Ang minahan ay lumalalim bawat taon - 30 m, ayon sa mga ulat ng industriya.
Habang lumalaki ang lalim, ganoon din ang pangangailangan para sa bentilasyon at paglamig, at alam ito ni Howden mula sa karanasan sa pagtatrabaho sa pinakamalalim na minahan sa South Africa.
Ang Howden ay itinatag noong 1854 ni James Howden sa Scotland bilang isang marine engineering company at pumasok sa South Africa noong 1950s upang pagsilbihan ang mga pangangailangan ng industriya ng pagmimina at kapangyarihan.Pagsapit ng 1960s, tumulong ang kumpanya na ihanda ang malalalim na minahan ng ginto ng bansa sa lahat ng mga sistema ng bentilasyon at paglamig na kailangan upang ligtas at mahusay na kumuha ng mga milya ng mineral sa ilalim ng lupa.
"Sa una, ang minahan ay gumagamit lamang ng bentilasyon bilang isang paraan ng paglamig, ngunit habang ang lalim ng pagmimina ay tumaas, ang mekanikal na paglamig ay kinakailangan upang mabayaran ang lumalaking pagkarga ng init sa minahan," si Teunes Wasserman, pinuno ng Howden's Mine Cooling and Compressors division, sinabi sa IM.
Maraming malalalim na minahan ng ginto sa South Africa ang nag-install ng mga Freon™ centrifugal cooler sa itaas at ibaba ng lupa upang magbigay ng kinakailangang paglamig para sa mga tauhan at kagamitan sa ilalim ng lupa.
Sa kabila ng pagpapabuti sa status quo, ang sistema ng pag-aalis ng init ng makina sa ilalim ng lupa ay napatunayang may problema, dahil ang kapasidad ng paglamig ng makina ay limitado ng temperatura at ang dami ng maubos na hangin na magagamit, sabi ni Wasserman.Kasabay nito, ang kalidad ng tubig ng minahan ay nagdulot ng matinding fouling ng mga shell-and-tube heat exchanger na ginagamit sa mga maagang centrifugal chiller na ito.
Upang malutas ang problemang ito, ang mga minahan ay nagsimulang magbomba ng malamig na hangin mula sa ibabaw patungo sa lupa.Habang pinapataas nito ang kapasidad ng paglamig, ang kinakailangang imprastraktura ay tumatagal ng espasyo sa silo at ang proseso ay parehong enerhiya at enerhiya.
Upang matugunan ang mga isyung ito, nais ng mga minahan na i-maximize ang dami ng malamig na hangin na dinadala sa lupa sa pamamagitan ng mga pinalamig na yunit ng tubig.
Ito ang nag-udyok kay Howden na ipakilala ang mga amino screw cooler sa mga minahan sa South Africa, una sa tandem pagkatapos ng mga umiiral na surface centrifugal cooler.Ito ay humantong sa isang hakbang na pagbabago sa dami ng coolant na maaaring ibigay sa malalalim na mga minahan ng ginto sa ilalim ng lupa, na nagreresulta sa pagbaba ng average na temperatura ng tubig sa ibabaw mula 6-8°C hanggang 1°C.Maaaring gamitin ng minahan ang parehong imprastraktura ng pipeline ng minahan, na marami sa mga ito ay naka-install na, habang makabuluhang pinapataas ang dami ng paglamig na inihatid sa mas malalim na mga layer.
Humigit-kumulang 20 taon pagkatapos ng pagpapakilala ng WRV 510, si Howden, isang nangungunang manlalaro ng merkado sa larangan, ay bumuo ng WRV 510, isang malaking block screw compressor na may 510 mm rotor.Isa ito sa pinakamalaking screw compressor sa merkado noong panahong iyon at tumugma sa laki ng chiller module na kailangan para palamig ang malalalim na mga minahan sa South Africa.
"Ito ay isang game changer dahil ang mga mina ay maaaring mag-install ng isang solong 10-12 MW chiller sa halip na isang grupo ng mga chiller," sabi ni Wasserman."Sa parehong oras, ang ammonia bilang isang berdeng nagpapalamig ay angkop na angkop para sa mga kumbinasyon ng mga screw compressor at plate heat exchanger."
Ang mga pagsasaalang-alang sa ammonia ay pormal na ginawa sa mga detalye at mga pamantayan sa kaligtasan para sa ammonia para sa industriya ng pagmimina, kung saan si Howden ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa proseso ng disenyo.Ang mga ito ay na-update at isinama sa batas ng South Africa.
Ang tagumpay na ito ay pinatunayan ng pag-install ng higit sa 350 MW ng ammonia refrigeration capacity ng industriya ng pagmimina ng South Africa, na itinuturing na pinakamalaki sa mundo.
Ngunit ang inobasyon ni Howden sa South Africa ay hindi huminto doon: noong 1985 nagdagdag ang kumpanya ng surface ice machine sa lumalaki nitong hanay ng mga mine cooler.
Dahil ang mga opsyon sa pagpapalamig sa ibabaw at ilalim ng lupa ay na-maximize o itinuturing na masyadong mahal, ang mga minahan ay nangangailangan ng isang bagong solusyon sa paglamig upang higit pang mapalawak ang pagmimina sa mas malalim na antas.
Inilagay ni Howden ang unang planta ng paggawa ng yelo nito (halimbawa sa ibaba) noong 1985 sa EPM (East Rand Proprietary Mine) sa silangan ng Johannesburg, na may panghuling kabuuang kapasidad ng paglamig na humigit-kumulang 40 MW at kapasidad ng yelo na 4320 t/h.
Ang batayan ng operasyon ay ang pagbuo ng yelo sa ibabaw at dinadala ito sa pamamagitan ng minahan patungo sa isang underground ice dam, kung saan ang tubig mula sa ice dam ay ipapaikot sa mga underground cooling station o ginagamit bilang proseso ng tubig para sa pagbabarena ng mga balon.Ang natunaw na yelo ay ibobomba pabalik sa ibabaw.
Ang pangunahing benepisyo ng icemaker system na ito ay ang pinababang gastos sa pumping, na binabawasan ang mga gastos sa pagpapatakbo na nauugnay sa surface chilled water system ng humigit-kumulang 75-80%.Nagmumula ito sa likas na "enerhiya ng paglamig na nakaimbak sa mga phase transition ng tubig," sabi ni Wasserman, na nagpapaliwanag na ang 1kg/s ng yelo ay may parehong kapasidad sa paglamig gaya ng 4.5-5kg/s ng frozen na tubig.
Dahil sa "superior positioning efficiency", ang underground dam ay maaaring mapanatili sa 2-5°C upang mapabuti ang thermal performance ng underground air-cooling station, muli na mapakinabangan ang kapasidad ng paglamig.
Ang isa pang bentahe ng partikular na kaugnayan ng isang planta ng kuryente ng yelo sa South Africa, isang bansang kilala sa hindi matatag na grid ng kuryente nito, ay ang kakayahan ng system na magamit bilang paraan ng pag-iimbak ng init, kung saan ang yelo ay nalilikha at naipon sa mga underground na ice dam at sa panahon ng peak period..
Ang huling benepisyo ay humantong sa pagbuo ng isang proyekto ng pakikipagsosyo sa industriya na sinusuportahan ng Eskom kung saan sinisiyasat ni Howden ang paggamit ng mga gumagawa ng yelo upang bawasan ang pinakamataas na pangangailangan ng kuryente, na may mga pagsubok na kaso sa Mponeng at Moab Hotsong, ang pinakamalalim na minahan sa ilalim ng lupa sa mundo.
"Pinalamig namin ang dam sa gabi (pagkatapos ng mga oras) at gumamit ng tubig at natunaw na yelo bilang pinagmumulan ng paglamig para sa minahan sa mga oras ng peak," paliwanag ni Wasserman."Ang mga base cooling unit ay naka-off sa mga peak period, na nagpapababa ng load sa grid."
Ito ay humantong sa pagbuo ng isang turnkey ice machine sa Mponeng, kung saan natapos ni Howden ang trabaho kabilang ang mga kagamitang sibil, elektrikal at mekanikal para sa isang 12 MW, 120 t/h ice machine.
Kasama sa mga kamakailang idinagdag sa pangunahing diskarte sa pagpapalamig ng Mponeng ang malambot na yelo, pinalamig na tubig sa ibabaw, mga surface air cooler (BAC) at isang underground cooling system.ang pagkakaroon sa mga tubig ng minahan ng mataas na konsentrasyon ng mga dissolved salts at chlorides sa panahon ng trabaho.
Ang kayamanan ng karanasan at pagtuon ng South Africa sa mga solusyon, hindi lamang mga produkto, ay patuloy na nagbabago ng mga sistema ng pagpapalamig sa buong mundo, sabi niya.
Gaya ng binanggit ni Wasserman, habang parami nang parami ang mga minahan na lumalalim at mas maraming espasyo sa mga minahan, madaling makakita ng mga solusyong tulad nito na matatagpuan sa ibang bahagi ng mundo.
Sinabi ni Meinhardt: "Ang Howden ay nag-e-export ng malalim nitong teknolohiya sa paglamig ng minahan sa South Africa sa loob ng mga dekada.Halimbawa, nagbigay kami ng mga solusyon sa paglamig ng minahan para sa mga underground na minahan ng ginto sa Nevada noong 1990s.
"Ang isang kawili-wiling teknolohiya na ginagamit sa ilang mga minahan sa South Africa ay ang pag-iimbak ng thermal ice para sa paglipat ng load - ang thermal energy ay nakaimbak sa malalaking ice dam.Ang yelo ay ginagawa tuwing peak hours at ginagamit sa peak hours,” aniya."Sa kaugalian, ang mga yunit ng pagpapalamig ay idinisenyo para sa pinakamataas na temperatura ng kapaligiran na maaaring umabot ng tatlong oras sa isang araw sa mga buwan ng tag-init.Gayunpaman, kung mayroon kang kakayahang mag-imbak ng cooling energy, maaari mong bawasan ang kapasidad na iyon."
"Kung mayroon kang plano na may medyo mataas na peak rate at gusto mong mag-upgrade sa mas murang mga rate sa mga off-peak na panahon, ang mga solusyon sa paggawa ng yelo na ito ay maaaring gumawa ng isang malakas na kaso ng negosyo," sabi niya."Ang paunang kapital para sa planta ay maaaring mabawi ang mas mababang mga gastos sa pagpapatakbo."
Kasabay nito, ang BAC, na ginagamit sa mga minahan ng South Africa sa loob ng mga dekada, ay nakakakuha ng higit at higit pang pandaigdigang kahalagahan.
Kung ikukumpara sa mga tradisyonal na disenyo ng BAC, ang pinakabagong henerasyon ng mga BAC ay may mas mataas na thermal efficiency kaysa sa kanilang mga nauna, mas mababang mga limitasyon sa temperatura ng hangin ng minahan at mas maliit na footprint.Isinasama rin nila ang isang cooling-on-demand (CoD) module sa Howden Ventsim CONTROL platform, na awtomatikong nag-aayos ng collar air temperature upang tumugma sa mga pangangailangan sa ilalim ng ibabaw.
Sa nakalipas na taon, naghatid si Howden ng tatlong bagong henerasyong BAC sa mga customer sa Brazil at Burkina Faso.
Ang kumpanya ay nakakagawa din ng mga customized na solusyon para sa mahirap na mga kondisyon ng operating;isang kamakailang halimbawa ay ang 'natatanging' pag-install ng BAC ammonia cooler para sa OZ Minerals sa minahan ng Carrapateena sa South Australia.
"Nag-install si Howden ng mga dry condenser na may Howden ammonia compressor at closed loop na dry air cooler sa Australia sa kawalan ng magagamit na tubig," sabi ni Wasserman tungkol sa pag-install."Dahil ito ay isang 'tuyo' na pag-install at hindi mga bukas na spray cooler na naka-install sa mga sistema ng tubig, ang mga cooler na ito ay idinisenyo para sa maximum na kahusayan."
Ang kumpanya ay kasalukuyang sumusubok ng isang uptime monitoring solution para sa isang 8 MW onshore BAC plant (nakalarawan sa ibaba) na idinisenyo at itinayo sa Yaramoko Fortuna Silver (dating Roxgold) na minahan sa Burkina Faso.
Ang sistema, na kinokontrol ng Howden plant sa Johannesburg, ay nagbibigay-daan sa kumpanya na magpayo sa mga potensyal na pagpapabuti ng kahusayan at pagpapanatili upang mapanatiling gumagana ang planta sa pinakamabuting kalagayan nito.Ang BAC unit sa Caraiba mining complex sa Ero Copper, Brazil ay idinisenyo din para gamitin ang feature na ito.
Ang Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) platform ay patuloy na bumubuo ng mga sustainable value-added na relasyon at ang kumpanya ay maglulunsad ng dalawang Ventilation On Demand (VoD) feasibility study sa bansa sa 2021.
Sa mismong hangganan ng Zimbabwe, ang kumpanya ay nagtatrabaho sa isang proyekto na magbibigay-daan sa video-on-demand para sa mga awtomatikong pinto sa mga minahan sa ilalim ng lupa, na nagpapahintulot sa kanila na magbukas sa iba't ibang mga pagitan at magbigay lamang ng tamang dami ng cooling air depende sa mga partikular na pangangailangan ng sasakyan.
Ang pag-unlad ng teknolohiyang ito, gamit ang kasalukuyang magagamit na imprastraktura ng pagmimina at mga pinagmumulan ng data na wala sa istante, ay magiging isang mahalagang bahagi ng mga produkto ng Howden sa hinaharap.
Ang karanasan ni Howden sa South Africa: Alamin kung paano magdisenyo ng mga cooling solution para harapin ang mahinang kalidad ng tubig sa malalalim na mga minahan ng ginto nito, kung paano gawin ang mga solusyon bilang mahusay sa enerhiya hangga't maaari upang maiwasan ang mga problema sa grid, at kung paano matugunan ang ilan sa mga pinakamahigpit na kinakailangan sa kalidad ng hangin.temperatura at mga kinakailangan sa kalusugan ng trabaho sa buong mundo Regulasyon – ay patuloy na magbabayad para sa mga minahan sa buong mundo.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire England HP4 2AF, UK