Meategia urtero sakontzen ari da – 30 m, industriaren txostenen arabera.
Sakonera handitzen den heinean, aireztapen eta hozte beharra ere handitzen da, eta Howdenek badaki hori Hegoafrikako meategi sakonenekin lan egin izanaren esperientziatik.
Howden 1854an sortu zuen James Howdenek Eskozian itsas ingeniaritza enpresa gisa, eta 1950eko hamarkadan sartu zen Hegoafrikan meatzaritza eta energia industrien beharrak asetzeko. 1960ko hamarkadarako, enpresak herrialdeko urre meategi sakonak lur azpian miliatan zehar modu seguru eta eraginkorrean erauzteko beharrezkoak ziren aireztapen eta hozte sistema guztiekin hornitzen lagundu zuen.
«Hasieran, meategiak aireztapena hozteko metodo gisa bakarrik erabiltzen zuen, baina meategiaren sakonera handitu ahala, hozte mekanikoa beharrezkoa zen meategiko bero-karga gero eta handiagoa konpentsatzeko», esan zion Teunes Wassermanek, Howdeneko Mine Cooling and Compressors dibisioko buruak, IMri.
Hegoafrikako urre-meategi sakon askok Freon™ hozkailu zentrifugoak instalatu dituzte lur gainean eta azpian, lurpeko langileei eta ekipamenduei beharrezko hoztea bermatzeko.
Egoera hobetu arren, lurpeko makinaren beroa xahutzeko sistemak arazoak sortu zituen, makinaren hozte-ahalmena tenperaturak eta eskuragarri zegoen ihes-airearen kantitateak mugatuta baitzegoen, Wassermanek esan zuenez. Aldi berean, meategiko uraren kalitateak zikinkeria larria eragin zuen hasierako hozgailu zentrifugo hauetan erabiltzen ziren oskola eta hodi-bero-trukagailuetan.
Arazo hau konpontzeko, meategiek aire hotza gainazaletik lurrera ponpatzen hasi ziren. Horrek hozteko ahalmena handitzen duen arren, beharrezko azpiegiturak siloan lekua hartzen du eta prozesua energia eta energia intentsiboa da.
Arazo hauei aurre egiteko, meategiek ur hoztuko unitateen bidez lurrera ekartzen den aire hotza maximizatu nahi dute.
Horrek bultzatu zuen Howdenek amino torloju-hozkailuak sartzera Hegoafrikako meategietan, lehenik eta behin gainazaleko hozkailu zentrifugoen ondoren batera. Horrek lurpeko urre-meategi sakon hauetara hornitu daitekeen hozgarri-kantitatean aldaketa handia ekarri du, eta ondorioz, gainazaleko uraren batez besteko tenperatura 6-8 °C-tik 1 °C-ra jaitsi da. Meategiak meategiko hodi-azpiegitura bera erabil dezake, eta horietako asko dagoeneko instalatuta daude, eta, aldi berean, geruza sakonagoetara iristen den hozte-kantitatea nabarmen handitzen du.
WRV 510a aurkeztu eta 20 urte ingurura, Howdenek, merkatuko jokalari nagusi batek, WRV 510a garatu zuen, 510 mm-ko errotorea zuen bloke-torloju konpresore handi bat. Garai hartan merkatuan zeuden torloju konpresore handienetako bat zen, eta Hegoafrikako meategi sakon horiek hozteko behar zen hozte-moduluaren tamainakoa zen.
«Hau iraultzailea da, meategiek 10-12 MW-ko hozkailu bakarra instalatu dezaketelako hozkailu multzo baten ordez», esan zuen Wassermanek. «Aldi berean, amoniakoa hozgarri berde gisa oso egokia da torloju-konpresoreen eta plaka-bero-trukagailuen konbinazioetarako».
Amoniakoaren inguruko gogoetak meatzaritza-industriarako amoniakoaren zehaztapenetan eta segurtasun-arauetan formalizatu ziren, Howdenek diseinu-prozesuan zeregin garrantzitsua izan zuelarik. Eguneratu eta Hegoafrikako legedian sartu dira.
Arrakasta horren erakusgarri da Hegoafrikako meatzaritza-industriak 350 MW baino gehiagoko amoniako hozte-ahalmena instalatu izana, munduko handiena dela uste baita.
Baina Howdenen berrikuntza Hegoafrikan ez zen hor gelditu: 1985ean, konpainiak gainazaleko izotz-makina bat gehitu zion meategietako hozkailu-sorta gero eta handiagoari.
Gainazaleko eta lurpeko hozte aukerak maximizatzen edo garestiegiak direla uste denez, meategiek hozte-irtenbide berri bat behar dute meatzaritza maila sakonagoetara zabaltzeko.
Howdenek bere lehen izotz-ekoizpen planta (beheko adibidea) 1985ean instalatu zuen Johannesburgoko ekialdean dagoen EPM-n (East Rand Proprietary Mine), eta azken honek 40 MW inguruko hozte-ahalmen osoa eta 4320 t/h-ko izotz-ahalmena ditu.
Funtzionamenduaren oinarria gainazalean izotza sortzea eta meategitik lurpeko izotz-presa batera garraiatzea da, non izotz-presako ura lurpeko hozte-estazioetan zirkulatzen den edo putzuak zulatzeko prozesu-ur gisa erabiltzen den. Ondoren, urtutako izotza gainazalera ponpatzen da berriro.
Izotz-makina sistema honen abantaila nagusia ponpaketa-kostuen murrizketa da, eta horrek gainazaleko ur hoztuko sistemek lotutako funtzionamendu-kostuak % 75-80 inguru murrizten ditu. Uraren fase-trantsizioetan gordetako "hozte-energia" da kontua, Wassermanek esan zuenez, eta azaldu zuen 1 kg/s izotzak 4,5-5 kg/s ur izoztuak adina hozteko ahalmen duela.
"Kokapen-eraginkortasun bikainari" esker, lurpeko presa 2-5 °C-tan mantendu daiteke lurpeko aire-hozte estazioaren errendimendu termikoa hobetzeko, hozte-ahalmena maximizatuz berriro ere.
Hegoafrikan, sare elektriko ezegonkorragatik ezaguna den herrialde batean, izotz-zentral baten garrantzi bereziaren beste abantaila bat sistemak beroa biltegiratzeko metodo gisa erabiltzeko gaitasuna da, non izotza sortu eta lurpeko izotz-presetan eta puntako aldietan metatzen den.
Azken onura horrek Eskom-ek babestutako industria-lankidetza proiektu bat garatzera eraman du, eta horren barruan Howden-ek izotz-makinak erabiltzea ikertzen ari da elektrizitate-eskariaren gailurra murrizteko, Mponeng eta Moab Hotsong-en, munduko lurpeko meategi sakonenetan, proba-kasuak eginez.
«Gauez (ordutegitik kanpo) presa izoztu genuen eta ura eta urtutako izotza erabili genituen meategia hozteko iturri gisa puntako orduetan», azaldu zuen Wassermanek. «Oinarrizko hozte-unitateak itzalita egoten dira puntako orduetan, eta horrek sare elektrikoaren karga murrizten du».
Horrek Mponeng-en izotz-makina giltza eskura baten garapena ekarri zuen, eta han Howdenek 12 MW-ko eta 120 t/h-ko izotz-makina baterako ekipamendu zibila, elektrikoa eta mekanikoa barne hartzen zituen lana burutu zuen.
Mponeng-en hozte-estrategia nagusiari gehitu zaizkion azken aldian izotz biguna, gainazaleko ur hoztua, gainazaleko aire-hozkailuak (BAC) eta lurpeko hozte-sistema bat daude. meategiko uretan gatz eta kloruro disolbatuen kontzentrazio handiak egotea lanean zehar.
Hegoafrikaren esperientzia ugariak eta produktuetan ez ezik, irtenbideetan ere arreta jartzeak mundu osoko hozte-sistemak eraldatzen jarraitzen du, dioenez.
Wassermanek aipatu bezala, gero eta meategi gehiago sakontzen eta espazio gehiago hartzen dutenez meategietan, erraza da horrelako irtenbideak munduko beste leku batzuetan aurkitzea.
Meinhardtek esan zuen: “Howdenek hamarkadetan esportatu du bere meategi sakonen hozte-teknologia Hegoafrikara. Adibidez, 1990eko hamarkadan Nevadako lurpeko urre-meategietarako hozte-irtenbideak hornitu genituen.
«Hegoafrikako meategi batzuetan erabiltzen den teknologia interesgarri bat izotz termikoa biltegiratzea da karga transferitzeko: energia termikoa izotz-presa handietan biltegiratzen da. Izotza puntako orduetan ekoizten da eta puntako orduetan erabiltzen da», esan zuen. «Tradizionalki, hozte-unitateak udako hilabeteetan egunean hiru ordura irits daitekeen giro-tenperatura maximo baterako diseinatuta daude. Hala ere, hozte-energia biltegiratzeko gaitasuna baduzu, gaitasun hori murriztu dezakezu».
«Pikotako tarifa nahiko altua duen plana baduzu eta puntako orduetatik kanpo tarifa merkeagoetara igo nahi baduzu, izotz-ekoizpen irtenbide hauek negozio-kasu sendoa izan daitezke», esan zuen. «Lantegiaren hasierako kapitalak funtzionamendu-kostu txikiagoak konpentsatu ditzake».
Aldi berean, Hegoafrikako meategietan hamarkadetan erabili izan den BAC-ak gero eta garrantzi handiagoa hartzen ari da mundu mailan.
BAC diseinu tradizionalekin alderatuta, azken belaunaldiko BACek aurrekoek baino eraginkortasun termiko handiagoa dute, meategiko airearen tenperatura mugak baxuagoak dira eta aztarna txikiagoa dute. Eskariaren araberako hozte (CoD) modulua ere integratzen dute Howden Ventsim CONTROL plataforman, eta honek automatikoki doitzen du lepoko airearen tenperatura lurpeko beharretara egokitzeko.
Azken urtean, Howdenek hiru BAC belaunaldi berri eman dizkie Brasilgo eta Burkina Fasoko bezeroei.
Enpresak funtzionamendu-baldintza zailetarako irtenbide pertsonalizatuak ekoizteko gai da; adibide bat da Hego Australiako Carrapateena meategian OZ Mineralsentzat BAC amoniako hozkailuen instalazio "berezia".
«Howdenek Howden amoniako konpresoreekin eta zirkuitu itxiko aire lehorreko hozkailuekin kondentsadore lehorrak instalatu zituen Australian, urik ez zegoenean», esan zuen Wassermanek instalazioari buruz. «Instalazio 'lehorra' denez eta ez ur-sistemetan instalatutako ihinztadura-hozkailu irekiak, hozkailu hauek eraginkortasun handiena lortzeko diseinatuta daude».
Konpainiak Burkina Fasoko Yaramoko Fortuna Silver (lehen Roxgold) meategian diseinatu eta eraikitako 8 MW-ko lurreko BAC planta baten funtzionamendu-denboraren monitorizazio-soluzio bat probatzen ari da (beheko irudian).
Johannesburgoko Howden lantegiak kontrolatzen duen sistemak enpresari aukera ematen dio eraginkortasunaren hobekuntza eta mantentze-lanei buruzko aholkuak emateko, lantegia ahalik eta ondoen funtzionatzen jarraitzeko. Brasilgo Ero Copper-eko Caraiba meatze-konplexuko BAC unitatea ere funtzio hau erabiltzeko diseinatuta dago.
Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) plataformak balio erantsiko harreman iraunkorrak eraikitzen jarraitzen du, eta konpainiak bi Ventilation On Demand (VoD) bideragarritasun azterketa abiaraziko ditu herrialdean 2021ean.
Zimbabweko mugan bertan, enpresak lurpeko meategietako ate automatikoetarako eskaeraren araberako bideoa ahalbidetuko duen proiektu batean ari da lanean, tarte desberdinetan ireki eta ibilgailuaren beharren arabera hozte-aire kopuru egokia emanez.
Teknologiaren garapen hau, eskuragarri dauden meatze-azpiegiturak eta apalategiko datu-iturriak erabiliz, Howdenen etorkizuneko produktuen zati garrantzitsu bat izango da.
Howdenen esperientzia Hegoafrikan: Ikasi nola diseinatu hozte-irtenbideak urre-meategi sakonetan uraren kalitate eskasari aurre egiteko, nola egin irtenbideak ahalik eta energia-eraginkorrenak sareko arazoak saihesteko, eta nola bete airearen kalitatearen eskakizun zorrotzenetako batzuk, tenperatura eta laneko osasunaren eskakizunak mundu osoan. Erregelamendua - mundu osoko meategientzat onuragarria izaten jarraituko du.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Ingalaterra HP4 2AF, Erresuma Batua