Baňa sa každým rokom prehlbuje – podľa priemyselných správ o 30 m.
S rastúcou hĺbkou rastie aj potreba vetrania a chladenia a Howden to vie zo skúseností s prácou s najhlbšími baňami v Južnej Afrike.
Spoločnosť Howden založil v roku 1854 James Howden v Škótsku ako námornú inžiniersku spoločnosť a vstúpila do Južnej Afriky v 50. rokoch 20. storočia, aby slúžila potrebám ťažobného a energetického priemyslu.Do 60. rokov 20. storočia spoločnosť pomohla vybaviť hlbinné zlaté bane v krajine všetkými ventilačnými a chladiacimi systémami potrebnými na bezpečnú a efektívnu ťažbu rudných míľ pod zemou.
„Spočiatku baňa používala ako chladiacu metódu iba vetranie, ale keď sa hĺbka ťažby zväčšovala, bolo potrebné mechanické chladenie, aby sa kompenzovala rastúca tepelná záťaž v bani,“ povedal pre IM Teunes Wasserman, vedúci divízie chladenia a kompresorov v bani spoločnosti Howden.
Mnohé hlboké zlaté bane v Južnej Afrike nainštalovali odstredivé chladiče Freon™ nad a pod zemou, aby poskytli potrebné chladenie pre podzemný personál a vybavenie.
Napriek zlepšeniu súčasného stavu sa systém odvodu tepla podzemného stroja ukázal ako problematický, pretože chladiaca kapacita stroja bola obmedzená teplotou a množstvom dostupného odpadového vzduchu, povedal Wasserman.Zároveň kvalita banskej vody spôsobila vážne znečistenie plášťových a rúrkových výmenníkov tepla používaných v týchto skorých odstredivých chladičoch.
Aby sa tento problém vyriešil, bane začali čerpať studený vzduch z povrchu na zem.Zatiaľ čo sa tým zvyšuje chladiaca kapacita, potrebná infraštruktúra zaberá miesto v sile a proces je energeticky aj energeticky náročný.
Na vyriešenie týchto problémov chcú bane maximalizovať množstvo studeného vzduchu privádzaného na zem cez jednotky chladenej vody.
To podnietilo spoločnosť Howden k zavedeniu chladičov aminozávitoviek v baniach v Južnej Afrike, najskôr v tandeme po existujúcich povrchových odstredivých chladičoch.To viedlo k skokovej zmene množstva chladiva, ktoré môže byť dodávané do týchto hlbokých podzemných zlatých baní, čo má za následok zníženie priemernej teploty povrchovej vody zo 6-8°C na 1°C.Baňa môže využívať rovnakú infraštruktúru banského potrubia, z ktorých mnohé sú už nainštalované, pričom sa výrazne zvyšuje množstvo chladu dodávaného do hlbších vrstiev.
Približne 20 rokov po predstavení WRV 510, Howden, popredný hráč na trhu v tejto oblasti, vyvinul WRV 510, veľký blokový skrutkový kompresor s 510 mm rotorom.Bol to v tom čase jeden z najväčších skrutkových kompresorov na trhu a zodpovedal veľkosti modulu chladiča potrebného na chladenie týchto hlbokých juhoafrických baní.
"Toto mení hru, pretože bane môžu nainštalovať jeden chladič s výkonom 10-12 MW namiesto niekoľkých chladičov," povedal Wasserman.„Zároveň sa čpavok ako zelené chladivo dobre hodí pre kombinácie skrutkových kompresorov a doskových výmenníkov tepla.“
Úvahy o čpavku boli formalizované v špecifikáciách a bezpečnostných normách pre čpavok pre ťažobný priemysel, pričom spoločnosť Howden zohrávala dôležitú úlohu v procese návrhu.Boli aktualizované a začlenené do juhoafrického práva.
Tento úspech dokazuje inštalácia viac ako 350 MW chladiacej kapacity čpavku juhoafrickým banským priemyslom, ktorý je považovaný za najväčší na svete.
Inovácia spoločnosti Howden v Južnej Afrike sa tým však neskončila: v roku 1985 spoločnosť pridala do svojho rastúceho sortimentu banských chladičov stroj na výrobu povrchového ľadu.
Keďže možnosti povrchového a podzemného chladenia sú maximalizované alebo sa považujú za príliš drahé, bane potrebujú nové chladiace riešenie na ďalšie rozšírenie ťažby do hlbších úrovní.
Spoločnosť Howden nainštalovala svoj prvý závod na výrobu ľadu (príklad nižšie) v roku 1985 v EPM (proprietárna baňa East Rand) východne od Johannesburgu, ktorá má konečný celkový chladiaci výkon približne 40 MW a kapacitu ľadu 4320 t/h.
Základom prevádzky je tvorba ľadu na povrchu a jeho transport cez baňu do podzemnej ľadovej priehrady, kde voda z ľadovej priehrady následne cirkuluje v podzemných chladiacich staniciach alebo sa využíva ako technologická voda na vŕtanie studní.Roztopený ľad sa potom čerpá späť na povrch.
Hlavnou výhodou tohto systému výrobníkov ľadu sú znížené náklady na čerpanie, čo znižuje prevádzkové náklady spojené so systémami povrchovej chladenej vody približne o 75 – 80 %.Ide o inherentnú „chladiacu energiu uloženú vo fázových prechodoch vody,“ povedal Wasserman a vysvetlil, že 1 kg/s ľadu má rovnakú chladiacu kapacitu ako 4,5 – 5 kg/s zmrznutej vody.
Vďaka „vyššej efektívnosti polohovania“ môže byť podzemná priehrada udržiavaná na 2-5 °C, aby sa zlepšil tepelný výkon podzemnej vzduchovej chladiacej stanice, čím sa opäť maximalizuje chladiaca kapacita.
Ďalšou výhodou mimoriadnej dôležitosti ľadovej elektrárne v Južnej Afrike, krajine známej svojou nestabilnou elektrickou sieťou, je schopnosť systému použiť ho ako spôsob akumulácie tepla, kde sa ľad vytvára a hromadí v podzemných ľadových priehradách a počas špičiek..
Táto výhoda viedla k rozvoju priemyselného partnerského projektu podporovaného spoločnosťou Eskom, v rámci ktorého spoločnosť Howden skúma použitie výrobníkov ľadu na zníženie špičkového dopytu po elektrine, pričom testovacie prípady sú v Mponeng a Moab Hotsong, najhlbších podzemných baniach na svete.
„V noci (po hodinách) sme priehradu zmrazili a počas špičky sme ako zdroj chladenia bane použili vodu a roztopený ľad,“ vysvetlil Wasserman."Základné chladiace jednotky sú počas špičiek vypnuté, čo znižuje zaťaženie siete."
To viedlo k vývoju stroja na výrobu ľadu na kľúč v Mponengu, kde spoločnosť Howden dokončila prácu vrátane stavebného, ​​elektrického a mechanického vybavenia pre stroj na výrobu ľadu s výkonom 12 MW a 120 t/h.
Nedávne prírastky k stratégii chladenia jadra spoločnosti Mponeng zahŕňajú mäkký ľad, povrchovú chladenú vodu, povrchové chladiče vzduchu (BAC) a podzemný chladiaci systém.prítomnosť zvýšených koncentrácií rozpustených solí a chloridov v banských vodách počas práce.
Bohaté skúsenosti a zameranie Juhoafrickej republiky na riešenia, nielen na produkty, naďalej transformujú chladiace systémy po celom svete, hovorí.
Ako spomenul Wasserman, čím viac a viac baní ide hlbšie a viac priestoru v baniach, je ľahké vidieť riešenia, ako je toto, ktoré sa nachádzajú v iných častiach sveta.
Meinhardt povedal: „Howden už desaťročia vyváža svoju technológiu chladenia hlbinných baní do Južnej Afriky.V deväťdesiatych rokoch sme napríklad dodávali riešenia na chladenie baní pre podzemné zlaté bane v Nevade.
„Zaujímavou technológiou používanou v niektorých juhoafrických baniach je skladovanie termálneho ľadu na prenos záťaže – tepelná energia sa skladuje vo veľkých ľadových priehradách.Ľad sa vyrába počas špičky a používa sa počas špičky,“ povedal.„Tradične sú chladiace jednotky navrhnuté pre maximálnu teplotu okolia, ktorá môže v letných mesiacoch dosiahnuť tri hodiny denne.Ak však máte schopnosť uchovávať chladiacu energiu, môžete túto kapacitu znížiť.“
„Ak máte plán s pomerne vysokou špičkovou sadzbou a chcete prejsť na lacnejšie sadzby počas obdobia mimo špičky, tieto riešenia na výrobu ľadu môžu byť silným obchodným prípadom,“ povedal."Počiatočný kapitál pre závod môže kompenzovať nižšie prevádzkové náklady."
BAC, ktorý sa v juhoafrických baniach používa už desaťročia, zároveň získava čoraz väčší globálny význam.
V porovnaní s tradičnými konštrukciami BAC má najnovšia generácia BAC vyššiu tepelnú účinnosť ako ich predchodcovia, nižšie limity teploty banského vzduchu a menšiu stopu.Do platformy Howden Ventsim CONTROL tiež integrujú modul chladenia na požiadanie (CoD), ktorý automaticky upravuje teplotu vzduchu v golieri tak, aby zodpovedala potrebám pod povrchom.
Za posledný rok dodal Howden tri nové generácie BAC zákazníkom v Brazílii a Burkine Faso.
Spoločnosť je tiež schopná vyrábať riešenia na mieru pre náročné prevádzkové podmienky;nedávnym príkladom je „jedinečná“ inštalácia amoniakových chladičov BAC pre OZ Minerals v bani Carrapateena v Južnej Austrálii.
„Spoločnosť Howden nainštalovala suché kondenzátory s amoniakovými kompresormi Howden a chladičmi suchého vzduchu s uzavretou slučkou v Austrálii bez dostupnej vody,“ povedal Wasserman o inštalácii."Vzhľadom na to, že ide o "suchú" inštaláciu a nie otvorené rozprašovacie chladiče inštalované vo vodných systémoch, tieto chladiče sú navrhnuté pre maximálnu účinnosť."
Spoločnosť v súčasnosti testuje riešenie monitorovania prevádzkyschopnosti pre 8 MW pobrežnú BAC elektráreň (na obrázku nižšie) navrhnutú a postavenú v bani Yaramoko Fortuna Silver (predtým Roxgold) v Burkine Faso.
Systém, ktorý riadi závod Howden v Johannesburgu, umožňuje spoločnosti radiť o potenciálnych zlepšeniach efektívnosti a údržbe, aby bola prevádzka závodu optimálna.Jednotka BAC v banskom komplexe Caraiba v Ero Copper v Brazílii je tiež navrhnutá tak, aby používala túto funkciu.
Platforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) pokračuje v budovaní udržateľných vzťahov s pridanou hodnotou a spoločnosť spustí v krajine v roku 2021 dve štúdie realizovateľnosti Ventilation On Demand (VoD).
Priamo na hraniciach so Zimbabwe spoločnosť pracuje na projekte, ktorý umožní video-on-demand pre automatické dvere v podzemných baniach, vďaka čomu sa budú otvárať v rôznych intervaloch a poskytnú to správne množstvo chladiaceho vzduchu v závislosti od konkrétnych potrieb vozidla.
Tento technologický vývoj s využitím existujúcej dostupnej ťažobnej infraštruktúry a bežne dostupných zdrojov údajov bude dôležitou súčasťou budúcich produktov spoločnosti Howden.
Skúsenosti spoločnosti Howden v Južnej Afrike: Naučte sa, ako navrhnúť riešenia chladenia na riešenie nízkej kvality vody v jej hlbokých zlatých baniach, ako urobiť riešenia čo najefektívnejšie z hľadiska energie, aby ste sa vyhli problémom so sieťou, a ako splniť niektoré z najprísnejších požiadaviek na kvalitu ovzdušia.požiadavky na teplotu a ochranu zdravia pri práci na celom svete Regulácia – sa bude naďalej vyplácať baniam na celom svete.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Anglicko HP4 2AF, UK