Elektrische Wärme nutzen

Die Einspeisung von Wasser in ein Bergwerk, die Entwässerung des Grundwassers aus dem Bergwerk und das Recycling von verbrauchtem Wasser hängen alle von einem Netzwerk zuverlässiger Rohrleitungssysteme ab, die den extremen Bedingungen im Bergbau standhalten, unabhängig davon, ob sich das Bergwerk unter Tage oder an der Oberfläche befindet.

In abgelegenen Gebieten wie Alaska oder im Nordwesten Kanadas können Rohre, die Wasser, Schlamm, Rückstände, Chemikalien oder andere Flüssigkeiten transportieren, gefährlich kalten Temperaturen ausgesetzt sein. Ungeschützte Rohre können bei dieser Kälte leicht einfrieren, sich ausdehnen und dann platzen, egal aus welchem ​​Material sie bestehen. Laut Matthew Gurreri und Kevin Green* kann ein Frost auch zu Eisverstopfungen in Rohren führen, die die Produktion lahmlegen.

Ein Rohrbruch oder eine verstopfte Leitung kann einen gesamten Bergbaubetrieb zum Stillstand bringen, was zu empfindlichen finanziellen Verlusten führen kann. Darüber hinaus können Menschenleben gefährdet werden, beispielsweise durch die Druckentlastung von Feuerlöschanlagen oder durch die Überflutung von Tunneln. Ein weiteres Problem ist die Umwelt. Austretendes verunreinigtes Wasser, das Schwermetalle wie Kupfer, Blei und Arsen enthält, kann in nahegelegene Wasserläufe gelangen und eine ökologische Katastrophe verursachen. Die hohen Kosten für Ausfallzeiten, die auf ein gefrorenes oder verstopftes Rohr zurückzuführen sind, können durch den Mangel an Ersatzteilen vor Ort noch verschärft werden. Im Winter sind vereiste Straßen oft unpassierbar, sodass die Lieferung von Ersatzteilen auf Frachtflugzeuge oder Schiffslifte beschränkt ist. An abgelegenen Orten in der Arktis kann die Logistik äußerst kompliziert und auch teuer werden.

Außer Wasser können auch die meisten luftgefüllten Leitungen, die innerhalb oder außerhalb eines Bergwerks betrieben werden, einfrieren, selbst bei Temperaturen von bis zu 40 °F. Wenn der Luftdruck von 100 psi auf die Atmosphäre absinkt, wird die Druckluft, die immer eine Luftfeuchtigkeit von 100 % aufweist, Super kühlt schnell ab und kann Leitungen einfrieren und Bergbauausrüstung ernsthaft beschädigen.

Es kann nicht genug betont werden, wie wichtig es ist, das Einfrieren von Wasserleitungen und luftgefüllten Leitungen zu verhindern. Wasser ist in jeder Phase der Produktion beteiligt: ​​Bergbau, Weiterverarbeitung und Produktförderung. Große Mengen Wasser werden auch zur Kühlung der Schneidkanten von Maschinen, zur Haufenlaugung, zur Staubunterdrückung, zur allgemeinen Reinigung, für Feuerlöschanlagen und für frisches Trinkwasser verwendet. Luftgefüllte Leitungen werden benötigt, um pneumatische Werkzeuge und Bergbauausrüstung mit kritischem Strom zu versorgen.

Rohre schützen

Rohre, die in Bergbaubetrieben installiert werden, bestehen aus Materialien, die für die jeweilige Aufgabe geeignet sind. Stahlrohre sind der Industriestandard. Zunehmend werden jedoch auch leichte, korrosionsbeständige und kostengünstigere Kunststoffrohre wie HDPE und PE eingesetzt. Rohre werden mit Ketten an Halterungen aufgehängt, die normalerweise an Dachbolzen befestigt sind.

Neben den Gefahren, die von rauen Wetterbedingungen ausgehen, müssen in Bergwerken installierte Rohre hohen äußeren Belastungen und Druckstößen, der Einwirkung von korrosiven Chemikalien und abrasiven Schlämmen, Dampfspülungen, ätzenden Säuren und versehentlichen Schäden durch bewegte Geräte standhalten – all das kann die Minen schwächen Rohrstruktur und machen es anfälliger für ein Bersten bei Frost. Es könnten sich Haarrisse bilden, die zu Undichtigkeiten führen und schließlich brechen.

Explosionsgefahr

Statistiken der Mine Safety and Health Administration (MSHA) zeigen, dass Minenexplosionen aufgrund des niedrigen Luftdrucks und der niedrigen Luftfeuchtigkeit am häufigsten in den kälteren Monaten auftreten. Bei kaltem Wetter kann Kohlenstaub in trockener, kalter Atmosphäre gefährlich schweben und die Explosionsgefahr erhöhen. Niedrige Luftdrücke tragen dazu bei, dass sich Methan leichter in aktive Gebiete ausbreitet, was die Explosionsgefahr weiter erhöht. Alles, was es braucht, ist ein Funke von einem elektrischen Gerät, einschließlich des Ein- und Ausschaltens eines nicht zugelassenen Begleitheizungskabels, um in einem klassifizierten Bereich, der explosiven Staub oder Gase enthält, eine Katastrophe auszulösen. Auch ein minderwertiges, defektes Begleitheizungskabel kann so viel Wärme erzeugen, dass an einem Gefahrenort eine Explosion ausgelöst wird.

Heizkabel müssen für den Gefahrenbereich, in dem sie installiert werden, zertifiziert sein. Zeitraum. Es ist äußerst gefährlich, die Zukunft eines Bergwerks und das Leben seiner Mitarbeiter Offshore-Heizkabeln anzuvertrauen, die möglicherweise nicht den Zertifizierungen entsprechen, über die sie angeblich verfügen.

Fernanwendungen

Der Bergbau erfordert lange Rohrleitungen und folglich ebenso lange Begleitheizungsanwendungen, sowohl zum Frostschutz als auch zur Viskositätskontrolle und Temperaturerhaltung. Langstreckensysteme mit einer Länge von einigen hundert Metern bis zu mehreren Meilen werden in der Regel individuell gefertigt. Um die zuverlässigste Lösung für den angestrebten Abstand zu erreichen, müssen viele Variablen berücksichtigt werden, darunter Faktoren wie selbstregulierende oder konstante Wattzahl, Versorgungsspannung, Mindesttemperatur beim Einschalten, Stromstärke des Leistungsschalters, Rohrdurchmesser und Drahtquerschnitt viele andere. Bei der Bestimmung der Heizkabellänge müssen die Rohrlänge, der Anschlusskasteneingang und die Enddichtung, die Anzahl der Flansche sowie die Größe und Anzahl der Ventile addiert werden.

Brandbekämpfung in Bergwerken

Eisblockaden beeinträchtigen die Unterdrückungsfähigkeiten einer Sprinkleranlage und können zu Rohrbrüchen führen. Gefrorene Sprinklerrohre sind in einem Gewerbegebäude natürlich gefährlich, können aber in einem Bergwerk ein noch größeres Risiko darstellen. Im Falle eines Untertagebergwerksbrandes ist es wichtig, den Brand im Anfangsstadium zu löschen. Jede Verzögerung bei der Einleitung von Brandbekämpfungsmaßnahmen kann zu einem unkontrollierten Brand führen. Leider können ebenso wie Sprinklerrohre auch die unterirdischen Hydranten, Löschwasserschläuche und Oberflächenwasserspeicher des Bergwerks einfrieren. Alle benötigen einen Frostschutz.

Oftmals friert ein Sprinklerrohr nicht vollständig ein. Stattdessen gefriert das Wasser, taut auf und gefriert wieder, wenn es niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird. Dieses Phänomen belastet das Rohr zusätzlich. Selbst wenn ein Rohr nach einem Frostereignis auftaut und stabil erscheint, ist seine Integrität gefährdet. Haarrisse können subtil und schwer zu erkennen sein, bis es zu spät ist.

Ein gefrorenes Rohr in einer Mine kann gefährlich, sogar tödlich sein.

Beispielsweise wurde im Dezember 2004 ein Schwermaschinenführer in einem Bergwerk in Kentucky tödlich verletzt, als er versuchte, gefrorene Gülle aus einer vereisten Gülleleitung zu entfernen.

Im Jahr 2012 war bei einem Ölsandprojekt, etwa 60 km südlich von Fort McMurray, Alberta, Kanada, ein Arbeiter gerade dabei, ein gefrorenes Rohr mit Dampf zu reinigen, als ein Abschnitt des Rohrs platzte und den Arbeiter am Bein traf. Der 62-jährige Arbeiter wurde in ein Krankenhaus im nahegelegenen Lac La Biche gebracht, wo er verstarb.

Häufiger als diese Probleme ist gefrorenes Wasser in Rohren, das zu lähmenden Problemen führt, die von der Fehlfunktion der Ausrüstung und dem vorzeitigen Ausfall von Teilen bis hin zu kostspieligeren Schäden durch Frost-Tau-Probleme oder Thermoschock reichen.

Elektrische Begleitheizungskabel verhindern das Einfrieren von Wasser, Druckluft, Schlamm und anderen Flüssigkeiten in Rohren und Leitungen und schützen so Ihr Eigentum, Ihre Mitarbeiter und Ihren Gewinn.

*Matthew Gurreri ist Produktmarketingmanager bei Emerson Automation Systems und Kevin Green ist National Sales Manager bei Emerson Automation Systems