に移動しました。 エンジニアリング Web サイト savRee によると、2 つのジョーの間の V 字型の領域は破砕室と呼ばれます。 吐出口に向かうにつれて両ジョーの間隔が狭くなるため、岩石は徐々に減少していきます。

これらは効率を大幅に向上させ、時間を短縮し、お金と労力を節約し、鉱山で蒸気動力を備えているほぼすべての立坑で使用されていましたが、鉱山会社の年次報告書にはほとんど言及されていませんでした。 報告書では一般に、鉱山から岩石が引き上げられ、スタンプミルで加工される様子が報告されていましたが、予備破砕についてはほとんど言及されていませんでした。 1900 年、ホレス J. スティーブンスは、著書『銅ハンドブック』の中で、カルメット アンド ヘクラ鉱山会社の報告の中で次のように書きました。

「インクラインシャフトのシャフトハウスは均一なパターンです。それぞれの坑道で、岩石は鉱山からシャフトハウスの頂上まで吊り上げられ、そこでより細かい岩石が落ちることを可能にする「グリズリー」を通過します。より大きな塊は、2×3フィートの開口部を備えたジョータイプの粉砕機で削減されます。」 予備破砕の後、ホレスは続けて、下の階には、各シャフトハウスに18×24インチの別の破砕機があったとスティーブンスは書いている。

著者兼編集者のトーマス・リッカード氏によると、クインシー・マイニング・カンパニーの立坑岩の家も同様の配置になっていたという。 坑道から構造物の上部に吊り上げられたロックスキップについて議論する中で、リッカードは次のように書いています。

「スキップが投げ込まれると、中身はグリズリーの上に落ちます。このグリズリーは、固定された鋳鉄の棒でできていて、その上に取り外し可能な山形鋼がかぶせてあり、その隙間の幅は2.5インチです。特大の最大のものは、低い二輪車に簡単に押し込まれます」これは豚の石片を迅速に移動させる方法であり、床を横切って引っ張る通常の方法を進歩させたものです。」

より小さな破片は破砕機に投げ込まれた、と彼は書いた。

ハイイログマが低い角度で横たわっていると、小さな岩片のいくつかがバーの上に止まり、それが破砕機に押し込まれた、と彼は書いた。

リカードは、それぞれの「岩小屋」にはブレイク型破砕機が 3 台装備されていたと述べた。 最大のものは 18 x 24 インチのジョー (C&H で使用されているものと同じ構成) を備えていましたが、2 つの小さいクラッシャーはそれぞれ 13 x 20 インチに設定されたジョーを備えていました。 重さ 1.5 トン、高さ 20 フィートのドロップ ハンマーの下に銅の塊を置きました。

60フィートトンに相当する量を提供します。 銅は可鍛性があるため、そのような打撃を受けると平らになったり形状が変化したりして、付着した岩石を塊から叩き落とします。

スティーブンスは 1899 年に、第 3 バルチック立坑には、高さ 88 フィートの、木で枠を作り鋼鉄で覆われた「実質的な」立坑石室があったと書いている。 クインシーやC&Hのものと同様に、18×24インチに構成された2台のブレイク・クラッシャーが装備され、「16×18インチのシリンダーを備えた」エンジンによって駆動された。

スティーブンス氏はまた、第4立坑には「約1,000フィートのホイストを備え、1トンのスキップを上昇させる仮設プラント」があったと報告した。

実際、すべての立坑は仮設設備で開けられ、「機会があれば恒久的な建物や重機に置き換えられている」と同氏は書いている。

スティーブンスが「一時的」という言葉を選んだことは、バルト海の 5 つの立坑では、ポータブルな第 2 動作のギアホイストから始められたことを示唆しているようです。 通常、2 番目のモーション エンジンは 1 つのドラムを回転させました。

2 番目のモーション ギア ホイストは 2 つのエンジンで構成され、ドラムはドラム シャフトによって取り付けられ、一種のギア (ダブルヘリカル) によってその動きを受け取ります。 ブレーキと逆転ギアは 2 つのシリンダー間のハンド レバーによって操作されました。

電力の発電と送電を専門とする週刊誌パワー誌は、1909 年 12 月 28 日号の中で、当時、世界最大の巻上エンジンは「銅の国」のクインシー鉱山とタマラック鉱山にあったと述べています。ミシガン州の。」 どちらのホイストも 1890 年代に Allis-Chalmers Company によって製造されました。 しかし、この出版物が述べているように、その後、より新しく強力な蒸気ホイストが設計および製造される一方で、バージニア州ノーフォーク近くのスウォールズポイントにある石炭輸送ターミナルの電気ホイストのように、電気ホイストも設計されていました。 1,000馬力。

蒸気動力は確かにミシガン州の銅国における採掘に革命をもたらしましたが、革命を引き起こしたのは蒸気だけではありませんでした。 スタンプミルと濃縮における革新と改良には、より大型の蒸気エンジンとそれに動力を供給するボイラーが必要でした。 同じく蒸気を動力とするジョークラッシャーは、ミシガン州の鉱山会社が西部の新しい露天掘り鉱山との競争力を維持するのに役立ちました。 蒸気動力のエアコンプレッサーを動力源とする機械ドリルは、手作業で掘削するよりも 1 シフトあたりより多くの石を取り除き、より効率的な蒸気動力の新しいホイストは、古いポータブルホイストよりも 1 日あたりより多くの石をより速く持ち上げることができます。 20 世紀初頭までに、スペリオル湖地域の鉱山は、銅の含有量が豊富である限り、西部の鉱山と競争できるだけの設備を完備していました。

Graham Jaehnig は、ミシガン工科大学で社会科学/歴史学の学士号を取得し、サザン ニューハンプシャー大学で英語/クリエイティブ ノンフィクション ライティングの修士号を取得しています。 彼は米国の鉱山地区へのコーンウォール移民に関する著作で国際的に知られています。

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