Sektör raporlarına göre maden her yıl 30 m daha derine iniyor.
Derinlik arttıkça havalandırma ve soğutma ihtiyacı da artar ve Howden bunu Güney Afrika'daki en derin madenlerde çalışma deneyiminden bilir.
Howden, 1854 yılında James Howden tarafından İskoçya'da bir deniz mühendisliği şirketi olarak kuruldu ve 1950'lerde madencilik ve enerji endüstrilerinin ihtiyaçlarına hizmet etmek için Güney Afrika'ya girdi.1960'lara gelindiğinde şirket, ülkenin derin altın madenlerinin yerin altından güvenli ve verimli bir şekilde cevher çıkarmak için gereken tüm havalandırma ve soğutma sistemleriyle donatılmasına yardımcı oldu.
Howden'ın Maden Soğutma ve Kompresörler bölümü başkanı Teunes Wasserman IM'ye, "Başlangıçta, maden bir soğutma yöntemi olarak yalnızca havalandırmayı kullanıyordu, ancak maden derinliği arttıkça madendeki artan ısı yükünü telafi etmek için mekanik soğutma gerekliydi" dedi.
Güney Afrika'daki birçok derin altın madeni, yer altı personeli ve ekipmanı için gerekli soğutmayı sağlamak üzere yer üstüne ve altına Freon™ santrifüjlü soğutucular kurmuştur.
Wasserman, statükodaki iyileşmeye rağmen, makinenin soğutma kapasitesi sıcaklık ve mevcut egzoz havası miktarı ile sınırlı olduğundan, yeraltı makinesinin ısı dağıtma sisteminin sorunlu olduğunu belirtti.Aynı zamanda, maden suyunun kalitesi, bu eski santrifüjlü soğutma gruplarında kullanılan borulu ısı eşanjörlerinde ciddi kirlenmeye neden oldu.
Bu sorunu çözmek için madenler yüzeyden toprağa soğuk hava pompalamaya başladı.Bu soğutma kapasitesini arttırırken siloda gerekli altyapı yer kaplıyor ve süreç hem enerji hem de enerji yoğun oluyor.
Bu sorunları ele almak için madenciler, soğutulmuş su üniteleri aracılığıyla zemine getirilen soğuk hava miktarını en üst düzeye çıkarmak istiyor.
Bu, Howden'ı, mevcut yüzey santrifüjlü soğutuculardan sonra ilk olarak Güney Afrika'daki madenlere amino vidalı soğutucuları tanıtmaya sevk etti.Bu durum, bu derin yeraltı altın madenlerine verilebilecek soğutma sıvısı miktarında bir kademe değişikliğine yol açmış ve ortalama yüzey suyu sıcaklığının 6-8°C'den 1°C'ye düşmesine neden olmuştur.Maden, daha derin katmanlara iletilen soğutma miktarını önemli ölçüde artırırken, çoğu zaten kurulu olan aynı maden boru hattı altyapısını kullanabilir.
WRV 510'un piyasaya sürülmesinden yaklaşık 20 yıl sonra, alanında lider bir pazar oyuncusu olan Howden, 510 mm rotorlu büyük bir blok vidalı kompresör olan WRV 510'u geliştirdi.O zamanlar piyasadaki en büyük vidalı kompresörlerden biriydi ve derin Güney Afrika madenlerini soğutmak için gereken soğutma grubu modülü boyutuna uyuyordu.
Wasserman, "Bu bir oyun değiştirici çünkü madenler bir grup soğutucu yerine 10-12 MW'lık tek bir soğutucu kurabiliyor" dedi."Aynı zamanda yeşil bir soğutucu olarak amonyak, vidalı kompresörler ve plakalı ısı eşanjörlerinin kombinasyonları için çok uygundur."
Amonyak hususları, tasarım sürecinde Howden'ın önemli bir rol oynamasıyla madencilik endüstrisi için amonyak için spesifikasyonlar ve güvenlik standartlarında resmileştirildi.Bunlar güncellendi ve Güney Afrika yasalarına dahil edildi.
Bu başarı, dünyanın en büyüğü olarak kabul edilen Güney Afrika madencilik endüstrisi tarafından 350 MW'tan fazla amonyak soğutma kapasitesinin kurulmasıyla kanıtlanmıştır.
Ancak Howden'ın Güney Afrika'daki yeniliği burada durmadı: 1985'te şirket, büyüyen maden soğutucu yelpazesine bir yüzey buz makinesi ekledi.
Yüzey ve yer altı soğutma seçenekleri maksimize edildiğinden veya çok pahalı görüldüğünden, madenciliği daha derin seviyelere genişletmek için madenlerin yeni bir soğutma çözümüne ihtiyacı var.
Howden ilk buz yapma tesisini (aşağıdaki örnek) 1985 yılında Johannesburg'un doğusundaki EPM'ye (East Rand Tescilli Madeni) kurdu ve nihai toplam soğutma kapasitesi yaklaşık 40 MW ve buz kapasitesi 4320 t/h.
İşlemin temeli, yüzeyde buz oluşumu ve madenden bir yer altı buz barajına taşınmasıdır; burada buz barajından gelen su daha sonra yer altı soğutma istasyonlarında sirküle edilir veya sondaj kuyuları için proses suyu olarak kullanılır.Eriyen buz daha sonra yüzeye geri pompalanır.
Bu buz yapıcı sistemin temel faydası, yüzey soğutulmuş su sistemleriyle ilişkili işletme maliyetlerini yaklaşık %75-80 oranında azaltan azaltılmış pompalama maliyetleridir.Wasserman, 1 kg/s buzun 4,5-5 kg/s donmuş su ile aynı soğutma kapasitesine sahip olduğunu açıklayarak, “suyun faz geçişlerinde depolanan doğal soğutma enerjisine” indiğini söyledi.
"Üstün konumlandırma verimliliği" nedeniyle, yeraltı hava soğutma istasyonunun termal performansını iyileştirmek ve yine soğutma kapasitesini en üst düzeye çıkarmak için yeraltı barajı 2-5°C'de tutulabilir.
İstikrarsız elektrik şebekesiyle tanınan bir ülke olan Güney Afrika'daki bir buz elektrik santralinin özel öneminin bir başka avantajı da sistemin, buzun yer altı buz barajlarında ve yoğun dönemlerde oluşturulduğu ve biriktirildiği bir ısı depolama yöntemi olarak kullanılabilmesidir..
İkinci fayda, Eskom destekli bir endüstri ortaklığı projesinin geliştirilmesine yol açtı ve Howden, dünyanın en derin yeraltı madenleri olan Mponeng ve Moab Hotsong'daki test senaryolarıyla en yüksek elektrik talebini azaltmak için buz yapıcıların kullanımını araştırıyor.
Wasserman, "Barajı gece (saatlerden sonra) dondurduk ve yoğun saatlerde maden için soğutma kaynağı olarak su ve erimiş buz kullandık" diye açıkladı."Temel soğutma üniteleri yoğun dönemlerde kapatılıyor, bu da şebeke üzerindeki yükü azaltıyor."
Bu, Howden'in 12 MW, 120 t/h buz makinesi için inşaat, elektrik ve mekanik ekipman dahil olmak üzere işi tamamladığı Mponeng'de anahtar teslimi bir buz makinesinin geliştirilmesine yol açtı.
Mponeng'in ana soğutma stratejisine son zamanlarda yapılan eklemeler arasında yumuşak buz, yüzeyde soğutulmuş su, yüzey havası soğutucuları (BAC'ler) ve bir yer altı soğutma sistemi yer alıyor.çalışma sırasında maden sularında yüksek konsantrasyonlarda çözünmüş tuzların ve klorürlerin varlığı.
Güney Afrika'nın deneyim zenginliği ve sadece ürünlere değil çözümlere odaklanması, dünya çapında soğutma sistemlerini dönüştürmeye devam ediyor, diyor.
Wasserman'ın da belirttiği gibi, madenlerde giderek daha fazla maden daha derine indikçe ve daha fazla yer kapladıkça, dünyanın diğer bölgelerinde buna benzer çözümlerin bulunduğunu görmek kolaydır.
Meinhardt şunları söyledi: "Howden, derin maden soğutma teknolojisini onlarca yıldır Güney Afrika'ya ihraç ediyor.Örneğin, 1990'larda Nevada'daki yeraltı altın madenleri için maden soğutma çözümleri sağladık.
"Bazı Güney Afrika madenlerinde kullanılan ilginç bir teknoloji, yük aktarımı için termal buzun depolanmasıdır - termal enerji büyük buz barajlarında depolanır.Buz yoğun saatlerde üretilir ve yoğun saatlerde kullanılır” dedi.“Geleneksel olarak, soğutma üniteleri yaz aylarında günde üç saate ulaşabilen maksimum ortam sıcaklığına göre tasarlanır.Ancak soğutma enerjisini depolama imkanınız varsa bu kapasiteyi azaltabilirsiniz.”
"Oldukça yüksek bir zirve oranına sahip bir planınız varsa ve yoğun olmayan dönemlerde daha ucuz fiyatlara geçmek istiyorsanız, bu buz yapma çözümleri güçlü bir iş gerekçesi oluşturabilir" dedi."Tesis için başlangıç ​​sermayesi, düşük işletme maliyetlerini dengeleyebilir."
Aynı zamanda, Güney Afrika madenlerinde onlarca yıldır kullanılan BAC, giderek daha fazla küresel önem kazanıyor.
Geleneksel BAC tasarımlarıyla karşılaştırıldığında, en yeni nesil BAC'ler öncekilere göre daha yüksek termal verimliliğe, daha düşük maden hava sıcaklığı limitlerine ve daha küçük ayak izine sahiptir.Ayrıca talep üzerine soğutma (CoD) modülünü Howden Ventsim CONTROL platformuna entegre ederek, yaka hava sıcaklığını yer altı ihtiyaçlarına göre otomatik olarak ayarlıyor.
Geçen yıl içinde Howden, Brezilya ve Burkina Faso'daki müşterilere üç yeni nesil BAC teslim etti.
Zorlu çalışma koşullarına özel çözümler de üretebilen firma;yakın tarihli bir örnek, Güney Avustralya'daki Carrapateena madeninde OZ Minerals için BAC amonyak soğutucularının 'benzersiz' kurulumudur.
Wasserman kurulumla ilgili olarak "Howden, Avustralya'da Howden amonyak kompresörleri ve kapalı döngü kuru hava soğutucuları ile kuru kondansatörler kurdu" dedi."Bunun 'kuru' bir kurulum olduğu ve sulu sistemlere kurulu açık sprey soğutucular olmadığı göz önüne alındığında, bu soğutucular maksimum verimlilik için tasarlanmıştır."
Şirket şu anda Burkina Faso'daki Yaramoko Fortuna Silver (eski adıyla Roxgold) madeninde tasarlanıp inşa edilen 8 MW'lık bir kara BAC tesisi (aşağıda resmedilmiştir) için bir çalışma süresi izleme çözümünü test ediyor.
Johannesburg'daki Howden tesisi tarafından kontrol edilen sistem, şirketin tesisin optimum düzeyde çalışmasını sağlamak için potansiyel verimlilik iyileştirmeleri ve bakım konusunda tavsiyelerde bulunmasına olanak tanıyor.Brezilya, Ero Copper'deki Caraiba madencilik kompleksindeki BAC ünitesi de bu özelliği kullanacak şekilde tasarlanmıştır.
Toplam Maden Havalandırma Çözümleri (TMVS) platformu, sürdürülebilir katma değerli ilişkiler kurmaya devam ediyor ve şirket, 2021'de ülkede iki Talep Üzerine Havalandırma (VoD) fizibilite çalışması başlatacak.
Zimbabwe sınırındaki şirket, yer altı madenlerindeki otomatik kapıların isteğe bağlı olarak görüntülenmesini sağlayacak, bu kapıların değişen aralıklarla açılmasına ve aracın özel ihtiyaçlarına göre doğru miktarda soğutma havası sağlamasına imkan verecek bir proje üzerinde çalışıyor.
Mevcut madencilik altyapısını ve kullanıma hazır veri kaynaklarını kullanan bu teknoloji geliştirme, Howden'ın gelecekteki ürünlerinin önemli bir parçası olacaktır.
Güney Afrika'daki Howden deneyimi: Derin altın madenlerindeki düşük su kalitesiyle başa çıkmak için soğutma çözümlerinin nasıl tasarlanacağını, şebeke sorunlarını önlemek için mümkün olduğunca enerji verimli çözümler yapmayı ve en katı hava kalitesi gerekliliklerinden bazılarının nasıl karşılanacağını öğrenin.dünya çapında sıcaklık ve iş sağlığı gereklilikleri Yönetmelik – dünya çapında mayınlar için ödeme yapmaya devam edecek.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire İngiltere HP4 2AF, Birleşik Krallık