Tambang semakin dalam setiap tahun – 30 m, menurut laporan industri.
Seiring bertambahnya kedalaman, kebutuhan akan ventilasi dan pendinginan juga meningkat, dan Howden mengetahui hal ini dari pengalaman bekerja dengan tambang terdalam di Afrika Selatan.
Howden didirikan pada tahun 1854 oleh James Howden di Skotlandia sebagai perusahaan teknik kelautan dan memasuki Afrika Selatan pada tahun 1950-an untuk melayani kebutuhan industri pertambangan dan listrik.Pada tahun 1960-an, perusahaan membantu melengkapi tambang emas dalam negeri dengan semua sistem ventilasi dan pendingin yang diperlukan untuk mengekstraksi bijih secara aman dan efisien bermil-mil jauhnya di bawah tanah.
“Awalnya, tambang hanya menggunakan ventilasi sebagai metode pendinginan, tetapi seiring bertambahnya kedalaman tambang, pendinginan mekanis diperlukan untuk mengkompensasi peningkatan beban panas di tambang,” kata Teunes Wasserman, kepala divisi Pendinginan dan Kompresor Tambang Howden, kepada IM.
Banyak tambang emas dalam di Afrika Selatan telah memasang pendingin sentrifugal Freon™ di atas dan di bawah tanah untuk memberikan pendinginan yang diperlukan bagi personel dan peralatan bawah tanah.
Terlepas dari peningkatan status quo, sistem pembuangan panas mesin bawah tanah terbukti bermasalah, karena kapasitas pendinginan mesin dibatasi oleh suhu dan jumlah udara buangan yang tersedia, kata Wasserman.Pada saat yang sama, kualitas air tambang menyebabkan pengotoran parah pada penukar panas shell-and-tube yang digunakan pada pendingin sentrifugal awal ini.
Untuk mengatasi masalah ini, tambang mulai memompa udara dingin dari permukaan ke tanah.Sementara ini meningkatkan kapasitas pendinginan, infrastruktur yang diperlukan memakan ruang di silo dan prosesnya intensif energi dan energi.
Untuk mengatasi masalah ini, tambang ingin memaksimalkan jumlah udara dingin yang dibawa ke tanah melalui unit air dingin.
Hal ini mendorong Howden untuk memperkenalkan pendingin sekrup amino di tambang di Afrika Selatan, pertama bersamaan setelah pendingin sentrifugal permukaan yang ada.Hal ini menyebabkan perubahan bertahap dalam jumlah cairan pendingin yang dapat disuplai ke tambang emas bawah tanah yang dalam ini, yang mengakibatkan penurunan suhu air permukaan rata-rata dari 6-8°C menjadi 1°C.Tambang ini dapat menggunakan infrastruktur saluran pipa tambang yang sama, banyak di antaranya telah terpasang, sekaligus meningkatkan jumlah pendinginan yang dikirim ke lapisan yang lebih dalam secara signifikan.
Kira-kira 20 tahun setelah pengenalan WRV 510, Howden, pemain pasar terkemuka di bidangnya, mengembangkan WRV 510, kompresor sekrup blok besar dengan rotor 510 mm.Itu adalah salah satu kompresor sekrup terbesar di pasar pada saat itu dan cocok dengan ukuran modul chiller yang diperlukan untuk mendinginkan tambang Afrika Selatan yang dalam.
“Ini adalah pengubah permainan karena tambang dapat memasang satu pendingin 10-12 MW, bukan sekumpulan pendingin,” kata Wasserman.“Pada saat yang sama, amonia sebagai refrigeran hijau sangat cocok untuk kombinasi kompresor ulir dan penukar panas pelat.”
Pertimbangan amonia diformalkan dalam spesifikasi dan standar keamanan amonia untuk industri pertambangan, dengan Howden memainkan peran penting dalam proses desain.Mereka telah diperbarui dan dimasukkan ke dalam hukum Afrika Selatan.
Keberhasilan ini dibuktikan dengan dipasangnya lebih dari 350 MW kapasitas pendingin amoniak oleh industri pertambangan Afrika Selatan yang dianggap terbesar di dunia.
Namun inovasi Howden di Afrika Selatan tidak berhenti di situ: pada tahun 1985 perusahaan menambahkan mesin es permukaan ke rangkaian pendingin tambang yang semakin berkembang.
Karena opsi pendinginan permukaan dan bawah tanah dimaksimalkan atau dianggap terlalu mahal, tambang membutuhkan solusi pendinginan baru untuk lebih memperluas penambangan ke tingkat yang lebih dalam.
Howden memasang pabrik pembuat es pertamanya (contoh di bawah) pada tahun 1985 di EPM (East Rand Proprietary Mine) di sebelah timur Johannesburg, yang memiliki kapasitas pendinginan total akhir sekitar 40 MW dan kapasitas es 4320 t/jam.
Dasar operasinya adalah pembentukan es di permukaan dan mengangkutnya melalui tambang ke bendungan es bawah tanah, di mana air dari bendungan es tersebut kemudian disirkulasikan di stasiun pendingin bawah tanah atau digunakan sebagai air proses untuk pengeboran sumur.Es yang mencair kemudian dipompa kembali ke permukaan.
Manfaat utama dari sistem pembuat es ini adalah pengurangan biaya pemompaan, yang mengurangi biaya pengoperasian terkait dengan sistem air dingin permukaan sekitar 75-80%.Ini bermuara pada “energi pendinginan yang tersimpan dalam transisi fase air,” kata Wasserman, menjelaskan bahwa 1kg/detik es memiliki kapasitas pendinginan yang sama dengan 4,5-5kg/detik air beku.
Karena “efisiensi pemosisian yang unggul”, bendungan bawah tanah dapat dipertahankan pada suhu 2-5°C untuk meningkatkan kinerja termal stasiun pendingin udara bawah tanah, sekali lagi memaksimalkan kapasitas pendinginan.
Keuntungan lain dari relevansi khusus pembangkit listrik es di Afrika Selatan, negara yang terkenal dengan jaringan listriknya yang tidak stabil, adalah kemampuan sistem untuk digunakan sebagai metode penyimpanan panas, di mana es dibuat dan terakumulasi di bendungan es bawah tanah dan selama periode puncak..
Manfaat terakhir telah mengarah pada pengembangan proyek kemitraan industri yang didukung Eskom di mana Howden sedang menyelidiki penggunaan pembuat es untuk mengurangi permintaan listrik puncak, dengan kasus uji di Mponeng dan Moab Hotsong, tambang bawah tanah terdalam di dunia.
“Kami membekukan bendungan pada malam hari (setelah jam kerja) dan menggunakan air dan es yang mencair sebagai sumber pendinginan tambang selama jam sibuk,” jelas Wasserman.“Unit pendingin dasar dimatikan selama periode puncak, yang mengurangi beban pada jaringan.”
Hal ini mengarah pada pengembangan mesin es siap pakai di Mponeng, di mana Howden menyelesaikan pekerjaan termasuk peralatan sipil, listrik, dan mekanik untuk mesin es 12 MW, 120 ton/jam.
Penambahan terbaru pada strategi pendinginan inti Mponeng mencakup es lunak, air dingin permukaan, pendingin udara permukaan (BAC), dan sistem pendingin bawah tanah.keberadaan di perairan tambang dengan konsentrasi garam dan klorida terlarut yang tinggi selama bekerja.
Kekayaan pengalaman dan fokus Afrika Selatan pada solusi, bukan hanya produk, terus mengubah sistem pendingin di seluruh dunia, katanya.
Seperti yang disebutkan Wasserman, karena semakin banyak tambang masuk semakin dalam dan semakin banyak ruang di tambang, mudah untuk melihat solusi seperti ini ditemukan di bagian lain dunia.
Meinhardt berkata: “Howden telah mengekspor teknologi pendinginan tambang dalam ke Afrika Selatan selama beberapa dekade.Misalnya, kami memasok solusi pendinginan tambang untuk tambang emas bawah tanah di Nevada pada tahun 1990-an.
“Teknologi menarik yang digunakan di beberapa tambang Afrika Selatan adalah penyimpanan es termal untuk transfer beban – energi panas disimpan di bendungan es besar.Es diproduksi pada jam sibuk dan digunakan pada jam sibuk,” ujarnya.“Biasanya, unit pendingin dirancang untuk suhu lingkungan maksimum yang bisa mencapai tiga jam sehari selama bulan-bulan musim panas.Namun, jika Anda memiliki kemampuan untuk menyimpan energi pendinginan, Anda dapat mengurangi kapasitas tersebut.”
“Jika Anda memiliki rencana dengan tingkat puncak yang cukup tinggi dan ingin meningkatkan ke tingkat yang lebih murah selama periode di luar puncak, solusi pembuatan es ini dapat menjadi alasan bisnis yang kuat,” katanya.“Modal awal untuk pabrik dapat mengimbangi biaya operasi yang lebih rendah.”
Pada saat yang sama, BAC, yang telah digunakan di tambang Afrika Selatan selama beberapa dekade, menjadi semakin penting secara global.
Dibandingkan dengan desain BAC tradisional, BAC generasi terbaru memiliki efisiensi termal yang lebih tinggi daripada pendahulunya, batas suhu udara tambang yang lebih rendah, dan tapak yang lebih kecil.Mereka juga mengintegrasikan modul cooling-on-demand (CoD) ke dalam platform Howden Ventsim CONTROL, yang secara otomatis menyesuaikan suhu udara kerah agar sesuai dengan kebutuhan di bawah permukaan.
Selama setahun terakhir, Howden telah mengirimkan tiga BAC generasi baru kepada pelanggan di Brasil dan Burkina Faso.
Perusahaan juga mampu menghasilkan solusi khusus untuk kondisi pengoperasian yang sulit;contoh baru-baru ini adalah pemasangan pendingin amonia BAC yang 'unik' untuk OZ Minerals di tambang Carrapateena di Australia Selatan.
“Howden memasang kondensor kering dengan kompresor amonia Howden dan pendingin udara kering loop tertutup di Australia jika tidak ada air yang tersedia,” kata Wasserman tentang pemasangan tersebut.“Mengingat ini adalah instalasi 'kering' dan bukan pendingin semprot terbuka yang dipasang di sistem air, pendingin ini dirancang untuk efisiensi maksimum.”
Perusahaan saat ini sedang menguji solusi pemantauan uptime untuk pabrik BAC darat 8 MW (gambar di bawah) yang dirancang dan dibangun di tambang Yaramoko Fortuna Silver (sebelumnya Roxgold) di Burkina Faso.
Sistem tersebut, yang dikendalikan oleh pabrik Howden di Johannesburg, memungkinkan perusahaan untuk memberi nasihat tentang potensi perbaikan dan pemeliharaan efisiensi agar pabrik tetap beroperasi secara optimal.Unit BAC di kompleks pertambangan Caraiba di Ero Copper, Brazil juga dirancang untuk menggunakan fitur ini.
Platform Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) terus membangun hubungan nilai tambah yang berkelanjutan dan perusahaan akan meluncurkan dua studi kelayakan Ventilation On Demand (VoD) di negara tersebut pada tahun 2021.
Tepat di perbatasan Zimbabwe, perusahaan sedang mengerjakan proyek yang akan mengaktifkan video-on-demand untuk pintu otomatis di tambang bawah tanah, memungkinkan mereka untuk membuka pada interval yang bervariasi dan memberikan jumlah udara pendingin yang tepat tergantung pada kebutuhan khusus kendaraan.
Pengembangan teknologi ini, dengan menggunakan infrastruktur penambangan yang tersedia dan sumber data siap pakai, akan menjadi bagian penting dari produk masa depan Howden.
Pengalaman Howden di Afrika Selatan: Pelajari cara merancang solusi pendinginan untuk menangani kualitas air yang buruk di tambang emasnya yang dalam, cara membuat solusi seefisien energi untuk menghindari masalah jaringan listrik, dan cara memenuhi beberapa persyaratan kualitas udara yang paling ketat.suhu dan persyaratan kesehatan kerja Regulasi di seluruh dunia – akan terus terbayar untuk tambang di seluruh dunia.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Inggris HP4 2AF, Inggris