rudarski objekti i postrojenja, svi objekti, postrojenja i mehanički uređaji koji se rabe za istraživanje, otkopavanje i oplemenjivanje mineralnih sirovina te sanaciju otkopanoga prostora. Rudarske objekte čine industrijski kolosijeci, putovi, objekti namijenjeni oplemenjivanju mineralnih sirovina, skladišni prostori, radionice koje služe za remont i održavanje opreme namijenjene tehnološkomu procesu rada, hidrotehnički objekti, objekti za smještaj radnika i dr. Rudarski se strojevi najsvrhovitije dijele prema tehnologiji otkopavanja mineralne sirovine, i to na strojeve za bušenje, utovar, otkopavanje, transport te za pomoćne radove.
Bušilice se s obzirom na način razrušavanja stijene dijele na udarne, udarno-rotacijske i rotacijske. Strojevi za utovar dijele se na kontinuirane (npr. prigrtači i beskrajni lanci s greblima) i cikličke (utovarivači). Tehnološki koraci eksploatacije se također izvode ciklički (jedan iza drugoga) i kontinuirano (istodobno). Cikličkom načinu otkopavanja odgovaraju strojevi koji imaju jedan radni element, poput bagera s povlačnom lopatom (dreglajn), bagera grabilice (grajfer), bagera s visinskom i dubinskom lopatom, velebagera te podsjekačica. Kontinuiranom načinu otkopavanja pripadaju bageri s više radnih elementata (bager vjedričar i rotorni bager), tuneleri, strojevi s režućim lancima i s rotirajućim reznim bubnjem, strojevi za sukcesivni iskop stijena i dr.
Rudarska transportna mehanizacija rabi se za diskontinuirani (pružna transportna sredstva, odn. željeznice, žičare te slobodna transportna sredstva, odn. kamioni) i za kontinuirani transport (transporteri s beskonačnom trakom, lančani transporteri ili grabuljari, transport cjevovodima). Izvoznice su sredstva posebno razvijena u rudarstvu za okomiti transport radne snage, potrebnih materijala, mineralne sirovine i jalovine u jamu i iz nje. Razlikuju se izvoznice s koševima za prijevoz ljudi i svih vrsta tereta, izvoznice s tzv. skipovima kojima se izvlači samo iskopina te kombinacija jednih i drugih (tzv. skipokoševi).
Postrojenja za oplemenjivanje mineralnih sirovina sastoje se od različitih uređaja kao što su drobilice, mlinovi, rešetke, sita, klasifikatori, te različitih tipova separatora, ovisno o primijenjenoj metodi koncentracije. Uz to sastavni su dio oplemenjivačkoga postrojenja tračni transporteri, silosi, mješači, dozatori materijala, skretnice materijala i sl., te uređaji za pročišćavanje zraka ili vode, ovisno o tome je li riječ o suhom ili mokrome oplemenjivačkom procesu.
Povijesni razvoj u svijetu
Strojevi za oplemenjivanje mineralnih sirovina pratili su razvoj rudarstva u cjelini. Životinjsko krzno položeno na dno zlatonosnih potoka još se u prapovijesti rabilo kako bi zadržavalo teška zrnca zlata, antički Grci koristili su se nagnutim kamenim pločama na kojima su obogaćivali srebronosni galenit, a u Jinanu u istočnoj Kini, stoljećima su se rabile slične (kamene i drvene) ploče za oplemenjivanje kositrene rude. Oplemenjivačke strojeve koji su se rabili u srednjem vijeku opisao je 1556. Georgius Agricola u djelu De re metallica, u kojem su detaljno prikazani i opisani uređaji koji su se rabili do tada: stupe za sitnjenje, nepokretna sita, te plakalice, koncentracijski stolovi i žljebovi koji se rabe u gravitacijskoj koncentraciji.
Razvoj rudarskoga strojarstva započeo je u drugoj polovici XVIII. st. izumom → parnoga stroja (sv. 1). Početkom XIX. st. pojavili su se prvi strojevi (bageri) pogonjeni vodenom parom za otkopavanje jalovine na površinskim kopovima. Uporaba komprimiranoga zraka te izum njime pogonjenih otkopnih čekića i udarnih bušilica početkom XIX. st. revolucionalizirali su otkopavanje mineralnih sirovina, pogotovo → ugljena. Međutim, parni stroj bio je neprimjenjiv u podzemnome rudarstvu zbog otvorenog ložišta. Učinkovit transport u podzemnome rudarstvu omogućen je uporabom električne energije, posljedice koje su bile mnogobrojne nesreće uzrokovane iskrenjem. Do gotovo isključive primjene električne energije za transport u podzemnim rudnicima došlo je tek nakon II. svj. rata kada je postala glavno pogonsko sredstvo, a motori s unutarnjim izgaranjem, posebice dizelski motori, naglo su osvojili površinsko rudarstvo. Također, počela se intenzivno rabiti hidraulika na rudarskim strojevima.
Izum parnoga stroja u drugoj polovici XVIII. st. omogućio je daljnji razvoj i oplemenjivačkih postrojenja, pogotovo za sitnjenje. Sredinom XIX. st. u komercijalnu uporabu ušla je drobilica s valjcima, čeljusna drobilica tipa Blake (1858), kružna drobilica (1881), konusna drobilica, a tijekom II. svj. rata drobilica čekićara i udarna drobilica. Potkraj XIX. st. uvedeni su bubnjasti mlinovi (1893) s kuglama i štapovima, autogeni mlinovi (1912) i mikronizatori. U sijanju se s nepokretnih sita prešlo na pokretna, a oko 1920. pojavili su se i prvi mehanički klasifikatori. Iako patentirani znatno ranije (1891), hidrocikloni su u komercijalnu uporabu ušli 1937. Koncentracijski stol je prvi put uporabljen 1797. u Freibergu, stol sa žljebovima 1896. u Coloradu, centrifugalna plakalica Kelsey (engl. Kelsey Centrifugal Jig, KCJ) australskog izumitelja Chrisa Kelseyja u komercijalnu je uporabu ušla 1992. Pliva/tone separatori uvedeni su 1921. u SAD-u za oplemenjivanje ugljena. Žljebovi su se počeli rabiti tijekom i neposredno nakon II. svj. rata, npr. lepezasti žlijeb tipa Canon te spiralni žljebovi od kojih se najčešće rabila Humphreysova spirala. Elektrostatički separatori nastali su 1870-ih, prvi magnetski separator osmišljen je 1895., prvi komercijalni uređaj za flotaciju pušten je u rad 1898., a do danas je razvijen velik broj različitih mehaničkih i pneumatskih flotacijskih ćelija.
Najveći su strojevi koji se rabe u rudarstvu rotorni bageri. Rotorni bager TAKRAF SRs 8000, sagrađen 1995., visine 93 m i mase 14 200 t, najveći je stroj za površinsku eksploataciju. Najveći rudarski kamion na svijetu Belaz 75170 mase je 390,5 t, nosivosti 450 t te sanduka zapremine 164,6 m3.
Istaknuti su proizvođači rudarskih strojeva poduzeća Caterpillar, Atlas Copco, Komatsu, Hitachi, Belaz, AB Volvo, Doosan, Sany, Liebherr, Thyssenkrupp, Tenova TAKRAF i dr. Opremu za oplemenjivanje mineralnih sirovina proizvode mnogi proizvođači, posebice u Kini, a u Europi se često rabe strojevi proizvođača Outotec, Metso, Sandvik, Sepro Mineral Systems i dr.
Povijesni razvoj rudarske mehanizacije te gradnje rudarskih objekata u Hrvatskoj
Smatra se kako su se kristalizacijski bazeni kao najstariji rudarski objekti u Hrvatskoj rabili za eksploataciju → soli prije više od 4000 godina. Radobojski sumporokop aktivan je od 1811., a za rafiniranje sumpora izumljen je uređaj poznat kao radobojski stroj. Sastojao se od kotla u koji se stavljala ruda, tzv. prosti sumpor, te se grijanjem sumpor pretvarao u paru koja se hladila u pregradama stroja i obrađivala u obliku sumpornoga praha, tj. sumpornoga cvijeta. Sumporne pare mogle su se pretvoriti i u tekući sumpor koji se lijevao u kalupe ili šipke i kao takav prodavao. Radobojski sumporni cvijet je u XIX. st. zbog osobite čistoće bio izrazito cijenjen. Izlagao se i na velikim svjetskim izložbama, npr. u Londonu 1851., a u Zagrebu je bio izložen 1864. na Prvoj dalmatinsko-hrvatsko-slavonskoj izložbi gdje je nagrađen srebrnom medaljom.
Prvi parni strojevi u rudarstvu Hrvatske uvedeni su 1855. u rudnicima željeza u Rudama kraj Samobora i Trgovima između Gvozdanskog i Dvora na Uni za izvoz rude iz rudnika te za upuhivanje zraka u visoku peć. U Trojednoj Kraljevini Hrvatskoj, Slavoniji i Dalmaciji u razdoblju 1875−82. za pogon rudničkih izvoznica, pumpi za vodu te ventilatora za prozračivanje rudnika rabili su se → lokomobili (sv. 1) te stacionarni parni strojevi. Najviše ih je u uporabi bilo u Varaždinskoj i Koprivničkoj podžupaniji te Banskom okružju. Potkraj XIX. st. u rudnicima ugljena u Istri rabilo se sve više postrojenja, a prvi put i uređaji pogonjeni stlačenim zrakom. Od 1881. rabile su se strojne bušilice i lokomotive pogonjene stlačenim zrakom koje su u transportu zamijenile konje.
Od 1905. u rudnicima i talionicama počele su se rabiti izvoznice i pumpe pogonjene električnom energijom, te rudne stupe, željezne visoke peći, pržnice, kotlovi za isparivanje, strojevi za razvrstavanje ugljena, kupolne peći, sprave za rotacijsko bušenje (vrtanje), bistrionice i dr. Početkom XX. st. započela je elektrifikacija površinskih rudničkih postrojenja pa su pogoni ugljenokopa talijanskoga ugljenokopnog dioničkog društva Monte Promina u Siveriću i Velušiću već 1910. elektrificirani energijom iz vlastite hidrocentrale kraj Roškog slapa na Krki. Prve zračne žične željeznice pojavile su se 1915. u ugljenokopu u Beletincu a izvozna postrojenja pogonjena električnom energijom u ugljenokopima u Konjščini i Golubovcu.
Prve lokomotive u rudarstvu pogonjene motorima s unutarnjim izgaranjem pojavile su se 1935. u rudnicima boksita u Drnišu i Oklaju, a 1939. u ugljenokopu Stari Golubovec. U Golubovečkim ugljenokopima je nakon II. svj. rata došlo do znatne modernizacije. Rudnici su se električnom energijom opskrbljivali iz energetske mreže sjeverozapadne Hrvatske, a Novi Golubovec imao je i vlastitu termocentralu. Uvedeno je električno rotacijsko bušenje minskih bušotina, rabile su se električne svoznice i uspinjače za transport ugljena niskopima, a oknom u Starom Golubovcu, dubokom 165 m, ugljen se iz rudnika izvozio električnom izvoznicom. Golubovečki ugljenokopi imali su suhe separacije na kojima se ugljen čistio od jalovine te odvajao.
U Dalmatinskim ugljenokopima Siverić ugljen se 1948. transportirao dizelskim i električnim trolejskim lokomotivama, a u rudnicima se unutarnji transport organizirao s pomoću električnih vitala uspinjačama i svoznicama. U Koprivničkim ugljenokopima 1950. ugljen se iz rudnika izvozio električnim vitlom, a na površini se parnim lokomotivama prevozio industrijskim kolosijekom do željezničke postaje Bregi.
Istarski ugljenokopi Raša su 1950. imali ukupno četiri parne lokomotive, 12 dizelskih lokomotiva u jami, 11 električnih jamskih trolejskih lokomotiva, 17 električnih trolejskih lokomotiva za prijevoz ugljena na površini, osam jamskih žičara i lančara te dvije vanjske žičare. Na otkopima su se rabile podsjekačice pogonjene komprimiranim zrakom ili električnom energijom, vrtalice za bušenje minskih bušotina te stresaljke za prijevoz ugljena s otkopa. Ugljen se otkopavao ručnim otkopnim čekićima pogonjenima komprimiranim zrakom.
Pri dobivanju nemetalnih mineralnih sirovina (→ kamen, → pijesak i šljunak, → gline) na početku XX. st. glavna prijevozna sredstva na kopnu bila su željeznica i konjske zaprege. Tucanik za željeznicu i ceste proizvodio se ručno, uporabom primitivnih alata. Razvoj automobilskoga prometa te povećana uporaba betona u graditeljstvu potaknuli su naglu modernizaciju proizvodnje tehničko-građevnoga kamena a tehnološki je proces potpuno mehaniziran. Za bušenje minskih bušotina za otkopavanje stijenske mase rabe se suvremeni samohodni bušaći strojevi. Utovar odminiranoga materijala izvodi se visoko učinkovitim utovarnim strojevima zapremnine lopate 3 do 4 m3. Kamen se transportira kamionima istresačima neto nosivosti 35 t i više, ili kontinuiranim načinom transportnim trakama. Drobljenje kamena sastoji se od jednog ili višekratnog drobljenja u primarnim, sekundarnim i tercijarnim drobilicama. Separiranje i klasiranje provodi se na nagnutim rešetkama te na vibracijskim, tj. rezonantnim sitima velikih površina. Kameno brašno proizvodi se primjenom raznovrsnih mlinova i separatora uz primjenu pneumatskoga transporta.
Jedna od najstarijih djelatnosti u RH je eksploatacija i obradba arhitektonsko-građevnoga kamena još od predantičkoga, a posebno od antičkoga doba. Sve do početka XX. st. arhitektonsko-građevni kamen obrađivao se ručno, rimskim tehnikama zabijanjem suhih drvenih klinova i polijevanjem vodom radi njihova bubrenja i odvajanja kamena iz masiva. Godine 1903. u Pučišćima na otoku Braču izgrađena je pilana za obradbu kamena u kojoj su instalirana prva dva gatera, stroja za raspilavanje blokova kamena na ploče, pogonjena parnom energijom. Godine 1928. u Selcima je, također na Braču, instalirana prva moderna pilana pogonjena električnom energijom iz vlastite centrale.
Prva helikoidalna žična pila za piljenje blokova arhitektonsko-građevnoga kamena montirana je u Istri u kamenolomu Vinkuranu kraj Pule oko 1937., a 1980-ih u istarskim i dalmatinskih kamenolomima uvedena je dijamantna žična pila velikog učinka piljenja. Unutarnji transport kamenih blokova se u prošlosti odvijao drvenim saonicama povlačenjem po drvenim oblicama s pomoću ručnih vitala. Blokovi su se podizali drvenim jarbolnim (derik) granicima. Jalovinu su iz kamenoloma iznosili ljudi u koritima, a poslije su se u tu svrhu rabili moderni utovarni strojevi i kamioni istresači. Danas je jedini podzemni rudnik u RH u Kanfanaru u Istri poduzeća → Kamen iz Pazina, gdje je probna podzemna eksploatacija započela 1995. primjenom posebne lančane sjekačice za podzemnu eksploataciju kamenih blokova.
Proizvođači rudarske mehanizacije i opreme u Hrvatskoj
Do sredine XX. st. u Hrvatskoj nije postojala proizvodnja rudarskih strojeva, već su se oni nabavljali iz inozemstva, poglavito iz Italije, Njemačke, Austrije i Mađarske. Tvornica → Dalit (sv. 1) iz Daruvara bavila se 1938. proizvodnjom strojeva za kamenolome. Poduzeće → Đuro Đaković Grupa (sv. 1) iz Slavonskog Broda počelo je 1950-ih proizvoditi vagonete raznih tipova, npr. rudarske s automatskim pražnjenjem, prevrtače s kočnicama i bez njih, jamska kolica, vagonete za žičare, parne bagere za sve vrste zemljanih radova, drobilice, mlinove za kamen, kamione istresače zapremnine sanduka 3 m3, a 1970-ih utovarivače zapremnine lopate 3,5 m3. Tih godina zagrebačko poduzeće Monting proizvodilo je kamione istresače zapremnine sanduka 10 m3, Lim rudarske svjetiljke, Radnik okretnice i skretnice za dekoviljski kolosijek, → Rade Končar (sv. 4) elektromotore za rudarstvo, zatim poduzeća → Torpedo (sv. 1) iz Rijeke dizelske motore raznih jačina podesnih za rudarstvo, kompresore, pneumatske čekiće i bušilice te sredinom 1960-ih kamione, rovokopače i utovarivače, → Jugoturbina (sv. 1) iz Karlovca pumpne stanice za rudnike.
Danas u RH postoji nekoliko proizvođača gumenih transportera kao što su Tehnoguma, Strojrem i Promid iz Križevaca te Eurotim iz Splita. Poduzeće → Dok-Ing (sv. 1) iz Zagreba proizvelo je 2003. bager na daljinsko upravljanje za rad u podzemnim rudnicima platine i kroma. Poduzeće Oprema Vrbovec proizvodi transportere s trakom ili valjcima, pužne transpotere i elevatore, vibracijska sita, transportne valjke, a Dalit iz Daruvara glavni je dobavljač odljevaka za poduzeće MPD tvornica pumpi iz Daruvara koja proizvodi pumpe, filtre i aeratore. Značajni svjetski proizvođači rudarskih strojeva i postrojenja koji imaju svoja zastupstva u Hrvatskoj su Caterpillar, Komatsu, Metso, Hyundai, Liebherr i dr.
Visoko školstvo, znanost i publicistika
Osnivanjem Odsjeka za rudarstvo i metalurgiju akademske godine 1939/40. pri → Tehničkom fakultetu u Zagrebu (sv. 4) počela se sustavno obrađivati problematika iz područja rudarskoga strojarstva, konstrukcije rudarskih strojeva, izgradnje rudarskih prostorija i dr. Znanstvena i nastavna aktivnost danas se odvija pri Zavodu za rudarstvo i geotehniku → Rudarsko-geološko-naftnoga fakulteta putem kolegija Rudarski i geotehnički strojevi, Transport i izvoz, Eksploatacija i obrada arhitektonsko-građevnog kamena (→ Trpimir Kujundžić), Oplemenjivanje mineralnih sirovina (→ Gordan Bedeković) i dr.
Problematika rudarskih objekata, strojeva i postrojenja obrađena je u sveučilišnim udžbenicima Rudarsko strojarstvo (→ J. Havliček, 1950), Transportna sredstva u rudarstvu (→ I. Arar, 1962), Projektiranje rudarskih objekata (→ A. Zambelli, 1964), Rudarska elektrotehnika (N. Marinović, 1982), Rudnička ventilacija (→ E. Teply, 1990).
M. Bekić, S. Saračević: Četiri rudarske generacije u podnožju Ivančice. Golubovec, 1956.
M. Bušić, J. Bezak: Osnovni činioci razvoja proizvodnje tehničkog kamena u SR Hrvatskoj. U: Rudarstvo i industrija građevinskog materijala u SR Hrvatskoj (zbornik radova). Zagreb, 1983., str. 79−95.
M. Bojanić, M. Žugaj: O rudarstvu Varaždinske županije na prijelazu 19. u 20. stoljeće. Journal of Information and Organizational Sciences, 17(1993), str. 157−186.
I. Cotman: Probna podzemna eksploatacija arhitektonsko-građevnog kamena u kamenolomu »Kanfanar«, Istra. Rudarsko-geološko-naftni zbornik, 8(1996) 1, str. 81−89.
S. Dunda, T. Kujundžić: Eksploatacija arhitektonsko-građevnog kamena. Zagreb, 2003 (e-udžbenik).
S. Lajnert: Rudarska poduzeća u Dalmaciji i njihova željeznička infrastruktura (1945. − 1953.). Građa i prilozi za povijest Dalmacije, 24(2012) 24, str. 209−243.
S. Lajnert: Željeznička infrastruktura Koprivničkih ugljenokopa, Koprivnički Bregi (1945. − 1952.). Podravina, 11(2012) 22, str. 26−40.
S. Lajnert: Željeznička infrastruktura »Istarskih ugljenokopa, Raša« (1945. − 1953.). Vjesnik Istarskog arhiva, 19(2012), str. 169−182.
S. Lajnert: Željeznička struktura rudarskih poduzeća (1918. − 1941.). Holon, 3(2013) 2, str. 125−157.
B. Morović: RUDARSTVO, STROJEVI I TRANSPORT. Tehnička enciklopedija, sv. 11, 1988., str. 661−686.
