Kaevandus süveneb iga aastaga – tööstuse aruannete kohaselt 30 m.
Sügavuse kasvades kasvab ka vajadus ventilatsiooni ja jahutuse järele ning Howden teab seda Lõuna-Aafrika sügavaimate kaevandustega töötamise kogemusest.
Howden asutati 1854. aastal James Howdeni poolt Šotimaal laevaehitusettevõttena ja sisenes Lõuna-Aafrikasse 1950. aastatel, et teenindada kaevandus- ja elektritööstuse vajadusi.1960. aastateks aitas ettevõte varustada riigi sügavad kullakaevandused kõigi ventilatsiooni- ja jahutussüsteemidega, mis on vajalikud maagi ohutuks ja tõhusaks kaevandamiseks maa all.
"Algselt kasutati kaevanduses jahutusmeetodina ainult ventilatsiooni, kuid kaevandamissügavuse suurenedes oli kaevanduses kasvava soojuskoormuse kompenseerimiseks vaja mehaanilist jahutust," ütles Howdeni kaevanduse jahutuse ja kompressorite divisjoni juht Teunes Wasserman IM-ile.
Paljud Lõuna-Aafrika sügavad kullakaevandused on paigaldanud Freon™ tsentrifugaaljahutid maa peale ja alla, et tagada maa-aluste töötajate ja seadmete vajalik jahutus.
Vaatamata status quo paranemisele osutus maa-aluse masina soojuseraldussüsteem problemaatiliseks, kuna masina jahutusvõimsust piirasid temperatuur ja saadaoleva väljatõmbeõhu hulk, ütles Wasserman.Samal ajal põhjustas kaevandusvee kvaliteet nendes varajastes tsentrifugaaljahutites kasutatud kesta ja toruga soojusvahetite tugevat saastumist.
Selle probleemi lahendamiseks hakkasid kaevandused pumpama külma õhku maapinnalt.Kuigi see suurendab jahutusvõimsust, võtab vajalik infrastruktuur silos ruumi ja protsess on nii energia- kui ka energiamahukas.
Nende probleemide lahendamiseks soovivad kaevandused maksimeerida jahutatud veeseadmete kaudu maapinnale toodava külma õhu hulka.
See ajendas Howdenit Lõuna-Aafrika kaevandustes kasutusele võtma aminokruviga jahutid, esmalt paralleelselt olemasolevate pinnapealsete tsentrifugaaljahutite järel.See on viinud nendesse sügavatesse maa-alustesse kullakaevandustesse tarnitava jahutusvedeliku koguse astmelise muutuseni, mille tulemuseks on pinnavee keskmise temperatuuri langus 6–8 °C-lt 1 °C-ni.Kaevanduses saab kasutada sama kaevanduse torujuhtme infrastruktuuri, millest paljud on juba paigaldatud, suurendades samal ajal oluliselt sügavamatesse kihtidesse tarnitava jahutuse hulka.
Umbes 20 aastat pärast WRV 510 kasutuselevõttu töötas selle valdkonna juhtiv turuosaline Howden välja 510 mm rootoriga suure plokkkruvikompressori WRV 510.See oli sel ajal turul üks suurimaid kruvikompressoreid ja vastas jahuti mooduli suurusele, mis oli vajalik nende sügavate Lõuna-Aafrika kaevanduste jahutamiseks.
"See on mängu muutja, sest kaevandused võivad paigaldada ühe 10-12 MW jahuti hulga jahutite asemel," ütles Wasserman."Samas sobib ammoniaak rohelise külmaainena hästi kruvikompressorite ja plaatsoojusvahetite kombinatsioonidele."
Ammoniaagiga seotud kaalutlused vormistati kaevandustööstuse ammoniaagi spetsifikatsioonides ja ohutusstandardites, kusjuures Howden mängis projekteerimisprotsessis olulist rolli.Neid on ajakohastatud ja Lõuna-Aafrika seadustesse lisatud.
Sellest edust annab tunnistust enam kui 350 MW ammoniaagi jahutusvõimsuse paigaldamine Lõuna-Aafrika mäetööstuse poolt, mida peetakse maailma suurimaks.
Kuid Howdeni uuendused Lõuna-Aafrikas ei piirdunud sellega: 1985. aastal lisas ettevõte oma kasvavale kaevandusjahutite valikule pinnapealse jäämasina.
Kuna maapealse ja maa-aluse jahutuse võimalused on maksimeeritud või neid peetakse liiga kalliks, vajavad kaevandused uut jahutuslahendust, et kaevandamist veelgi sügavamale laiendada.
Howden paigaldas oma esimese jäävalmistustehase (näide allpool) 1985. aastal Johannesburgist ida pool asuvasse EPM-i (East Rand Proprietary Mine), mille lõplik kogujahutusvõimsus on umbes 40 MW ja jäävõimsus 4320 t/h.
Toimingu aluseks on jää tekkimine pinnal ja selle transportimine läbi kaevanduse maa-alusesse jäätammi, kus jäätammi vesi tsirkuleeritakse seejärel maa-alustes jahutusjaamades või kasutatakse seda protsessiveena puurkaevude puurimisel.Seejärel pumbatakse sulanud jää pinnale tagasi.
Selle jäävalmistussüsteemi peamine eelis on väiksemad pumpamiskulud, mis vähendab pinnajahutusega veesüsteemidega seotud tegevuskulusid ligikaudu 75-80%.See taandub loomupärasele "jahutusenergiale, mis on salvestatud vee faasiüleminekutesse", ütles Wasserman, selgitades, et 1 kg / s jääl on sama jahutusvõimsus kui 4,5–5 kg / s külmutatud veel.
Tänu "suuremale positsioneerimise efektiivsusele" saab maa-aluse tammi hoida 2–5 °C juures, et parandada maa-aluse õhkjahutusjaama soojustõhusust, maksimeerides taas jahutusvõimsust.
Ebastabiilse elektrivõrgu poolest tuntud Lõuna-Aafrika Vabariigis asuva jääelektrijaama erilise tähtsuse teine ​​eelis on süsteemi võime kasutada soojuse salvestamise meetodina, kus jää tekib ja koguneb maa-alustes jäätammides ja tippperioodidel..
Viimane kasu on viinud Eskomi toetatud tööstuse partnerlusprojekti väljatöötamiseni, mille raames Howden uurib jäämasinate kasutamist elektrienergia tippnõudluse vähendamiseks, kasutades katsejuhtumeid maailma sügavaimates maa-alustes kaevandustes Mponengis ja Moab Hotsongis.
"Külmutasime tammi öösel (pärast tundi) ning kasutasime tipptundidel kaevanduse jahutusallikana vett ja sulajääd," selgitas Wasserman."Baasjahutusseadmed lülitatakse tippperioodidel välja, mis vähendab võrgu koormust."
See viis võtmed kätte jäämasina väljatöötamiseni Mponengis, kus Howden lõpetas töö, mis hõlmas tsiviil-, elektri- ja mehaanilisi seadmeid 12 MW, 120 t/h jäämasina jaoks.
Mponengi põhijahutusstrateegia hiljutised täiendused hõlmavad pehmet jääd, jahutatud pinnavett, pinna õhujahuteid (BAC) ja maa-alust jahutussüsteemi.lahustunud soolade ja kloriidide kõrgendatud kontsentratsiooni olemasolu kaevandusvees töö ajal.
Ta ütleb, et Lõuna-Aafrika rikkalik kogemus ja keskendumine lahendustele, mitte ainult toodetele, muudab jahutussüsteeme kogu maailmas jätkuvalt.
Nagu Wasserman mainis, on üha rohkem kaevandusi sügavamale ja kaevandustes rohkem ruumi näha, et selliseid lahendusi leidub mujal maailmas.
Meinhardt ütles: "Howden on aastakümneid eksportinud oma süvakaevanduste jahutustehnoloogiat Lõuna-Aafrikasse.Näiteks tarnisime 1990. aastatel kaevanduste jahutuslahendusi Nevada maa-alustele kullakaevandustele.
“Huvitav tehnoloogia, mida mõnes Lõuna-Aafrika kaevanduses kasutatakse, on termojää ladustamine koormuse ülekandmiseks – soojusenergiat hoitakse suurtes jäätammides.Jääd toodetakse tipptundidel ja kasutatakse tipptundidel,” rääkis ta.“Traditsiooniliselt on külmutusseadmed konstrueeritud nii, et maksimaalne välistemperatuur võib suvekuudel ulatuda kolme tunnini päevas.Kui teil on aga võimalus jahutusenergiat salvestada, saate seda võimsust vähendada.
"Kui teil on plaan üsna kõrge tipptariifiga ja soovite tipptasemevälistel perioodidel minna üle odavamatele hindadele, võivad need jää valmistamise lahendused olla tugevaks äritegevuseks," ütles ta."Tehase algkapital võib kompenseerida madalamaid tegevuskulusid."
Samal ajal on Lõuna-Aafrika kaevandustes aastakümneid kasutatud BAC omandamas üha suuremat globaalset tähtsust.
Võrreldes traditsiooniliste BAC-konstruktsioonidega on viimase põlvkonna BAC-idel eelkäijatest kõrgem soojusefektiivsus, madalamad kaevandusõhu temperatuuripiirangud ja väiksem jalajälg.Nad integreerivad Howden Ventsim CONTROL platvormi ka nõudmisel jahutusmooduli (CoD), mis reguleerib krae õhutemperatuuri automaatselt vastavalt maa-aluste vajadustele.
Viimase aasta jooksul on Howden tarninud kolm uue põlvkonna BAC-i klientidele Brasiilias ja Burkina Fasos.
Ettevõte suudab toota ka kohandatud lahendusi keeruliste töötingimuste jaoks;Hiljutine näide on OZ Mineralsi BAC ammoniaagi jahutite "ainulaadne" paigaldamine Carrapateena kaevandusse Lõuna-Austraalias.
"Howden paigaldas Austraalias kuivkondensaatorid Howdeni ammoniaagikompressorite ja suletud ahelaga kuivõhujahutitega, kui vett polnud saadaval," ütles Wasserman paigalduse kohta."Arvestades, et tegemist on "kuiva" paigaldusega ja mitte veesüsteemidesse paigaldatud avatud pihustusjahutitega, on need jahutid loodud maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks.
Ettevõte katsetab praegu Burkina Fasos Yaramoko Fortuna Silveri (endise Roxgoldi) kaevanduses projekteeritud ja ehitatud 8 MW maismaal asuva BAC-jaama (alloleval pildil) tööaja seirelahendust.
Johannesburgis asuva Howdeni tehase kontrollitav süsteem võimaldab ettevõttel nõustada potentsiaalsete tõhususe parandamise ja hoolduse osas, et hoida tehas optimaalsel tasemel.Brasiilias Ero Copperis asuva Caraiba kaevanduskompleksi BAC-üksus on samuti loodud seda funktsiooni kasutama.
Platvorm Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) jätkab jätkusuutlike lisandväärtussuhete loomist ja ettevõte käivitab 2021. aastal riigis kaks Ventilation On Demand (VoD) teostatavusuuringut.
Otse Zimbabwe piiril töötab ettevõte projekti kallal, mis võimaldab tellida maa-aluste kaevanduste automaatuksi, mis võimaldab neil avaneda erinevate intervallidega ja pakkuda just õiges koguses jahutusõhku, olenevalt sõiduki konkreetsetest vajadustest.
See tehnoloogiaarendus, mis kasutab olemasolevat olemasolevat kaevandamisinfrastruktuuri ja valmisandmeallikaid, on Howdeni tulevaste toodete oluline osa.
Howdeni kogemus Lõuna-Aafrikas: õppige, kuidas kavandada jahutuslahendusi, et tulla toime madala veekvaliteediga sügavates kullakaevandustes, kuidas muuta lahendused võimalikult energiatõhusaks, et vältida võrguprobleeme, ja kuidas täita mõningaid kõige rangemaid õhukvaliteedi nõudeid.temperatuuri ja töötervishoiu nõuded ülemaailmne määrus – tasub end jätkuvalt kaevandustele üle kogu maailma.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire, Inglismaa HP4 2AF, Ühendkuningriik