3 tendenze chiave che guidano la ventilazione sotterranea

Dal momento in cui l'uomo ha iniziato a cercare di estrarre beni preziosi dalla terra, c'è stata una costante immutata. La necessità di una fornitura d'aria sicura, affidabile ed efficiente per chi si trova nel sottosuolo. Questo obiettivo può essere raggiunto attraverso un'adeguata ventilazione del sottosuolo. soluzioni per l'aria.

Fin dall'inizio della civiltà, l'uomo ha faticato per estrarre pietra, ceramica e successivamente minerali preziosi per sopravvivere, migliorare il proprio stile di vita e, col tempo, prosperare. Con l'avvento dell'era industriale, questa attività si è estesa su vasta scala ed è cresciuta la necessità di fornire aria in modo sostenibile e in quantità alle operazioni in sotterraneo.

Oggi, tuttavia, mentre il ritmo con cui si svolge l'attività mineraria in tutto il mondo è aumentato, gli imperativi stanno cambiando. Sebbene la responsabilità principale dei minatori globali sia quella di fornire operazioni sostenibili, la necessità di adattarsi costantemente e generare nuove efficienze è sempre presente. Oltre alla necessità di una fornitura di aria di qualità, la narrativa industriale si sta espandendo e i minatori hanno ora il compito di ottenere maggiori risultati in termini di sicurezza, redditività e ambiente.

Mentre il ritmo e la scala dell'attività estrattiva proseguono nel futuro, ci sono tre fattori chiave che guidano questa nuova era dell'estrazione mineraria e della ventilazione sotterranea;

1. Flessibilità
2. Tecnologia
3. Agilità

1. Flessibilità della ventilazione

La capacità di adattarsi ai cambiamenti è fondamentale in qualsiasi settore e la capacità di adattare i processi alle condizioni operative è fondamentale. Nelle miniere sotterranee, la capacità di orientare l'erogazione dell'aria in base ai requisiti di produzione è una delle principali sfide per gli operatori. Per rispondere a questa sfida, negli ultimi anni si è diffuso il concetto di ventilazione sotterranea su richiesta (VOD), con sistemi progettati per erogare il flusso d'aria alle lavorazioni in base alla programmazione e ai movimenti delle persone.

Tuttavia, negli ultimi tempi l'approccio contemporaneo alla fornitura di aria on-demand è stato quello di regolare il flusso d'aria attraverso infrastrutture complesse e costose. La soluzione è stata l'applicazione di azionamenti a velocità variabile (VSD), a frequenza variabile (VFD) o a tensione variabile (VVCFD), che controllano l'alimentazione del sistema di ventilazione sotterraneo consentendo di aumentare o diminuire il flusso d'aria in base alla domanda.

È un dato di fatto che elevate velocità dell'aria richiedono gradienti di pressione elevati e il mantenimento di questa pressione in una rete mineraria ha un costo elevato. Nell'era successiva alla crisi finanziaria globale (GFC) del 2007 e alla successiva crisi mineraria del 2013, l'uso dei VSD è stato considerato il modo più logico per adattare l'erogazione del flusso d'aria in base alla domanda, con il vantaggio principale di una riduzione dei costi di consumo energetico. Per una miniera sotterranea, è stato stimato che i sistemi di ventilazione possono contribuire fino a 50% di consumo energetico. Sebbene l'attenzione si sia concentrata sulla riduzione dei costi per consentire operazioni economicamente sostenibili, i VSD presentano ancora un certo enigma.

Per loro natura, i VSD sono una soluzione costosa, con infrastrutture e software di controllo che vanno dalle decine alle centinaia di migliaia di dollari. Per quanto costosi, sono altrettanto fragili, in quanto richiedono stanze dedicate e climatizzate e cablaggi personalizzati per il funzionamento. Sebbene i vantaggi della ventilazione su richiesta attraverso l'uso dei VSD sembrino evidenti, il loro utilizzo sembra quasi illogico negli ambienti sotterranei più difficili.

Se solo ci fosse un altro modo...

L'azienda australiana Minetek propone un nuovo approccio all'ottimizzazione dei flussi d'aria nel sottosuolo, denominato Performance On Demand (POD). Minetek ha sviluppato un approccio innovativo all'ottimizzazione dei circuiti d'aria che consente di evitare la necessità di costosi VSD. Si tratta certamente di un momento di svolta nella ventilazione sotterranea. In grado di essere controllata manualmente o autonomamente, la soluzione ad azionamento meccanico offre la flessibilità necessaria agli operatori, regolando la dinamica del flusso d'aria sulle innovative giranti del sistema.

Controllando meccanicamente il flusso d'aria sulle giranti - e non l'alimentazione del ventilatore - il consumo energetico viene ottimizzato e può essere mantenuto a un livello significativamente inferiore. Minetek è riuscita a ridurre i costi di consumo energetico fino a 50%, consentendo agli operatori di mantenere la flessibilità in linea con i requisiti di produzione e programmazione. Da un punto di vista più ampio, il POD tiene conto dei nuovi imperativi che i minatori devono affrontare, riducendo effettivamente i costi operativi e migliorando a sua volta i risultati ambientali.

Questo nuovo approccio alla ventilazione sotterranea offre una vera flessibilità, migliorando la redditività e la sostenibilità a lungo termine delle operazioni in sotterraneo.

2. Tecnologia di ventilazione sotterranea

Si dice che la necessità sia la madre di tutte le invenzioni e l'industria mineraria sotterranea ha una ricca storia che riflette questa espressione. Spinto dalla necessità, il settore minerario ha innovato costantemente per garantire operazioni sicure, affidabili ed efficienti nel sottosuolo.

La tecnologia mineraria si è evoluta con l'uomo. Dall'antico uso di strumenti per estrarre metalli preziosi all'uso di esplosivi a polvere nera per frantumare grandi rocce nel tardo Medioevo, l'attività mineraria è stata per millenni un terreno di prova per le nuove tecnologie.

Data la severità delle condizioni del sottosuolo, l'interesse per lo sviluppo di tecnologie abilitanti ha mantenuto il passo, se non superato, quello della vita in superficie. Spinto dalla necessità di garantire la sicurezza, migliorare l'efficienza operativa e concentrarsi sulla riduzione dell'impatto ambientale, il settore minerario ha adottato con entusiasmo, anche se con cautela, le nuove tecnologie.

Negli ultimi due decenni, in particolare, la tecnologia in miniera si è orientata verso nuovi temi di ventilazione sotterranea. L'automazione, l'ottimizzazione, la digitalizzazione e persino l'elettrificazione sono il nuovo obiettivo dei minatori sotterranei, in quanto le organizzazioni esplorano modi nuovi e integrati per raggiungere i loro obiettivi di sicurezza, redditività e ambiente.

La ventilazione sotterranea è una leva formidabile per raggiungere i tre obiettivi e l'applicazione di nuove tecnologie può avere un impatto significativo. Ora, i fattori chiave della ventilazione sotterranea riguardano soprattutto l'interoperabilità di sistemi diversi all'interno del livello operativo e l'automazione dei processi per massimizzare le prestazioni.

Per anni il requisito della ventilazione è stato fondamentalmente quello di soddisfare un volume e una pressione minimi; tuttavia, la miniera evoluta riconosce ora la necessità di ottimizzare gli impianti e i processi - come ogni altro aspetto della produzione - per ottenere la massima efficienza, ridurre i costi operativi e aumentare la redditività.

Minetek ha come obiettivo principale l'innovazione e sta assaporando l'opportunità di sfidare lo status quo nella progettazione, nell'implementazione e nel funzionamento di un sistema di ventilazione sotterranea. Al di fuori dell'approccio radicale di MINETEK alla progettazione dei sistemi di ventilazione, l'attenzione è rivolta all'integrazione con i sistemi della miniera per consentire un funzionamento autonomo. Performance On-Demand è un eccellente esempio di tecnologia applicata e Minetek sta andando oltre l'attenzione alla riduzione del consumo energetico per esplorare un funzionamento veramente reattivo. La tecnologia di identificazione a radiofrequenza (RFID) esiste dalla metà degli anni '40, ma la sua applicazione nel mondo industriale sta ora offrendo opportunità di miglioramento dei processi nel settore minerario.

Minetek ha sviluppato un nuovo approccio innovativo all'ottimizzazione dei circuiti dell'aria, integrando la tecnologia RFID per attivare il suo sistema di ventilazione Performance On-Demand e indirizzare l'erogazione dell'aria in base ai movimenti dei veicoli. L'approccio cambia le carte in tavola, consentendo agli operatori di ridurre efficacemente il flusso d'aria in parti della miniera prive di attività programmate, mantenendo al minimo i livelli di gonfiaggio degli airbag e riducendo in modo esponenziale i costi di consumo energetico.

Automatizzando il flusso d'aria attivato ed eliminando la necessità di intervento umano, è possibile ottimizzare sia la sicurezza che le prestazioni operative. Collegare le moderne tecnologie di ventilazione per sfruttare i dati e guidare i processi predittivi è la strada da percorrere per raggiungere una vera efficienza operativa.

3. Agilità di ventilazione

L'agilità è definita come la capacità di muoversi rapidamente e facilmente. Essere agili, scattanti e scattanti. Negli ultimi anni il termine agile è stato adottato nel campo della gestione dei progetti, caratterizzando l'approccio alla suddivisione dei compiti in fasi brevi con una frequente rivalutazione dei piani e delle priorità.

Sebbene sia stata coniata nell'ambito dello sviluppo del software, dove il ritmo del cambiamento è rapido, questa definizione di agilità è certamente adatta all'ambiente in continua evoluzione in cui si svolge l'attività mineraria sotterranea. Per definizione, una miniera è in continua evoluzione. Deve cambiare sistematicamente forma e dimensioni man mano che il minerale viene estratto dalla terra.

Mentre il progetto iniziale di una miniera sotterranea fornisce agli operatori una mappa di come si evolverà la loro infrastruttura, è una gestione agile del progetto e la comprensione di come applicare le risorse nel tempo che è necessaria per adattarsi e ottimizzare continuamente.

L'agilità richiede una combinazione di tecnologia e flessibilità.

Minetek ha riconosciuto la necessità di essere agile e ha collaborato con le principali miniere di tutto il mondo per applicare le più recenti idee in materia di ventilazione delle miniere, consentendo ai minatori di raggiungere e superare i propri obiettivi. Ad esempio, l'innovativa tecnologia dei ventilatori di Minetek offre agli operatori una certa flessibilità grazie al Performance On Demand. Il POD consente agli operatori di aumentare o diminuire rapidamente l'erogazione dell'aria dirigendo il flusso d'aria attraverso un design innovativo delle palette di controllo.

Questo approccio elimina la necessità dell'intervento del VSD e offre un netto miglioramento delle prestazioni. Eliminando la necessità di un VSD, le miniere possono utilizzare tutta la potenza disponibile senza il rischio che il ventilatore si blocchi o crei uno squilibrio armonico. Questa flessibilità nel controllo e nell'applicazione offre una vera agilità, riducendo il consumo di energia e i costi e consentendo anche rientri più rapidi dopo l'attività di brillamento.

Essere agili richiede un approccio snello.

Le robuste ventole a velocità singola di Minetek, con pale praticamente insensibili all'usura, hanno dimostrato di ridurre i costi di consumo energetico fino a 50%. Inoltre, eliminando l'ingombro, il design compatto dei ventilatori permette ai minatori di raggiungere l'agilità, consentendo loro di essere distribuiti in modo sicuro ed efficiente in tutta la rete con facilità.

Rispetto ai tradizionali ventilatori di grandi dimensioni, le unità compatte di Minetek hanno la capacità di superare le prestazioni delle alternative più grandi e di essere poi riassegnate in modo rapido e semplice ad altre posizioni in base all'evoluzione dei lavori in miniera. Grazie alle loro dimensioni ridotte, i ventilatori Minetek possono essere facilmente installati in una vasta gamma di orientamenti e in luoghi stretti del sottosuolo. Questa agilità e reattività consente agli operatori di adattarsi a condizioni mutevoli, riducendo al contempo il potenziale impatto sulla sicurezza della movimentazione manuale.

Essere veramente agili richiede fiducia.

Minetek ha maturato una profonda esperienza nella progettazione, produzione, collaudo e installazione dei sistemi di ventilazione più avanzati al mondo ed è supportata da un ampio team di ingegneri aeronautici, meccanici ed elettrici. Dalla modellazione iniziale del declino e dalla consulenza fino al supporto post-implementazione, il nostro team ha la capacità combinata di contribuire a fornire un approccio agile al vostro prossimo progetto di ventilazione.