उद्योग रिपोर्टहरूका अनुसार खानी हरेक वर्ष ३० मिटर गहिरो हुँदै गइरहेको छ।
गहिराइ बढ्दै जाँदा, भेन्टिलेसन र शीतलनको आवश्यकता पनि बढ्दै जान्छ, र हाउडेनलाई दक्षिण अफ्रिकाको सबैभन्दा गहिरो खानीहरूसँग काम गर्ने अनुभवबाट यो कुरा थाहा छ।
हाउडेनको स्थापना १८५४ मा स्कटल्याण्डमा जेम्स हाउडेनले एक समुद्री इन्जिनियरिङ कम्पनीको रूपमा गरेका थिए र १९५० को दशकमा खानी र ऊर्जा उद्योगहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न दक्षिण अफ्रिकामा प्रवेश गरेका थिए। १९६० को दशकसम्ममा, कम्पनीले देशको गहिरो सुन खानीहरूलाई सुरक्षित र कुशलतापूर्वक भूमिगत अयस्क माइल निकाल्न आवश्यक पर्ने सबै भेन्टिलेसन र शीतलन प्रणालीहरूले सुसज्जित गर्न मद्दत गर्‍यो।
"सुरुमा, खानीले केवल शीतलन विधिको रूपमा भेन्टिलेसन प्रयोग गर्थ्यो, तर खानीको गहिराइ बढ्दै जाँदा, खानीमा बढ्दो ताप भारको क्षतिपूर्ति गर्न मेकानिकल शीतलन आवश्यक पर्‍यो," हाउडेनको खानी शीतलन र कम्प्रेसर डिभिजनका प्रमुख ट्युनेस वासरम्यानले IM लाई भने।
दक्षिण अफ्रिकाका धेरै गहिरो सुन खानीहरूले भूमिगत कर्मचारी र उपकरणहरूलाई आवश्यक शीतलन प्रदान गर्न जमिन माथि र तल फ्रियोन™ केन्द्रापसारक कूलरहरू स्थापना गरेका छन्।
यथास्थितिमा सुधार भए पनि, भूमिगत मेसिनको ताप अपव्यय प्रणाली समस्याग्रस्त साबित भयो, किनकि मेसिनको शीतलन क्षमता तापक्रम र उपलब्ध निकास हावाको मात्राले सीमित थियो, वासरम्यानले भने। साथै, खानीको पानीको गुणस्तरले यी प्रारम्भिक केन्द्रापसारक चिलरहरूमा प्रयोग हुने शेल-एन्ड-ट्यूब ताप एक्सचेन्जरहरूमा गम्भीर फोहोर निम्त्यायो।
यो समस्या समाधान गर्न, खानीहरूले सतहबाट जमिनमा चिसो हावा पम्प गर्न थाले। यसले चिस्याउने क्षमता बढाए पनि, आवश्यक पूर्वाधारले साइलोमा ठाउँ ओगटेको छ र यो प्रक्रिया ऊर्जा र ऊर्जा गहन दुवै छ।
यी समस्याहरूलाई सम्बोधन गर्न, खानीहरूले चिसो पानी युनिटहरू मार्फत जमिनमा ल्याइने चिसो हावाको मात्रा अधिकतम बनाउन चाहन्छन्।
यसले हाउडेनलाई दक्षिण अफ्रिकाका खानीहरूमा एमिनो स्क्रू कूलरहरू प्रस्तुत गर्न प्रेरित गर्‍यो, जुन पहिले अवस्थित सतह केन्द्रापसारक कूलरहरू पछि मिल्दोजुल्दो थियो। यसले यी गहिरो भूमिगत सुन खानीहरूमा आपूर्ति गर्न सकिने शीतलकको मात्रामा एक चरण परिवर्तन ल्याएको छ, जसको परिणामस्वरूप औसत सतहको पानीको तापक्रम ६-८°C बाट १°C मा घटेको छ। खानीले उही खानी पाइपलाइन पूर्वाधार प्रयोग गर्न सक्छ, जसमध्ये धेरै पहिले नै स्थापित छन्, जबकि गहिरो तहहरूमा पुर्‍याइएको शीतलकको मात्रामा उल्लेखनीय वृद्धि गर्दछ।
WRV 510 को परिचयको लगभग २० वर्ष पछि, यस क्षेत्रको एक अग्रणी बजार खेलाडी हाउडेनले WRV 510 विकास गर्‍यो, जुन ५१० मिमी रोटर भएको ठूलो ब्लक स्क्रू कम्प्रेसर थियो। यो त्यतिबेला बजारमा रहेका सबैभन्दा ठूला स्क्रू कम्प्रेसरहरू मध्ये एक थियो र ती गहिरो दक्षिण अफ्रिकी खानीहरूलाई चिसो पार्न आवश्यक पर्ने चिलर मोड्युल आकारसँग मेल खान्छ।
"यो खेल परिवर्तनकर्ता हो किनभने खानीहरूले चिलरहरूको गुच्छाको सट्टा एकल १०-१२ मेगावाट चिलर स्थापना गर्न सक्छन्," वासरम्यानले भने। "एकै समयमा, अमोनिया हरियो रेफ्रिजरेन्टको रूपमा स्क्रू कम्प्रेसर र प्लेट ताप एक्सचेन्जरहरूको संयोजनको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छ।"
खानी उद्योगको लागि अमोनियाको विशिष्टता र सुरक्षा मापदण्डहरूमा अमोनिया विचारहरूलाई औपचारिक रूप दिइएको थियो, जसमा हाउडेनले डिजाइन प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलेका थिए। तिनीहरूलाई अद्यावधिक गरी दक्षिण अफ्रिकी कानूनमा समावेश गरिएको छ।
यो सफलता दक्षिण अफ्रिकाको खानी उद्योगले ३५० मेगावाटभन्दा बढीको अमोनिया रेफ्रिजरेसन क्षमताको स्थापनाबाट प्रमाणित हुन्छ, जुन विश्वको सबैभन्दा ठूलो मानिन्छ।
तर दक्षिण अफ्रिकामा हाउडेनको नवीनता त्यहाँ रोकिएन: १९८५ मा कम्पनीले खानी कूलरहरूको बढ्दो दायरामा सतह बरफ मेसिन थप्यो।
सतह र भूमिगत शीतलन विकल्पहरू अधिकतम पारिएको वा धेरै महँगो मानिएको हुनाले, खानीहरूलाई खानीलाई अझ गहिरो स्तरमा विस्तार गर्न नयाँ शीतलन समाधानको आवश्यकता छ।
हाउडेनले आफ्नो पहिलो बरफ बनाउने प्लान्ट (उदाहरण तल) १९८५ मा जोहानेसबर्गको पूर्वमा EPM (पूर्वी रान्ड प्रोप्राइटरी माइन) मा स्थापना गर्‍यो, जसको अन्तिम कुल शीतलन क्षमता लगभग ४० मेगावाट र बरफ क्षमता ४३२० टन/घण्टा छ।
यस कार्यको आधार सतहमा बरफको गठन हो र यसलाई खानी मार्फत भूमिगत बरफ बाँधमा ढुवानी गरिन्छ, जहाँ बरफ बाँधबाट पानीलाई भूमिगत शीतलन स्टेशनहरूमा परिसंचरण गरिन्छ वा इनारहरू खन्ने प्रक्रिया पानीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। त्यसपछि पग्लिएको बरफलाई सतहमा फिर्ता पम्प गरिन्छ।
यस आइसमेकर प्रणालीको मुख्य फाइदा भनेको पम्पिङ लागतमा कमी आउनु हो, जसले सतह चिसो पानी प्रणालीसँग सम्बन्धित सञ्चालन लागतलाई लगभग ७५-८०% ले घटाउँछ। यो पानीको चरण संक्रमणमा भण्डारण गरिएको निहित "शीतल ऊर्जा" मा निर्भर गर्दछ, वासरम्यानले भने, १ किलोग्राम/सेकेन्ड बरफमा जमेको पानीको ४.५-५ किलोग्राम/सेकेन्ड जत्तिकै शीतलक क्षमता हुन्छ।
"उत्कृष्ट स्थिति दक्षता" को कारण, भूमिगत बाँधलाई २-५ डिग्री सेल्सियसमा कायम राख्न सकिन्छ जसले गर्दा भूमिगत एयर-कूलिंग स्टेशनको थर्मल कार्यसम्पादनमा सुधार हुन्छ, जसले गर्दा फेरि शीतलन क्षमता अधिकतम हुन्छ।
दक्षिण अफ्रिकामा रहेको बरफ पावर प्लान्टको विशेष प्रासंगिकताको अर्को फाइदा भनेको यसको प्रणालीलाई ताप भण्डारण विधिको रूपमा प्रयोग गर्ने क्षमता हो, जहाँ बरफ भूमिगत बरफ बाँधहरूमा र उच्चतम अवधिहरूमा सिर्जना गरिन्छ र जम्मा गरिन्छ।
पछिल्लो फाइदाले एस्कम-समर्थित उद्योग साझेदारी परियोजनाको विकासमा नेतृत्व गरेको छ जस अन्तर्गत हाउडेनले विश्वको सबैभन्दा गहिरो भूमिगत खानीहरू, एमपोनेङ र मोआब हटसोङमा परीक्षण केसहरू सहित, उच्चतम बिजुलीको माग घटाउन बरफ निर्माताहरूको प्रयोगको अनुसन्धान गरिरहेको छ।
"हामीले रातमा (घण्टा पछि) बाँध फ्रिज गर्यौं र पिक आवरको समयमा खानीको लागि चिसोको स्रोतको रूपमा पानी र पग्लिएको बरफ प्रयोग गर्यौं," वासरम्यानले व्याख्या गरे। "पिच अवधिमा आधार शीतलन एकाइहरू बन्द हुन्छन्, जसले ग्रिडमा भार कम गर्छ।"
यसले एमपोनेङमा टर्नकी आइस मेसिनको विकास गर्न नेतृत्व गर्‍यो, जहाँ हाउडेनले १२ मेगावाट, १२० टन/घण्टा आइस मेसिनको लागि सिभिल, इलेक्ट्रिकल र मेकानिकल उपकरणहरू सहितको काम पूरा गरे।
एमपोनेङको मुख्य शीतलन रणनीतिमा हालै थपिएका थपहरूमा नरम बरफ, सतह चिसो पानी, सतह एयर कूलर (BACs) र भूमिगत शीतलन प्रणाली समावेश छन्। कामको क्रममा खानीको पानीमा घुलनशील लवण र क्लोराइडको उच्च सांद्रताको उपस्थिति।
दक्षिण अफ्रिकाको अनुभवको धनी र उत्पादनहरू मात्र नभई समाधानहरूमा ध्यान केन्द्रित गर्ने कुराले विश्वभर रेफ्रिजरेसन प्रणालीहरूलाई रूपान्तरण गरिरहेको छ, उनी भन्छन्।
वासरम्यानले भनेझैं, जति धेरै खानीहरू गहिरो हुँदै जान्छन् र खानीहरूमा बढी ठाउँ पुग्छ, संसारका अन्य भागहरूमा पनि यस्ता समाधानहरू फेला पार्न सजिलो हुन्छ।
मेइनहार्टले भने: "हाउडेनले दशकौंदेखि आफ्नो गहिरो खानी शीतलन प्रविधि दक्षिण अफ्रिकामा निर्यात गर्दै आएको छ। उदाहरणका लागि, हामीले १९९० को दशकमा नेभाडामा भूमिगत सुन खानीहरूको लागि खानी शीतलन समाधानहरू आपूर्ति गरेका थियौं।"
"केही दक्षिण अफ्रिकी खानीहरूमा प्रयोग हुने एउटा रोचक प्रविधि भनेको लोड ट्रान्सफरको लागि थर्मल बरफको भण्डारण हो - थर्मल ऊर्जा ठूला बरफ बाँधहरूमा भण्डारण गरिन्छ। बरफ पिक आवरमा उत्पादन गरिन्छ र पिक आवरमा प्रयोग गरिन्छ," उनले भने। "परम्परागत रूपमा, रेफ्रिजरेसन युनिटहरू अधिकतम परिवेशको तापक्रमको लागि डिजाइन गरिएका हुन्छन् जुन गर्मी महिनाहरूमा दिनको तीन घण्टासम्म पुग्न सक्छ। यद्यपि, यदि तपाईंसँग चिसो ऊर्जा भण्डारण गर्ने क्षमता छ भने, तपाईं त्यो क्षमता घटाउन सक्नुहुन्छ।"
"यदि तपाईंसँग उच्च शिखर दर भएको योजना छ र अफ-पिक अवधिहरूमा सस्तो दरमा स्तरोन्नति गर्न चाहनुहुन्छ भने, यी बरफ बनाउने समाधानहरूले बलियो व्यावसायिक मामला बनाउन सक्छन्," उनले भने। "प्लान्टको लागि प्रारम्भिक पूँजीले कम सञ्चालन लागतलाई अफसेट गर्न सक्छ।"
साथै, दशकौंदेखि दक्षिण अफ्रिकी खानीहरूमा प्रयोग हुँदै आएको BAC ले विश्वव्यापी महत्त्व बढ्दै गइरहेको छ।
परम्परागत BAC डिजाइनहरूको तुलनामा, BAC को पछिल्लो पुस्तामा तिनीहरूका पूर्ववर्तीहरू भन्दा उच्च थर्मल दक्षता, कम खानी हावाको तापक्रम सीमा र सानो फुटप्रिन्ट छ। तिनीहरूले हाउडेन भेन्ट्सिम कन्ट्रोल प्लेटफर्ममा कूलिंग-अन-डिमांड (CoD) मोड्युल पनि एकीकृत गर्छन्, जसले स्वचालित रूपमा उप-सतह आवश्यकताहरू मिलाउन कलर हावाको तापक्रम समायोजन गर्दछ।
विगत एक वर्षमा, हाउडेनले ब्राजिल र बुर्किना फासोका ग्राहकहरूलाई तीनवटा नयाँ पुस्ताका BAC हरू प्रदान गरेको छ।
कम्पनीले कठिन सञ्चालन अवस्थाहरूको लागि अनुकूलित समाधानहरू उत्पादन गर्न पनि सक्षम छ; हालसालैको उदाहरण दक्षिण अष्ट्रेलियाको क्यारापाटेना खानीमा OZ मिनरल्सका लागि BAC अमोनिया कूलरहरूको 'अद्वितीय' स्थापना हो।
"उपलब्ध पानीको अभावमा हाउडेनले अष्ट्रेलियामा हाउडेन अमोनिया कम्प्रेसर र बन्द लूप ड्राई एयर कूलरहरू सहितको ड्राई कन्डेन्सरहरू स्थापना गर्‍यो," वासरम्यानले स्थापनाको बारेमा भने। "यो पानी प्रणालीहरूमा स्थापित 'सुक्खा' स्थापना हो र खुला स्प्रे कूलरहरू होइन भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्दै, यी कूलरहरू अधिकतम दक्षताको लागि डिजाइन गरिएका छन्।"
कम्पनीले हाल बुर्किना फासोको यारामोको फोर्टुना सिल्भर (पहिले रक्सगोल्ड) खानीमा डिजाइन र निर्माण गरिएको ८ मेगावाटको अनशोर बीएसी प्लान्ट (तल चित्रमा) को लागि अपटाइम अनुगमन समाधान परीक्षण गरिरहेको छ।
जोहानेसबर्गको हाउडेन प्लान्टद्वारा नियन्त्रित यो प्रणालीले कम्पनीलाई प्लान्टलाई अधिकतम रूपमा सञ्चालनमा राख्न सम्भावित दक्षता सुधार र मर्मतसम्भारमा सल्लाह दिन अनुमति दिन्छ। ब्राजिलको इरो कपरमा रहेको काराबा खानी परिसरमा रहेको BAC एकाइ पनि यो सुविधा प्रयोग गर्न डिजाइन गरिएको हो।
टोटल माइन भेन्टिलेसन सोलुसन्स (TMVS) प्लेटफर्मले दिगो मूल्य अभिवृद्धि सम्बन्ध निर्माण गर्न जारी राखेको छ र कम्पनीले २०२१ मा देशमा दुईवटा भेन्टिलेसन अन डिमान्ड (VoD) सम्भाव्यता अध्ययनहरू सुरु गर्नेछ।
जिम्बाब्वेको सिमानामा, कम्पनीले एउटा परियोजनामा ​​काम गरिरहेको छ जसले भूमिगत खानीहरूमा स्वचालित ढोकाहरूको लागि भिडियो-अन-डिमांड सक्षम पार्नेछ, तिनीहरूलाई फरक-फरक अन्तरालहरूमा खोल्न अनुमति दिनेछ र सवारी साधनको विशेष आवश्यकताहरूमा निर्भर गर्दै सही मात्रामा चिसो हावा प्रदान गर्नेछ।
यो प्रविधि विकास, अवस्थित उपलब्ध खानी पूर्वाधार र अफ-द-शेल्फ डेटा स्रोतहरू प्रयोग गरेर, हाउडेनको भविष्यका उत्पादनहरूको एक महत्त्वपूर्ण भाग हुनेछ।
दक्षिण अफ्रिकामा हाउडेनको अनुभव: यसको गहिरो सुन खानीहरूमा पानीको गुणस्तर कम गर्न शीतलन समाधानहरू कसरी डिजाइन गर्ने, ग्रिड समस्याहरूबाट बच्न समाधानहरूलाई सकेसम्म ऊर्जा कुशल कसरी बनाउने, र केही कडा वायु गुणस्तर आवश्यकताहरू कसरी पूरा गर्ने भनेर सिक्नुहोस्। विश्वव्यापी तापक्रम र व्यावसायिक स्वास्थ्य आवश्यकताहरू नियमन - विश्वभरका खानीहरूको लागि भुक्तानी गर्न जारी रहनेछ।
इन्टरनेशनल माइनिङ टिम पब्लिशिङ लिमिटेड २ क्लारिज कोर्ट, लोअर किंग्स रोड बर्खामस्टेड, हर्टफोर्डशायर इङ्गल्याण्ड HP4 2AF, बेलायत