صنعت کی رپورٹوں کے مطابق، کان ہر سال گہری ہوتی جارہی ہے – 30 میٹر۔
جیسے جیسے گہرائی بڑھتی ہے، ویسے ہی وینٹیلیشن اور ٹھنڈک کی ضرورت بھی بڑھ جاتی ہے، اور ہاؤڈن کو یہ بات جنوبی افریقہ کی گہری کانوں کے ساتھ کام کرنے کے تجربے سے معلوم ہوتی ہے۔
ہاوڈن کی بنیاد 1854 میں اسکاٹ لینڈ میں جیمز ہاوڈن نے میرین انجینئرنگ کمپنی کے طور پر رکھی تھی اور کان کنی اور بجلی کی صنعتوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے 1950 کی دہائی میں جنوبی افریقہ میں داخل ہوئی۔1960 کی دہائی تک، کمپنی نے ملک کی گہری سونے کی کانوں کو تمام وینٹیلیشن اور کولنگ سسٹمز سے لیس کرنے میں مدد کی جو زیر زمین ایسک میلوں کو محفوظ طریقے سے اور مؤثر طریقے سے نکالنے کے لیے درکار تھی۔
"ابتدائی طور پر، کان صرف وینٹیلیشن کو کولنگ کے طریقے کے طور پر استعمال کرتی تھی، لیکن جیسے جیسے کان کنی کی گہرائی میں اضافہ ہوتا گیا، کان میں گرمی کے بڑھتے ہوئے بوجھ کو پورا کرنے کے لیے مکینیکل کولنگ کی ضرورت پڑتی تھی،" ہاوڈنز مائن کولنگ اینڈ کمپریسرز ڈویژن کے سربراہ، ٹیونس واسرمین نے IM کو بتایا۔
جنوبی افریقہ میں سونے کی بہت سی گہری کانوں نے زمین کے اوپر اور نیچے Freon™ سینٹری فیوگل کولر نصب کیے ہیں تاکہ زیر زمین اہلکاروں اور آلات کو ضروری ٹھنڈک فراہم کی جا سکے۔
ویسرمین نے کہا کہ جمود میں بہتری کے باوجود، زیر زمین مشین کا گرمی کی کھپت کا نظام مشکل ثابت ہوا، کیونکہ مشین کی ٹھنڈک کی صلاحیت درجہ حرارت اور خارجی ہوا کی دستیابی کی وجہ سے محدود تھی۔اسی وقت، کان کے پانی کے معیار کی وجہ سے ان ابتدائی سینٹری فیوگل چلرز میں استعمال ہونے والے شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کی شدید خرابی ہوئی۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے بارودی سرنگوں نے سطح سے ٹھنڈی ہوا کو زمین تک پہنچانا شروع کیا۔جب کہ اس سے کولنگ کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے، ضروری انفراسٹرکچر سائلو میں جگہ لیتا ہے اور یہ عمل توانائی اور توانائی دونوں پر مشتمل ہوتا ہے۔
ان مسائل کو حل کرنے کے لیے، کانیں ٹھنڈے پانی کی اکائیوں کے ذریعے زمین پر لائی جانے والی ٹھنڈی ہوا کی مقدار کو زیادہ سے زیادہ کرنا چاہتی ہیں۔
اس نے ہاؤڈن کو جنوبی افریقہ میں کانوں میں امینو سکرو کولر متعارف کرانے پر آمادہ کیا، پہلے موجودہ سطح کے سینٹری فیوگل کولرز کے بعد مل کر۔اس کی وجہ سے کولنٹ کی مقدار میں ایک مرحلہ وار تبدیلی آئی ہے جو ان گہری زیر زمین سونے کی کانوں کو فراہم کی جا سکتی ہے، جس کے نتیجے میں سطح کے پانی کے اوسط درجہ حرارت میں 6-8°C سے 1°C تک کمی واقع ہوئی ہے۔کان اسی مائن پائپ لائن کے بنیادی ڈھانچے کو استعمال کر سکتی ہے، جن میں سے بہت سے پہلے سے نصب ہیں، جبکہ گہری تہوں تک پہنچانے والی کولنگ کی مقدار میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔
WRV 510 کے متعارف ہونے کے تقریباً 20 سال بعد، ہوڈن، جو اس شعبے میں ایک سرکردہ مارکیٹ پلیئر ہے، نے WRV 510 تیار کیا، جو 510 ملی میٹر روٹر کے ساتھ ایک بڑا بلاک سکرو کمپریسر ہے۔یہ اس وقت مارکیٹ میں موجود سب سے بڑے سکرو کمپریسرز میں سے ایک تھا اور جنوبی افریقہ کی ان گہری کانوں کو ٹھنڈا کرنے کے لیے درکار چلر ماڈیول کے سائز سے مماثل تھا۔
"یہ ایک گیم چینجر ہے کیونکہ بارودی سرنگیں چلرز کے ایک گروپ کے بجائے 10-12 میگاواٹ کا ایک ہی چلر انسٹال کر سکتی ہیں،" واسرمین نے کہا۔"ایک ہی وقت میں، ایک سبز ریفریجرینٹ کے طور پر امونیا سکرو کمپریسرز اور پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کے امتزاج کے لیے موزوں ہے۔"
امونیا کے تحفظات کو کان کنی کی صنعت کے لیے امونیا کے لیے تصریحات اور حفاظتی معیارات میں باضابطہ شکل دی گئی تھی، جس میں ہاؤڈن نے ڈیزائن کے عمل میں اہم کردار ادا کیا تھا۔انہیں اپ ڈیٹ کر کے جنوبی افریقہ کے قانون میں شامل کر دیا گیا ہے۔
اس کامیابی کا ثبوت جنوبی افریقہ کی کان کنی کی صنعت کی طرف سے 350 میگاواٹ سے زیادہ امونیا ریفریجریشن کی صلاحیت کی تنصیب سے ہے، جسے دنیا کی سب سے بڑی صنعت سمجھا جاتا ہے۔
لیکن جنوبی افریقہ میں ہاوڈن کی جدت یہیں نہیں رکی: 1985 میں کمپنی نے اپنے مائن کولرز کی بڑھتی ہوئی رینج میں ایک سطحی برف کی مشین کا اضافہ کیا۔
چونکہ سطح اور زیر زمین کولنگ کے اختیارات زیادہ سے زیادہ ہیں یا بہت مہنگے سمجھے جاتے ہیں، کان کنی کو مزید گہری سطح تک پھیلانے کے لیے کانوں کو کولنگ کے نئے حل کی ضرورت ہے۔
ہوڈن نے 1985 میں جوہانسبرگ کے مشرق میں EPM (ایسٹ رینڈ پروپرائٹری مائن) میں اپنا پہلا برف بنانے کا پلانٹ نصب کیا، جس کی ٹھنڈک کی حتمی صلاحیت تقریباً 40 میگاواٹ اور برف کی گنجائش 4320 t/h ہے۔
آپریشن کی بنیاد سطح پر برف کی تشکیل ہے اور اسے کان کے ذریعے زیر زمین آئس ڈیم تک پہنچانا ہے، جہاں برف کے ڈیم سے پانی کو زیر زمین کولنگ سٹیشنوں میں گردش کیا جاتا ہے یا کنوؤں کی کھدائی کے لیے پروسیس واٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔پھر پگھلی ہوئی برف کو دوبارہ سطح پر پمپ کیا جاتا ہے۔
اس آئس میکر سسٹم کا بنیادی فائدہ پمپنگ کے اخراجات میں کمی ہے، جو سطح کے ٹھنڈے پانی کے نظام سے وابستہ آپریٹنگ اخراجات کو تقریباً 75-80% تک کم کر دیتا ہے۔یہ موروثی "پانی کے مرحلے کی منتقلی میں ذخیرہ شدہ ٹھنڈک توانائی" پر آتا ہے، واسرمین نے کہا، یہ بتاتے ہوئے کہ 1kg/s برف میں 4.5-5kg/s منجمد پانی کے برابر ٹھنڈک کی صلاحیت ہوتی ہے۔
"اعلی پوزیشننگ کی کارکردگی" کی وجہ سے، زیر زمین ڈیم کو 2-5 ° C پر برقرار رکھا جا سکتا ہے تاکہ زیر زمین ایئر کولنگ سٹیشن کی تھرمل کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے، پھر سے کولنگ کی صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ بنایا جا سکے۔
جنوبی افریقہ میں ایک آئس پاور پلانٹ کی خاص مطابقت کا ایک اور فائدہ، ایک ملک جو اپنے غیر مستحکم پاور گرڈ کے لیے جانا جاتا ہے، نظام کی حرارت کو ذخیرہ کرنے کے طریقے کے طور پر استعمال کرنے کی صلاحیت ہے، جہاں برف کو زیر زمین برف کے ڈیموں میں اور چوٹی کے دورانیے میں بنایا اور جمع کیا جاتا ہے۔.
مؤخر الذکر فائدہ ایک Eskom کے تعاون سے چلنے والے انڈسٹری پارٹنرشپ پروجیکٹ کی ترقی کا باعث بنا ہے جس کے تحت ہاوڈن دنیا کی سب سے گہری زیر زمین کانوں Mponeng اور Moab Hotsong میں ٹیسٹ کیسز کے ساتھ، بجلی کی زیادہ طلب کو کم کرنے کے لیے برف بنانے والوں کے استعمال کی تحقیقات کر رہا ہے۔
"ہم نے رات کو (گھنٹوں کے بعد) ڈیم کو منجمد کیا اور چوٹی کے اوقات میں کان کے لیے ٹھنڈک کے لیے پانی اور پگھلی ہوئی برف کا استعمال کیا،" واسرمین نے وضاحت کی۔"بیس کولنگ یونٹ چوٹی کے اوقات میں بند کردیئے جاتے ہیں، جس سے گرڈ پر بوجھ کم ہوجاتا ہے۔"
اس کی وجہ سے Mponeng میں ٹرنکی آئس مشین کی ترقی ہوئی، جہاں ہاوڈن نے 12 میگاواٹ، 120 t/h آئس مشین کے لیے سول، الیکٹریکل اور مکینیکل آلات سمیت کام مکمل کیا۔
Mponeng کی بنیادی کولنگ حکمت عملی میں حالیہ اضافے میں نرم برف، سطح کا ٹھنڈا پانی، سطح کے ایئر کولر (BACs) اور زیر زمین کولنگ سسٹم شامل ہیں۔کام کے دوران تحلیل شدہ نمکیات اور کلورائڈز کی بلند ارتکاز کے کان کے پانی میں موجودگی۔
ان کا کہنا ہے کہ جنوبی افریقہ کا تجربہ اور صرف مصنوعات ہی نہیں بلکہ حل پر توجہ مرکوز کرنے سے دنیا بھر میں ریفریجریشن سسٹم کو تبدیل کرنا جاری ہے۔
جیسا کہ Wasserman نے ذکر کیا، جیسا کہ زیادہ سے زیادہ بارودی سرنگیں گہری ہوتی جارہی ہیں اور بارودی سرنگوں میں زیادہ جگہ ہوتی ہے، دنیا کے دیگر حصوں میں اس طرح کے حل کو دیکھنا آسان ہے۔
مین ہارڈ نے کہا: "ہاؤڈن کئی دہائیوں سے جنوبی افریقہ کو اپنی گہری کان کولنگ ٹیکنالوجی برآمد کر رہا ہے۔مثال کے طور پر، ہم نے 1990 کی دہائی میں نیواڈا میں زیر زمین سونے کی کانوں کے لیے مائن کولنگ سلوشنز فراہم کیے تھے۔
"کچھ جنوبی افریقی کانوں میں استعمال ہونے والی ایک دلچسپ ٹیکنالوجی لوڈ کی منتقلی کے لیے تھرمل برف کا ذخیرہ ہے - تھرمل توانائی کو برف کے بڑے ڈیموں میں ذخیرہ کیا جاتا ہے۔برف چوٹی کے اوقات میں پیدا ہوتی ہے اور چوٹی کے اوقات میں استعمال ہوتی ہے،‘‘ انہوں نے کہا۔"روایتی طور پر، ریفریجریشن یونٹس کو زیادہ سے زیادہ محیط درجہ حرارت کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو گرمیوں کے مہینوں میں دن میں تین گھنٹے تک پہنچ سکتا ہے۔تاہم، اگر آپ کے پاس ٹھنڈک توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت ہے، تو آپ اس صلاحیت کو کم کر سکتے ہیں۔"
انہوں نے کہا، "اگر آپ کے پاس کافی زیادہ چوٹی کی شرح کے ساتھ کوئی منصوبہ ہے اور آپ آف پیک پیریڈز کے دوران سستے نرخوں پر اپ گریڈ کرنا چاہتے ہیں، تو برف بنانے کے یہ حل ایک مضبوط کاروباری صورت بنا سکتے ہیں۔""پلانٹ کے لیے ابتدائی سرمایہ کم آپریٹنگ اخراجات کو پورا کر سکتا ہے۔"
اسی وقت، بی اے سی، جو کئی دہائیوں سے جنوبی افریقہ کی کانوں میں استعمال ہو رہی ہے، عالمی سطح پر زیادہ سے زیادہ اہمیت حاصل کر رہی ہے۔
روایتی BAC ڈیزائنوں کے مقابلے میں، BACs کی تازہ ترین نسل میں اپنے پیشروؤں سے زیادہ تھرمل کارکردگی ہے، مائن ہوا کے درجہ حرارت کی کم حد اور ایک چھوٹا نقشہ۔وہ ایک کولنگ آن ڈیمانڈ (CoD) ماڈیول کو Howden Ventsim CONTROL پلیٹ فارم میں بھی ضم کرتے ہیں، جو نیچے کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کالر ہوا کے درجہ حرارت کو خود بخود ایڈجسٹ کرتا ہے۔
گزشتہ ایک سال کے دوران، ہوڈن نے برازیل اور برکینا فاسو میں صارفین کو تین نئی نسل کے BAC فراہم کیے ہیں۔
کمپنی مشکل آپریٹنگ حالات کے لیے حسب ضرورت حل تیار کرنے کے قابل بھی ہے۔ایک حالیہ مثال جنوبی آسٹریلیا میں کاراپتینا کان میں OZ منرلز کے لیے BAC امونیا کولرز کی 'منفرد' تنصیب ہے۔
واسرمین نے تنصیب کے بارے میں کہا کہ "ہاؤڈن نے آسٹریلیا میں ہاوڈن امونیا کمپریسرز اور بند لوپ ڈرائی ایئر کولرز کے ساتھ خشک کنڈینسر نصب کیے ہیں،"یہ دیکھتے ہوئے کہ یہ ایک 'خشک' تنصیب ہے اور پانی کے نظام میں نصب اسپرے کولر کھلے نہیں ہیں، یہ کولر زیادہ سے زیادہ کارکردگی کے لیے بنائے گئے ہیں۔"
کمپنی فی الحال برکینا فاسو میں یاراموکو فورٹونا ​​سلور (سابقہ ​​Roxgold) کان میں ڈیزائن اور بنائے گئے 8 میگاواٹ کے ساحلی BAC پلانٹ (نیچے تصویر میں) کے لیے اپ ٹائم نگرانی کے حل کی جانچ کر رہی ہے۔
جوہانسبرگ میں ہاؤڈن پلانٹ کے زیر کنٹرول سسٹم، کمپنی کو ممکنہ کارکردگی میں بہتری اور دیکھ بھال کے بارے میں مشورہ دینے کی اجازت دیتا ہے تاکہ پلانٹ کو اس کے بہترین کام پر رکھا جا سکے۔Ero Copper، برازیل میں Caraiba مائننگ کمپلیکس میں BAC یونٹ بھی اس خصوصیت کو استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
ٹوٹل مائن وینٹیلیشن سلوشنز (TMVS) پلیٹ فارم پائیدار ویلیو ایڈڈ تعلقات استوار کرنا جاری رکھے ہوئے ہے اور کمپنی 2021 میں ملک میں دو وینٹیلیشن آن ڈیمانڈ (VoD) فزیبلٹی اسٹڈیز شروع کرے گی۔
زمبابوے کی سرحد پر، کمپنی ایک ایسے منصوبے پر کام کر رہی ہے جو زیر زمین بارودی سرنگوں میں خودکار دروازوں کے لیے ویڈیو آن ڈیمانڈ کو فعال کرے گا، جس سے وہ مختلف وقفوں پر کھل سکیں گے اور گاڑی کی مخصوص ضروریات کے مطابق ٹھنڈک ہوا کی صحیح مقدار فراہم کر سکیں گے۔
موجودہ دستیاب کان کنی انفراسٹرکچر اور آف دی شیلف ڈیٹا ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے ٹیکنالوجی کی یہ ترقی ہاوڈین کی مستقبل کی مصنوعات کا ایک اہم حصہ ہوگی۔
جنوبی افریقہ میں Howden کا تجربہ: اس کی گہری سونے کی کانوں میں پانی کے خراب معیار سے نمٹنے کے لیے کولنگ سلوشن ڈیزائن کرنے کا طریقہ سیکھیں، گرڈ کے مسائل سے بچنے کے لیے حل کو زیادہ سے زیادہ توانائی کے قابل بنانے کا طریقہ، اور ہوا کے معیار کے کچھ انتہائی سخت تقاضوں کو کیسے پورا کیا جائے۔درجہ حرارت اور پیشہ ورانہ صحت کے تقاضوں کا عالمی ضابطہ – دنیا بھر میں کانوں کے لیے ادائیگی جاری رکھے گا۔
انٹرنیشنل مائننگ ٹیم پبلشنگ لمیٹڈ 2 کلیرج کورٹ، لوئر کنگز روڈ برخمسٹڈ، ہرٹ فورڈ شائر انگلینڈ HP4 2AF، UK