Ar katru gadu raktuves kļūst arvien dziļākas – 30 m, liecina nozares ziņojumi.
Palielinoties dziļumam, pieaug arī nepieciešamība pēc ventilācijas un dzesēšanas, un Haudens to zina no pieredzes, strādājot ar Dienvidāfrikas dziļākajām raktuvēm.
Haudenu 1854. gadā nodibināja Džeimss Haudens Skotijā kā kuģu inženierijas uzņēmumu, un tas ienāca Dienvidāfrikā 1950. gados, lai apkalpotu ieguves un enerģētikas nozares.Līdz 1960. gadiem uzņēmums palīdzēja aprīkot valsts dziļās zelta raktuves ar visām ventilācijas un dzesēšanas sistēmām, kas vajadzīgas, lai droši un efektīvi iegūtu rūdas jūdzes pazemē.
"Sākotnēji raktuvēs tika izmantota tikai ventilācija kā dzesēšanas metode, bet, palielinoties ieguves dziļumam, bija nepieciešama mehāniskā dzesēšana, lai kompensētu pieaugošo siltuma slodzi raktuvēs," IM pastāstīja Teuness Vasermans, Houdens raktuvju dzesēšanas un kompresoru nodaļas vadītājs.
Daudzās dziļajās zelta raktuvēs Dienvidāfrikā virs un zem zemes ir uzstādīti Freon™ centrbēdzes dzesētāji, lai nodrošinātu nepieciešamo dzesēšanu pazemes personālam un aprīkojumam.
Neskatoties uz status quo uzlabošanos, pazemes mašīnas siltuma izkliedes sistēma izrādījās problemātiska, jo mašīnas dzesēšanas jaudu ierobežoja temperatūra un pieejamā izplūdes gaisa daudzums, sacīja Vasermans.Tajā pašā laikā raktuvju ūdens kvalitāte izraisīja nopietnu čaumalu un cauruļu siltummaiņu piesārņojumu, ko izmantoja šajos agrīnajos centrbēdzes dzesētājos.
Lai atrisinātu šo problēmu, raktuves sāka sūknēt aukstu gaisu no virsmas uz zemi.Lai gan tas palielina dzesēšanas jaudu, nepieciešamā infrastruktūra aizņem vietu tvertnē, un process ir gan energoietilpīgs, gan energoietilpīgs.
Lai risinātu šīs problēmas, raktuves vēlas maksimāli palielināt aukstā gaisa daudzumu, kas tiek nogādāts zemē caur atdzesēta ūdens vienībām.
Tas mudināja Houdenu Dienvidāfrikas raktuvēs ieviest aminoskrūvju dzesētājus, vispirms tandēmā pēc esošajiem virsmas centrbēdzes dzesētājiem.Tas ir izraisījis pakāpeniskas izmaiņas dzesēšanas šķidruma daudzumā, ko var piegādāt šīm dziļajām pazemes zelta raktuvēm, kā rezultātā vidējā virszemes ūdens temperatūra pazeminājās no 6-8°C līdz 1°C.Raktuvēs var izmantot to pašu raktuvju cauruļvadu infrastruktūru, no kurām daudzas jau ir uzstādītas, vienlaikus ievērojami palielinot dzesēšanas daudzumu, kas tiek piegādāts dziļākiem slāņiem.
Aptuveni 20 gadus pēc WRV 510 ieviešanas Houdens, vadošais tirgus dalībnieks šajā jomā, izstrādāja WRV 510, liela bloka skrūves kompresoru ar 510 mm rotoru.Tas bija viens no lielākajiem skrūvju kompresoriem tirgū tajā laikā un atbilda dzesētāja moduļa izmēram, kas nepieciešams, lai atdzesētu šīs dziļās Dienvidāfrikas raktuves.
"Tas ir spēles mainītājs, jo raktuvēs var uzstādīt vienu 10-12 MW dzesētāju, nevis dzesētāju kopumu," sacīja Vasermans."Tajā pašā laikā amonjaks kā zaļš aukstumnesējs ir labi piemērots skrūvju kompresoru un plākšņu siltummaiņu kombinācijām."
Amonjaka apsvērumi tika oficiāli iekļauti kalnrūpniecības nozares amonjaka specifikācijās un drošības standartos, un Haudenam bija svarīga loma projektēšanas procesā.Tie ir atjaunināti un iekļauti Dienvidāfrikas tiesību aktos.
Par šiem panākumiem liecina vairāk nekā 350 MW amonjaka saldēšanas jaudas uzstādīšana Dienvidāfrikas kalnrūpniecības nozarē, kas tiek uzskatīta par lielāko pasaulē.
Taču Haudena inovācija Dienvidāfrikā ar to neapstājās: 1985. gadā uzņēmums savam augošajam raktuvju dzesētāju klāstam pievienoja virszemes ledus mašīnu.
Tā kā virszemes un pazemes dzesēšanas iespējas ir maksimāli palielinātas vai tiek uzskatītas par pārāk dārgām, raktuvēm ir nepieciešams jauns dzesēšanas risinājums, lai vēl vairāk paplašinātu ieguvi līdz dziļākam līmenim.
Haudens savu pirmo ledus ražošanas rūpnīcu (piemērs zemāk) uzstādīja 1985. gadā EPM (East Rand Proprietary Mine) uz austrumiem no Johannesburgas, kuras galīgā kopējā dzesēšanas jauda ir aptuveni 40 MW un ledus jauda 4320 t/h.
Darbības pamatā ir ledus veidošanās uz virsmas un transportēšana caur raktuvi uz pazemes ledus aizsprostu, kur ūdens no ledus aizsprosta tiek cirkulēts pazemes dzesēšanas stacijās vai tiek izmantots kā tehnoloģiskais ūdens urbumu urbšanai.Pēc tam izkusušais ledus tiek sūknēts atpakaļ uz virsmu.
Šīs ledus veidotāju sistēmas galvenais ieguvums ir samazinātas sūknēšanas izmaksas, kas samazina ekspluatācijas izmaksas, kas saistītas ar virszemes atdzesētā ūdens sistēmām par aptuveni 75-80%.Tas ir saistīts ar raksturīgo "dzesēšanas enerģiju, kas tiek uzkrāta ūdens fāzu pārejās", sacīja Vasermans, paskaidrojot, ka 1 kg / s ledus ir tāda pati dzesēšanas jauda kā 4,5–5 kg / s saldētam ūdenim.
Pateicoties “augstākajai pozicionēšanas efektivitātei”, pazemes aizsprostu var uzturēt 2-5°C, lai uzlabotu pazemes gaisa dzesēšanas stacijas termiskos rādītājus, atkal palielinot dzesēšanas jaudu.
Vēl viena ledus spēkstacijas īpašās nozīmes priekšrocība Dienvidāfrikā, valstī, kas ir pazīstama ar savu nestabilo elektrotīklu, ir sistēmas spēja izmantot kā siltuma uzkrāšanas metodi, kur ledus veidojas un uzkrājas pazemes ledus aizsprostos un pīķa periodos..
Pēdējais ieguvums ir novedis pie Eskom atbalstīta nozares partnerības projekta izstrādes, saskaņā ar kuru Haudens pēta ledus veidotāju izmantošanu, lai samazinātu maksimālo elektroenerģijas pieprasījumu, veicot testus Mponeng un Moab Hotsong, pasaules dziļākajās pazemes raktuvēs.
"Mēs sasaldējām aizsprostu naktī (pēc stundām) un izmantojām ūdeni un izkusušo ledu kā raktuves dzesēšanas avotu pīķa stundās," skaidroja Vasermans."Bāzes dzesēšanas bloki tiek izslēgti maksimuma periodos, kas samazina tīkla slodzi."
Tā rezultātā Mponengā tika izstrādāta pabeigta ledus mašīna, kur Haudens pabeidza darbus, tostarp civilās, elektriskās un mehāniskās iekārtas 12 MW, 120 t/h ledus mašīnai.
Nesenie Mponeng galvenās dzesēšanas stratēģijas papildinājumi ietver mīkstu ledu, virszemes atdzesētu ūdeni, virszemes gaisa dzesētājus (BAC) un pazemes dzesēšanas sistēmu.paaugstinātas izšķīdušo sāļu un hlorīdu koncentrācijas klātbūtne raktuvju ūdeņos darba laikā.
Viņš saka, ka Dienvidāfrikas bagātā pieredze un koncentrēšanās uz risinājumiem, ne tikai produktiem, turpina pārveidot saldēšanas sistēmas visā pasaulē.
Kā minēja Vasermans, jo arvien vairāk raktuvju iet dziļāk un raktuvēs ir vairāk vietas, ir viegli redzēt, ka šādi risinājumi atrodami citās pasaules daļās.
Meinhards sacīja: "Howden ir eksportējis savu dziļo raktuvju dzesēšanas tehnoloģiju uz Dienvidāfriku gadu desmitiem.Piemēram, deviņdesmitajos gados mēs piegādājām raktuvju dzesēšanas risinājumus pazemes zelta raktuvēm Nevadā.
“Interesanta tehnoloģija, ko izmanto dažās Dienvidāfrikas raktuvēs, ir termiskā ledus uzglabāšana slodzes pārnešanai – siltumenerģija tiek uzkrāta lielos ledus aizsprostos.Ledus tiek ražots pīķa stundās un tiek izmantots pīķa stundās,” viņš teica.“Tradicionāli saldēšanas iekārtas ir paredzētas maksimālai apkārtējās vides temperatūrai, kas vasaras mēnešos var sasniegt trīs stundas dienā.Tomēr, ja jums ir iespēja uzglabāt dzesēšanas enerģiju, varat samazināt šo jaudu.
"Ja jums ir plāns ar diezgan augstu maksimālās likmes līmeni un vēlaties jaunināt uz lētākām likmēm ne-pīķa periodos, šie ledus izgatavošanas risinājumi var radīt spēcīgu biznesa argumentu," viņš teica."Ražotnes sākuma kapitāls var kompensēt zemākas ekspluatācijas izmaksas."
Tajā pašā laikā BAC, kas Dienvidāfrikas raktuvēs izmantots jau vairākus gadu desmitus, iegūst arvien lielāku globālo nozīmi.
Salīdzinot ar tradicionālajiem BAC dizainiem, jaunākās paaudzes BAC ir augstāka termiskā efektivitāte nekā to priekšgājējiem, zemāki raktuvju gaisa temperatūras ierobežojumi un mazāks nospiedums.Tajos ir arī integrēts dzesēšanas pēc pieprasījuma (CoD) modulis Howden Ventsim CONTROL platformā, kas automātiski pielāgo apkakles gaisa temperatūru, lai tā atbilstu pazemes vajadzībām.
Pēdējā gada laikā Houdens ir piegādājis trīs jaunas paaudzes BAC klientiem Brazīlijā un Burkinafaso.
Uzņēmums spēj ražot arī pielāgotus risinājumus sarežģītiem ekspluatācijas apstākļiem;nesens piemērs ir “unikālā” BAC amonjaka dzesētāju uzstādīšana uzņēmumam OZ Minerals Carrapateena raktuvēs Dienvidaustrālijā.
"Howden Austrālijā uzstādīja sausos kondensatorus ar Howden amonjaka kompresoriem un slēgta cikla sausā gaisa dzesētājiem, ja nebija pieejams ūdens," par uzstādīšanu sacīja Vasermans.“Ņemot vērā, ka šī ir “sausā” instalācija, nevis atvērti ūdens sistēmās uzstādīti aerosola dzesētāji, šie dzesētāji ir paredzēti maksimālai efektivitātei.”
Uzņēmums pašlaik testē darbības laika uzraudzības risinājumu 8 MW sauszemes BAC stacijai (attēlā zemāk), kas projektēta un uzbūvēta Yaramoko Fortuna Silver (agrāk Roxgold) raktuvēs Burkinafaso.
Sistēma, ko kontrolē Houdenas rūpnīca Johannesburgā, ļauj uzņēmumam konsultēt par iespējamiem efektivitātes uzlabojumiem un apkopi, lai rūpnīca darbotos optimāli.Arī BAC vienība Caraiba kalnrūpniecības kompleksā Ero Copper pilsētā Brazīlijā ir paredzēta šīs funkcijas izmantošanai.
Platforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) turpina veidot ilgtspējīgas attiecības ar pievienoto vērtību, un uzņēmums 2021. gadā valstī uzsāks divus Ventilation On Demand (VoD) priekšizpēti.
Tieši uz Zimbabves robežas uzņēmums strādā pie projekta, kas nodrošinās video pēc pieprasījuma automātiskām durvīm pazemes raktuvēs, ļaujot tām atvērties ar dažādiem intervāliem un nodrošināt pareizo dzesēšanas gaisa daudzumu atkarībā no transportlīdzekļa īpašajām vajadzībām.
Šī tehnoloģiju attīstība, izmantojot esošo pieejamo ieguves infrastruktūru un gatavus datu avotus, būs svarīga Howden nākotnes produktu sastāvdaļa.
Haudena pieredze Dienvidāfrikā: uzziniet, kā izstrādāt dzesēšanas risinājumus, lai risinātu zemas ūdens kvalitātes problēmas dziļajās zelta raktuvēs, kā padarīt risinājumus pēc iespējas energoefektīvākus, lai izvairītos no tīkla problēmām, un kā izpildīt dažas no visstingrākajām gaisa kvalitātes prasībām.temperatūras un arodveselības prasības visā pasaulē Regula – turpinās atmaksāties raktuvēm visā pasaulē.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire England HP4 2AF, UK