खाण दरवर्षी खोल होत आहे – ३० मीटर, उद्योग अहवालानुसार.
खोली जसजशी वाढत जाते, तसतशी वायुवीजन आणि कूलिंगची गरज भासते आणि दक्षिण आफ्रिकेतील सर्वात खोल खाणींमध्ये काम करण्याच्या अनुभवावरून हॉडेनला हे माहित आहे.
हॉडेनची स्थापना 1854 मध्ये स्कॉटलंडमधील जेम्स हॉडेन यांनी सागरी अभियांत्रिकी कंपनी म्हणून केली आणि खाण आणि उर्जा उद्योगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी 1950 मध्ये दक्षिण आफ्रिकेत प्रवेश केला.1960 च्या दशकापर्यंत, कंपनीने देशाच्या खोल सोन्याच्या खाणींना जमिनीखालील मैल सुरक्षितपणे आणि कार्यक्षमतेने काढण्यासाठी आवश्यक असलेल्या सर्व वेंटिलेशन आणि कूलिंग सिस्टमसह सुसज्ज करण्यात मदत केली.
“सुरुवातीला, खाणीने फक्त वेंटिलेशनचा वापर थंड करण्याची पद्धत म्हणून केला होता, पण खाणकामाची खोली जसजशी वाढत गेली, तसतसे खाणीतील वाढत्या उष्णतेच्या भाराची भरपाई करण्यासाठी यांत्रिक शीतकरण आवश्यक होते,” हाऊडेनच्या माइन कूलिंग आणि कंप्रेसर विभागाचे प्रमुख, ट्युनेस वासरमन यांनी IM ला सांगितले.
दक्षिण आफ्रिकेतील अनेक खोल सोन्याच्या खाणींनी भूगर्भातील कर्मचारी आणि उपकरणे यांना आवश्यक शीतकरण प्रदान करण्यासाठी जमिनीच्या वर आणि खाली Freon™ केंद्रापसारक कूलर स्थापित केले आहेत.
स्थितीत सुधारणा असूनही, भूगर्भातील मशीनची उष्णता पसरवण्याची प्रणाली समस्याप्रधान ठरली, कारण मशीनची शीतलक क्षमता तापमान आणि उपलब्ध हवेच्या प्रमाणात मर्यादित होती, असे वासरमन म्हणाले.त्याच वेळी, खाणीतील पाण्याच्या गुणवत्तेमुळे या सुरुवातीच्या सेंट्रीफ्यूगल चिलर्समध्ये वापरल्या जाणार्‍या शेल-आणि-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्सचे गंभीर दूषण होते.
या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, खाणींनी पृष्ठभागावरून जमिनीवर थंड हवा पंप करण्यास सुरुवात केली.यामुळे शीतलक क्षमता वाढते, आवश्यक पायाभूत सुविधा सायलोमध्ये जागा घेतात आणि ही प्रक्रिया ऊर्जा आणि ऊर्जा दोन्हीही असते.
या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, खाणींना थंडगार पाण्याच्या युनिट्सद्वारे जमिनीवर आणलेल्या थंड हवेचे प्रमाण वाढवायचे आहे.
यामुळे हौडेनला दक्षिण आफ्रिकेतील खाणींमध्ये अमिनो स्क्रू कूलर सादर करण्यास प्रवृत्त केले, प्रथम विद्यमान पृष्ठभागाच्या केंद्रापसारक कूलरनंतर.यामुळे खोल भूगर्भातील सोन्याच्या खाणींना पुरवल्या जाणाऱ्या शीतलकांच्या प्रमाणात एक टप्पा बदल झाला आहे, परिणामी पृष्ठभागावरील पाण्याचे सरासरी तापमान 6-8°C ते 1°C पर्यंत कमी झाले आहे.खाण समान खाण पाइपलाइन इन्फ्रास्ट्रक्चर वापरू शकते, ज्यापैकी बरेच आधीच स्थापित केले आहेत, तर खोल स्तरांवर वितरित केलेल्या कूलिंगचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढवते.
WRV 510 ची ओळख झाल्यानंतर सुमारे 20 वर्षांनी, हॉडेन या क्षेत्रातील आघाडीच्या बाजारपेठेतील खेळाडूने WRV 510 विकसित केले, 510 मिमी रोटरसह एक मोठा ब्लॉक स्क्रू कॉम्प्रेसर.हे त्यावेळच्या बाजारातील सर्वात मोठ्या स्क्रू कंप्रेसरपैकी एक होते आणि दक्षिण आफ्रिकेच्या खोल खाणींना थंड करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या चिलर मॉड्यूलच्या आकाराशी जुळणारे होते.
“हे एक गेम चेंजर आहे कारण खाणी चिलरच्या गुच्छांऐवजी एकच 10-12 मेगावॅट चिलर स्थापित करू शकतात,” वासरमन म्हणाले."त्याच वेळी, ग्रीन रेफ्रिजरंट म्हणून अमोनिया स्क्रू कंप्रेसर आणि प्लेट हीट एक्सचेंजर्सच्या संयोजनासाठी योग्य आहे."
खाण उद्योगासाठी अमोनियासाठी विनिर्देश आणि सुरक्षा मानकांमध्ये अमोनियाचा विचार औपचारिक करण्यात आला होता, डिझाइन प्रक्रियेत हॉडेनने महत्त्वाची भूमिका बजावली होती.ते अद्यतनित केले गेले आहेत आणि दक्षिण आफ्रिकेच्या कायद्यामध्ये समाविष्ट केले आहेत.
हे यश दक्षिण आफ्रिकेच्या खाण उद्योगाने 350 मेगावॅट पेक्षा जास्त अमोनिया रेफ्रिजरेशन क्षमतेच्या स्थापनेद्वारे सिद्ध केले आहे, जे जगातील सर्वात मोठे मानले जाते.
पण दक्षिण आफ्रिकेतील हॉडेनचे नाविन्यपूर्ण काम तिथेच थांबले नाही: 1985 मध्ये कंपनीने माइन कूलरच्या वाढत्या श्रेणीत पृष्ठभागावरील बर्फाचे मशीन जोडले.
पृष्ठभाग आणि भूमिगत कूलिंगचे पर्याय जास्तीत जास्त वाढवले ​​जात असल्याने किंवा खूप महाग मानले जात असल्याने, खाणींना आणखी खोल पातळीपर्यंत खाण विस्तारित करण्यासाठी नवीन शीतकरण समाधानाची आवश्यकता आहे.
हाऊडेनने 1985 मध्ये जोहान्सबर्गच्या पूर्वेकडील EPM (ईस्ट रँड प्रोप्रायटरी माइन) येथे पहिला बर्फ बनवण्याचा कारखाना (खाली उदाहरण) स्थापित केला, ज्याची अंतिम एकूण कूलिंग क्षमता सुमारे 40 मेगावॅट आणि बर्फाची क्षमता 4320 टन/तास आहे.
ऑपरेशनचा आधार म्हणजे पृष्ठभागावर बर्फ तयार करणे आणि खाणीद्वारे ते भूमिगत बर्फाच्या धरणात वाहून नेणे, जेथे बर्फ धरणातील पाणी नंतर भूमिगत शीतकरण केंद्रांमध्ये फिरवले जाते किंवा विहिरी ड्रिलिंगसाठी प्रक्रिया पाणी म्हणून वापरले जाते.त्यानंतर वितळलेला बर्फ पुन्हा पृष्ठभागावर पंप केला जातो.
या आइसमेकर प्रणालीचा मुख्य फायदा म्हणजे पंपिंग खर्च कमी करणे, ज्यामुळे पृष्ठभागाच्या थंड पाण्याच्या प्रणालीशी संबंधित ऑपरेटिंग खर्च अंदाजे 75-80% कमी होतो.हे अंतर्निहित "पाण्याच्या फेज संक्रमणामध्ये साठवलेल्या शीतकरण उर्जेवर येते," वासरमन म्हणाले, 1kg/s बर्फाची 4.5-5kg/s गोठवलेल्या पाण्याइतकीच शीतलक क्षमता असते.
"उत्कृष्ट पोझिशनिंग कार्यक्षमते" मुळे, भूमिगत एअर-कूलिंग स्टेशनची थर्मल कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, पुन्हा कूलिंग क्षमता वाढवण्यासाठी, भूमिगत धरण 2-5°C वर राखले जाऊ शकते.
अस्थिर पॉवर ग्रीडसाठी ओळखला जाणारा देश दक्षिण आफ्रिकेतील बर्फ उर्जा प्रकल्पाच्या विशिष्ट प्रासंगिकतेचा आणखी एक फायदा म्हणजे उष्णता साठवण पद्धत म्हणून वापरण्याची प्रणालीची क्षमता, जेथे बर्फ तयार केला जातो आणि भूमिगत बर्फाच्या धरणांमध्ये आणि शिखर कालावधीत जमा होतो..
नंतरचा फायदा एस्कॉम-समर्थित उद्योग भागीदारी प्रकल्पाच्या विकासास कारणीभूत ठरला आहे ज्याच्या अंतर्गत हॉडेन जगातील सर्वात खोल भूमिगत खाणी, Mponeng आणि Moab Hotsong येथे चाचणी प्रकरणांसह, पीक विजेची मागणी कमी करण्यासाठी बर्फ निर्मात्यांचा वापर तपासत आहे.
“आम्ही धरण रात्रीच्या वेळी (तासानंतर) गोठवले आणि पीक अवर्समध्ये खाणीसाठी थंड होण्यासाठी पाणी आणि वितळलेल्या बर्फाचा वापर केला,” वासरमन यांनी स्पष्ट केले."पीक पीरियड्समध्ये बेस कूलिंग युनिट्स बंद केली जातात, ज्यामुळे ग्रिडवरील भार कमी होतो."
यामुळे मपोनेंग येथे टर्नकी आइस मशीनचा विकास झाला, जिथे हॉडेनने 12 मेगावॅट, 120 टन/ता बर्फ मशीनसाठी सिव्हिल, इलेक्ट्रिकल आणि मेकॅनिकल उपकरणांसह काम पूर्ण केले.
मपोनेंगच्या कोर कूलिंग स्ट्रॅटेजीमध्ये अलीकडील जोडण्यांमध्ये मऊ बर्फ, पृष्ठभाग थंड केलेले पाणी, पृष्ठभाग एअर कूलर (BACs) आणि भूमिगत शीतकरण प्रणाली यांचा समावेश आहे.कामाच्या दरम्यान विरघळलेल्या क्षार आणि क्लोराईडच्या भारदस्त एकाग्रतेच्या खाणीच्या पाण्यात उपस्थिती.
दक्षिण आफ्रिकेचा अनुभव आणि केवळ उत्पादनांवरच लक्ष केंद्रित न करता, जगभरातील रेफ्रिजरेशन सिस्टीममध्ये परिवर्तन होत आहे, असे ते म्हणतात.
वासरमनने नमूद केल्याप्रमाणे, अधिकाधिक खाणी खोलवर जात आहेत आणि खाणींमध्ये अधिक जागा आहे, जगाच्या इतर भागांमध्ये यासारखे उपाय पाहणे सोपे आहे.
मीनहार्ट म्हणाले: “हॉडेन अनेक दशकांपासून दक्षिण आफ्रिकेत खोल खाण थंड करण्याचे तंत्रज्ञान निर्यात करत आहे.उदाहरणार्थ, 1990 च्या दशकात आम्ही नेवाडामध्ये भूमिगत सोन्याच्या खाणींसाठी माइन कूलिंग सोल्यूशन्सचा पुरवठा केला.
"काही दक्षिण आफ्रिकेतील खाणींमध्ये वापरलेले एक मनोरंजक तंत्रज्ञान म्हणजे लोड ट्रान्सफरसाठी थर्मल बर्फाचे संचयन - थर्मल ऊर्जा मोठ्या बर्फाच्या धरणांमध्ये साठवली जाते.बर्फ पीक अवर्समध्ये तयार होतो आणि पीक अवर्समध्ये वापरला जातो,” तो म्हणाला.“पारंपारिकपणे, रेफ्रिजरेशन युनिट्स जास्तीत जास्त सभोवतालच्या तापमानासाठी डिझाइन केले जातात जे उन्हाळ्याच्या महिन्यांत दिवसातून तीन तासांपर्यंत पोहोचू शकतात.तथापि, जर तुमच्याकडे थंड ऊर्जा साठवण्याची क्षमता असेल तर तुम्ही ती क्षमता कमी करू शकता.”
ते म्हणाले, “तुमच्याकडे बर्‍यापैकी उच्च पीक रेट असलेली योजना असल्यास आणि ऑफ-पीक कालावधीत स्वस्त दरांमध्ये अपग्रेड करायचे असल्यास, हे बर्फ बनवणारे उपाय एक मजबूत व्यवसाय केस बनवू शकतात,” तो म्हणाला."प्लांटसाठी प्रारंभिक भांडवल कमी ऑपरेटिंग खर्च ऑफसेट करू शकते."
त्याच वेळी, दक्षिण आफ्रिकेच्या खाणींमध्ये अनेक दशकांपासून वापरल्या जाणार्‍या बीएसीला अधिकाधिक जागतिक महत्त्व प्राप्त होत आहे.
पारंपारिक बीएसी डिझाईन्सच्या तुलनेत, BAC च्या नवीनतम पिढीमध्ये त्यांच्या पूर्ववर्तींच्या तुलनेत उच्च थर्मल कार्यक्षमता आहे, खाणीतील हवेच्या तापमानाची मर्यादा कमी आहे आणि एक लहान पाऊल ठसा आहे.ते एक कूलिंग-ऑन-डिमांड (CoD) मॉड्यूल देखील Howden Ventsim CONTROL प्लॅटफॉर्ममध्ये समाकलित करतात, जे आपोआप कॉलर हवेचे तापमान उपसर्फेसच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी समायोजित करते.
गेल्या वर्षभरात, होडेनने ब्राझील आणि बुर्किना फासोमधील ग्राहकांना तीन नवीन पिढीतील बीएसी वितरित केले आहेत.
कंपनी कठीण ऑपरेटिंग परिस्थितींसाठी सानुकूलित उपाय तयार करण्यास सक्षम आहे;दक्षिण ऑस्ट्रेलियातील कॅरापेटिना खाणीत ओझेड मिनरल्ससाठी बीएसी अमोनिया कूलरची 'अद्वितीय' स्थापना हे त्याचे अलीकडील उदाहरण आहे.
"हॉडेनने उपलब्ध पाण्याच्या अनुपस्थितीत ऑस्ट्रेलियामध्ये हॉडन अमोनिया कॉम्प्रेसर आणि बंद लूप ड्राय एअर कूलरसह ड्राय कंडेन्सर स्थापित केले," वासरमन यांनी स्थापनेबद्दल सांगितले."हे 'ड्राय' इन्स्टॉलेशन आहे आणि वॉटर सिस्टीममध्ये स्थापित केलेले ओपन स्प्रे कूलर नाही हे लक्षात घेता, हे कूलर जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेसाठी डिझाइन केलेले आहेत."
कंपनी सध्या बुर्किना फासोमधील यारामोको फॉर्चुना सिल्व्हर (पूर्वी रॉक्सगोल्ड) खाणीमध्ये डिझाइन केलेल्या आणि तयार केलेल्या 8 मेगावॅटच्या ऑनशोर BAC प्लांटसाठी (खाली चित्रात) अपटाइम मॉनिटरिंग सोल्यूशनची चाचणी करत आहे.
जोहान्सबर्गमधील हाऊडेन प्लांटद्वारे नियंत्रित प्रणाली, कंपनीला संभाव्य कार्यक्षमतेत सुधारणा आणि प्लांटला इष्टतमपणे कार्यरत ठेवण्यासाठी देखभाल करण्याबाबत सल्ला देण्याची परवानगी देते.इरो कॉपर, ब्राझील येथील कॅराइबा खाण संकुलातील BAC युनिट देखील हे वैशिष्ट्य वापरण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.
टोटल माइन व्हेंटिलेशन सोल्युशन्स (TMVS) प्लॅटफॉर्मने शाश्वत मूल्यवर्धित संबंध निर्माण करणे सुरू ठेवले आहे आणि कंपनी 2021 मध्ये देशात दोन व्हेंटिलेशन ऑन डिमांड (VoD) व्यवहार्यता अभ्यास सुरू करेल.
झिम्बाब्वेच्या सीमेवर, कंपनी एका प्रकल्पावर काम करत आहे ज्यामुळे भूमिगत खाणींमध्ये स्वयंचलित दरवाजे व्हिडिओ-ऑन-डिमांड सक्षम होतील, ज्यामुळे त्यांना वेगवेगळ्या अंतराने उघडता येईल आणि वाहनाच्या विशिष्ट गरजेनुसार योग्य प्रमाणात थंड हवा मिळेल.
हे तंत्रज्ञान विकास, विद्यमान उपलब्ध खाण पायाभूत सुविधा आणि ऑफ-द-शेल्फ डेटा स्रोत वापरून, हाऊडेनच्या भविष्यातील उत्पादनांचा एक महत्त्वाचा भाग असेल.
दक्षिण आफ्रिकेतील Howden अनुभव: खोल सोन्याच्या खाणींमध्ये खराब पाण्याच्या गुणवत्तेला सामोरे जाण्यासाठी कूलिंग सोल्यूशन्स कसे डिझाइन करावे, ग्रिड समस्या टाळण्यासाठी शक्य तितक्या ऊर्जा कार्यक्षम उपाय कसे बनवायचे आणि काही अत्यंत कठोर हवेच्या गुणवत्तेच्या गरजा कशा पूर्ण करायच्या हे जाणून घ्या.तापमान आणि व्यावसायिक आरोग्य आवश्यकता जागतिक नियमन – जगभरातील खाणींसाठी पैसे देणे सुरू ठेवेल.
इंटरनॅशनल मायनिंग टीम पब्लिशिंग लिमिटेड 2 क्लेरिज कोर्ट, लोअर किंग्स रोड बर्खामस्टेड, हर्टफोर्डशायर इंग्लंड HP4 2AF, UK