Die myn word elke jaar dieper – 30 m, volgens bedryfsverslae.
Soos die diepte toeneem, neem die behoefte aan ventilasie en verkoeling ook toe, en Howden weet dit uit ondervinding in die werk met die diepste myne in Suid-Afrika.
Howden is in 1854 deur James Howden in Skotland as 'n mariene ingenieursmaatskappy gestig en het Suid-Afrika in die 1950's binnegekom om in die behoeftes van die mynbou- en kragnywerhede te voorsien.Teen die 1960's het die maatskappy gehelp om die land se diep goudmyne toe te rus met al die ventilasie- en verkoelingstelsels wat nodig is om ertsmyle ondergronds veilig en doeltreffend te ontgin.
"Aanvanklik het die myn net ventilasie as 'n verkoelingsmetode gebruik, maar namate die myndiepte toegeneem het, was meganiese verkoeling nodig om te kompenseer vir die groeiende hittelading in die myn," het Teunes Wasserman, hoof van Howden se afdeling vir mynverkoeling en -kompressors, aan IM gesê.
Baie diep goudmyne in Suid-Afrika het Freon™ sentrifugale verkoelers bo en onder die grond geïnstalleer om die nodige verkoeling vir ondergrondse personeel en toerusting te verskaf.
Ten spyte van die verbetering in die status quo, was die ondergrondse masjien se hitte-afvoerstelsel problematies, aangesien die masjien se verkoelingskapasiteit beperk is deur temperatuur en die hoeveelheid uitlaatlug beskikbaar, het Wasserman gesê.Terselfdertyd het mynwaterkwaliteit erge vervuiling van die dop-en-buis-hitteruilers wat in hierdie vroeë sentrifugale verkoelers gebruik is, veroorsaak.
Om hierdie probleem op te los, het die myne koue lug vanaf die oppervlak na die grond begin pomp.Terwyl dit die verkoelingskapasiteit verhoog, neem die nodige infrastruktuur ruimte in die silo op en is die proses beide energie- en energie-intensief.
Om hierdie kwessies aan te spreek, wil myne die hoeveelheid koue lug wat deur verkoelde watereenhede na die grond gebring word, maksimeer.
Dit het Howden aangespoor om aminoskroefverkoelers in myne in Suid-Afrika bekend te stel, eers in tandem ná bestaande oppervlak-sentrifugale verkoelers.Dit het gelei tot 'n stapsgewyse verandering in die hoeveelheid koelmiddel wat aan hierdie diep ondergrondse goudmyne verskaf kan word, wat gelei het tot 'n afname in die gemiddelde oppervlakwatertemperatuur van 6-8°C tot 1°C.Die myn kan dieselfde mynpyplyninfrastruktuur gebruik, waarvan baie reeds geïnstalleer is, terwyl die hoeveelheid verkoeling wat na dieper lae gelewer word aansienlik verhoog.
Ongeveer 20 jaar na die bekendstelling van die WRV 510 het Howden, 'n toonaangewende markspeler in die veld, die WRV 510 ontwikkel, 'n groot blokskroefkompressor met 'n 510 mm rotor.Dit was destyds een van die grootste skroefkompressors op die mark en het ooreenstem met die grootte van die verkoelermodule wat nodig was om daardie diep Suid-Afrikaanse myne af te koel.
"Dit is 'n spelwisselaar omdat myne 'n enkele 10-12 MW verkoeler kan installeer in plaas van 'n klomp verkoelers," het Wasserman gesê."Onder dieselfde tyd is ammoniak as 'n groen koelmiddel goed geskik vir kombinasies van skroefkompressors en plaathitteruilers."
Ammoniakoorwegings is geformaliseer in spesifikasies en veiligheidstandaarde vir ammoniak vir die mynbedryf, met Howden wat 'n belangrike rol in die ontwerpproses gespeel het.Hulle is bygewerk en in die Suid-Afrikaanse reg geïnkorporeer.
Dié sukses word bewys deur die installering van meer as 350 MW ammoniakverkoelingskapasiteit deur Suid-Afrika se mynbedryf, wat as die grootste ter wêreld beskou word.
Maar Howden se innovasie in Suid-Afrika het nie daar gestop nie: in 1985 het die maatskappy 'n oppervlak-ysmasjien by sy groeiende reeks mynverkoelers gevoeg.
Aangesien oppervlak- en ondergrondse verkoelingsopsies gemaksimeer of te duur geag word, benodig myne 'n nuwe verkoelingsoplossing om mynbou verder uit te brei na dieper vlakke.
Howden het sy eerste ysmaakaanleg (voorbeeld hieronder) in 1985 by die EPM (East Rand Proprietary Mine) oos van Johannesburg geïnstalleer, wat 'n finale totale verkoelingskapasiteit van ongeveer 40 MW en 'n yskapasiteit van 4320 t/h het.
Die basis van die operasie is die vorming van ys op die oppervlak en vervoer dit deur die myn na 'n ondergrondse ysdam, waar die water van die ysdam dan in ondergrondse verkoelingstasies gesirkuleer word of as proseswater vir die boor van putte gebruik word.Die gesmelte ys word dan terug na die oppervlak gepomp.
Die grootste voordeel van hierdie ysmakerstelsel is die verlaagde pompkoste, wat die bedryfskoste verbonde aan oppervlakverkoelde waterstelsels met ongeveer 75-80% verminder.Dit kom neer op die inherente "verkoelingsenergie wat in die fase-oorgange van water gestoor word," het Wasserman gesê en verduidelik dat 1 kg/s ys dieselfde verkoelingsvermoë het as 4,5-5 kg/s bevrore water.
As gevolg van die "suiwere posisioneringsdoeltreffendheid", kan die ondergrondse dam by 2-5°C gehandhaaf word om die termiese werkverrigting van die ondergrondse lugverkoelingstasie te verbeter, wat weer die verkoelingskapasiteit maksimeer.
Nog 'n voordeel van die besondere relevansie van 'n yskragsentrale in Suid-Afrika, 'n land wat bekend is vir sy onstabiele kragnetwerk, is die stelsel se vermoë om as 'n hittebergingsmetode gebruik te word, waar ys in ondergrondse ysdamme en tydens spitstye geskep en opgehoop word..
Laasgenoemde voordeel het gelei tot die ontwikkeling van 'n Eskom-gesteunde nywerheidsvennootskapsprojek waarvolgens Howden die gebruik van ysmakers ondersoek om die piekkragaanvraag te verminder, met toetsgevalle by Mponeng en Moab Hotsong, die wêreld se diepste ondergrondse myne.
"Ons het die dam snags (na-ure) gevries en water en gesmelte ys gebruik as 'n bron van verkoeling vir die myn tydens spitstye," het Wasserman verduidelik.“Die basisverkoelingseenhede word tydens spitstye afgeskakel, wat die las op die rooster verminder.”
Dit het gelei tot die ontwikkeling van 'n sleutel-ysmasjien by Mponeng, waar Howden die werk voltooi het, insluitend siviele, elektriese en meganiese toerusting vir 'n 12 MW, 120 t/h-ysmasjien.
Onlangse toevoegings tot Mponeng se kernverkoelingstrategie sluit sagte ys, oppervlakverkoelde water, oppervlaklugverkoelers (BAC's) en 'n ondergrondse verkoelingstelsel in.die teenwoordigheid in mynwaters van verhoogde konsentrasies van opgeloste soute en chloriede tydens werk.
Suid-Afrika se rykdom aan ervaring en fokus op oplossings, nie net produkte nie, gaan voort om verkoelingstelsels regoor die wêreld te transformeer, sê hy.
Soos Wasserman genoem het, namate meer en meer myne dieper en meer ruimte in myne gaan, is dit maklik om oplossings soos hierdie te sien wat in ander dele van die wêreld gevind word.
Meinhardt het gesê: “Howden voer al dekades lank sy diepmynverkoelingstegnologie na Suid-Afrika uit.Ons het byvoorbeeld in die 1990's mynverkoelingsoplossings vir ondergrondse goudmyne in Nevada verskaf.
“'n Interessante tegnologie wat in sommige Suid-Afrikaanse myne gebruik word, is die berging van termiese ys vir vragoordrag – termiese energie word in groot ysdamme gestoor.Ys word tydens spitstye geproduseer en tydens spitstye gebruik,” het hy gesê.“Tradisioneel is verkoelingseenhede ontwerp vir 'n maksimum omgewingstemperatuur wat gedurende die somermaande drie uur per dag kan bereik.As jy egter die vermoë het om verkoelingsenergie te stoor, kan jy daardie kapasiteit verminder.”
"As jy 'n plan het met 'n taamlik hoë piekkoers en wil opgradeer na goedkoper tariewe gedurende spitstye, kan hierdie ysmaakoplossings 'n sterk sakesaak maak," het hy gesê."Die aanvanklike kapitaal vir die aanleg kan laer bedryfskoste vergoed."
Terselfdertyd kry BAC, wat al dekades lank in Suid-Afrikaanse myne gebruik word, al hoe meer wêreldwye belang.
In vergelyking met tradisionele BAC-ontwerpe, het die nuutste generasie BAC's hoër termiese doeltreffendheid as hul voorgangers, laer mynlugtemperatuurlimiete en 'n kleiner voetspoor.Hulle integreer ook 'n verkoeling-op-aanvraag (CoD)-module in die Howden Ventsim CONTROL-platform, wat outomaties kraaglugtemperatuur aanpas om aan die ondergrondse behoeftes te voldoen.
Howden het die afgelope jaar drie nuwe generasie BAC's aan kliënte in Brasilië en Burkina Faso gelewer.
Die maatskappy is ook in staat om pasgemaakte oplossings vir moeilike bedryfsomstandighede te produseer;'n onlangse voorbeeld is die 'unieke' installasie van BAC-ammoniakverkoelers vir OZ Minerals by die Carrapateena-myn in Suid-Australië.
"Howden het droë kondensators met Howden-ammoniak-kompressors en geslote lus droë lugverkoelers in Australië in die afwesigheid van beskikbare water geïnstalleer," het Wasserman oor die installasie gesê.“Aangesien dit 'n 'droë' installasie is en nie oop spuitverkoelers wat in waterstelsels geïnstalleer is nie, is hierdie verkoelers ontwerp vir maksimum doeltreffendheid.”
Die maatskappy toets tans 'n uptydmoniteringsoplossing vir 'n 8 MW aanlandige BAC-aanleg (foto hieronder) wat ontwerp en gebou is by die Yaramoko Fortuna Silver (voorheen Roxgold)-myn in Burkina Faso.
Die stelsel, wat deur die Howden-aanleg in Johannesburg beheer word, stel die maatskappy in staat om advies te gee oor potensiële doeltreffendheidsverbeterings en instandhouding om die aanleg op sy optimum te laat funksioneer.Die BAC-eenheid by die Caraiba-mynkompleks in Ero Copper, Brasilië, is ook ontwerp om hierdie kenmerk te gebruik.
Die Total Mine Ventilation Solutions (TMVS)-platform bou voort om volhoubare waardetoevoegingsverhoudings te bou en die maatskappy sal in 2021 twee Ventilation On Demand (VoD) haalbaarheidstudies in die land bekendstel.
Reg op die Zimbabwiese grens werk die maatskappy aan 'n projek wat video-op-aanvraag vir outomatiese deure in ondergrondse myne sal moontlik maak, wat hulle in staat sal stel om met wisselende intervalle oop te maak en net die regte hoeveelheid verkoelingslug te verskaf na gelang van die spesifieke behoeftes van die voertuig.
Hierdie tegnologie-ontwikkeling, met behulp van bestaande beskikbare mynbou-infrastruktuur en van die rak databronne af, sal 'n belangrike deel van Howden se toekomstige produkte wees.
Die Howden-ervaring in Suid-Afrika: Leer hoe om verkoelingsoplossings te ontwerp om swak watergehalte by sy diep goudmyne te hanteer, hoe om oplossings so energiedoeltreffend moontlik te maak om netwerkprobleme te vermy, en hoe om aan sommige van die strengste luggehaltevereistes te voldoen.temperatuur- en beroepsgesondheidsvereistes wêreldwyd Regulasie – sal steeds vrugte afwerp vir myne regoor die wêreld.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire, Engeland HP4 2AF, VK