Уурхай жил бүр гүнзгийрч, 30 м болж байгааг салбарын тайланд дурджээ.
Гүн нэмэгдэхийн хэрээр агааржуулалт, хөргөлтийн хэрэгцээ нэмэгддэг бөгөөд Хоуден үүнийг Өмнөд Африкийн хамгийн гүн уурхайнуудтай ажиллаж байсан туршлагаасаа мэдэж байгаа.
Хоуден компанийг 1854 онд Шотландад Жэймс Хоуден далайн инженерийн компани болгон байгуулсан бөгөөд 1950-иад онд уул уурхай, эрчим хүчний салбарын хэрэгцээг хангахын тулд Өмнөд Африкт нэвтэрсэн. 1960-аад он гэхэд тус компани тус улсын гүний алтны уурхайг газар доороос хэдэн милийн хүдрийг аюулгүй, үр ашигтайгаар олборлоход шаардлагатай бүх агааржуулалт, хөргөлтийн системээр тоноглоход тусалсан.
"Эхэндээ уурхай зөвхөн хөргөлтийн арга болгон агааржуулалтыг ашигладаг байсан боловч олборлолтын гүн нэмэгдэхийн хэрээр уурхай дахь дулааны ачааллыг нөхөхийн тулд механик хөргөлт шаардлагатай болсон" гэж Хоудены Уурхайн Хөргөлт ба Компрессорын хэлтсийн дарга Теунес Вассерман IM-д ярьжээ.
Өмнөд Африкийн олон гүний алтны уурхайнууд газар доорхи ажилтан, тоног төхөөрөмжийг шаардлагатай хөргөлтөөр хангахын тулд газар дээр болон доор Freon™ төвөөс зугтах хөргөгч суурилуулсан.
Одоогийн байдал сайжирсан ч газар доорх машины дулаан сарниулах систем нь асуудалтай байсан нь батлагдсан, учир нь машины хөргөлтийн хүчин чадал нь температур болон яндангийн агаарын хэмжээнээс хамаарч хязгаарлагдмал байсан гэж Вассерман хэлэв. Үүний зэрэгцээ уурхайн усны чанар нь эдгээр эртний төвөөс зугтах хөргөгчдөд ашигласан бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцуурыг ноцтой бохирдуулсан.
Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд уурхайнууд газрын гадаргаас хүйтэн агаарыг газар руу шахаж эхэлсэн. Энэ нь хөргөлтийн хүчин чадлыг нэмэгдүүлж байгаа ч шаардлагатай дэд бүтэц нь силос дотор зай эзэлж, үйл явц нь эрчим хүч, эрчим хүч их шаарддаг.
Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд уурхайнууд хөргөлттэй усны төхөөрөмжөөр дамжуулан газарт хүргэх хүйтэн агаарын хэмжээг хамгийн их байлгахыг хүсч байна.
Энэ нь Хоуденыг Өмнөд Африкийн уурхайд одоо байгаа гадаргуугийн төвөөс зугтах хөргөгчний дараа эхлээд амин шураг хөргөгчийг нэвтрүүлэхэд хүргэсэн. Энэ нь эдгээр гүний гүний алтны уурхайд нийлүүлж болох хөргөлтийн хэмжээг аажмаар өөрчлөхөд хүргэсэн бөгөөд үүний үр дүнд гадаргын усны дундаж температур 6-8°C-аас 1°C хүртэл буурсан. Уурхай нь уурхайн ижил дамжуулах хоолойн дэд бүтцийг ашиглаж болох бөгөөд тэдгээрийн олонх нь аль хэдийн суурилуулагдсан бөгөөд гүн давхаргад хүргэх хөргөлтийн хэмжээг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж байна.
WRV 510 загварыг нэвтрүүлснээс хойш ойролцоогоор 20 жилийн дараа энэ салбарт тэргүүлэгч зах зээлийн тоглогч Хоуден компани 510 мм-ийн ротортой том блок шураг компрессор болох WRV 510 загварыг бүтээжээ. Энэ нь тухайн үед зах зээл дээрх хамгийн том шураг компрессоруудын нэг байсан бөгөөд Өмнөд Африкийн гүн уурхайнуудыг хөргөхөд шаардлагатай хөргөлтийн модулийн хэмжээтэй тохирч байв.
"Уурхайнууд хэд хэдэн хөргөгчийн оронд ганц 10-12 МВт-ын хөргөгч суурилуулж чаддаг тул энэ нь тоглоомын дүрмийг өөрчилсөн зүйл юм" гэж Вассерман хэлэв. "Үүний зэрэгцээ, ногоон хөргөлтийн бодис болох аммиак нь шураг компрессор болон хавтангийн дулаан солилцуурын хослолд маш тохиромжтой."
Аммиакийн талаарх мэдээллийг уул уурхайн үйлдвэрлэлийн аммиакийн техникийн тодорхойлолт болон аюулгүй байдлын стандартад албан ёсоор тусгасан бөгөөд Хоуден нь зураг төслийн үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Эдгээрийг шинэчилж, Өмнөд Африкийн хууль тогтоомжид тусгасан.
Энэхүү амжилтыг дэлхийд хамгийн томд тооцогддог Өмнөд Африкийн уул уурхайн салбар 350 МВт-аас дээш хүчин чадалтай аммиакийн хөргөлтийн хүчин чадлыг суурилуулснаар нотолж байна.
Гэвч Хоудены Өмнөд Африкт хийсэн инноваци үүгээр зогссонгүй: 1985 онд тус компани уурхайн хөргөгчнийхөө өргөжиж буй төрөлд гадаргуугийн мөсний машин нэмж оруулсан.
Гадаргуу болон газар доорх хөргөлтийн сонголтууд хамгийн их ашиглагдаж байгаа эсвэл хэтэрхий үнэтэй гэж үзэгдэж байгаа тул уурхайнууд олборлолтыг илүү гүн түвшинд өргөжүүлэхийн тулд шинэ хөргөлтийн шийдэл хэрэгтэй байна.
Хоуден компани анхны мөс үйлдвэрлэх үйлдвэрээ (доорх жишээг үзүүлэв) 1985 онд Йоханнесбургийн зүүн талд байрлах EPM (Зүүн Рэндийн өмчийн уурхай)-д байгуулсан бөгөөд нийт хөргөлтийн хүчин чадал нь 40 орчим МВт, мөс боловсруулах хүчин чадал нь 4320 т/цаг юм.
Үйл ажиллагааны үндэс нь гадаргуу дээр мөс үүсч, уурхайгаар дамжин газар доорх мөсний далан руу зөөвөрлөх бөгөөд тэнд мөсний далангаас гарсан усыг газар доорх хөргөлтийн станцуудад эргүүлэх эсвэл худаг өрөмдөхөд үйлдвэрлэлийн ус болгон ашиглах явдал юм. Дараа нь хайлсан мөсийг гадаргуу руу буцааж шахдаг.
Энэхүү мөс үйлдвэрлэгч системийн гол давуу тал нь шахах зардлыг бууруулж, гадаргуугийн хөргөлттэй усны системтэй холбоотой ашиглалтын зардлыг ойролцоогоор 75-80% бууруулдаг явдал юм. Энэ нь "усны фазын шилжилтэд хадгалагддаг хөргөлтийн энерги"-тэй холбоотой гэж Вассерман хэлээд 1 кг/с мөс нь 4.5-5 кг/с хөлдөөсөн устай ижил хөргөх чадвартай гэж тайлбарлав.
"Дээд зэргийн байршлын үр ашиг"-ын ачаар газар доорхи агаар хөргөх станцын дулааны гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд газар доорхи даланг 2-5°C-д байлгаж, хөргөлтийн хүчин чадлыг хамгийн их байлгах боломжтой.
Өмнөд Африкт мөсний цахилгаан станцын онцгой ач холбогдлын бас нэг давуу тал нь тогтворгүй цахилгаан сүлжээгээрээ алдартай улс бөгөөд уг системийг дулаан хадгалах арга болгон ашиглах чадвар бөгөөд газар доорх мөсний далан болон оргил ачааллын үед мөс үүсч, хуримтлагддаг.
Сүүлийн ашиг тус нь Eskom-ийн дэмжлэгтэй салбарын түншлэлийн төслийг боловсруулахад хүргэсэн бөгөөд үүний хүрээнд Хоуден дэлхийн хамгийн гүний уурхай болох Мпоненг, Моаб Хотсонг дахь туршилтын тохиолдлуудыг ашиглан цахилгаан эрчим хүчний оргил үеийн эрэлтийг бууруулахын тулд мөс үйлдвэрлэгч ашиглах талаар судалж байна.
"Бид даланг шөнө (цаг хугацаа өнгөрсний дараа) хөлдөөж, оргил ачааллын үед уурхайн хөргөлтийн эх үүсвэр болгон ус, хайлсан мөсийг ашигласан" гэж Вассерман тайлбарлав. "Суурийн хөргөлтийн төхөөрөмжүүд оргил ачааллын үед унтардаг тул сүлжээний ачааллыг бууруулдаг."
Энэ нь Мпоненгт түлхүүр гардуулах мөсний машиныг хөгжүүлэхэд хүргэсэн бөгөөд Хоуден нь 12 МВт, 120 т/цаг мөсний машины барилгын, цахилгааны болон механик тоног төхөөрөмжийн ажлыг гүйцэтгэсэн.
Мпоненгийн гол хөргөлтийн стратегид саяхан нэмэгдсэн зүйлсэд зөөлөн мөс, гадаргын хөргөлттэй ус, гадаргын агаарын хөргөгч (BAC) болон газар доорх хөргөлтийн систем багтаж байна. Ажлын явцад уурхайн усанд ууссан давс, хлоридын өндөр концентраци байгаа нь харагдаж байна.
Өмнөд Африкийн баялаг туршлага, зөвхөн бүтээгдэхүүн төдийгүй шийдлүүдэд анхаарлаа хандуулж байгаа нь дэлхий даяарх хөргөлтийн системийг үргэлжлүүлэн өөрчилж байна гэж тэр хэлэв.
Вассерманы дурдсанчлан, улам олон уурхай гүнзгийрч, уурхайн доторх зай нэмэгдэхийн хэрээр дэлхийн бусад хэсэгт иймэрхүү шийдлүүдийг олж харах нь амархан болсон.
Мейнхардт хэлэхдээ: “Ховден компани гүний уурхайн хөргөлтийн технологийг Өмнөд Африкт хэдэн арван жилийн турш экспортолж ирсэн. Жишээлбэл, бид 1990-ээд онд Невада мужийн гүний алтны уурхайд уурхайн хөргөлтийн шийдлүүдийг нийлүүлж байсан.
"Өмнөд Африкийн зарим уурхайд ашигладаг сонирхолтой технологи бол ачааллыг шилжүүлэх зорилгоор дулааны мөсийг хадгалах явдал юм - дулааны энергийг том мөсний далан дээр хадгалдаг. Мөсийг оргил ачааллын үед үйлдвэрлэж, оргил ачааллын үед ашигладаг" гэж тэр хэлэв. "Уламжлал ёсоор хөргөлтийн төхөөрөмжийг зуны саруудад өдөрт гурван цаг хүрч болох хамгийн дээд температурт зориулагдсан байдаг. Гэсэн хэдий ч хэрэв та хөргөлтийн энергийг хадгалах чадвартай бол энэ хүчин чадлыг бууруулж болно."
"Хэрэв та оргил ачааллын өндөр түвшинтэй төлөвлөгөөтэй бөгөөд оргил ачааллын бус үед хямд үнээр шинэчлэхийг хүсч байвал эдгээр мөс хийх шийдлүүд нь бизнесийн хувьд хүчтэй үндэслэл болж чадна" гэж тэр хэлэв. "Үйлдвэрийн анхны хөрөнгө оруулалт нь үйл ажиллагааны бага зардлыг нөхөж чадна."
Үүний зэрэгцээ Өмнөд Африкийн уурхайд хэдэн арван жилийн турш ашиглагдаж ирсэн BAC нь дэлхий дахинд улам бүр чухал болж байна.
Уламжлалт BAC загваруудтай харьцуулахад хамгийн сүүлийн үеийн BAC нь өмнөх загваруудаасаа илүү өндөр дулааны үр ашигтай, уурхайн агаарын температурын хязгаар бага, талбай багатай. Тэд мөн Howden Ventsim CONTROL платформд эрэлт хэрэгцээнд нийцүүлэн хөргөх (CoD) модулийг нэгтгэсэн бөгөөд энэ нь захын агаарын температурыг газрын доорх хэрэгцээнд нийцүүлэн автоматаар тохируулдаг.
Сүүлийн нэг жилийн хугацаанд Хоуден компани Бразил болон Буркина Фасо дахь үйлчлүүлэгчдэдээ гурван шинэ үеийн BAC нийлүүлсэн.
Тус компани нь мөн хүнд хэцүү үйл ажиллагааны нөхцөлд тохируулан захиалгат шийдлүүдийг үйлдвэрлэх боломжтой; саяхны нэг жишээ бол Өмнөд Австралийн Каррапатина уурхайд OZ Minerals компанийн BAC аммиакийн хөргөгчийг "өвөрмөц" суурилуулсан явдал юм.
“Ховден компани Австралид ус байхгүй үед Хоуден аммиакийн компрессор болон битүү гогцоотой хуурай агаар хөргөгчтэй хуурай конденсатор суурилуулсан” гэж Вассерман уг суурилуулалтын талаар хэлэв. “Энэ нь усны системд суурилуулсан нээлттэй шүршигч хөргөгч биш, харин 'хуурай' суурилуулалт тул эдгээр хөргөгчийг хамгийн их үр ашигтай байлгахаар бүтээсэн.”
Тус компани одоогоор Буркина Фасогийн Ярамоко Фортуна Силвер (хуучнаар Роксголд) уурхайд зохион бүтээж, барьсан 8 МВт-ын хүчин чадалтай далайн эргийн хийн үйлдвэрийн (доорх зурагт үзүүлсэн) ажиллах хугацааг хянах шийдлийг туршиж байна.
Йоханнесбург дахь Хоудены үйлдвэрийн удирддаг уг систем нь компанид үйлдвэрийг оновчтой ажиллуулахын тулд үр ашгийг сайжруулах, засвар үйлчилгээний талаар зөвлөгөө өгөх боломжийг олгодог. Бразилийн Эро Коппер дахь Карайба уул уурхайн цогцолборын BAC төхөөрөмжийг мөн энэ функцийг ашиглахаар зохион бүтээжээ.
Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) платформ нь тогтвортой нэмүү өртөг шингэсэн харилцаа холбоог бий болгосоор байгаа бөгөөд тус компани 2021 онд тус улсад хоёр удаагийн Ventilation On Demand (VoD) техник эдийн засгийн үндэслэлийн судалгааг эхлүүлэх болно.
Зимбабвегийн хил дээр тус компани газар доорх уурхайд автомат хаалгануудыг видео хэлбэрээр эрэлт хэрэгцээнд нийцүүлэн суурилуулах төсөл дээр ажиллаж байгаа бөгөөд ингэснээр тэдгээр хаалганууд янз бүрийн интервалтайгаар нээгдэж, тээврийн хэрэгслийн тодорхой хэрэгцээнээс хамааран зөв хэмжээний хөргөлтийн агаараар хангагдах боломжтой болно.
Одоо байгаа уул уурхайн дэд бүтэц болон бэлэн өгөгдлийн эх сурвалжуудыг ашиглан энэхүү технологийн хөгжил нь Howden-ий ирээдүйн бүтээгдэхүүний чухал хэсэг байх болно.
Өмнөд Африк дахь Хоудены туршлага: Гүн алтны уурхайнуудын усны чанар муутай асуудлыг шийдвэрлэх хөргөлтийн шийдлүүдийг хэрхэн зохион бүтээх, сүлжээний асуудлаас зайлсхийхийн тулд аль болох эрчим хүчний хэмнэлттэй шийдлүүдийг хэрхэн хийх, дэлхий даяар агаарын чанарын хамгийн хатуу шаардлагыг хэрхэн хангах талаар суралц. Зохицуулалт нь дэлхий даяарх уурхайнуудад үр өгөөжөө өгсөөр байх болно.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hartfordshire England HP4 2AF, UK