ინდუსტრიის ანგარიშების თანახმად, მაღარო ყოველწლიურად უფრო ღრმავდება - 30 მეტრით.
სიღრმის ზრდასთან ერთად, იზრდება ვენტილაციისა და გაგრილების საჭიროება და ჰოუდენმა ეს სამხრეთ აფრიკის ყველაზე ღრმა მაღაროებთან მუშაობის გამოცდილებიდან იცის.
„ჰოუდენი“ 1854 წელს შოტლანდიაში ჯეიმს ჰოუდენის მიერ დაარსდა, როგორც საზღვაო საინჟინრო კომპანია და სამხრეთ აფრიკაში 1950-იან წლებში შევიდა, რათა სამთო და ენერგეტიკის მრეწველობის საჭიროებები დაეკმაყოფილებინა. 1960-იანი წლებისთვის კომპანიამ ხელი შეუწყო ქვეყნის ღრმა ოქროს მაღაროების აღჭურვას ყველა საჭირო ვენტილაციისა და გაგრილების სისტემით, რათა უსაფრთხოდ და ეფექტურად მოპოვებულიყო მადანი კილომეტრების მანძილზე მიწისქვეშეთში.
„თავდაპირველად, მაღაროში გაგრილების მეთოდად მხოლოდ ვენტილაცია გამოიყენებოდა, მაგრამ მოპოვების სიღრმის ზრდასთან ერთად, მაღაროში მზარდი სითბური დატვირთვის კომპენსაციისთვის მექანიკური გაგრილება გახდა საჭირო“, - განუცხადა IM-ს ჰოუდენის მაღაროს გაგრილების და კომპრესორების განყოფილების ხელმძღვანელმა, ტეუნეს ვასერმანმა.
სამხრეთ აფრიკის ბევრ ღრმა ოქროს მაღაროში დამონტაჟებულია Freon™ ცენტრიდანული გამაგრილებლები მიწისქვეშა პერსონალისა და აღჭურვილობისთვის საჭირო გაგრილებისთვის, როგორც მიწისქვეშა, ასევე ზედაპირული გამოყენებისთვის.
სტატუს კვოს გაუმჯობესების მიუხედავად, მიწისქვეშა დანადგარის სითბოს გაფრქვევის სისტემა პრობლემური აღმოჩნდა, რადგან დანადგარის გაგრილების სიმძლავრე შეზღუდული იყო ტემპერატურით და გამონაბოლქვი ჰაერის რაოდენობით, განაცხადა ვასერმანმა. ამავდროულად, მაღაროს წყლის ხარისხი იწვევდა ამ ადრეულ ცენტრიდანულ გამაგრილებელებში გამოყენებული გარს-მილისებური სითბოს გადამცვლელების სერიოზულ დაბინძურებას.
ამ პრობლემის გადასაჭრელად, მაღაროებმა დაიწყეს ცივი ჰაერის ზედაპირიდან მიწაში გადატუმბვა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ზრდის გაგრილების სიმძლავრეს, საჭირო ინფრასტრუქტურა იკავებს ადგილს სილოსში და პროცესი როგორც ენერგომოხმარების, ასევე ენერგიის ინტენსიური ხარჯვის საგანია.
ამ პრობლემების გადასაჭრელად, მაღაროებს სურთ მაქსიმალურად გაზარდონ მიწაში გაცივებული წყლის დანადგარების მეშვეობით შეყვანილი ცივი ჰაერის რაოდენობა.
ამან აიძულა ჰოუდენი, სამხრეთ აფრიკის მაღაროებში ამინომჟავის ხრახნიანი გამაგრილებლები დანერგა, პირველად არსებული ზედაპირული ცენტრიდანული გამაგრილებლების შემდეგ. ამან გამოიწვია ღრმა მიწისქვეშა ოქროს მაღაროებისთვის მიწოდების გამაგრილებლის რაოდენობის მკვეთრი ცვლილება, რამაც გამოიწვია ზედაპირული წყლის საშუალო ტემპერატურის 6-8°C-დან 1°C-მდე შემცირება. მაღაროს შეუძლია გამოიყენოს იგივე მილსადენის ინფრასტრუქტურა, რომელთაგან ბევრი უკვე დამონტაჟებულია, ამავდროულად მნიშვნელოვნად გაზრდის უფრო ღრმა ფენებში მიწოდებული გაგრილების რაოდენობას.
WRV 510-ის დანერგვიდან დაახლოებით 20 წლის შემდეგ, ამ სფეროში წამყვანმა ბაზრის მოთამაშემ, Howden-მა, შეიმუშავა WRV 510, დიდი ზომის ბლოკური ხრახნიანი კომპრესორი 510 მმ როტორით. ეს იყო ერთ-ერთი უდიდესი ხრახნიანი კომპრესორი იმ დროს ბაზარზე და შეესაბამებოდა სამხრეთ აფრიკის ღრმა მაღაროების გასაგრილებლად საჭირო გამაგრილებელი მოდულის ზომას.
„ეს თამაშის წესების შეცვლას ცვლის, რადგან მაღაროებში შესაძლებელია ერთი 10-12 მეგავატიანი გამაგრილებელი მოწყობილობის დამონტაჟება გამაგრილებელი მოწყობილობების ნაკრების ნაცვლად“, - თქვა ვასერმანმა. „ამავდროულად, ამიაკი, როგორც მწვანე მაცივარი, კარგად შეეფერება ხრახნიანი კომპრესორებისა და ფირფიტური თბოგამცვლელების კომბინაციებს“.
ამიაკის საკითხები ფორმალიზდა სამთო მრეწველობისთვის ამიაკის სპეციფიკაციებსა და უსაფრთხოების სტანდარტებში, სადაც ჰოუდენმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა დიზაინის პროცესში. ისინი განახლდა და ინტეგრირებულია სამხრეთ აფრიკის კანონმდებლობაში.
ამ წარმატებას ადასტურებს სამხრეთ აფრიკის სამთო მრეწველობის მიერ 350 მეგავატზე მეტი სიმძლავრის ამიაკის მაცივრის სიმძლავრის დამონტაჟება, რომელიც მსოფლიოში უდიდესად ითვლება.
თუმცა, ჰოუდენის ინოვაციები სამხრეთ აფრიკაში ამით არ დასრულებულა: 1985 წელს კომპანიამ მაღაროს გამაგრილებლების მზარდ ასორტიმენტს ზედაპირული ყინულის მანქანა დაამატა.
რადგან ზედაპირული და მიწისქვეშა გაგრილების ვარიანტები მაქსიმალურად არის გამოყენებული ან ძალიან ძვირად ითვლება, მაღაროებს სჭირდებათ ახალი გაგრილების გადაწყვეტა მოპოვების უფრო ღრმა დონეებამდე გაფართოებისთვის.
ჰოუდენმა თავისი პირველი ყინულის დამამზადებელი ქარხანა (მაგალითი ქვემოთ) 1985 წელს იოჰანესბურგის აღმოსავლეთით მდებარე EPM-ში (East Rand Proprietary Mine) დაამონტაჟა, რომლის საბოლოო გაგრილების სიმძლავრე დაახლოებით 40 მეგავატია, ხოლო ყინულის წარმოების სიმძლავრე - 4320 ტ/სთ.
ოპერაციის საფუძველია ზედაპირზე ყინულის წარმოქმნა და მისი მაღაროს გავლით მიწისქვეშა ყინულის კაშხალამდე ტრანსპორტირება, სადაც ყინულის კაშხლიდან წყალი შემდეგ მიწისქვეშა გამაგრილებელ სადგურებში ცირკულირებს ან გამოიყენება ჭაბურღილების ბურღვისთვის გადამამუშავებელ წყალად. გამდნარი ყინული შემდეგ ზედაპირზე იტუმბება.
ამ ყინულის გენერატორის სისტემის მთავარი უპირატესობა შემცირებული სატუმბი ხარჯებია, რაც დაახლოებით 75-80%-ით ამცირებს ზედაპირული გაცივებული წყლის სისტემებთან დაკავშირებულ საოპერაციო ხარჯებს. ეს განპირობებულია „წყლის ფაზურ გადასვლებში შენახული გაგრილების ენერგიით“, - თქვა ვასერმანმა და განმარტა, რომ 1 კგ/წმ ყინულს იგივე გაგრილების უნარი აქვს, რაც 4.5-5 კგ/წმ გაყინულ წყალს.
„უმაღლესი პოზიციონირების ეფექტურობის“ გამო, მიწისქვეშა კაშხლის ტემპერატურა შეიძლება შენარჩუნდეს 2-5°C-ზე, რათა გაუმჯობესდეს მიწისქვეშა ჰაერით გაგრილების სადგურის თერმული მახასიათებლები, რაც კვლავ მაქსიმალურად გაზრდის გაგრილების სიმძლავრეს.
სამხრეთ აფრიკაში, ქვეყანაში, რომელიც ცნობილია თავისი არასტაბილური ელექტროქსელით, ყინულის ელექტროსადგურის განსაკუთრებული მნიშვნელობის კიდევ ერთი უპირატესობაა სისტემის გამოყენების შესაძლებლობა, როგორც სითბოს დაგროვების მეთოდი, სადაც ყინული წარმოიქმნება და გროვდება მიწისქვეშა ყინულის კაშხლებში და პიკის პერიოდებში.
ამ უკანასკნელმა სარგებელმა განაპირობა Eskom-ის მიერ მხარდაჭერილი ინდუსტრიული პარტნიორობის პროექტის შემუშავება, რომლის ფარგლებშიც ჰოუდენი იკვლევს ყინულის გენერატორების გამოყენებას ელექტროენერგიაზე პიკური მოთხოვნის შესამცირებლად, ტესტირების მაგალითებით მპონენგსა და მოაბ ჰოტსონგში, მსოფლიოში ყველაზე ღრმა მიწისქვეშა მაღაროებში.
„ღამით (სამუშაო საათების შემდეგ) კაშხალი გავყინეთ და პიკის საათებში მაღაროს გაგრილების წყაროდ წყალი და გამდნარი ყინული გამოვიყენეთ“, - განმარტა ვასერმანმა. „პიკის საათებში ძირითადი გაგრილების ბლოკები გამორთულია, რაც ამცირებს ქსელზე დატვირთვას“.
ამან გამოიწვია მპონენგში მზა ყინულის აპარატის შემუშავება, სადაც ჰოუდენმა დაასრულა სამუშაოები, მათ შორის 12 მეგავატიანი, 120 ტ/სთ სიმძლავრის ყინულის აპარატის სამოქალაქო, ელექტრო და მექანიკური აღჭურვილობა.
მპონენგის ძირითადი გაგრილების სტრატეგიაში ბოლო დროს დამატებულია რბილი ყინული, ზედაპირულად გაცივებული წყალი, ზედაპირული ჰაერის გამაგრილებლები (BAC) და მიწისქვეშა გაგრილების სისტემა. სამუშაოების დროს შახტის წყლებში გახსნილი მარილებისა და ქლორიდების მომატებული კონცენტრაციის არსებობა.
სამხრეთ აფრიკის მდიდარი გამოცდილება და გადაწყვეტილებებზე ფოკუსირება, და არა მხოლოდ პროდუქტებზე, მთელ მსოფლიოში აგრძელებს სამაცივრე სისტემების ტრანსფორმაციას, ამბობს ის.
როგორც ვასერმანმა აღნიშნა, რაც უფრო და უფრო მეტი მაღარო ღრმად მიდის და უფრო მეტ ადგილს იკავებს მაღაროებში, ადვილია მსგავსი გადაწყვეტილებების დანახვა მსოფლიოს სხვა ნაწილებშიც.
მეინჰარდტმა განაცხადა: „Howden ათწლეულების განმავლობაში სამხრეთ აფრიკაში ექსპორტზე ატარებდა თავის ღრმა მაღაროების გაგრილების ტექნოლოგიას. მაგალითად, ჩვენ 1990-იან წლებში ნევადაში მიწისქვეშა ოქროს მაღაროებისთვის მაღაროების გაგრილების გადაწყვეტილებები მივაწოდეთ.
„სამხრეთ აფრიკის ზოგიერთ მაღაროში გამოყენებული საინტერესო ტექნოლოგიაა თერმული ყინულის შენახვა დატვირთვის გადასატანად - თერმული ენერგია ინახება დიდ ყინულის კაშხლებში. ყინული იწარმოება პიკის საათებში და გამოიყენება პიკის საათებში“, - თქვა მან. „ტრადიციულად, მაცივრები გათვლილია მაქსიმალური გარემოს ტემპერატურისთვის, რომელიც შეიძლება ზაფხულის თვეებში დღეში სამ საათს მიაღწიოს. თუმცა, თუ გაქვთ გაგრილების ენერგიის შენახვის შესაძლებლობა, შეგიძლიათ შეამციროთ ეს სიმძლავრე“.
„თუ თქვენ გაქვთ გეგმა საკმაოდ მაღალი პიკური ტარიფით და გსურთ უფრო დაბალ ტარიფებზე გადასვლა პიკის დატვირთვის გარდა პერიოდებში, ყინულის დამზადების ეს გადაწყვეტილებები შეიძლება იყოს მყარი ბიზნეს არგუმენტი“, - თქვა მან. „ქარხნის საწყისი კაპიტალი შეიძლება კომპენსირებას უკეთებდეს დაბალ საოპერაციო ხარჯებს“.
ამავდროულად, BAC, რომელიც სამხრეთ აფრიკის მაღაროებში ათწლეულების განმავლობაში გამოიყენებოდა, სულ უფრო და უფრო მეტ გლობალურ მნიშვნელობას იძენს.
ტრადიციულ BAC დიზაინებთან შედარებით, BAC-ების უახლესი თაობა გამოირჩევა უფრო მაღალი თერმული ეფექტურობით, მაღაროს ჰაერის ტემპერატურის უფრო დაბალი ზღვრებით და მცირე ფართობით. ისინი ასევე ინტეგრირებენ Howden Ventsim CONTROL პლატფორმაში მოთხოვნისამებრ გაგრილების (CoD) მოდულს, რომელიც ავტომატურად არეგულირებს საყელოს ჰაერის ტემპერატურას მიწისქვეშა საჭიროებების შესაბამისად.
ბოლო ერთი წლის განმავლობაში, Howden-მა ბრაზილიასა და ბურკინა ფასოში მომხმარებლებს სამი ახალი თაობის BAC მიაწოდა.
კომპანიას ასევე შეუძლია რთული საოპერაციო პირობებისთვის მორგებული გადაწყვეტილებების წარმოება; ბოლოდროინდელი მაგალითია სამხრეთ ავსტრალიაში, კარაპატენას მაღაროში OZ Minerals-ისთვის BAC ამიაკის გამაგრილებლების „უნიკალური“ ინსტალაცია.
„ჰოუდენმა ავსტრალიაში წყლის არარსებობის შემთხვევაში დაამონტაჟა მშრალი კონდენსატორები ჰოუდენის ამიაკის კომპრესორებით და დახურული ციკლის მშრალი ჰაერის გამაგრილებლებით“, - თქვა ვასერმანმა ინსტალაციის შესახებ. „იმის გათვალისწინებით, რომ ეს არის „მშრალი“ ინსტალაცია და არა წყლის სისტემებში დამონტაჟებული ღია შესხურების გამაგრილებლები, ეს გამაგრილებლები შექმნილია მაქსიმალური ეფექტურობისთვის“.
კომპანია ამჟამად ბურკინა ფასოში, Yaramoko Fortuna Silver-ის (ყოფილი Roxgold) მაღაროში დაპროექტებული და აშენებული 8 მეგავატიანი მიწისზედა BAC სადგურის (სურათზე მოცემულია ქვემოთ) უწყვეტი მუშაობის მონიტორინგის გადაწყვეტას ტესტირებს.
სისტემა, რომელსაც იოჰანესბურგში მდებარე ჰოუდენის ქარხანა აკონტროლებს, კომპანიას საშუალებას აძლევს, კონსულტაციები გასცეს ეფექტურობის პოტენციურ გაუმჯობესებასა და მოვლა-პატრონობაზე, რათა ქარხანამ ოპტიმალური ფუნქციონირება შეინარჩუნოს. ბრაზილიაში, ერო კოპერში, კარაიბას სამთო კომპლექსში არსებული BAC ბლოკი ასევე შექმნილია ამ ფუნქციის გამოსაყენებლად.
„Total Mine Ventilation Solutions“ (TMVS) პლატფორმა აგრძელებს მდგრადი და დამატებითი ღირებულების მქონე ურთიერთობების დამყარებას და კომპანია 2021 წელს ქვეყანაში დაიწყებს ვენტილაციის მოთხოვნით უზრუნველყოფის (VoD) ორ ტექნიკურ-ეკონომიკურ კვლევას.
ზიმბაბვეს საზღვარზე, კომპანია მუშაობს პროექტზე, რომელიც მიწისქვეშა მაღაროებში ავტომატური კარებისთვის ვიდეომოთხოვნის რეჟიმში დამონტაჟების საშუალებას მოგცემთ, რაც მათ სხვადასხვა ინტერვალებით გაღების და ავტომობილის კონკრეტული საჭიროებების შესაბამისად, გამაგრილებელი ჰაერის საჭირო რაოდენობის მიწოდების საშუალებას მისცემს.
არსებული სამთო ინფრასტრუქტურისა და მზა მონაცემთა წყაროების გამოყენებით, ტექნოლოგიის ეს განვითარება Howden-ის მომავალი პროდუქტების მნიშვნელოვანი ნაწილი იქნება.
ჰოუდენის გამოცდილება სამხრეთ აფრიკაში: გაიგეთ, თუ როგორ შექმნათ გაგრილების გადაწყვეტილებები ღრმა ოქროს მაღაროებში წყლის დაბალი ხარისხის პრობლემების მოსაგვარებლად, როგორ შექმნათ გადაწყვეტილებები რაც შეიძლება ენერგოეფექტური ქსელში პრობლემების თავიდან ასაცილებლად და როგორ დააკმაყოფილოთ ჰაერის ხარისხის ზოგიერთი ყველაზე მკაცრი მოთხოვნა. ტემპერატურისა და შრომის ჰიგიენის მოთხოვნები მთელ მსოფლიოში. რეგულაცია - გააგრძელებს მაღაროებისთვის მოგების მიღებას მთელ მსოფლიოში.
„International Mining Team Publishing Ltd“, 2 Claridge Court, Lower Kings Road, Berkhamsted, Hertfordshire, England HP4 2AF, UK