Rudnik je svake godine sve dublji – 30 m, prema industrijskim izvješćima.
Kako se dubina povećava, tako raste i potreba za ventilacijom i hlađenjem, a Howden to zna iz iskustva rada s najdubljim rudnicima u Južnoj Africi.
Howden je 1854. godine osnovao James Howden u Škotskoj kao tvrtku za pomorski inženjering, au Južnu Afriku je ušao 1950-ih kako bi služio potrebama rudarske i energetske industrije.Do 1960-ih tvrtka je pomogla opremiti duboke rudnike zlata u zemlji sa svim sustavima ventilacije i hlađenja potrebnim za sigurno i učinkovito vađenje rude miljama ispod zemlje.
"U početku je rudnik koristio samo ventilaciju kao metodu hlađenja, ali kako se dubina rudarenja povećavala, bilo je potrebno mehaničko hlađenje kako bi se kompenziralo rastuće toplinsko opterećenje u rudniku", rekao je za IM Teunes Wasserman, voditelj Howdenovog odjela za hlađenje rudnika i kompresore.
Mnogi duboki rudnici zlata u Južnoj Africi instalirali su Freon™ centrifugalne hladnjake iznad i ispod zemlje kako bi osigurali potrebno hlađenje podzemnog osoblja i opreme.
Unatoč poboljšanju statusa quo, sustav odvođenja topline podzemnog stroja pokazao se problematičnim, jer je kapacitet hlađenja stroja bio ograničen temperaturom i količinom dostupnog ispušnog zraka, rekao je Wasserman.U isto vrijeme, kvaliteta rudničke vode uzrokovala je ozbiljno onečišćenje cijevnih izmjenjivača topline korištenih u ovim ranim centrifugalnim rashladnicima.
Kako bi riješili ovaj problem, rudnici su počeli pumpati hladan zrak s površine na tlo.Iako se time povećava kapacitet hlađenja, potrebna infrastruktura zauzima prostor u silosu, a proces je energetski i energetski intenzivan.
Kako bi se riješili ti problemi, rudnici žele maksimizirati količinu hladnog zraka koji se dovodi do tla putem jedinica za hlađenu vodu.
To je potaknulo Howden da uvede amino vijčane hladnjake u rudnicima u Južnoj Africi, prvi u tandemu nakon postojećih površinskih centrifugalnih hladnjaka.To je dovelo do postupne promjene u količini rashladne tekućine koja se može opskrbiti ovim duboko podzemnim rudnicima zlata, što je rezultiralo smanjenjem prosječne temperature površinske vode sa 6-8°C na 1°C.Rudnik može koristiti istu infrastrukturu rudničkog cjevovoda, od kojih su mnogi već instalirani, uz značajno povećanje količine hlađenja koja se isporučuje dubljim slojevima.
Otprilike 20 godina nakon predstavljanja WRV 510, Howden, vodeći tržišni igrač na tom području, razvio je WRV 510, veliki blok vijčani kompresor s rotorom od 510 mm.Bio je to jedan od najvećih vijčanih kompresora na tržištu u to vrijeme i odgovarao je veličini rashladnog modula potrebnoj za hlađenje onih dubokih južnoafričkih rudnika.
"Ovo je promjena u igri jer rudnici mogu instalirati jedan rashladni uređaj od 10-12 MW umjesto gomile rashladnih uređaja", rekao je Wasserman."U isto vrijeme, amonijak kao zeleno rashladno sredstvo dobro je prikladan za kombinacije vijčanih kompresora i pločastih izmjenjivača topline."
Razmatranja amonijaka formalizirana su u specifikacijama i sigurnosnim standardima za amonijak za rudarsku industriju, pri čemu je Howden igrao važnu ulogu u procesu projektiranja.Oni su ažurirani i uključeni u južnoafrički zakon.
Ovaj uspjeh dokazuje instaliranje više od 350 MW rashladnog kapaciteta amonijaka u južnoafričkoj rudarskoj industriji, koja se smatra najvećom na svijetu.
Ali Howdenova inovacija u Južnoafričkoj Republici nije tu stala: 1985. tvrtka je dodala površinski ledomat svojoj sve većoj ponudi hladnjaka za rudnike.
Budući da su mogućnosti površinskog i podzemnog hlađenja maksimizirane ili se smatraju preskupima, rudnicima je potrebno novo rješenje za hlađenje kako bi se rudarenje dodatno proširilo na dublje razine.
Howden je instalirao svoje prvo postrojenje za proizvodnju leda (primjer dolje) 1985. u EPM (East Rand Proprietary Mine) istočno od Johannesburga, koji ima konačni ukupni rashladni kapacitet od oko 40 MW i kapacitet leda od 4320 t/h.
Osnova rada je stvaranje leda na površini i njegov transport kroz rudnik do podzemne ledene brane, gdje voda iz ledene brane zatim cirkulira u podzemnim rashladnim stanicama ili se koristi kao tehnološka voda za bušenje bušotina.Otopljeni led se zatim pumpa natrag na površinu.
Glavna prednost ovog sustava ledomata su smanjeni troškovi crpljenja, što smanjuje operativne troškove povezane sa sustavima površinske rashlađene vode za približno 75-80%.Svodi se na inherentnu "energiju hlađenja pohranjenu u faznim prijelazima vode", rekao je Wasserman, objašnjavajući da 1 kg/s leda ima isti kapacitet hlađenja kao 4,5-5 kg/s smrznute vode.
Zbog "superiorne učinkovitosti pozicioniranja", podzemna brana može se održavati na 2-5°C kako bi se poboljšala toplinska izvedba podzemne stanice za hlađenje zraka, opet maksimizirajući kapacitet hlađenja.
Još jedna prednost posebne važnosti ledene elektrane u Južnoafričkoj Republici, zemlji poznatoj po svojoj nestabilnoj elektroenergetskoj mreži, je sposobnost sustava da se koristi kao metoda skladištenja topline, gdje se led stvara i nakuplja u podzemnim ledenim branama i tijekom vršnih razdoblja..
Posljednja prednost dovela je do razvoja industrijskog partnerskog projekta koji podupire Eskom u okviru kojeg Howden istražuje korištenje ledomata za smanjenje vršne potražnje za električnom energijom, s testnim slučajevima u Mponeng i Moab Hotsong, najdubljim podzemnim rudnicima na svijetu.
“Zaledili smo branu noću (izvan radnog vremena) i koristili vodu i otopljeni led kao izvor hlađenja rudnika tijekom vršnih sati”, objasnio je Wasserman."Osnovne rashladne jedinice su isključene tijekom vršnih razdoblja, što smanjuje opterećenje mreže."
To je dovelo do razvoja stroja za led po principu "ključ u ruke" u Mponengu, gdje je Howden dovršio radove uključujući civilnu, električnu i mehaničku opremu za stroj za led od 12 MW, 120 t/h.
Nedavni dodaci Mponeng-ovoj osnovnoj strategiji hlađenja uključuju meki led, površinsku ohlađenu vodu, površinske hladnjake zraka (BAC) i podzemni sustav hlađenja.prisutnost u rudničkim vodama povišenih koncentracija otopljenih soli i klorida tijekom rada.
Bogato iskustvo Južnoafričke Republike i fokus na rješenja, a ne samo na proizvode, nastavlja transformirati rashladne sustave diljem svijeta, kaže on.
Kao što je Wasserman spomenuo, kako sve više i više rudnika ide dublje i više prostora u rudnicima, lako je vidjeti da se ovakva rješenja nalaze u drugim dijelovima svijeta.
Meinhardt je rekao: “Howden već desetljećima izvozi svoju tehnologiju dubokog hlađenja rudnika u Južnu Afriku.Na primjer, isporučili smo rješenja za hlađenje rudnika za podzemne rudnike zlata u Nevadi 1990-ih.
“Zanimljiva tehnologija koja se koristi u nekim južnoafričkim rudnicima je skladištenje termalnog leda za prijenos opterećenja – toplinska energija se skladišti u velikim ledenim branama.Led se proizvodi tijekom vršnih sati i koristi tijekom vršnih sati”, rekao je.“Tradicionalno su rashladni uređaji dizajnirani za maksimalnu temperaturu okoline koja može doseći tri sata dnevno tijekom ljetnih mjeseci.Međutim, ako imate mogućnost pohranjivanja rashladne energije, možete smanjiti taj kapacitet.”
"Ako imate plan s prilično visokom vršnom stopom i želite ga nadograditi na niže cijene tijekom razdoblja izvan najveće potrošnje, ova rješenja za izradu leda mogu predstavljati snažan poslovni argument", rekao je."Početni kapital za tvornicu može nadoknaditi niže operativne troškove."
Istodobno, BAC, koji se desetljećima koristi u južnoafričkim rudnicima, dobiva sve veću globalnu važnost.
U usporedbi s tradicionalnim dizajnom BAC-a, najnovija generacija BAC-a ima veću toplinsku učinkovitost od svojih prethodnika, niže granice temperature zraka u rudniku i manji otisak.Oni također integriraju modul hlađenja na zahtjev (CoD) u platformu Howden Ventsim CONTROL, koja automatski prilagođava temperaturu zraka u ovratniku kako bi odgovarala potrebama podzemlja.
Tijekom prošle godine, Howden je isporučio tri nove generacije BAC-a kupcima u Brazilu i Burkini Faso.
Tvrtka je također u mogućnosti proizvesti prilagođena rješenja za teške radne uvjete;nedavni primjer je 'jedinstvena' instalacija BAC hladnjaka amonijaka za OZ Minerals u rudniku Carrapateena u Južnoj Australiji.
"Howden je instalirao suhe kondenzatore s Howden kompresorima na amonijak i hladnjake suhog zraka zatvorene petlje u Australiji u nedostatku dostupne vode", rekao je Wasserman o instalaciji."S obzirom na to da je ovo 'suha' instalacija, a ne otvoreni rashladni rashladni uređaji instalirani u vodenim sustavima, ovi su hladnjaci dizajnirani za maksimalnu učinkovitost."
Tvrtka trenutno testira rješenje za praćenje neprekidnog rada za 8 MW kopneno BAC postrojenje (na slici dolje) dizajnirano i izgrađeno u rudniku Yaramoko Fortuna Silver (bivši Roxgold) u Burkini Faso.
Sustav, kojim upravlja tvornica Howden u Johannesburgu, omogućuje tvrtki da savjetuje o potencijalnim poboljšanjima učinkovitosti i održavanju kako bi tvornica radila optimalno.Jedinica BAC u rudarskom kompleksu Caraiba u Ero Copperu u Brazilu također je dizajnirana za korištenje ove značajke.
Platforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) nastavlja graditi održive odnose s dodanom vrijednošću, a tvrtka će 2021. pokrenuti dvije studije izvedivosti ventilacije na zahtjev (VoD) u zemlji.
Upravo na granici sa Zimbabveom, tvrtka radi na projektu koji će omogućiti video na zahtjev za automatska vrata u podzemnim rudnicima, omogućujući im da se otvaraju u različitim intervalima i daju pravu količinu zraka za hlađenje, ovisno o specifičnim potrebama vozila.
Ovaj razvoj tehnologije, koristeći postojeću dostupnu rudarsku infrastrukturu i gotove izvore podataka, bit će važan dio budućih proizvoda tvrtke Howden.
Iskustvo Howdena u Južnoafričkoj Republici: Naučite kako dizajnirati rješenja za hlađenje za rješavanje problema loše kvalitete vode u njegovim dubokim rudnicima zlata, kako rješenja učiniti energetski što učinkovitijima kako biste izbjegli probleme s mrežom i kako zadovoljiti neke od najstrožih zahtjeva za kvalitetu zraka.temperatura i zahtjevi za zdravlje na radu diljem svijeta Regulativa – i dalje će se isplatiti rudnicima diljem svijeta.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Engleska HP4 2AF, UK