Zdecydowana większość prac wydobywczych wymaga pracy pod lustrem wody, co oznacza, że kompleksowy i elastyczny plan odwadniania jest absolutnie niezbędny - szczególnie, gdy roboty kopalniane sięgają głębiej, aby osiągnąć zmniejszający się zapas rudy. Starszy menadżer produktu w Weir Minerals Harvinder Bhabra analizuje, w jaki sposób najnowsza technologia pozwala dostawcom sprzętu nie tylko usuwać wodę z kopalni, ale również dobrze ją wykorzystywać.
Kopalnie nie mogą działać bez solidnej i elastycznej strategii odwadniania. Ponieważ nie ma dwóch takich samych kopalń, wymagania dotyczące odwadniania każdego z miejsc będą się różnić, biorąc pod uwagę względy środowiskowe i geologiczne, a także lokalne zmiany klimatyczne, które mogą stanowić wyjątkowe wyzwanie.
Różnice w warunkach pogodowych mogą w szczególności mieć znaczący wpływ na górnictwo odkrywkowe, a nawet kopalnie eksploatujące ponad poziomem wód gruntowych mogą podlegać znacznemu napływowi wody w wyniku zmian środowiskowych, takich jak intensywne opady deszczu lub, w chłodniejszym klimacie, topnienie śniegu wiosną. Istotne jest zatem, aby zainstalowane systemy odwadniania były w stanie obsłużyć maksymalną potencjalną objętość dopływu wody, aby uniknąć przestojów i zapobiec ryzyku bezpiecznej eksploatacji.
Różnorodność czynników określa rodzaj systemu odwadniania wymaganego dla określonej kopalni. Przepuszczalność i porowatość gruntu, ilość wody powierzchniowej, cechy geologiczne, takie jak rzeki podziemne i opady sezonowe, muszą zostać ocenione i uwzględnione w szczegółowym systemie odwadniania, zanim rozpocznie się praca.
W czołówce każdego wymagania operatora od urządzeń odwadniających jest wydajność i niezawodność, całkowity koszt eksploatacji i łatwość konserwacji.
W jaki sposób technologia pomaga?
W przeszłości systemy odwadniania charakteryzowały się wyższym poziomem niepewności z powodu dostępnej wówczas technologii, a sprzęt często był zbyt duży, aby poradzić sobie ze scenariuszem "najgorszego przypadku". Nowoczesne metody geologiczne pozwoliły na zaprojektowanie systemów odwadniających o znacznie wyższym poziomie dokładności, a postępy w zakresie zaawansowanego oprzyrządowania i sprzętu kontrolnego oznaczają, że systemy można zoptymalizować z dużo wiekszą precyzją. Oczywistymi pułapkami nadmiernego lub niewymiarowego wyposażenia jest nadmierne zużycie energii, wysokie koszty inwestycji i konserwacji, ryzyko dla sprzętu i personelu, a także utrata produkcji w przypadku niewystarczającej wydajności.
Dziś dokładne studium wykonalności może wyznaczyć plan odwadniania na kilka lat, a nawet przez cały czas trwania projektu, przy użyciu pomp zlokalizowanych strategicznie i zaprojektowanych tak, aby sprostać maksymalnym wymaganiom miejsca oraz zmianom w podziemnych systemach wodnych i warunkach pogodowych.
Elastyczne technologie umożliwiają stosowanie różnych typów urządzeń pompujących, takich jak samozasysające silniki napędzane olejem napędowym, pompy zanurzeniowe i pompy wielostopniowe. Rozwój konstrukcji pontonów umożliwia również wypływanie sprzętu ponad zbiorniki wodne w celu łatwiejszego dostępu. Projekty są albo mocowane do stacji z chodnikami dostępowymi, albo do samodzielnych instalacji. Wszystkie projekty są rygorystycznie testowane i zawierają optymalne funkcje bezpieczeństwa, aby zapobiec ryzyku dla operatorów. Pontony mogą być wykonane z różnych materiałów, od ciężkiej stali po polietylen o niskiej gęstości z stalowymi ramami, do lżejszych zastosowań. Każdy ponton ma w pełni przetestowany system kotwienia i można go dostosować do ekstremalnych warunków pogodowych.
Elastyczność w najnowszych systemach odwadniania można osiągnąć dzięki najnowszym technologiom oprzyrządowania, sterowania i automatyzacji (ICA), zwiększając szybkość reagowania na nieoczekiwane zmiany warunków pracy. Postępy technologiczne w zakresie oprzyrządowania i sterowników urządzeń pozwalają na wykorzystanie w pełni zdalnych i zautomatyzowanych systemów sterowania, ograniczając potrzebę fizycznego przebywania personelu w odległych i czasami niedostępnych miejscach.
Zaawansowane, programowalne sterowniki logiczne (PLC) mogą sterować prędkością roboczą pompy, aby dostosować się do zmieniających się warunków w poziomach wody, rozruchu lub wyłączania sprzętu w odpowiedzi na inne czynniki zewnętrzne. Ponadto systemy inżynierii mechatronicznej rozwijają się szybko, umożliwiając zdalne monitorowanie i konserwację. Monitorowany jest również sprzęt i prognozowanie wydajności, aby umożliwić lepsze planowanie konserwacji.
Te najnowsze "inteligentne" produkty można łączyć za pośrednictwem usług w chmurze, aby zapewnić stały status każdego sprzętu, co w bezpieczny sposób zwiększa produktywność i wydajność.
Szybkie zbieranie danych, ich przechowywanie i analiza odgrywają zasadniczą rolę w ciągłym procesie poprawy wydajności operacyjnej sprzętu, a ostatecznie mogą przyczynić się do ograniczenia wpływu na środowisko przy jednoczesnym obniżeniu całkowitego kosztu eksploatacji danego produktu.
Weir Minerals inwestuje mocno w program badań i rozwoju oraz aktywnie uczestniczy w sieci akademickich partnerów badawczych na uniwersytetach na całym świecie, pracujących nad technologiami.
Woda, wszędzie woda...
Skład przemieszczanej wody ma znaczący wpływ na sprzęt i użyte materiały. Zakres pH, temperatura, zawartość korozyjna i ścierna, jak również ciężar właściwy wszystkich obecnych ciał stałych, wpływają na to, jaki sprzęt zapewnia optymalne rozwiązanie do efektywnego transportu wody. Obecność ciał stałych w wodzie, ciężar właściwy, rozkład wielkości i zawartość procentowa określi rodzaj wymaganych pomp. Możliwe, że pompy szlamowe są potrzebne do obsługi wyższej zawartości ciał stałych, ponieważ tradycyjne urządzenia odwadniające są zaprojektowane dla mniejszej zawartości ciał stałych. Ponadto, rury i zawory również podlegają korozji i ścieraniu, muszą więc być odpowiednio zaprojektowane. Uszkodzenia rurociągu stwarza poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa, a także przerwy w produkcji.
Stop zanieczyszczeniom...
Coraz większy nacisk kładzie się na przekształcanie odpadów w energię, gdy zasoby globalne są wyczerpane, a proces odwadniania pozostaje bez zmian. Technologia pozwala produkować urządzenia, które nie tylko odwadniają kopalnie, aby umożliwiać bezpieczne wydobywanie rudy, ale które mogą być ponownie przetworzone i ponownie wykorzystane w procesie wydobywczym. Pomaga to zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko. Jakość wód powierzchniowych i podziemnych z kopalni jest monitorowana, a procesy przetwarzania sprawiają, że spełnia ona odpowiednie normy.
Indywidualne rozwiązanie…
Kopalnie są różne i plan odwadniania każdej z nich będzie tak indywidualny, jak sama operacja. Podejście "uniwersalne dla wszystkich" jest niewłaściwe, gdy wymagania dotyczące przepływu wody w każdym miejscu będą różne, nie wspominając już o innych czynnikach, takich jak głębokości operacyjne i istniejące systemy rurociągów. Technologia pomaga zarówno na etapie planowania, opracowywać kompleksowe i wiarygodne systemy odwadniania, jak również optymalizować wykorzystanie sprzętu podczas samego procesu.
