Шахта з кожным годам паглыбляецца на 30 м, сведчаць галіновыя справаздачы.
Па меры павелічэння глыбіні расце і патрэба ў вентыляцыі і астуджэнні, і Хаўдэн ведае гэта з вопыту працы з самымі глыбокімі шахтамі Паўднёвай Афрыкі.
Кампанія Howden была заснавана ў 1854 годзе Джэймсам Хаўдэнам у Шатландыі як марская машынабудаўнічая кампанія і ўвайшла ў Паўднёвую Афрыку ў 1950-я гады для абслугоўвання патрэб горназдабыўной і энергетычнай прамысловасці.Да 1960-х гадоў кампанія дапамагла абсталяваць глыбокія залатыя капальні краіны ўсімі сістэмамі вентыляцыі і астуджэння, неабходнымі для бяспечнай і эфектыўнай здабычы руды пад зямлёй.
«Першапачаткова ў шахце ў якасці метаду астуджэння выкарыстоўвалася толькі вентыляцыя, але па меры павелічэння глыбіні здабычы спатрэбілася механічнае астуджэнне, каб кампенсаваць расце цеплавую нагрузку ў шахце», — сказаў IM Тэунес Васерман, кіраўнік аддзела астуджэння шахт і кампрэсараў Howden.
Многія глыбокія залатыя шахты ў Паўднёвай Афрыцы ўсталявалі цэнтрабежныя ахаладжальнікі Freon™ над і пад зямлёй, каб забяспечыць неабходнае астуджэнне падземнага персаналу і абсталявання.
Нягледзячы на ​​паляпшэнне статус-кво, сістэма адводу цяпла падземнай машыны аказалася праблематычнай, паколькі магутнасць астуджэння машыны была абмежаваная тэмпературай і колькасцю даступнага адпрацаванага паветра, сказаў Васерман.У той жа час якасць шахтнай вады выклікала моцнае забруджванне кожухотрубных цеплаабменнікаў, якія выкарыстоўваліся ў гэтых першых цэнтрабежных ахаладжальніках.
Каб вырашыць гэтую праблему, шахты пачалі перапампоўваць халоднае паветра з паверхні на зямлю.У той час як гэта павялічвае магутнасць астуджэння, неабходная інфраструктура займае месца ў бункеры, а працэс з'яўляецца энергаёмістым і энергаёмістым.
Для вырашэння гэтых праблем шахты жадаюць максымізаваць колькасць халоднага паветра, якое паступае на зямлю праз блокі з астуджанай вадой.
Гэта падштурхнула Howden да ўкаранення амінакіслотных шнековых ахаладжальнікаў у шахтах Паўднёвай Афрыкі, упершыню ў тандэме пасля існуючых павярхоўных цэнтрабежных ахаладжальнікаў.Гэта прывяло да крокавай змены колькасці астуджальнай вадкасці, якая можа паступаць у гэтыя глыбокія падземныя залатыя шахты, што прывяло да зніжэння сярэдняй тэмпературы вады на паверхні з 6-8°C да 1°C.Шахта можа выкарыстоўваць тую ж інфраструктуру трубаправодаў шахты, многія з якіх ужо ўстаноўлены, адначасова значна павялічваючы колькасць астуджэння, якое падаецца ў больш глыбокія пласты.
Прыкладна праз 20 гадоў пасля з'яўлення WRV 510 кампанія Howden, вядучы гулец у гэтай галіне, распрацавала WRV 510, вялікі блочны шрубавы кампрэсар з ротарам 510 мм.Гэта быў адзін з самых вялікіх шрубавых кампрэсараў на рынку ў той час і адпавядаў памеру модуля ахаладжальніка, неабходнага для астуджэння гэтых глыбокіх паўднёваафрыканскіх шахт.
«Гэта змяняе гульню, таму што шахты могуць усталяваць адзін ахаладжальнік магутнасцю 10-12 МВт замест некалькіх ахаладжальнікаў», — сказаў Васерман.«У той жа час аміяк як экалагічна чысты хладагент добра падыходзіць для камбінацый шрубавых кампрэсараў і пласціністых цеплаабменнікаў».
Меркаванні па аміяку былі фармалізаваны ў спецыфікацыях і стандартах бяспекі аміяку для горназдабыўной прамысловасці, прычым Хаўдэн адыгрываў важную ролю ў працэсе праектавання.Яны былі абноўлены і ўключаны ў заканадаўства Паўднёвай Афрыкі.
Аб гэтым поспеху сведчыць устаноўка больш чым 350 МВт аміячнай халадзільнай магутнасці горназдабыўной прамысловасцю Паўднёвай Афрыкі, якая лічыцца найбуйнейшай у свеце.
Але інавацыі Howden у Паўднёвай Афрыцы на гэтым не спыніліся: у 1985 годзе кампанія дадала машыну для павярхоўнага лёду да растучага асартыменту шахтных ахаладжальнікаў.
Паколькі варыянты наземнага і падземнага астуджэння максімальна пашыраны або лічацца занадта дарагімі, шахтам патрабуецца новае рашэнне для астуджэння для далейшага пашырэння здабычы на ​​больш глыбокія ўзроўні.
Howden усталяваў сваю першую ўстаноўку для вытворчасці лёду (прыклад ніжэй) у 1985 годзе на EPM (East Rand Proprietary Mine) на ўсход ад Ёханэсбурга, якая мае канчатковую агульную магутнасць астуджэння каля 40 МВт і магутнасць лёду 4320 т/гадз.
Асновай працы з'яўляецца фарміраванне лёду на паверхні і яго транспарціроўка праз шахту да падземнай ледзяной дамбы, дзе вада з ледзяной дамбы затым цыркулюе ў падземных астуджальных станцыях або выкарыстоўваецца ў якасці тэхналагічнай вады для бурэння свідравін.Затым расталы лёд адпампоўваецца назад на паверхню.
Асноўнай перавагай гэтай сістэмы льдагенератара з'яўляецца зніжэнне выдаткаў на перапампоўку, што зніжае эксплуатацыйныя выдаткі, звязаныя з сістэмамі павярхоўнага астуджэння вады, прыкладна на 75-80%.Гэта зводзіцца да ўласцівай «энергіі астуджэння, якая захоўваецца ў фазавых пераходах вады», - сказаў Васерман, патлумачыўшы, што 1 кг/с лёду мае такую ​​ж астуджальную здольнасць, як 4,5-5 кг/с замарожанай вады.
Дзякуючы «выдатнай эфектыўнасці пазіцыянавання», тэмпература падземнай дамбы можа падтрымлівацца на ўзроўні 2-5°C, каб палепшыць цеплавыя характарыстыкі падземнай станцыі астуджэння паветра, зноў жа максімізуючы магутнасць астуджэння.
Яшчэ адной перавагай асаблівай актуальнасці лядовай электрастанцыі ў Паўднёвай Афрыцы, краіне, вядомай сваёй нестабільнай электрасеткай, з'яўляецца магчымасць выкарыстання сістэмы ў якасці метаду акумулявання цяпла, калі лёд ствараецца і назапашваецца ў падземных ледзяных плацінах і ў перыяды пікавай нагрузкі..
Апошняе перавага прывяло да распрацоўкі галіновага партнёрскага праекта пры падтрымцы Eskom, у рамках якога Howden даследуе выкарыстанне льдагенератараў для зніжэння пікавага попыту на электраэнергію з тэставымі прыкладамі ў Mponeng і Moab Hotsong, самых глыбокіх падземных шахтах у свеце.
«Мы замарозілі плаціну ноччу (у непрацоўны час) і выкарыстоўвалі ваду і расталы лёд у якасці крыніцы астуджэння для шахты ў гадзіны пік», — растлумачыў Васерман.«Базавыя ахаладжальнікі адключаюцца ў пікавыя перыяды, што зніжае нагрузку на сетку».
Гэта прывяло да распрацоўкі лёдагенератара пад ключ у Mponeng, дзе Хаўдэн завяршыў працу, уключаючы грамадзянскае, электрычнае і механічнае абсталяванне для лёдагенератара магутнасцю 12 МВт і 120 т/г.
Апошнія дапаўненні да асноўнай стратэгіі астуджэння Mponeng ўключаюць мяккі лёд, павярхоўную ахалоджаную ваду, павярхоўныя паветраахаладжальнікі (BAC) і падземную сістэму астуджэння.наяўнасць у шахтавых водах павышаных канцэнтрацый раствораных соляў і хларыдаў падчас працы.
Багаты вопыт Паўднёвай Афрыкі і засяроджанасць на рашэннях, а не толькі на прадуктах, працягваюць трансфармаваць халадзільныя сістэмы ва ўсім свеце, кажа ён.
Як згадваў Васерман, па меры таго, як усё больш і больш шахтаў ідуць глыбей і ў шахтах з'яўляецца больш месца, можна лёгка ўбачыць такія рашэнні, якія можна знайсці ў іншых частках свету.
Майнхардт сказаў: «Хаўдэн дзесяцігоддзямі экспартаваў сваю тэхналогію глыбокага астуджэння шахт у Паўднёвую Афрыку.Напрыклад, мы пастаўлялі рашэнні для астуджэння шахтаў для падземных залатых шахтаў у штаце Невада яшчэ ў 1990-я гады.
«Цікавая тэхналогія, якая выкарыстоўваецца ў некаторых паўднёваафрыканскіх шахтах, - гэта захоўванне тэрмічнага лёду для перадачы нагрузкі - цеплавая энергія захоўваецца ў вялікіх ледзяных плацінах.Лёд вырабляецца ў гадзіны пік і выкарыстоўваецца ў гадзіны пік», — сказаў ён.«Традыцыйна халадзільныя ўстаноўкі разлічаны на максімальную тэмпературу навакольнага асяроддзя, якая ў летнія месяцы можа дасягаць трох гадзін у суткі.Аднак калі ў вас ёсць магчымасць назапашваць энергію астуджэння, вы можаце паменшыць гэтую ёмістасць».
«Калі ў вас ёсць тарыфны план з даволі высокай пікавай стаўкай і вы хочаце перайсці на больш танныя тарыфы ў непікавы перыяд, гэтыя рашэнні для вытворчасці лёду могуць стаць важкім бізнес-абгрунтаваннем», — сказаў ён.«Пачатковы капітал для завода можа кампенсаваць больш нізкія эксплуатацыйныя выдаткі».
У той жа час BAC, які дзесяцігоддзямі выкарыстоўваўся ў паўднёваафрыканскіх шахтах, набывае ўсё большае сусветнае значэнне.
У параўнанні з традыцыйнымі канструкцыямі BAC, апошняе пакаленне BAC мае больш высокую цеплавую эфектыўнасць, чым іх папярэднікі, больш нізкія межы тэмпературы паветра ў шахтах і меншы след.Яны таксама інтэгруюць модуль астуджэння па патрабаванні (CoD) у платформу Howden Ventsim CONTROL, які аўтаматычна рэгулюе тэмпературу паветра ў каўняры ў адпаведнасці з падземнымі патрэбамі.
За мінулы год Howden паставіў кліентам у Бразіліі і Буркіна-Фасо тры BAC новага пакалення.
Кампанія таксама можа вырабляць індывідуальныя рашэнні для складаных умоў эксплуатацыі;апошнім прыкладам з'яўляецца «ўнікальная» ўстаноўка ахаладжальнікаў аміяку BAC для OZ Minerals на шахце Carrapateena ў Паўднёвай Аўстраліі.
"Howden усталяваў сухія кандэнсатары з аміячнымі кампрэсарамі Howden і ахаладжальнікамі сухога паветра з закрытым контурам у Аўстраліі пры адсутнасці вады", - сказаў Васерман пра ўстаноўку.«Улічваючы, што гэта «сухая» ўстаноўка, а не адкрытыя распыляльныя ахаладжальнікі, усталяваныя ў вадзяных сістэмах, гэтыя ахаладжальнікі распрацаваны для максімальнай эфектыўнасці».
У цяперашні час кампанія выпрабоўвае рашэнне для маніторынгу бесперабойнай працы для наземнай станцыі BAC магутнасцю 8 МВт (на фота ніжэй), распрацаванай і пабудаванай на шахце Yaramoko Fortuna Silver (раней Roxgold) у Буркіна-Фасо.
Сістэма, якая кантралюецца заводам Howden у Ёханэсбургу, дазваляе кампаніі кансультаваць па магчымых паляпшэннях эфектыўнасці і тэхнічным абслугоўванні, каб падтрымліваць працу завода ў аптымальным рэжыме.Блок BAC на горназдабыўным комплексе Caraiba ў Ero Copper, Бразілія, таксама прызначаны для выкарыстання гэтай функцыі.
Платформа Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) працягвае будаваць устойлівыя адносіны з дабаўленай вартасцю, і кампанія запусціць два тэхніка-эканамічныя абгрунтаванні Ventilation On Demand (VoD) у краіне ў 2021 годзе.
Непасрэдна на мяжы Зімбабвэ кампанія працуе над праектам, які ўключыць відэа па запыце для аўтаматычных дзвярэй у падземных шахтах, дазваляючы ім адчыняцца з рознымі інтэрваламі і забяспечваць патрэбную колькасць астуджальнага паветра ў залежнасці ад канкрэтных патрэб транспартнага сродку.
Гэтая тэхналагічная распрацоўка з выкарыстаннем існуючай даступнай інфраструктуры майнинга і гатовых крыніц даных стане важнай часткай будучых прадуктаў Howden.
Вопыт Howden у Паўднёвай Афрыцы: даведайцеся, як распрацоўваць рашэнні для ахалоджвання для барацьбы з нізкай якасцю вады на глыбокіх залатых капальнях, як зрабіць рашэнні максімальна энергаэфектыўнымі, каб пазбегнуць праблем з сеткай, і як адпавядаць некаторым з самых строгіх патрабаванняў да якасці паветра.патрабаванні да тэмпературы і гігіены працы ва ўсім свеце Палажэнне - будзе працягваць акупляцца для шахт па ўсім свеце.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Хартфардшыр, Англія HP4 2AF, Вялікабрытанія