Maden havalandırmada 5 önemli yenilik

Geleneksel madencilik havalandırma sistemleri her zaman enerji kullanımı ve maliyetleri, çevresel etkiler ve işçi güvenliğini dengelemek zorunda kalmıştır. Bu gereklilik inovasyona engel mi oldu? Alanında önde gelen teknolojilerden bazılarına bakıyoruz.

Talep üzerine havalandırma
Talep Üzerine Havalandırma (VOD) sistemleri, yazılımın varyasyonlarını sunan Bestech, ABB ve Simsmart gibi şirketler ile daha verimli havalandırmada popüler çözümler haline geldi. VOD, önceden programlanmış etkinliklere yanıt olarak veya çevresel faktörleri veya maden genelinde personel ve ekipmanın konumlarını izleyerek günlük bir programa dayalı olarak madenin farklı bölümlerine hava akışını programlayabilen yazılımla daha sezgisel bir havalandırma sistemine olanak tanır.

İddiaya göre bu sistemler, havayı yalnızca ihtiyaç duyulan yere, ihtiyaç duyulduğunda yönlendirerek ve bu süreçte enerji tüketimini azaltarak madenlerin toplam hava gereksinimlerini azaltıyor.

Teoride, VOD sistemleri etiket ve takip sistemleriyle entegre edilebilir, yani havalandırma yazılımı madendeki personeli ve ekipmanı bulabilir ve hava akışını uygun şekilde çalışma alanlarına yönlendirebilir. Uygulamada, kavramın söylenmesi yapmaktan daha kolay görünüyor. VOD sistemlerindeki yenilik, hava akış hızını, sıcaklığını ve yönünü otomatik olarak belirleyebilen bir sistem büyük maliyet düşürme potansiyeline sahip olduğundan, bu satış noktasını tutarlı bir şekilde uygulanabilir bir gerçeklik haline getirmeye odaklanmıştır.

NHEET – termal yönetim
Şubat ayında, Natural Resources Canada, Madencilik İnovasyonu, Rehabilitasyon ve Uygulamalı Araştırma Kurumu (MIRARCO) ile Vale, Teck gibi diğer kuruluşlar arasında yürütülen Doğal Isı Değişimi Mühendislik Teknolojisi (NHEET) araştırma projesine 1,5 milyon C$ (1,07 milyon $) hibe etti.

Proje, yeraltı madenlerinde soğutma ve hava dağıtımını iyileştirmek için kırık kayaların potansiyel kullanımını inceliyor. Konsept, yarım yüzyıldan fazla bir süre önce, Sudbury, Ontario yakınlarındaki Vale’nin Creighton nikel madeninde, madenciler yazın soğuk havanın madene kırılmış kayalardan girdiğini, kışın ise aynı yarıklardan sıcak havanın girdiğini fark ettiğinde keşfedildi. Madenciler, hava akışını madenden geçirerek, yapay soğutma kullanmadan 2,5 km derinliğe kadar çalışabildiler.

Güç sağlayan havalandırma sistemleri, bir yeraltı kömür madeninin toplam enerji ihtiyacının %25-50’sini tüketir. NHEET projesi Creighton madeninin doğal havalandırma özelliklerini başarılı bir şekilde tekrarlayabilirse, yalnızca bir soğutma ve ısıtma sisteminin sermaye ve işletme maliyetlerini ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda madenlerin genel enerji tüketimini de azaltabilir – maliyetleri düşürürken aynı zamanda çevreyi de iyileştirebilir.

Hidrolik hava kompresörü ile soğutma
Hidrolik hava kompresörleri (HAC’ler), 100 yıldan uzun bir süre önce madenlerde kullanılan, teknoloji açısından neredeyse eski bir fikirdir.

Basınçlı hava sistemleri, bir asırdan fazla bir süre önce Kanada’nın Ontario kırsalındaki gümüş madenlerine güç sağlayan Ragged Chutes HAC sistemi gibi mevcut elektrik şebekesine kolayca bağlantısı sağlanamayan madenlerde bir enerji üretim aracı olarak kullanılıyordu. Bu sistem 70 yıl boyunca çalışır durumda kaldı ve bu süre içinde onarımlar için çalışmayı yalnızca iki kez durdurdu.

Bir kaynak olarak basınçlı havanın yüksek maliyeti, 20. yüzyılın ikinci yarısında elektrik ve mekanik sistemlerin yaygınlaşmasının, basınçlı havanın madenciler için uygun olmayan bir kaynak haline gelmesine neden olduğu anlamına geliyordu.

Şimdi, Electrale Innovation tarafından tasarlanan modern bir HAC, yeraltı madenleri için soğutma sağlamak için mevcut hava sıkıştırma teknolojisini değiştirdi. HAC’nin bir gösterimi Sudbury, Ontario’da faaliyettedir ve Kanada hükümetinden fon ve madencilik yenilikçileri MIRARCO’dan destek almıştır.

Projedeki geliştiriciler, doğal bir hidroelektrik kaynağından yararlanılabilirse, neredeyse sıfır marjinal maliyetle basınçlı hava üretilebileceğine inanıyor. Su kullanımı, harici güç kaynaklarına ihtiyaç duymadan sıkıştırılmış havayı soğutur ve soğutulan havanın, ultra derin madenleri soğutmak ve nemini almak için düşük maliyetli bir araç olarak kullanılabileceği umulmaktadır.

Hava kalitesi sensörleri
Yüzey seviyesi izleme istasyonları, yeraltı madenlerinin hava kalitesini, yer altında zaman alıcı yeniden kalibrasyon süreçlerinden geçirmek yerine sorunsuz bir şekilde değiştirilebilme özelliğine sahip gerçek zamanlı sensörler kullanarak doğrudan izleyebilir.

Ultra Derin Madencilik Ağı ve ortakları, mevcut yeraltı sensörleri çalışırlem değiştirmek yerine, kararlı kontrollü bir ortamda yüzeyde kalibre edilebilen sensörler geliştirdi.

Modern hava kalitesi sensörleri, manuel yüzey altı yeniden kalibrasyon ihtiyacını ortadan kaldırarak üretkenliği artırıyor ve zehirli gazların tespit edilmesi durumunda iyileştirme çalışmalarını hızlandırabiliyor.

Hava kalitesi istasyonları, hava akış hızını ve yönünü, gaz seviyelerini, barometrik basıncı ve ıslak/kuru termometre sıcaklıklarını gerçek anlamda doğru bir şekilde izleyebilir. Bu bilgi daha sonra ana ve yardımcı havalandırma fanlarını gerektiği gibi ayarlamak için kullanılabilir.

Bu parantezdeki teknolojilerden bazıları, yeni ekipman eklenmesini gerektirmeden doğrudan mevcut ağlara bağlanan ve mevcut donanımın büyük ölçeklerde yeniden takılmasına gerek kalmadan verimlilik artışı sağlayan IoT cihazlarıdır.

Elektrifikasyon
Toz, karbon dioksit ve metan gibi zehirli gazlar madenciler için hava kalitesiyle ilgili temel endişeler olsa da, yeraltı havalandırma endişelerinin çoğunluğunu ağırlıklı olarak dizel araçlardan kaynaklanan nitrojen dioksit emisyonları oluşturuyor. Bununla birlikte, elektrikli madencilik araçlarının artan alımı bunu değiştirecek şekilde ayarlanabilir.

Pil teknolojilerindeki hızlı ilerleme, madencilik şirketlerini, lityum iyon pille çalışan alternatifler için dizel yakıtlı araçları ve matkapları değiştirmeye yöneltti. Yeraltı madenleri için elektrikli araçlar sadece çevresel referansları artırmakla kalmaz, aynı zamanda gaz ve ısı emisyonlarını da azaltır; dolayısıyla madendeki hava akışı gereksinimleri azalır.

Kurumsal danışmanlar BDO’nun 2019 tarihli bir raporu, Avustralya’daki yeni madenlerde dört yıl içinde dizel makinelerin kullanılmayacağını ve ülkedeki mevcut madenlerin pilli elektrikli araçlar lehine aşamalı olarak kullanımdan kaldırılacağını öngördü. Rapor, elektrifikasyonun yeni madenlerin finansörlerinden ve nano dizel partikül maddesinin sağlık riskleri daha yaygın olarak kabul edildiğinden potansiyel hükümet düzenlemelerinden geleceğini tahmin ediyor.