Důl se každým rokem prohlubuje – 30 m, podle průmyslových zpráv.
S rostoucí hloubkou roste i potřeba větrání a chlazení a Howden to ví ze zkušeností s prací s nejhlubšími doly v Jižní Africe.
Společnost Howden byla založena v roce 1854 Jamesem Howdenem ve Skotsku jako společnost pro námořní inženýrství a vstoupila do Jižní Afriky v 50. letech 20. století, aby sloužila potřebám těžebního a energetického průmyslu.Do 60. let společnost pomohla vybavit hlubinné zlaté doly v zemi všemi ventilačními a chladicími systémy potřebnými k bezpečné a efektivní těžbě rudných mil pod zemí.
„Zpočátku důl používal jako metodu chlazení pouze ventilaci, ale jak se hloubka těžby zvětšovala, bylo nutné mechanické chlazení, aby se kompenzovala rostoucí tepelná zátěž v dole,“ řekl IM Teunes Wasserman, vedoucí divize chlazení a kompresorů dolů společnosti Howden.
Mnoho hlubokých zlatých dolů v Jižní Africe instalovalo odstředivé chladiče Freon™ nad i pod zemí, aby zajistily nezbytné chlazení pro podzemní personál a zařízení.
Navzdory zlepšení současného stavu se systém odvodu tepla podzemního stroje ukázal jako problematický, protože chladicí kapacita stroje byla omezena teplotou a množstvím dostupného odpadního vzduchu, řekl Wasserman.Kvalita důlní vody zároveň způsobila vážné znečištění trubkových výměníků tepla používaných v těchto raných odstředivých chladičích.
Aby se tento problém vyřešil, začaly doly pumpovat studený vzduch z povrchu na zem.Zatímco se tím zvyšuje chladicí kapacita, potřebná infrastruktura zabírá místo v sile a proces je energeticky i energeticky náročný.
K řešení těchto problémů chtějí doly maximalizovat množství studeného vzduchu přiváděného na zem prostřednictvím jednotek chlazené vody.
To přimělo společnost Howden k tomu, aby zavedl aminošnekové chladiče v dolech v Jižní Africe, první v tandemu po stávajících povrchových odstředivých chladičích.To vedlo ke skokové změně množství chladiva, které lze dodávat do těchto hlubinných podzemních zlatých dolů, což má za následek snížení průměrné teploty povrchové vody z 6-8°C na 1°C.Důl může využívat stejnou infrastrukturu důlních ropovodů, z nichž mnohé jsou již instalovány, a zároveň výrazně zvyšuje množství chladu dodávaného do hlubších vrstev.
Přibližně 20 let po představení WRV 510, Howden, přední hráč na trhu v této oblasti, vyvinul WRV 510, velký blokový šroubový kompresor s rotorem 510 mm.Byl to jeden z největších šroubových kompresorů na trhu v té době a odpovídal velikosti chladicího modulu potřebného k chlazení těchto hlubokých jihoafrických dolů.
"Toto mění hru, protože doly mohou instalovat jeden 10-12 MW chladič místo hromady chladičů," řekl Wasserman.„Zároveň se čpavek jako zelené chladivo dobře hodí pro kombinace šroubových kompresorů a deskových výměníků tepla.“
Úvahy o čpavku byly formalizovány ve specifikacích a bezpečnostních normách pro čpavek pro těžební průmysl, přičemž společnost Howden hrála důležitou roli v procesu návrhu.Byly aktualizovány a začleněny do jihoafrického práva.
Tento úspěch dokládá instalace více než 350 MW čpavkové chladicí kapacity jihoafrickým těžařským průmyslem, který je považován za největší na světě.
Inovace společnosti Howden v Jižní Africe tím ale neskončily: v roce 1985 společnost přidala do své rostoucí řady důlních chladičů stroj na výrobu ledu.
Vzhledem k tomu, že možnosti povrchového a podzemního chlazení jsou maximalizovány nebo jsou považovány za příliš drahé, doly potřebují nové řešení chlazení, které by dále rozšířilo těžbu do hlubších úrovní.
Howden instaloval svůj první závod na výrobu ledu (příklad níže) v roce 1985 v EPM (East Rand Proprietary Mine) východně od Johannesburgu, který má konečný celkový chladicí výkon přibližně 40 MW a kapacitu ledu 4320 t/h.
Základem provozu je tvorba ledu na povrchu a jeho doprava přes důl do podzemní ledové přehrady, kde je voda z ledové přehrady následně cirkulována v podzemních chladicích stanicích nebo využívána jako technologická voda pro vrtání studní.Rozpuštěný led je pak čerpán zpět na povrch.
Hlavním přínosem tohoto systému výrobníku ledu jsou snížené náklady na čerpání, což snižuje provozní náklady spojené se systémy povrchové chlazené vody přibližně o 75–80 %.Jde o inherentní „chladicí energii uloženou ve fázových přechodech vody,“ řekl Wasserman a vysvětlil, že 1 kg/s ledu má stejnou chladicí kapacitu jako 4,5–5 kg/s zmrzlé vody.
Díky „vyšší účinnosti umístění“ může být podzemní přehrada udržována na 2-5 °C, aby se zlepšil tepelný výkon podzemní vzduchové chladicí stanice a opět se maximalizovala chladicí kapacita.
Další výhodou zvláštního významu ledové elektrárny v Jižní Africe, zemi známé svou nestabilní elektrickou sítí, je schopnost systému být používán jako metoda akumulace tepla, kde se led vytváří a hromadí v podzemních ledových přehradách a během špiček..
Tato výhoda vedla k rozvoji průmyslového partnerského projektu podporovaného Eskom, v jehož rámci společnost Howden zkoumá použití výrobníků ledu ke snížení špičkové poptávky po elektřině, s testovacími případy v Mponeng a Moab Hotsong, nejhlubších podzemních dolech na světě.
„Přehradu jsme v noci (po hodinách) zmrazili a během špičky jsme jako zdroj chlazení pro důl používali vodu a roztátý led,“ vysvětlil Wasserman."Základní chladicí jednotky jsou během špiček vypnuty, což snižuje zatížení sítě."
To vedlo k vývoji stroje na výrobu ledu na klíč ve společnosti Mponeng, kde společnost Howden dokončila práci včetně stavebního, elektrického a mechanického vybavení pro stroj na výrobu ledu 12 MW, 120 t/h.
Mezi nedávné přírůstky strategie chlazení jádra společnosti Mponeng patří měkký led, povrchová chlazená voda, povrchové chladiče vzduchu (BAC) a podzemní chladicí systém.přítomnost zvýšených koncentrací rozpuštěných solí a chloridů v důlních vodách při práci.
Bohaté zkušenosti a zaměření Jihoafrické republiky na řešení, nejen na produkty, nadále transformují chladicí systémy po celém světě, říká.
Jak se zmínil Wasserman, jak stále více dolů jde hlouběji a více prostoru v dolech, je snadné vidět řešení, jako je toto, nacházející se v jiných částech světa.
Meinhardt řekl: „Howden vyváží svou technologii chlazení hlubinných dolů do Jižní Afriky po celá desetiletí.V 90. letech jsme například dodávali řešení chlazení dolů pro podzemní zlaté doly v Nevadě.
„Zajímavou technologií používanou v některých jihoafrických dolech je skladování tepelného ledu pro přenos zátěže – tepelná energie se ukládá ve velkých ledových hrázích.Led se vyrábí ve špičce a používá se ve špičce,“ řekl.„Chladicí jednotky jsou tradičně navrženy pro maximální okolní teplotu, která může v letních měsících dosáhnout tří hodin denně.Pokud však máte schopnost ukládat chladicí energii, můžete tuto kapacitu snížit.“
„Pokud máte plán s poměrně vysokou sazbou ve špičce a chcete upgradovat na levnější sazby během období mimo špičku, mohou tato řešení na výrobu ledu představovat silný obchodní případ,“ řekl."Počáteční kapitál pro závod může kompenzovat nižší provozní náklady."
BAC, který se v jihoafrických dolech používá už desítky let, přitom získává stále větší globální význam.
Ve srovnání s tradičními konstrukcemi BAC má nejnovější generace BAC vyšší tepelnou účinnost než jejich předchůdci, nižší limity teploty důlního vzduchu a menší půdorys.Do platformy Howden Ventsim CONTROL také integrují modul chlazení na vyžádání (CoD), který automaticky upravuje teplotu vzduchu v límci tak, aby odpovídala podpovrchovým potřebám.
Během minulého roku dodala společnost Howden zákazníkům v Brazílii a Burkině Faso tři nové generace BAC.
Společnost je také schopna vyrábět zákaznická řešení pro náročné provozní podmínky;nedávným příkladem je „unikátní“ instalace BAC čpavkových chladičů pro OZ Minerals v dole Carrapateena v jižní Austrálii.
„Společnost Howden instalovala suché kondenzátory s amoniakovými kompresory Howden a chladiči suchého vzduchu s uzavřenou smyčkou v Austrálii při nedostatku dostupné vody,“ řekl o instalaci Wasserman."Vzhledem k tomu, že se jedná o "suchou" instalaci a ne o otevřené rozprašovací chladiče instalované ve vodních systémech, jsou tyto chladiče navrženy pro maximální účinnost."
Společnost v současné době testuje řešení monitorování provozuschopnosti pro 8 MW pobřežní BAC závod (obrázek níže) navržený a postavený v dole Yaramoko Fortuna Silver (dříve Roxgold) v Burkině Faso.
Systém, řízený závodem Howden v Johannesburgu, umožňuje společnosti radit ohledně potenciálního zlepšení účinnosti a údržby, aby závod fungoval na optimální úrovni.Jednotka BAC v těžebním komplexu Caraiba v Ero Copper v Brazílii je také navržena pro použití této funkce.
Platforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) pokračuje v budování udržitelných vztahů s přidanou hodnotou a společnost zahájí v zemi v roce 2021 dvě studie proveditelnosti Ventilation On Demand (VoD).
Přímo na zimbabwských hranicích společnost pracuje na projektu, který umožní video-on-demand pro automatické dveře v podzemních dolech, které se otevírají v různých intervalech a poskytují správné množství chladicího vzduchu v závislosti na konkrétních potřebách vozidla.
Tento technologický vývoj s využitím stávající dostupné těžební infrastruktury a běžně dostupných zdrojů dat bude důležitou součástí budoucích produktů společnosti Howden.
Zkušenosti společnosti Howden v Jižní Africe: Naučte se navrhovat řešení chlazení, která se vypořádají se špatnou kvalitou vody v jejích hlubokých zlatých dolech, jak učinit řešení co nejúčinnější, aby se předešlo problémům se sítí, a jak splnit některé z nejpřísnějších požadavků na kvalitu vzduchu.požadavky na teplotu a ochranu zdraví při práci na celém světě Regulace – se bude nadále vyplácet dolům po celém světě.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Anglie HP4 2AF, UK