उद्योग रिपोर्टों के अनुसार, खदान हर साल 30 मीटर गहरी होती जा रही है।
जैसे-जैसे गहराई बढ़ती है, वैसे-वैसे वेंटिलेशन और शीतलन की आवश्यकता भी बढ़ती है, और हाउडेन दक्षिण अफ्रीका की सबसे गहरी खदानों में काम करने के अनुभव से यह जानते हैं।
हाउडेन की स्थापना 1854 में स्कॉटलैंड में जेम्स हाउडेन द्वारा एक समुद्री इंजीनियरिंग कंपनी के रूप में की गई थी और खनन और बिजली उद्योगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए 1950 के दशक में दक्षिण अफ्रीका में प्रवेश किया।1960 के दशक तक, कंपनी ने देश की गहरी सोने की खदानों को भूमिगत अयस्क को सुरक्षित और कुशलतापूर्वक निकालने के लिए आवश्यक सभी वेंटिलेशन और शीतलन प्रणालियों से लैस करने में मदद की।
हाउडेन के माइन कूलिंग और कंप्रेशर्स डिवीजन के प्रमुख ट्यून्स वासरमैन ने आईएम को बताया, "शुरुआत में, खदान में शीतलन विधि के रूप में केवल वेंटिलेशन का उपयोग किया गया था, लेकिन जैसे-जैसे खनन की गहराई बढ़ी, खदान में बढ़ते ताप भार की भरपाई के लिए यांत्रिक शीतलन की आवश्यकता हुई।"
दक्षिण अफ्रीका में कई गहरी सोने की खदानों ने भूमिगत कर्मियों और उपकरणों को आवश्यक शीतलन प्रदान करने के लिए जमीन के ऊपर और नीचे Freon™ केन्द्रापसारक कूलर स्थापित किए हैं।
यथास्थिति में सुधार के बावजूद, भूमिगत मशीन की गर्मी अपव्यय प्रणाली समस्याग्रस्त साबित हुई, क्योंकि मशीन की शीतलन क्षमता तापमान और उपलब्ध निकास हवा की मात्रा से सीमित थी, वासरमैन ने कहा।उसी समय, खदान के पानी की गुणवत्ता के कारण इन प्रारंभिक केन्द्रापसारक चिलरों में उपयोग किए जाने वाले शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स में गंभीर खराबी आ गई।
इस समस्या को हल करने के लिए, खदानों ने ठंडी हवा को सतह से जमीन तक पंप करना शुरू कर दिया।जबकि इससे शीतलन क्षमता बढ़ती है, आवश्यक बुनियादी ढांचा साइलो में जगह लेता है और यह प्रक्रिया ऊर्जा और ऊर्जा गहन दोनों है।
इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए, खदानें ठंडे पानी की इकाइयों के माध्यम से जमीन पर लाई जाने वाली ठंडी हवा की मात्रा को अधिकतम करना चाहती हैं।
इसने हाउडेन को दक्षिण अफ्रीका की खदानों में मौजूदा सतह केन्द्रापसारक कूलर के बाद पहली बार एमिनो स्क्रू कूलर पेश करने के लिए प्रेरित किया।इससे इन गहरी भूमिगत सोने की खदानों को आपूर्ति की जा सकने वाली शीतलक की मात्रा में एक कदम बदलाव आया है, जिसके परिणामस्वरूप सतह के पानी का औसत तापमान 6-8 डिग्री सेल्सियस से 1 डिग्री सेल्सियस तक कम हो गया है।खदान उसी खदान पाइपलाइन बुनियादी ढांचे का उपयोग कर सकती है, जिनमें से कई पहले से ही स्थापित हैं, जबकि गहरी परतों तक पहुंचाई गई शीतलन की मात्रा में काफी वृद्धि हो रही है।
डब्लूआरवी 510 की शुरूआत के लगभग 20 साल बाद, इस क्षेत्र के अग्रणी बाजार खिलाड़ी हाउडेन ने डब्लूआरवी 510 विकसित किया, जो 510 मिमी रोटर के साथ एक बड़ा ब्लॉक स्क्रू कंप्रेसर है।यह उस समय बाज़ार में सबसे बड़े स्क्रू कम्प्रेसर में से एक था और उन गहरी दक्षिण अफ़्रीकी खदानों को ठंडा करने के लिए आवश्यक चिलर मॉड्यूल आकार से मेल खाता था।
वासरमैन ने कहा, "यह एक गेम चेंजर है क्योंकि खदानें ढेर सारे चिलरों के बजाय एक 10-12 मेगावाट का चिलर स्थापित कर सकती हैं।""उसी समय, हरे रेफ्रिजरेंट के रूप में अमोनिया स्क्रू कंप्रेसर और प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के संयोजन के लिए उपयुक्त है।"
खनन उद्योग के लिए अमोनिया के विनिर्देशों और सुरक्षा मानकों में अमोनिया संबंधी विचारों को औपचारिक रूप दिया गया, जिसमें हाउडेन ने डिजाइन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।उन्हें अद्यतन किया गया है और दक्षिण अफ़्रीकी कानून में शामिल किया गया है।
यह सफलता दक्षिण अफ्रीका के खनन उद्योग द्वारा 350 मेगावाट से अधिक अमोनिया प्रशीतन क्षमता की स्थापना से प्रमाणित होती है, जिसे दुनिया में सबसे बड़ा माना जाता है।
लेकिन दक्षिण अफ्रीका में हाउडेन का नवाचार यहीं नहीं रुका: 1985 में कंपनी ने अपने माइन कूलर की बढ़ती रेंज में एक सतह बर्फ मशीन जोड़ी।
चूंकि सतह और भूमिगत शीतलन विकल्प अधिकतम हो गए हैं या बहुत महंगे समझे जाते हैं, खनन को गहरे स्तर तक विस्तारित करने के लिए खानों को एक नए शीतलन समाधान की आवश्यकता होती है।
हाउडेन ने अपना पहला बर्फ बनाने का संयंत्र (नीचे उदाहरण) 1985 में जोहान्सबर्ग के पूर्व में ईपीएम (ईस्ट रैंड प्रोप्राइटरी माइन) में स्थापित किया था, जिसकी अंतिम कुल शीतलन क्षमता लगभग 40 मेगावाट और बर्फ क्षमता 4320 टन/घंटा है।
ऑपरेशन का आधार सतह पर बर्फ का निर्माण है और इसे खदान के माध्यम से भूमिगत बर्फ बांध तक पहुंचाना है, जहां बर्फ बांध से पानी को भूमिगत शीतलन स्टेशनों में प्रसारित किया जाता है या ड्रिलिंग कुओं के लिए प्रक्रिया जल के रूप में उपयोग किया जाता है।फिर पिघली हुई बर्फ को वापस सतह पर पंप कर दिया जाता है।
इस आइसमेकर प्रणाली का मुख्य लाभ पंपिंग लागत में कमी है, जो सतही ठंडे पानी प्रणालियों से जुड़ी परिचालन लागत को लगभग 75-80% तक कम कर देता है।वासरमैन ने कहा, यह अंतर्निहित "पानी के चरण संक्रमणों में संग्रहीत शीतलन ऊर्जा" पर निर्भर करता है, यह समझाते हुए कि 1 किलो/सेकंड बर्फ में 4.5-5 किलो/सेकेंड जमे हुए पानी के समान शीतलन क्षमता होती है।
"बेहतर पोजिशनिंग दक्षता" के कारण, भूमिगत एयर-कूलिंग स्टेशन के थर्मल प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए भूमिगत बांध को 2-5 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जा सकता है, जिससे शीतलन क्षमता फिर से अधिकतम हो जाती है।
दक्षिण अफ्रीका में एक बर्फ बिजली संयंत्र की विशेष प्रासंगिकता का एक और लाभ, जो अपने अस्थिर पावर ग्रिड के लिए जाना जाता है, सिस्टम की गर्मी भंडारण विधि के रूप में उपयोग करने की क्षमता है, जहां बर्फ भूमिगत बर्फ बांधों में और पीक अवधि के दौरान बनाई और जमा की जाती है।.
बाद के लाभ ने एस्कॉम-समर्थित उद्योग साझेदारी परियोजना के विकास को जन्म दिया है, जिसके तहत हाउडेन दुनिया की सबसे गहरी भूमिगत खदानों, मपोनेंग और मोआब हॉटसॉन्ग में परीक्षण मामलों के साथ, चरम बिजली की मांग को कम करने के लिए बर्फ निर्माताओं के उपयोग की जांच कर रहा है।
वासरमैन ने बताया, "हमने रात में (घंटों के बाद) बांध को फ्रीज कर दिया और पीक आवर्स के दौरान खदान को ठंडा करने के स्रोत के रूप में पानी और पिघली हुई बर्फ का इस्तेमाल किया।""पीक अवधि के दौरान बेस कूलिंग इकाइयों को बंद कर दिया जाता है, जिससे ग्रिड पर भार कम हो जाता है।"
इससे मपोनेंग में एक टर्नकी बर्फ मशीन का विकास हुआ, जहां हाउडेन ने 12 मेगावाट, 120 टी/एच बर्फ मशीन के लिए सिविल, इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल उपकरण सहित काम पूरा किया।
मपोनेंग की मुख्य शीतलन रणनीति में हालिया परिवर्धन में नरम बर्फ, सतह ठंडा पानी, सतह वायु कूलर (बीएसी) और एक भूमिगत शीतलन प्रणाली शामिल है।काम के दौरान खदान के पानी में घुले हुए लवण और क्लोराइड की उच्च सांद्रता की उपस्थिति।
उनका कहना है कि दक्षिण अफ़्रीका का समृद्ध अनुभव और उत्पादों पर ही नहीं बल्कि समाधानों पर ध्यान केंद्रित करने से दुनिया भर में प्रशीतन प्रणालियों में बदलाव जारी है।
जैसा कि वासरमैन ने उल्लेख किया है, जैसे-जैसे अधिक से अधिक खदानें गहराई में जाती हैं और खदानों में अधिक जगह होती है, दुनिया के अन्य हिस्सों में पाए जाने वाले इस तरह के समाधान देखना आसान है।
मीनहार्ड्ट ने कहा: “हाउडेन दशकों से दक्षिण अफ्रीका को अपनी गहरी खदान शीतलन तकनीक का निर्यात कर रहा है।उदाहरण के लिए, हमने 1990 के दशक में नेवादा में भूमिगत सोने की खदानों के लिए खदान शीतलन समाधान की आपूर्ति की थी।
“कुछ दक्षिण अफ़्रीकी खदानों में उपयोग की जाने वाली एक दिलचस्प तकनीक भार स्थानांतरण के लिए थर्मल बर्फ का भंडारण है - थर्मल ऊर्जा को बड़े बर्फ बांधों में संग्रहित किया जाता है।बर्फ का उत्पादन पीक आवर्स के दौरान किया जाता है और पीक आवर्स के दौरान इसका उपयोग किया जाता है, ”उन्होंने कहा।“परंपरागत रूप से, प्रशीतन इकाइयों को अधिकतम परिवेश के तापमान के लिए डिज़ाइन किया गया है जो गर्मी के महीनों के दौरान प्रतिदिन तीन घंटे तक पहुंच सकता है।हालाँकि, यदि आपके पास शीतलन ऊर्जा संग्रहीत करने की क्षमता है, तो आप उस क्षमता को कम कर सकते हैं।
"यदि आपके पास काफी ऊंची पीक दर वाली योजना है और ऑफ-पीक अवधि के दौरान सस्ती दरों पर अपग्रेड करना चाहते हैं, तो ये बर्फ बनाने के समाधान एक मजबूत व्यावसायिक मामला बन सकते हैं," उन्होंने कहा।"संयंत्र के लिए प्रारंभिक पूंजी कम परिचालन लागत की भरपाई कर सकती है।"
इसी समय, बीएसी, जिसका उपयोग दशकों से दक्षिण अफ़्रीकी खानों में किया जाता रहा है, अधिक से अधिक वैश्विक महत्व प्राप्त कर रहा है।
पारंपरिक बीएसी डिजाइनों की तुलना में, बीएसी की नवीनतम पीढ़ी में अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में उच्च थर्मल दक्षता, कम खदान वायु तापमान सीमा और एक छोटा पदचिह्न है।वे हाउडेन वेंटसिम कंट्रोल प्लेटफॉर्म में एक कूलिंग-ऑन-डिमांड (सीओडी) मॉड्यूल भी एकीकृत करते हैं, जो उपसतह आवश्यकताओं से मेल खाने के लिए कॉलर वायु तापमान को स्वचालित रूप से समायोजित करता है।
पिछले वर्ष के दौरान, हाउडेन ने ब्राजील और बुर्किना फासो में ग्राहकों को तीन नई पीढ़ी के बीएसी वितरित किए हैं।
कंपनी कठिन परिचालन स्थितियों के लिए अनुकूलित समाधान तैयार करने में भी सक्षम है;एक हालिया उदाहरण दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में कैरापेटेना खदान में ओजेड मिनरल्स के लिए बीएसी अमोनिया कूलर की 'अनूठी' स्थापना है।
वासरमैन ने इंस्टॉलेशन के बारे में कहा, "ऑस्ट्रेलिया में उपलब्ध पानी के अभाव में हाउडेन ने हाउडेन अमोनिया कम्प्रेसर और क्लोज्ड लूप ड्राई एयर कूलर के साथ ड्राई कंडेनसर स्थापित किए।""यह देखते हुए कि यह एक 'सूखी' स्थापना है और जल प्रणालियों में स्थापित खुले स्प्रे कूलर नहीं हैं, इन कूलरों को अधिकतम दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया है।"
कंपनी वर्तमान में बुर्किना फासो में यारामोको फोर्टुना सिल्वर (पूर्व में रॉक्सगोल्ड) खदान में डिजाइन और निर्मित 8 मेगावाट के ऑनशोर बीएसी प्लांट (नीचे चित्रित) के लिए अपटाइम मॉनिटरिंग समाधान का परीक्षण कर रही है।
जोहान्सबर्ग में हाउडेन संयंत्र द्वारा नियंत्रित प्रणाली, कंपनी को संयंत्र को इष्टतम स्तर पर संचालित रखने के लिए संभावित दक्षता सुधार और रखरखाव पर सलाह देने की अनुमति देती है।ब्राजील के एरो कॉपर में कैराइबा खनन परिसर में बीएसी इकाई को भी इस सुविधा का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
टोटल माइन वेंटिलेशन सॉल्यूशंस (टीएमवीएस) प्लेटफॉर्म स्थायी मूल्य वर्धित संबंध बनाना जारी रखता है और कंपनी 2021 में देश में दो वेंटिलेशन ऑन डिमांड (वीओडी) व्यवहार्यता अध्ययन शुरू करेगी।
जिम्बाब्वे की सीमा पर, कंपनी एक ऐसी परियोजना पर काम कर रही है जो भूमिगत खदानों में स्वचालित दरवाजों के लिए वीडियो-ऑन-डिमांड को सक्षम करेगी, जिससे उन्हें अलग-अलग अंतराल पर खोलने और वाहन की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर सही मात्रा में ठंडी हवा प्रदान करने की अनुमति मिलेगी।
मौजूदा उपलब्ध खनन बुनियादी ढांचे और ऑफ-द-शेल्फ डेटा स्रोतों का उपयोग करते हुए यह प्रौद्योगिकी विकास, हाउडेन के भविष्य के उत्पादों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा होगा।
दक्षिण अफ्रीका में हाउडेन का अनुभव: जानें कि इसकी गहरी सोने की खदानों में पानी की खराब गुणवत्ता से निपटने के लिए शीतलन समाधान कैसे डिज़ाइन किया जाए, ग्रिड समस्याओं से बचने के लिए समाधानों को यथासंभव ऊर्जा कुशल कैसे बनाया जाए, और कुछ सबसे कठोर वायु गुणवत्ता आवश्यकताओं को कैसे पूरा किया जाए।दुनिया भर में तापमान और व्यावसायिक स्वास्थ्य आवश्यकताओं का विनियमन - दुनिया भर में खदानों के लिए भुगतान करना जारी रखेगा।
इंटरनेशनल माइनिंग टीम पब्लिशिंग लिमिटेड 2 क्लेरिज कोर्ट, लोअर किंग्स रोड बर्खमस्टेड, हर्टफोर्डशायर इंग्लैंड HP4 2AF, यूके