A bánya évről évre egyre mélyebb – az iparági jelentések szerint 30 méterrel.
Ahogy nő a mélység, úgy növekszik a szellőztetés és a hűtés szükségessége is, és Howden ezt Dél-Afrika legmélyebb bányáival végzett munka tapasztalataiból tudja.
A Howdent 1854-ben James Howden alapította Skóciában hajómérnöki vállalatként, és az 1950-es években lépett be Dél-Afrikába, hogy kiszolgálja a bányászat és az energiaipar igényeit.Az 1960-as évekre a vállalat segített felszerelni az ország mély aranybányáit minden olyan szellőző- és hűtőrendszerrel, amely az érc mérföldek alatti biztonságos és hatékony kitermeléséhez szükséges.
„Kezdetben a bányában csak szellőztetést használtak hűtési módszerként, de a bányászati ​​mélység növekedésével mechanikus hűtésre volt szükség a bánya növekvő hőterhelésének kompenzálására” – mondta az IM-nek Teunes Wasserman, a Howden Mine Cooling and Compressors részlegének vezetője.
Sok dél-afrikai mély aranybánya Freon™ centrifugális hűtőt telepített a föld fölé és alá, hogy biztosítsa a szükséges hűtést a földalatti személyzet és berendezések számára.
A status quo javulása ellenére a földalatti gép hőelvezető rendszere problémásnak bizonyult, mivel a gép hűtési kapacitását korlátozta a hőmérséklet és a rendelkezésre álló elszívott levegő mennyisége – mondta Wasserman.Ugyanakkor a bányavíz minősége a korai centrifugális hűtőkben használt héj-csöves hőcserélők súlyos elszennyeződését okozta.
A probléma megoldására a bányák hideg levegőt kezdtek pumpálni a felszínről a földre.Miközben ez növeli a hűtési kapacitást, a szükséges infrastruktúra helyet foglal a silóban, és a folyamat egyszerre energia- és energiaigényes.
E problémák megoldása érdekében a bányák maximalizálják a hűtött vizes egységeken keresztül a földre juttatott hideg levegő mennyiségét.
Ez arra késztette Howdent, hogy bevezesse az aminocsavaros hűtőket a dél-afrikai bányákba, először párhuzamosan a meglévő felületi centrifugális hűtők után.Ez a mélyen földalatti aranybányákba szállítható hűtőfolyadék mennyiségének fokozatos változásához vezetett, aminek következtében a felszíni víz átlagos hőmérséklete 6-8°C-ról 1°C-ra csökkent.A bánya ugyanazt a bányavezeték-infrastruktúrát használhatja, amelyek közül sok már telepítve van, miközben jelentősen megnöveli a mélyebb rétegekbe szállított hűtés mennyiségét.
Körülbelül 20 évvel a WRV 510 bevezetése után Howden, a terület vezető piaci szereplője kifejlesztette a WRV 510-et, egy 510 mm-es rotorral rendelkező nagyblokk csavarkompresszort.Ez volt az egyik legnagyobb csavarkompresszor a piacon akkoriban, és megfelelt a mély dél-afrikai bányák hűtéséhez szükséges hűtőmodul méretének.
"Ez egy játékmód, mert a bányák egyetlen 10-12 MW-os hűtőt tudnak telepíteni egy csomó hűtő helyett" - mondta Wasserman.„Ugyanakkor az ammónia, mint zöld hűtőközeg, kiválóan alkalmas csavarkompresszorok és lemezes hőcserélők kombinációihoz.”
Az ammóniával kapcsolatos megfontolásokat formalizálták a bányászati ​​ammóniára vonatkozó előírásokban és biztonsági szabványokban, ahol Howden fontos szerepet játszott a tervezési folyamatban.Frissítették és beépültek a dél-afrikai jogba.
Ezt a sikert bizonyítja, hogy a világon a legnagyobbnak tartott dél-afrikai bányászat több mint 350 MW ammóniás hűtőkapacitást telepített.
De Howden innovációja Dél-Afrikában nem állt meg itt: 1985-ben a vállalat egy felszíni jéggéppel egészítette ki bányahűtőinek növekvő választékát.
Mivel a felszíni és földalatti hűtési lehetőségeket maximalizálják vagy túl drágának ítélik, a bányáknak új hűtési megoldásra van szükségük a bányászat mélyebb szintre való kiterjesztéséhez.
Howden 1985-ben telepítette első jéggyártó üzemét (példa alább) a Johannesburgtól keletre található EPM-ben (East Rand Proprietary Mine), amelynek végső teljes hűtőteljesítménye körülbelül 40 MW és jégkapacitása 4320 t/h.
A művelet alapja a jég képződése a felszínen, és a bányán keresztül egy föld alatti jéggátba szállítása, ahol a jégtorlaszból származó vizet föld alatti hűtőállomásokon keringetik, vagy kutak fúrásához technológiai vízként használják fel.Az olvadt jeget ezután visszapumpálják a felszínre.
Ennek a jégkészítő rendszernek a fő előnye a csökkentett szivattyúzási költségek, ami körülbelül 75-80%-kal csökkenti a felszíni hűtött vízrendszerekhez kapcsolódó üzemeltetési költségeket.Ez a benne rejlő „a víz fázisátalakulásaiban tárolt hűtési energia” – mondta Wasserman, kifejtve, hogy 1 kg/s jég ugyanolyan hűtőteljesítményű, mint 4,5-5 kg/s fagyott víz.
A „kiváló pozícionálási hatékonyság” miatt a föld alatti gát 2-5°C-on tartható, így a föld alatti léghűtő állomás hőteljesítménye is javítható, ismét maximalizálva a hűtési kapacitást.
Az instabil villamosenergia-hálózatáról ismert dél-afrikai országban működő jégerőmű további előnye, hogy a rendszer hőtárolási módszerként használható, ahol jég keletkezik és halmozódik fel földalatti jéggátakban és csúcsidőszakokban..
Ez utóbbi előny egy Eskom által támogatott iparági partnerségi projekt kidolgozásához vezetett, amelynek keretében Howden a jégkészítők használatát vizsgálja a csúcsteljesítményű villamosenergia-igény csökkentésére, a Mponeng és Moab Hotsong, a világ legmélyebb földalatti bányáiban végzett tesztekkel.
„Éjszaka (órák után) lefagyasztottuk a gátat, csúcsidőben pedig vizet és olvadt jeget használtunk a bánya hűtésére” – magyarázta Wasserman."Az alaphűtő egységek csúcsidőszakban kikapcsolnak, ami csökkenti a hálózat terhelését."
Ez egy kulcsrakész jéggép kifejlesztéséhez vezetett Mponengben, ahol Howden befejezte a 12 MW-os, 120 t/h-s jéggép polgári, elektromos és mechanikus berendezéseit magában foglaló munkákat.
A Mponeng központi hűtési stratégiájának legújabb kiegészítései közé tartozik a lágy jég, a felszíni hűtött víz, a felszíni levegőhűtők (BAC) és a földalatti hűtőrendszer.az oldott sók és kloridok megnövekedett koncentrációjának jelenléte a bányavizekben a munka során.
Dél-Afrika gazdag tapasztalata és a megoldásokra való összpontosítás, nem csak a termékek, továbbra is átalakítja a hűtőrendszereket világszerte, mondja.
Ahogy Wasserman említette, ahogy egyre több bánya kerül mélyebbre, és egyre több hely van a bányákban, könnyű látni, hogy ehhez hasonló megoldásokat találnak a világ más részein is.
Meinhardt elmondta: „A Howden évtizedek óta exportálja mélybányászati ​​hűtési technológiáját Dél-Afrikába.Például az 1990-es években bányahűtési megoldásokat szállítottunk a nevadai földalatti aranybányákhoz.
„Egyes dél-afrikai bányákban alkalmazott érdekes technológia a termikus jég tárolása a terhelés átvitelére – a hőenergiát nagy jégtorlaszok tárolják.Csúcsidőben jeget gyártanak, csúcsidőben használják fel” – mondta.„Hagyományosan a hűtőegységeket olyan maximális környezeti hőmérsékletre tervezték, amely a nyári hónapokban elérheti a napi három órát.Ha azonban képes tárolni a hűtési energiát, csökkentheti ezt a kapacitást.”
„Ha van egy meglehetősen magas csúcskamattal rendelkező terve, és a csúcsidőn kívüli időszakokban olcsóbb árakra szeretne frissíteni, akkor ezek a jégkészítési megoldások erős üzleti érvet jelenthetnek” – mondta.„Az üzem induló tőkéje ellensúlyozhatja az alacsonyabb működési költségeket.”
Ezzel párhuzamosan a dél-afrikai bányákban évtizedek óta használt BAC egyre nagyobb globális jelentőséget kap.
A hagyományos BAC-konstrukciókhoz képest a BAC-k legújabb generációja magasabb hőhatékonysággal rendelkezik, mint elődeik, alacsonyabbak a bányalevegő-hőmérséklet határértékei és kisebb a lábnyoma.A Howden Ventsim CONTROL platformba egy igény szerinti hűtés (CoD) modult is beépítenek, amely automatikusan beállítja a gallér levegő hőmérsékletét a felszín alatti igényeknek megfelelően.
Az elmúlt évben a Howden három új generációs BAC-t szállított Brazíliában és Burkina Fasóban lévő vásárlóinak.
A vállalat a nehéz üzemi körülményekre is képes testreszabott megoldásokat gyártani;a közelmúltban példa a BAC ammónia hűtők „egyedülálló” telepítése az OZ Minerals számára a dél-ausztráliai Carrapateena bányában.
"Howden száraz kondenzátorokat telepített Howden ammónia kompresszorokkal és zárt hurkú száraz levegő hűtőkkel Ausztráliában, víz hiányában" - mondta Wasserman a telepítésről.„Tekintettel arra, hogy ez egy „száraz” telepítés, és nem a vízrendszerekbe telepített nyitott permetező hűtők, ezeket a hűtőket a maximális hatékonyságra tervezték.”
A vállalat jelenleg egy üzemidő-felügyeleti megoldást tesztel egy 8 MW-os szárazföldi BAC-erőműhöz (az alábbi képen), amelyet a Yaramoko Fortuna Silver (korábban Roxgold) bányában terveztek és építettek Burkina Fasóban.
A johannesburgi Howden gyár által ellenőrzött rendszer lehetővé teszi a vállalat számára, hogy tanácsot adjon a potenciális hatékonyságjavításokról és karbantartásról, hogy az üzem optimálisan működjön.A brazíliai Ero Copperben található Caraiba bányászati ​​komplexum BAC-egységét szintén ennek a funkciónak a használatára tervezték.
A Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) platform továbbra is fenntartható, hozzáadott értéket képviselő kapcsolatokat épít ki, és a vállalat 2021-ben két Ventilation On Demand (VoD) megvalósíthatósági tanulmányt indít az országban.
Közvetlenül a zimbabwei határon a cég egy olyan projekten dolgozik, amely lehetővé teszi a földalatti bányák automata ajtóinak igény szerinti videofelvételét, lehetővé téve, hogy azok változó időközönként nyíljanak ki, és a jármű sajátos igényeitől függően a megfelelő mennyiségű hűtőlevegőt biztosítsák.
Ez a technológiai fejlesztés, amely a meglévő elérhető bányászati ​​infrastruktúrát és a kész adatforrásokat használja, fontos része lesz a Howden jövőbeli termékeinek.
Howden tapasztalatai Dél-Afrikában: Ismerje meg, hogyan tervezzen hűtési megoldásokat a rossz vízminőség kezelésére a mély aranybányákban, hogyan lehet a megoldásokat a lehető legenergiahatékonyabbá tenni a hálózati problémák elkerülése érdekében, és hogyan lehet megfelelni a legszigorúbb levegőminőségi követelményeknek.hőmérsékleti és foglalkozás-egészségügyi követelmények világszerte szabályozás – továbbra is kifizetődő lesz a bányák számára világszerte.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire England HP4 2AF, Egyesült Királyság