Тармактык отчетторго ылайык, кен жыл сайын 30 м тереңдеп баратат.
Тереңдик жогорулаган сайын, желдетүү жана муздатуу муктаждыгы да жогорулайт, жана Хоуден муну Түштүк Африкадагы эң терең шахталар менен иштөө тажрыйбасынан билет.
Howden компаниясы 1854-жылы Шотландияда Жеймс Хоуден тарабынан деңиз инженердик компаниясы катары негизделген жана 1950-жылдары Түштүк Африкага тоо-кен жана энергетика тармактарынын муктаждыктарын канааттандыруу үчүн кирген. 1960-жылдарга чейин компания өлкөнүн терең алтын кендерин жер астынан кенди коопсуз жана натыйжалуу казып алуу үчүн зарыл болгон бардык желдетүү жана муздатуу системалары менен жабдууга жардам берген.
«Башында шахта муздатуу ыкмасы катары желдетүүнү гана колдонгон, бирок кен казуу тереңдиги жогорулаган сайын, шахтадагы өсүп жаткан жылуулук жүктөмүн компенсациялоо үчүн механикалык муздатуу талап кылынган», - деди Howden компаниясынын шахтаны муздатуу жана компрессорлор бөлүмүнүн башчысы Теунес Вассерман IM басылмасына.
Түштүк Африкадагы көптөгөн терең алтын кендеринде жер астындагы персонал жана жабдуулар үчүн зарыл болгон муздатууну камсыз кылуу максатында жер үстүндө жана астында Freon™ борбордон тепкичтүү муздаткычтар орнотулган.
Вассермандын айтымында, учурдагы абал жакшырганына карабастан, жер астындагы машинанын жылуулукту таркатуу системасы көйгөйлүү болуп чыкты, анткени машинанын муздатуу кубаттуулугу температура жана жеткиликтүү болгон абанын көлөмү менен чектелүү болчу. Ошол эле учурда, шахтадагы суунун сапаты бул алгачкы борбордон тепкичтүү муздаткычтарда колдонулган түтүкчөлүү жылуулук алмаштыргычтардын катуу булганышына алып келген.
Бул көйгөйдү чечүү үчүн шахталар жер бетинен муздак абаны жерге сордуруп ала башташты. Бул муздатуу кубаттуулугун жогорулатса да, керектүү инфраструктура силосто орун ээлейт жана бул процесс энергияны да, энергияны да көп талап кылат.
Бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн, шахталар муздак суу агрегаттары аркылуу жерге жеткирилүүчү муздак абанын көлөмүн максималдуу түрдө көбөйтүүнү каалашат.
Бул Хоуденди Түштүк Африкадагы шахталарда, жер үстүндөгү борбордон тепкичтүү муздаткычтардан кийин биринчи кезекте, амино-винттүү муздаткычтарды киргизүүгө түрткү болду. Бул терең жер астындагы алтын кендерине берилүүчү муздаткыч суюктуктун көлөмүнүн этап-этабы менен өзгөрүшүнө алып келди, натыйжада жер үстүндөгү суунун орточо температурасы 6-8°Cден 1°Cге чейин төмөндөдү. Шахта ошол эле шахта түтүк инфраструктурасын колдоно алат, алардын көбү буга чейин орнотулган, ошол эле учурда терең катмарларга берилүүчү муздатуунун көлөмүн бир топ көбөйтөт.
WRV 510 чыгарылгандан болжол менен 20 жыл өткөндөн кийин, бул тармактагы алдыңкы рынок оюнчусу Хоуден 510 мм ротору бар чоң блоктуу винттүү компрессор WRV 510ду иштеп чыккан. Ал ошол кездеги рыноктогу эң чоң винттүү компрессорлордун бири болгон жана Түштүк Африканын терең шахталарын муздатуу үчүн керектүү муздаткыч модулунун өлчөмүнө дал келген.
«Бул оюнду өзгөртөт, анткени шахталар бир топ муздаткычтын ордуна бир 10-12 МВт муздаткыч орното алышат», - деди Вассерман. «Ошол эле учурда, жашыл муздаткыч катары аммиак бурама компрессорлордун жана плиталык жылуулук алмаштыргычтардын айкалыштары үчүн абдан ылайыктуу».
Аммиакты эске алуу тоо-кен өнөр жайы үчүн аммиактын спецификацияларында жана коопсуздук стандарттарында формалдаштырылган, ал эми Хоуден долбоорлоо процессинде маанилүү ролду ойногон. Алар жаңыртылып, Түштүк Африканын мыйзамдарына киргизилген.
Бул ийгиликти Түштүк Африканын дүйнөдөгү эң ири деп эсептелген тоо-кен өнөр жайы тарабынан 350 МВттан ашык аммиак муздаткыч кубаттуулугун орнотуу далилдейт.
Бирок Howden компаниясынын Түштүк Африкадагы инновациясы муну менен эле токтоп калган жок: 1985-жылы компания кен муздаткычтарынын өсүп жаткан ассортиментине муз үстүндөгү машинаны кошту.
Жер үстүндөгү жана жер астындагы муздатуу мүмкүнчүлүктөрү максималдуу түрдө колдонулуп же өтө кымбат деп эсептелгендиктен, кендерди тереңирээк деңгээлге чейин кеңейтүү үчүн жаңы муздатуу чечимине муктаж болууда.
Howden компаниясы өзүнүн биринчи муз жасоочу заводун (төмөндөгү мисал) 1985-жылы Йоханнесбургдун чыгышындагы EPMде (Чыгыш Рэнд менчик кени) орноткон, анын жалпы муздатуу кубаттуулугу болжол менен 40 МВт жана муздун кубаттуулугу 4320 т/саат.
Бул операциянын негизи жер бетинде муз пайда болуп, аны шахта аркылуу жер астындагы муз дамбасына ташуу болуп саналат, ал жерден муз дамбасынан чыккан суу жер астындагы муздатуу станцияларында айландырылат же кудуктарды бургулоо үчүн техникалык суу катары колдонулат. Андан кийин эриген муз кайра жер бетине сордурулат.
Бул муз жасоочу системанын негизги артыкчылыгы - сордуруу чыгымдарынын азайышы, бул жер үстүндөгү муздатылган суу системалары менен байланышкан эксплуатациялык чыгымдарды болжол менен 75-80% га азайтат. Бул "суунун фазалык өтүүлөрүндө сакталган муздатуу энергиясына" байланыштуу, - деди Вассерман, 1 кг/с муздун муздатуу кубаттуулугу 4,5-5 кг/с тоңгон суу менен бирдей экенин түшүндүрдү.
"Мыкты жайгаштыруу натыйжалуулугунун" аркасында жер астындагы дамбаны жер астындагы аба муздатуу станциясынын жылуулук көрсөткүчтөрүн жакшыртуу жана муздатуу кубаттуулугун максималдуу түрдө жогорулатуу үчүн 2-5°C температурада кармоого болот.
Түштүк Африкадагы, туруксуз электр тармагы менен белгилүү болгон өлкөдөгү муз электр станциясынын өзгөчө актуалдуулугунун дагы бир артыкчылыгы - бул системаны жылуулукту сактоо ыкмасы катары колдонуу мүмкүнчүлүгү, мында муз жер астындагы муз дамбаларында жана эң жогорку мезгилдеринде пайда болуп, топтолот.
Акыркы пайда Eskom колдогон тармактык өнөктөштүк долбоорун иштеп чыгууга алып келди, анын алкагында Хоуден дүйнөдөгү эң терең жер астындагы шахталар болгон Мпоненг жана Моаб Хотсонгдо сыноо учурларын колдонуп, электр энергиясына болгон жогорку суроо-талапты азайтуу үчүн муз жасоочуларды колдонууну изилдеп жатат.
«Биз дамбаны түнкүсүн (жумуш убактысынан кийин) тоңдурдук жана эң жогорку сааттарда шахта үчүн муздатуунун булагы катары сууну жана эриген музду колдондук», - деп түшүндүрдү Вассерман. «Базалык муздатуу агрегаттары эң жогорку мезгилде өчүрүлөт, бул электр тармагына түшкөн жүктөмдү азайтат».
Бул Мпоненгде даяр муз машинасынын иштелип чыгышына алып келген, ал жерде Хоуден 12 МВт кубаттуулуктагы, 120 т/саат муз машинасы үчүн жарандык, электрдик жана механикалык жабдууларды камтыган иштерди аяктаган.
Mponeng компаниясынын негизги муздатуу стратегиясына акыркы кошулган нерселерге жумшак муз, жер үстүндөгү муздатылган суу, жер үстүндөгү аба муздаткычтары (БАУ) жана жер астындагы муздатуу системасы кирет. Жумуш учурунда шахта сууларында эриген туздардын жана хлориддердин жогорку концентрациясынын болушу.
Түштүк Африканын бай тажрыйбасы жана жөн гана продукцияларга эмес, чечимдерге көңүл буруусу дүйнө жүзү боюнча муздатуу системаларын өзгөртүүнү улантууда, дейт ал.
Вассерман айткандай, барган сайын көбүрөөк шахталар тереңдеп, шахталарда орун көбөйгөн сайын, дүйнөнүн башка бөлүктөрүндө да ушул сыяктуу чечимдерди табуу оңой.
Мейнхардт мындай деди: “Хоуден ондогон жылдардан бери Түштүк Африкага терең кендерди муздатуу технологиясын экспорттоп келет. Мисалы, биз 1990-жылдары Невададагы жер астындагы алтын кендерине кендерди муздатуу чечимдерин жеткирип келгенбиз.
«Түштүк Африканын айрым шахталарында колдонулган кызыктуу технология - жүктөрдү ташуу үчүн жылуулук музун сактоо – жылуулук энергиясы чоң муз дамбаларында сакталат. Муз эң жогорку сааттарда өндүрүлөт жана эң жогорку сааттарда колдонулат», - деди ал. «Салт боюнча, муздаткыч агрегаттар жай айларында күнүнө үч саатка чейин жете турган максималдуу айлана-чөйрөнүн температурасына ылайыкташтырылган. Бирок, эгер сизде муздатуу энергиясын сактоо мүмкүнчүлүгү болсо, анда ал кубаттуулукту азайта аласыз».
«Эгерде сизде жогорку чоку ылдамдыгы бар план болсо жана чоку эмес мезгилде арзаныраак тарифтерге өтүүнү кааласаңыз, муз жасоо боюнча бул чечимдер күчтүү бизнес негиз боло алат», - деди ал. «Завод үчүн баштапкы капитал төмөнкү эксплуатациялык чыгымдарды компенсациялай алат».
Ошол эле учурда, Түштүк Африканын шахталарында ондогон жылдар бою колдонулуп келген BAC барган сайын дүйнөлүк мааниге ээ болууда.
Салттуу BAC конструкцияларына салыштырмалуу, акыркы муундагы BACтар мурункуларына караганда жогорку жылуулук эффективдүүлүгүнө, кендеги абанын температурасынын төмөнкү чегине жана кичинекей аянтка ээ. Алар ошондой эле Howden Ventsim CONTROL платформасына суроо-талап боюнча муздатуу (CoD) модулун интеграциялашат, ал жер астындагы муктаждыктарга ылайыкташтыруу үчүн жаканын абасынын температурасын автоматтык түрдө тууралайт.
Акыркы бир жылдын ичинде Howden Бразилия жана Буркина-Фасодогу кардарларына үч жаңы муундагы BAC жеткирип берди.
Компания ошондой эле татаал иштөө шарттары үчүн жекече чечимдерди чыгара алат; жакында эле Түштүк Австралиядагы Каррапатина кенинде OZ Minerals үчүн BAC аммиак муздаткычтарынын "уникалдуу" орнотулушу мисал боло алат.
«Howden компаниясы Австралияда суу жок болгон учурда Howden аммиак компрессорлору жана жабык циклдеги кургак аба муздаткычтары бар кургак конденсаторлорду орноткон», - деди Вассерман орнотуу жөнүндө. «Бул «кургак» орнотуу экенин жана суу системаларына орнотулган ачык чачыраткыч муздаткычтар эмес экенин эске алганда, бул муздаткычтар максималдуу натыйжалуулук үчүн иштелип чыккан».
Учурда компания Буркина-Фасодогу Ярамоко Фортуна Сильвер (мурдагы Роксголд) кенинде долбоорлонуп жана курулган 8 МВт кубаттуулуктагы кургактагы BAC заводу (төмөндөгү сүрөттө) үчүн иштөө убактысын көзөмөлдөө чечимин сынап жатат.
Йоханнесбургдагы Хоуден заводу тарабынан башкарылуучу система компанияга заводдун оптималдуу иштешин камсыз кылуу үчүн потенциалдуу натыйжалуулукту жогорулатуу жана техникалык тейлөө боюнча кеңеш берүүгө мүмкүндүк берет. Бразилиянын Эро Коппер шаарындагы Караиба тоо-кен комплексиндеги BAC блогу да ушул функцияны колдонуу үчүн иштелип чыккан.
Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) платформасы туруктуу кошумча нарк мамилелерин курууну улантууда жана компания 2021-жылы өлкөдө эки Ventilation On Demand (VoD) техникалык-экономикалык негиздемесин ишке киргизет.
Зимбабвенин чек арасында компания жер астындагы шахталарда автоматтык эшиктерди видео аркылуу суроо-талап боюнча орнотууга мүмкүндүк берген долбоордун үстүндө иштеп жатат, бул алардын ар кандай аралыкта ачылышына жана унаанын өзгөчө муктаждыктарына жараша муздатуучу абанын керектүү көлөмүн камсыз кылууга мүмкүндүк берет.
Бул технологиялык иштеп чыгуу, учурдагы тоо-кен казып алуу инфраструктурасын жана даяр маалымат булактарын колдонуу менен, Howden компаниясынын келечектеги продукцияларынын маанилүү бөлүгү болот.
Түштүк Африкадагы Хоуден тажрыйбасы: Терең алтын кендериндеги суунун сапатынын начардыгы менен күрөшүү үчүн муздатуучу чечимдерди кантип иштеп чыгууну, электр тармактарындагы көйгөйлөрдү болтурбоо үчүн чечимдерди мүмкүн болушунча энергияны үнөмдүү кылууну жана дүйнө жүзү боюнча абанын сапатынын эң катуу талаптарын кантип аткарууну үйрөнүңүз. Жөнгө салуу – дүйнө жүзү боюнча кендер үчүн өзүн актоону улантат.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Хартфордшир Англия HP4 2AF, Улуу Британия