শিল্প প্রতিবেদন অনুসারে, খনিটি প্রতি বছর গভীর হচ্ছে - ৩০ মিটার।
গভীরতা বাড়ার সাথে সাথে বায়ুচলাচল এবং শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তাও বৃদ্ধি পায় এবং দক্ষিণ আফ্রিকার গভীরতম খনিতে কাজ করার অভিজ্ঞতা থেকে হাউডেন এটি জানেন।
১৮৫৪ সালে স্কটল্যান্ডে জেমস হাউডেন একটি মেরিন ইঞ্জিনিয়ারিং কোম্পানি হিসেবে হাউডেন প্রতিষ্ঠা করেন এবং ১৯৫০-এর দশকে খনি ও বিদ্যুৎ শিল্পের চাহিদা পূরণের জন্য দক্ষিণ আফ্রিকায় প্রবেশ করেন। ১৯৬০-এর দশকের মধ্যে, কোম্পানিটি দেশের গভীর সোনার খনিগুলিকে নিরাপদে এবং দক্ষতার সাথে ভূগর্ভস্থ আকরিক মাইল উত্তোলনের জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত বায়ুচলাচল এবং শীতলকরণ ব্যবস্থা দিয়ে সজ্জিত করতে সহায়তা করে।
"প্রাথমিকভাবে, খনিটি শুধুমাত্র শীতলকরণ পদ্ধতি হিসেবে বায়ুচলাচল ব্যবহার করত, কিন্তু খনির গভীরতা বৃদ্ধির সাথে সাথে খনিতে ক্রমবর্ধমান তাপের চাপ পূরণের জন্য যান্ত্রিক শীতলকরণের প্রয়োজন হয়েছিল," হাউডেনের মাইন কুলিং এবং কম্প্রেসার বিভাগের প্রধান টিউনেস ওয়াসারম্যান আইএমকে বলেন।
দক্ষিণ আফ্রিকার অনেক গভীর সোনার খনিতে ভূগর্ভস্থ কর্মী এবং সরঞ্জামের জন্য প্রয়োজনীয় শীতলকরণের জন্য মাটির উপরে এবং নীচে Freon™ সেন্ট্রিফিউগাল কুলার স্থাপন করা হয়েছে।
ওয়াসারম্যান বলেন, স্থিতাবস্থার উন্নতি সত্ত্বেও, ভূগর্ভস্থ মেশিনের তাপ অপচয় ব্যবস্থা সমস্যাযুক্ত প্রমাণিত হয়েছিল, কারণ মেশিনের শীতল ক্ষমতা তাপমাত্রা এবং উপলব্ধ নিষ্কাশন বাতাসের পরিমাণ দ্বারা সীমিত ছিল। একই সময়ে, খনির জলের গুণমান এই প্রাথমিক কেন্দ্রাতিগ চিলারগুলিতে ব্যবহৃত শেল-এবং-টিউব তাপ এক্সচেঞ্জারগুলিতে মারাত্মক দূষণের কারণ হয়েছিল।
এই সমস্যা সমাধানের জন্য, খনিগুলি ভূপৃষ্ঠ থেকে মাটিতে ঠান্ডা বাতাস পাম্প করতে শুরু করে। এটি শীতলকরণ ক্ষমতা বৃদ্ধি করলেও, প্রয়োজনীয় অবকাঠামো সাইলোতে জায়গা নেয় এবং প্রক্রিয়াটি শক্তি এবং শক্তি-নিবিড় উভয়ই।
এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, খনিগুলি ঠান্ডা জলের ইউনিটের মাধ্যমে মাটিতে ঠান্ডা বাতাসের পরিমাণ সর্বাধিক করতে চায়।
এর ফলে হাউডেন দক্ষিণ আফ্রিকার খনিতে অ্যামিনো স্ক্রু কুলার চালু করেন, যা প্রথমে বিদ্যমান পৃষ্ঠতল কেন্দ্রাতিগ কুলারগুলির পরে একই সাথে করা হয়। এর ফলে এই গভীর ভূগর্ভস্থ সোনার খনিতে সরবরাহ করা যেতে পারে এমন কুল্যান্টের পরিমাণে এক ধাপ পরিবর্তন এসেছে, যার ফলে গড় পৃষ্ঠতলের জলের তাপমাত্রা 6-8°C থেকে 1°C এ নেমে এসেছে। খনিটি একই খনি পাইপলাইন অবকাঠামো ব্যবহার করতে পারে, যার মধ্যে অনেকগুলি ইতিমধ্যেই ইনস্টল করা আছে, এবং গভীর স্তরগুলিতে সরবরাহ করা শীতলকরণের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে।
WRV 510 প্রবর্তনের প্রায় 20 বছর পর, এই ক্ষেত্রের একজন শীর্ষস্থানীয় বাজার খেলোয়াড় হাউডেন, WRV 510 তৈরি করেন, একটি 510 মিমি রটার সহ একটি বৃহৎ ব্লক স্ক্রু কম্প্রেসার। এটি সেই সময়ে বাজারে থাকা বৃহত্তম স্ক্রু কম্প্রেসারগুলির মধ্যে একটি ছিল এবং দক্ষিণ আফ্রিকার গভীর খনিগুলিকে ঠান্ডা করার জন্য প্রয়োজনীয় চিলার মডিউল আকারের সাথে মিলে যায়।
"এটি একটি যুগান্তকারী পরিবর্তন আনবে কারণ খনিগুলিতে একগুচ্ছ চিলারের পরিবর্তে একটি মাত্র ১০-১২ মেগাওয়াট ক্ষমতার চিলার ইনস্টল করা যেতে পারে," ওয়াসারম্যান বলেন। "একই সময়ে, সবুজ রেফ্রিজারেন্ট হিসেবে অ্যামোনিয়া স্ক্রু কম্প্রেসার এবং প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের সংমিশ্রণের জন্য উপযুক্ত।"
খনি শিল্পের জন্য অ্যামোনিয়ার স্পেসিফিকেশন এবং সুরক্ষা মানদণ্ডে অ্যামোনিয়া বিবেচনাগুলি আনুষ্ঠানিকভাবে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল, নকশা প্রক্রিয়ায় হাউডেন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিলেন। এগুলি আপডেট করা হয়েছে এবং দক্ষিণ আফ্রিকার আইনে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।
এই সাফল্যের প্রমাণ দক্ষিণ আফ্রিকার খনি শিল্প কর্তৃক ৩৫০ মেগাওয়াটেরও বেশি অ্যামোনিয়া রেফ্রিজারেশন ক্ষমতার স্থাপনের মাধ্যমে পাওয়া যায়, যা বিশ্বের বৃহত্তম বলে বিবেচিত হয়।
কিন্তু দক্ষিণ আফ্রিকায় হাউডেনের উদ্ভাবন এখানেই থেমে থাকেনি: ১৯৮৫ সালে কোম্পানিটি তার ক্রমবর্ধমান মাইন কুলার পরিসরে একটি সারফেস আইস মেশিন যুক্ত করে।
যেহেতু ভূপৃষ্ঠ এবং ভূগর্ভস্থ শীতলকরণের বিকল্পগুলি সর্বাধিক বা খুব ব্যয়বহুল বলে মনে করা হচ্ছে, তাই খনিগুলিকে আরও গভীর স্তরে খনন সম্প্রসারণের জন্য একটি নতুন শীতলকরণ সমাধানের প্রয়োজন।
হাউডেন ১৯৮৫ সালে জোহানেসবার্গের পূর্বে EPM (ইস্ট র‍্যান্ড প্রোপ্রাইটারি মাইন) তে তার প্রথম বরফ তৈরির কারখানা (উদাহরণস্বরূপ নীচে) স্থাপন করেন, যার চূড়ান্ত মোট শীতলকরণ ক্ষমতা প্রায় ৪০ মেগাওয়াট এবং বরফ উৎপাদন ক্ষমতা ৪৩২০ টন/ঘন্টা।
এই অভিযানের ভিত্তি হলো ভূপৃষ্ঠে বরফ তৈরি করা এবং খনির মাধ্যমে ভূগর্ভস্থ বরফ বাঁধে পরিবহন করা, যেখানে বরফ বাঁধের পানি ভূগর্ভস্থ শীতলীকরণ কেন্দ্রগুলিতে সঞ্চালিত হয় অথবা কূপ খননের জন্য প্রক্রিয়াজাত জল হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এরপর গলিত বরফকে আবার ভূপৃষ্ঠে ফিরিয়ে আনা হয়।
এই আইসমেকার সিস্টেমের প্রধান সুবিধা হল পাম্পিং খরচ হ্রাস, যা পৃষ্ঠতলের ঠান্ডা জল ব্যবস্থার সাথে সম্পর্কিত অপারেটিং খরচ প্রায় 75-80% হ্রাস করে। এটি "জলের পর্যায় পরিবর্তনে সঞ্চিত সহজাত শীতল শক্তির" উপর নির্ভর করে, ওয়াসারম্যান বলেন, ব্যাখ্যা করে যে 1 কেজি/সেকেন্ড বরফের শীতল ক্ষমতা 4.5-5 কেজি/সেকেন্ড হিমায়িত জলের সমান।
"উচ্চতর অবস্থানগত দক্ষতা" এর কারণে, ভূগর্ভস্থ বাঁধটি 2-5°C তাপমাত্রায় বজায় রাখা যেতে পারে যাতে ভূগর্ভস্থ এয়ার-কুলিং স্টেশনের তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নত হয়, যা আবার শীতল করার ক্ষমতা সর্বাধিক করে তোলে।
দক্ষিণ আফ্রিকার একটি বরফ বিদ্যুৎ কেন্দ্রের বিশেষ প্রাসঙ্গিকতার আরেকটি সুবিধা হল, এটি তার অস্থির বিদ্যুৎ গ্রিডের জন্য পরিচিত দেশ, যা তাপ সঞ্চয়ের পদ্ধতি হিসেবে ব্যবহারের ক্ষমতা রাখে, যেখানে ভূগর্ভস্থ বরফ বাঁধে এবং সর্বোচ্চ তাপমাত্রার সময়কালে বরফ তৈরি এবং জমা করা হয়।
পরবর্তী সুবিধাটি এসকম-সমর্থিত শিল্প অংশীদারিত্ব প্রকল্পের উন্নয়নের দিকে পরিচালিত করেছে যার অধীনে হাউডেন সর্বোচ্চ বিদ্যুতের চাহিদা কমাতে বরফ প্রস্তুতকারকদের ব্যবহারের তদন্ত করছেন, বিশ্বের গভীরতম ভূগর্ভস্থ খনি, এমপোনেং এবং মোয়াব হটসং-এ পরীক্ষার কেস সহ।
"আমরা রাতে (ঘন্টা পর) বাঁধটি হিমায়িত করেছিলাম এবং পিক আওয়ারে খনির জন্য শীতল করার উৎস হিসেবে জল এবং গলিত বরফ ব্যবহার করেছিলাম," ওয়াসারম্যান ব্যাখ্যা করেন। "পিক পিরিয়ডের সময় বেস কুলিং ইউনিটগুলি বন্ধ করে দেওয়া হয়, যা গ্রিডের উপর লোড কমায়।"
এর ফলে এমপোনেং-এ একটি টার্নকি আইস মেশিন তৈরির কাজ শুরু হয়, যেখানে হাউডেন ১২ মেগাওয়াট, ১২০ টন/ঘন্টা ক্ষমতার আইস মেশিনের জন্য সিভিল, বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক সরঞ্জাম সহ কাজ সম্পন্ন করেন।
এমপোনেং-এর মূল শীতলীকরণ কৌশলে সাম্প্রতিক সংযোজনের মধ্যে রয়েছে নরম বরফ, পৃষ্ঠতল ঠান্ডা জল, পৃষ্ঠতল এয়ার কুলার (BAC) এবং একটি ভূগর্ভস্থ শীতলকরণ ব্যবস্থা। কাজের সময় খনির জলে দ্রবীভূত লবণ এবং ক্লোরাইডের উচ্চ ঘনত্বের উপস্থিতি।
তিনি বলেন, দক্ষিণ আফ্রিকার অভিজ্ঞতার ভাণ্ডার এবং কেবল পণ্য নয়, সমাধানের উপর মনোযোগ বিশ্বজুড়ে রেফ্রিজারেশন সিস্টেমকে রূপান্তরিত করে চলেছে।
ওয়াসারম্যান যেমন উল্লেখ করেছেন, যত বেশি খনি গভীরে যাবে এবং খনিতে আরও জায়গা তৈরি হবে, ততই বিশ্বের অন্যান্য অংশেও এই ধরণের সমাধান পাওয়া সহজ হবে।
মেইনহার্ড বলেন: "হাউডেন কয়েক দশক ধরে দক্ষিণ আফ্রিকায় তার গভীর খনি কুলিং প্রযুক্তি রপ্তানি করে আসছে। উদাহরণস্বরূপ, আমরা ১৯৯০-এর দশকে নেভাডায় ভূগর্ভস্থ সোনার খনির জন্য খনি কুলিং সমাধান সরবরাহ করেছিলাম।"
"দক্ষিণ আফ্রিকার কিছু খনিতে ব্যবহৃত একটি আকর্ষণীয় প্রযুক্তি হল লোড ট্রান্সফারের জন্য তাপীয় বরফ সংরক্ষণ করা - তাপীয় শক্তি বড় বরফ বাঁধে সংরক্ষণ করা হয়। বরফ তৈরি করা হয় পিক আওয়ারে এবং পিক আওয়ারে ব্যবহার করা হয়," তিনি বলেন। "ঐতিহ্যগতভাবে, রেফ্রিজারেশন ইউনিটগুলি সর্বোচ্চ পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার জন্য ডিজাইন করা হয় যা গ্রীষ্মের মাসগুলিতে দিনে তিন ঘন্টা পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। তবে, যদি আপনার শীতল শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা থাকে, তাহলে আপনি সেই ক্ষমতা কমাতে পারেন।"
"যদি আপনার পরিকল্পনা থাকে যে পিক রেট মোটামুটি উচ্চ এবং অফ-পিক পিরিয়ডে সস্তা দামে আপগ্রেড করতে চান, তাহলে এই বরফ তৈরির সমাধানগুলি একটি শক্তিশালী ব্যবসায়িক কেস তৈরি করতে পারে," তিনি বলেন। "প্ল্যান্টের প্রাথমিক মূলধন কম পরিচালন খরচ পূরণ করতে পারে।"
একই সময়ে, দক্ষিণ আফ্রিকার খনিতে কয়েক দশক ধরে ব্যবহৃত বিএসি ক্রমশ বিশ্বব্যাপী গুরুত্ব পাচ্ছে।
ঐতিহ্যবাহী BAC ডিজাইনের তুলনায়, সর্বশেষ প্রজন্মের BAC গুলির তাপ দক্ষতা তাদের পূর্বসূরীদের তুলনায় বেশি, খনিতে বাতাসের তাপমাত্রার সীমা কম এবং পদচিহ্ন কম। তারা হাউডেন ভেন্টসিম কন্ট্রোল প্ল্যাটফর্মে একটি কুলিং-অন-ডিমান্ড (CoD) মডিউলও সংহত করে, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভূপৃষ্ঠের চাহিদার সাথে মেলে কলার বাতাসের তাপমাত্রা সামঞ্জস্য করে।
গত এক বছরে, হাউডেন ব্রাজিল এবং বুরকিনা ফাসোর গ্রাহকদের কাছে তিনটি নতুন প্রজন্মের BAC সরবরাহ করেছে।
কোম্পানিটি কঠিন অপারেটিং অবস্থার জন্য কাস্টমাইজড সমাধান তৈরি করতেও সক্ষম; এর সাম্প্রতিক উদাহরণ হল দক্ষিণ অস্ট্রেলিয়ার ক্যারাপাটিনা খনিতে OZ মিনারেলসের জন্য BAC অ্যামোনিয়া কুলারগুলির 'অনন্য' ইনস্টলেশন।
"পানির অভাবে অস্ট্রেলিয়ায় হাউডেন অ্যামোনিয়া কম্প্রেসার এবং ক্লোজড লুপ ড্রাই এয়ার কুলার সহ ড্রাই কনডেন্সার স্থাপন করেছে," ওয়াসারম্যান ইনস্টলেশন সম্পর্কে বলেন। "এটি একটি 'শুষ্ক' ইনস্টলেশন এবং জল ব্যবস্থায় ইনস্টল করা খোলা স্প্রে কুলার নয়, তাই এই কুলারগুলি সর্বাধিক দক্ষতার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।"
কোম্পানিটি বর্তমানে বুরকিনা ফাসোর ইয়ারামোকো ফরচুনা সিলভার (পূর্বে রক্সগোল্ড) খনিতে ডিজাইন এবং নির্মিত ৮ মেগাওয়াট অনশোর বিএসি প্ল্যান্টের (নীচের চিত্রে) একটি আপটাইম মনিটরিং সলিউশন পরীক্ষা করছে।
জোহানেসবার্গের হাউডেন প্ল্যান্ট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত এই সিস্টেমটি কোম্পানিকে সম্ভাব্য দক্ষতা উন্নয়ন এবং রক্ষণাবেক্ষণের বিষয়ে পরামর্শ দেওয়ার সুযোগ দেয় যাতে প্ল্যান্টটি সর্বোত্তমভাবে পরিচালিত হয়। ব্রাজিলের ইরো কপারের ক্যারাইবা মাইনিং কমপ্লেক্সের বিএসি ইউনিটটিও এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
টোটাল মাইন ভেন্টিলেশন সলিউশনস (TMVS) প্ল্যাটফর্ম টেকসই মূল্য সংযোজন সম্পর্ক গড়ে তোলার কাজ চালিয়ে যাচ্ছে এবং কোম্পানিটি ২০২১ সালে দেশে দুটি ভেন্টিলেশন অন ডিমান্ড (VoD) সম্ভাব্যতা সমীক্ষা চালু করবে।
জিম্বাবুয়ের সীমান্তে, কোম্পানিটি এমন একটি প্রকল্পে কাজ করছে যা ভূগর্ভস্থ খনিতে স্বয়ংক্রিয় দরজার জন্য ভিডিও-অন-ডিমান্ড সক্ষম করবে, যা বিভিন্ন বিরতিতে খোলার সুযোগ দেবে এবং গাড়ির নির্দিষ্ট চাহিদার উপর নির্ভর করে সঠিক পরিমাণে শীতল বাতাস সরবরাহ করবে।
বিদ্যমান উপলব্ধ খনির অবকাঠামো এবং অপ্রচলিত তথ্য উৎস ব্যবহার করে এই প্রযুক্তি উন্নয়ন হাউডেনের ভবিষ্যতের পণ্যগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হবে।
দক্ষিণ আফ্রিকায় হাউডেনের অভিজ্ঞতা: গভীর সোনার খনিতে পানির নিম্নমানের সমস্যা মোকাবেলা করার জন্য শীতল সমাধান কীভাবে ডিজাইন করতে হয়, গ্রিড সমস্যা এড়াতে সমাধানগুলিকে যতটা সম্ভব শক্তি সাশ্রয়ী করে তোলা যায় এবং বায়ু মানের কিছু কঠোর প্রয়োজনীয়তা কীভাবে পূরণ করা যায় তা শিখুন। বিশ্বব্যাপী তাপমাত্রা এবং পেশাগত স্বাস্থ্যের প্রয়োজনীয়তা নিয়ন্ত্রণ - বিশ্বজুড়ে খনিগুলির জন্য ফলপ্রসূ হতে থাকবে।
ইন্টারন্যাশনাল মাইনিং টিম পাবলিশিং লিমিটেড ২ ক্লারিজ কোর্ট, লোয়ার কিংস রোড বার্কহামস্টেড, হার্টফোর্ডশায়ার ইংল্যান্ড HP4 2AF, যুক্তরাজ্য