南非最古老金礦——位于姆普馬蘭加省的巴伯頓（Barberton）金礦安裝了一套空調(diào)制冷系統(tǒng)。在安裝空調(diào)制冷系統(tǒng)之前，該礦完全依靠向地下輸送新鮮空氣的通風系統(tǒng)來降溫。但是隨著隨著開采深度加大(4000米)，井下溫度越來越高，傳統(tǒng)通風方法已不能適應工作需要。

巴伯頓金礦是泛非資源公司（Pan African Resources）所屬礦山。年產(chǎn)量目標為12.5萬盎司。該礦還是第一個采用生物氧化提取金的礦山。

該冷卻系統(tǒng)由礦山通風和制冷咨詢公司BEE集團負責實施，包括BBE咨詢部和項目部，前者提供制冷系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，后者完成系統(tǒng)部署。2016年11月份開始安裝，2017年7月開始運行，工程按時完成且未超出預算。

發(fā)展歷史

巴伯頓金礦與南非早期金礦勘查同步興起，首批含金巖塊在此地發(fā)現(xiàn)，并帶來1880年代的淘金熱，以及采金鎮(zhèn)的興起。

1881～1883年，湯姆·麥克拉克蘭（Tom McLachlan）和奧古斯特·羅伯茨（Auguste Roberts）在巴伯頓取得重要發(fā)現(xiàn)，隨后探礦者蜂擁而入，興起一股淘金熱。后來在1886年，維特瓦德斯蘭特（Witwatersrand）找金熱興起，礦業(yè)重鎮(zhèn)約翰內(nèi)斯堡誕生。

地質(zhì)學家發(fā)現(xiàn)，巴伯頓鎮(zhèn)最早巖石可追溯到35億年.這些巖石地層位于巴伯頓緑巖帶，歷史上都以黃金礦化而出名。

自從開始生產(chǎn)后的100多年里，巴伯頓金礦不需要冷卻系統(tǒng)，但是在目前的開采深度以及向周圍山體開拓的需求，要保障舒適和安全的生產(chǎn)環(huán)境，就必須部署制冷系統(tǒng)。

巴伯頓金礦在生產(chǎn)的豎井有4個，包括希巴（Sheba）、新康索特（New Consort）和法爾維尤（Fairview），其中法爾維尤是開采深度最大的，因此安裝了新的制冷系統(tǒng)。

BBE項目經(jīng)理理查德·岡德森（Richard Gundersen）表示，根據(jù)地下采礦健康和安全規(guī)定，空氣溫度必須低于某個臨界點。在安裝制冷系統(tǒng)之前，法爾維尤豎井下面溫度已經(jīng)接近該臨界點。

岡德森解釋說，在地下礦山達到某一深度時，現(xiàn)有的空氣通風系統(tǒng)已經(jīng)不能有效降低溫度。因此，法爾維尤豎井現(xiàn)有通風系統(tǒng)必須用機械制冷系統(tǒng)來替代，以確保地下開采溫度能夠降至人員和設(shè)備可以忍受的程度，這樣工人才能舒適地工作。

另外，現(xiàn)有的通風系統(tǒng)已經(jīng)接近礦山制冷能力的極限，因為在向礦山深部通風時，空氣壓縮會產(chǎn)生熱效應，抵銷了新鮮空氣應該達到的冷卻效果。

制冷系統(tǒng)

這個3MWr的制冷系統(tǒng)由兩臺約克R 134a制冷機，冷凝制冷塔，泵和電力系統(tǒng)組成，部署在礦山主體經(jīng)復墾后的一個角落里。

岡德森表示，制冷系統(tǒng)經(jīng)過反復試驗，穩(wěn)定性高，世界其他地方已經(jīng)部署過類似系統(tǒng)。

雖然制冷機部署在礦山外面，但是大型空氣冷卻器卻放在山體深部，技術(shù)上都位于同一標高。在此位置，大型空氣冷卻器對采礦作業(yè)區(qū)附近的空氣進行冷卻。大型空氣冷卻器包括一個地下臥式噴霧室，位于一個長度超過1公里的進氣道內(nèi)。

由于巴伯頓金礦的巷道水平延伸到山體（與豎井相反），大型空氣冷卻器可以在低壓下運行，因為制冷用水不需要從深部抽取。因此，雖然與外面的制冷劑在同一標高，大型空氣冷卻器還在周圍山體以下250米。

要抵達部署制冷機所處位置，需要經(jīng)過一條曲折并帶有“嶁Í”彎道的公路，這對于運輸制冷機的長熱交換器外殼以及大型冷卻塔零件來說挑戰(zhàn)不小。因此，必須進行拆解并快速組裝完畢。

盡可能在一個工廠完成制造和組裝工作，這樣就能夠減少現(xiàn)場工作量。例如，制冷機在美國制造、整裝進口和運輸，并配有壓縮機和電動機。

同樣，所有電力設(shè)備，包括電機控制中心和可編程邏輯控制器，可以放在集裝箱里運抵礦山。

但是，為便于運輸，兩個冷凝制冷塔必須分解成四個單元來運輸。

BBE咨詢公司負責制冷劑運行能力的選定，以最少的資金實現(xiàn)負載匹配和運行冗余。該系統(tǒng)有能力在高負載下運行，可以滿足礦山進一步發(fā)展的需要。

大型空氣冷卻器產(chǎn)生的溫水可以泵送到制冷機，然后再通過3200米長的管道返回。低壓應用，主要在進氣道，使得利用高密度聚乙烯管道成為可能，其強大的絕緣性增加了經(jīng)濟效益。返回的冷水再經(jīng)過兩階段噴霧泵送，進一步提高了大型空氣冷卻器的效益。

促進地方發(fā)展

作為整個一站式方案的一部分，BBE項目盡可能使用當?shù)毓┴浬谭眨ㄍ聊尽C械和電器裝置工程。

岡德森向記者表示，已經(jīng)向礦山提供咨詢來尋找合適的承包商，包括說明項目需求，咨詢是否有兼容的設(shè)備。為此，項目經(jīng)理曾駕車在礦山周圍尋找土木工程承包商，結(jié)果在礦山周圍找到當?shù)匾幻邪虂斫ㄔ焱聊竟こ蹋ㄤ撝突炷凉こ獭?/span>

作為咨詢和項目實施方，BBE集團的角色是系統(tǒng)設(shè)計，繪制所有圖紙，提供所有零部件，并尋找適合承擔土工、機械、電力和控制工程的合同商。現(xiàn)場工程的90%工作量由當?shù)爻邪掏瓿伞?/span>

自從制冷機開始運行以來，礦山的環(huán)境條件得到極大改善，工人能夠在健康安全的條件下工作，有望實現(xiàn)總體可持續(xù)發(fā)展。