Lombong itu semakin dalam setiap tahun - 30 m, menurut laporan industri.
Apabila kedalaman meningkat, begitu juga keperluan untuk pengudaraan dan penyejukan, dan Howden mengetahui ini daripada pengalaman bekerja dengan lombong terdalam di Afrika Selatan.
Howden diasaskan pada tahun 1854 oleh James Howden di Scotland sebagai sebuah syarikat kejuruteraan marin dan memasuki Afrika Selatan pada tahun 1950-an untuk memenuhi keperluan industri perlombongan dan kuasa.Menjelang 1960-an, syarikat itu membantu melengkapkan lombong emas dalam negara dengan semua sistem pengudaraan dan penyejukan yang diperlukan untuk mengekstrak batu bijih di bawah tanah dengan selamat dan cekap.
"Pada mulanya, lombong hanya menggunakan pengudaraan sebagai kaedah penyejukan, tetapi apabila kedalaman perlombongan meningkat, penyejukan mekanikal diperlukan untuk mengimbangi beban haba yang semakin meningkat di lombong," Teunes Wasserman, ketua bahagian Penyejukan dan Pemampat Lombong Howden, memberitahu IM.
Banyak lombong emas dalam di Afrika Selatan telah memasang penyejuk emparan Freon™ di atas dan di bawah tanah untuk menyediakan penyejukan yang diperlukan untuk kakitangan dan peralatan bawah tanah.
Di sebalik peningkatan dalam status quo, sistem pelesapan haba mesin bawah tanah terbukti bermasalah, kerana kapasiti penyejukan mesin dihadkan oleh suhu dan jumlah udara ekzos yang tersedia, kata Wasserman.Pada masa yang sama, kualiti air lombong menyebabkan kekotoran teruk pada penukar haba shell-dan-tiub yang digunakan dalam penyejuk emparan awal ini.
Untuk menyelesaikan masalah ini, lombong mula mengepam udara sejuk dari permukaan ke tanah.Walaupun ini meningkatkan kapasiti penyejukan, infrastruktur yang diperlukan mengambil ruang dalam silo dan prosesnya adalah intensif tenaga dan tenaga.
Untuk menangani isu ini, lombong ingin memaksimumkan jumlah udara sejuk yang dibawa ke tanah melalui unit air sejuk.
Ini mendorong Howden untuk memperkenalkan penyejuk skru amino di lombong di Afrika Selatan, pertama seiring selepas penyejuk emparan permukaan sedia ada.Ini telah membawa kepada perubahan langkah dalam jumlah penyejuk yang boleh dibekalkan kepada lombong emas bawah tanah yang dalam ini, mengakibatkan penurunan purata suhu air permukaan daripada 6-8°C kepada 1°C.Lombong boleh menggunakan infrastruktur saluran paip lombong yang sama, kebanyakannya telah dipasang, sambil meningkatkan jumlah penyejukan yang dihantar ke lapisan yang lebih dalam dengan ketara.
Kira-kira 20 tahun selepas pengenalan WRV 510, Howden, pemain pasaran terkemuka dalam bidang itu, membangunkan WRV 510, pemampat skru blok besar dengan rotor 510 mm.Ia adalah salah satu pemampat skru terbesar di pasaran pada masa itu dan sepadan dengan saiz modul penyejuk yang diperlukan untuk menyejukkan lombong Afrika Selatan yang dalam.
"Ini adalah pengubah permainan kerana lombong boleh memasang satu penyejuk 10-12 MW dan bukannya sekumpulan penyejuk," kata Wasserman."Antara masa yang sama, ammonia sebagai penyejuk hijau sangat sesuai untuk gabungan pemampat skru dan penukar haba plat."
Pertimbangan ammonia telah diformalkan dalam spesifikasi dan piawaian keselamatan untuk ammonia untuk industri perlombongan, dengan Howden memainkan peranan penting dalam proses reka bentuk.Ia telah dikemas kini dan dimasukkan ke dalam undang-undang Afrika Selatan.
Kejayaan ini dibuktikan dengan pemasangan lebih daripada 350 MW kapasiti penyejukan ammonia oleh industri perlombongan Afrika Selatan, yang dianggap terbesar di dunia.
Tetapi inovasi Howden di Afrika Selatan tidak berhenti di situ: pada tahun 1985 syarikat itu menambah mesin ais permukaan kepada rangkaian penyejuk lombong yang semakin berkembang.
Memandangkan pilihan penyejukan permukaan dan bawah tanah dimaksimumkan atau dianggap terlalu mahal, lombong memerlukan penyelesaian penyejukan baharu untuk mengembangkan lagi perlombongan ke tahap yang lebih dalam.
Howden memasang kilang membuat ais pertamanya (contoh di bawah) pada tahun 1985 di EPM (East Rand Proprietary Mine) di timur Johannesburg, yang mempunyai jumlah kapasiti penyejukan akhir sekitar 40 MW dan kapasiti ais 4320 t/j.
Asas operasi adalah pembentukan ais di permukaan dan mengangkutnya melalui lombong ke empangan ais bawah tanah, di mana air dari empangan ais kemudiannya diedarkan di stesen penyejukan bawah tanah atau digunakan sebagai air proses untuk telaga penggerudian.Ais cair kemudiannya dipam semula ke permukaan.
Faedah utama sistem pembuat ais ini ialah pengurangan kos pengepaman, yang mengurangkan kos operasi yang berkaitan dengan sistem air sejuk permukaan sebanyak kira-kira 75-80%.Ia berpunca daripada "tenaga penyejukan yang tersimpan dalam peralihan fasa air," kata Wasserman, menjelaskan bahawa 1kg/s ais mempunyai kapasiti penyejukan yang sama seperti 4.5-5kg/s air beku.
Disebabkan oleh "kecekapan kedudukan yang unggul", empangan bawah tanah boleh dikekalkan pada 2-5°C untuk meningkatkan prestasi terma stesen penyejukan udara bawah tanah, sekali lagi memaksimumkan kapasiti penyejukan.
Satu lagi kelebihan perkaitan tertentu loji kuasa ais di Afrika Selatan, sebuah negara yang terkenal dengan grid kuasa yang tidak stabil, ialah keupayaan sistem untuk digunakan sebagai kaedah penyimpanan haba, di mana ais dicipta dan terkumpul di empangan ais bawah tanah dan semasa tempoh puncak..
Faedah terakhir telah membawa kepada pembangunan projek perkongsian industri yang disokong oleh Eskom di mana Howden sedang menyiasat penggunaan pembuat ais untuk mengurangkan permintaan elektrik puncak, dengan kes ujian di Mponeng dan Moab Hotsong, lombong bawah tanah terdalam di dunia.
"Kami membekukan empangan pada waktu malam (selepas waktu) dan menggunakan air dan ais cair sebagai sumber penyejukan untuk lombong pada waktu puncak," jelas Wasserman."Unit penyejukan asas dimatikan semasa tempoh puncak, yang mengurangkan beban pada grid."
Ini membawa kepada pembangunan mesin ais turnkey di Mponeng, di mana Howden menyiapkan kerja termasuk peralatan awam, elektrik dan mekanikal untuk mesin ais 12 MW, 120 t/j.
Penambahan terkini kepada strategi penyejukan teras Mponeng termasuk ais lembut, air sejuk permukaan, penyejuk udara permukaan (BAC) dan sistem penyejukan bawah tanah.kehadiran dalam perairan lombong kepekatan tinggi garam dan klorida terlarut semasa kerja.
Kekayaan pengalaman dan tumpuan Afrika Selatan pada penyelesaian, bukan hanya produk, terus mengubah sistem penyejukan di seluruh dunia, katanya.
Seperti yang dinyatakan Wasserman, apabila semakin banyak lombong pergi lebih dalam dan lebih banyak ruang di lombong, mudah untuk melihat penyelesaian seperti ini ditemui di bahagian lain di dunia.
Meinhardt berkata: "Howden telah mengeksport teknologi penyejukan lombong dalam ke Afrika Selatan selama beberapa dekad.Sebagai contoh, kami membekalkan penyelesaian penyejukan lombong untuk lombong emas bawah tanah di Nevada pada tahun 1990-an.
“Teknologi menarik yang digunakan di beberapa lombong Afrika Selatan ialah penyimpanan ais haba untuk pemindahan beban – tenaga haba disimpan dalam empangan ais yang besar.Ais dihasilkan pada waktu puncak dan digunakan pada waktu puncak,” katanya.“Secara tradisinya, unit penyejukan direka untuk suhu ambien maksimum yang boleh mencapai tiga jam sehari semasa musim panas.Walau bagaimanapun, jika anda mempunyai keupayaan untuk menyimpan tenaga penyejukan, anda boleh mengurangkan kapasiti itu.”
"Jika anda mempunyai rancangan dengan kadar puncak yang agak tinggi dan ingin menaik taraf kepada kadar yang lebih murah semasa tempoh luar puncak, penyelesaian membuat ais ini boleh menjadikan kes perniagaan yang kukuh," katanya."Modal awal untuk loji boleh mengimbangi kos operasi yang lebih rendah."
Pada masa yang sama, BAC, yang telah digunakan di lombong Afrika Selatan selama beberapa dekad, semakin mendapat kepentingan global.
Berbanding dengan reka bentuk BAC tradisional, generasi terkini BAC mempunyai kecekapan haba yang lebih tinggi daripada pendahulunya, had suhu udara lombong yang lebih rendah dan jejak yang lebih kecil.Mereka juga menyepadukan modul penyejukan atas permintaan (CoD) ke dalam platform Howden Ventsim CONTROL, yang secara automatik melaraskan suhu udara kolar untuk dipadankan dengan keperluan bawah permukaan.
Sepanjang tahun lalu, Howden telah menyampaikan tiga BAC generasi baharu kepada pelanggan di Brazil dan Burkina Faso.
Syarikat itu juga mampu menghasilkan penyelesaian tersuai untuk keadaan operasi yang sukar;contoh terbaru ialah pemasangan 'unik' penyejuk ammonia BAC untuk OZ Minerals di lombong Carrapateena di Australia Selatan.
"Howden memasang kondenser kering dengan pemampat ammonia Howden dan penyejuk udara kering gelung tertutup di Australia jika tiada air tersedia," kata Wasserman mengenai pemasangan itu."Memandangkan ini adalah pemasangan 'kering' dan bukan penyejuk semburan terbuka yang dipasang dalam sistem air, penyejuk ini direka untuk kecekapan maksimum."
Syarikat itu sedang menguji penyelesaian pemantauan masa operasi untuk loji BAC darat 8 MW (gambar di bawah) yang direka dan dibina di lombong Perak Yaramoko Fortuna (dahulunya Roxgold) di Burkina Faso.
Sistem yang dikawal oleh kilang Howden di Johannesburg, membolehkan syarikat memberi nasihat mengenai potensi peningkatan kecekapan dan penyelenggaraan untuk memastikan loji beroperasi pada tahap optimumnya.Unit BAC di kompleks perlombongan Caraiba di Ero Copper, Brazil juga direka bentuk untuk menggunakan ciri ini.
Platform Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) terus membina hubungan nilai tambah yang mampan dan syarikat itu akan melancarkan dua kajian kebolehlaksanaan Ventilation On Demand (VoD) di negara ini pada 2021.
Betul-betul di sempadan Zimbabwe, syarikat itu sedang mengusahakan projek yang akan membolehkan video-atas-permintaan untuk pintu automatik di lombong bawah tanah, membolehkan mereka dibuka pada selang masa yang berbeza-beza dan memberikan jumlah udara penyejuk yang sesuai bergantung pada keperluan khusus kenderaan.
Pembangunan teknologi ini, menggunakan infrastruktur perlombongan sedia ada dan sumber data luar rak, akan menjadi bahagian penting dalam produk masa depan Howden.
Pengalaman Howden di Afrika Selatan: Ketahui cara mereka bentuk penyelesaian penyejukan untuk menangani kualiti air yang lemah di lombong emasnya yang dalam, cara menjadikan penyelesaian sebagai cekap tenaga yang mungkin untuk mengelakkan masalah grid, dan cara memenuhi beberapa keperluan kualiti udara yang paling ketat.suhu dan keperluan kesihatan pekerjaan di seluruh dunia Peraturan – akan terus membayar untuk lombong di seluruh dunia.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire England HP4 2AF, UK