豪顿最近与北美的一个硬岩矿合作，引入了采用VentSim™CONTROL技术的按需通风系统，在安全性、能源成本和减少碳足迹方面带来了巨大的收益。

挑战

该矿从一个深矿床中提取优质铜矿。它的设计目标是每年生产约100万吨矿石。从一开始，环保就是矿山作业规划和运营的一个主要因素。除了井下工作人员的安全(这始终是最重要的因素)之外，运营商还决定在保证人员安全和舒适的前提下将能耗和碳排放降到最低水平。

地下矿井最大的运营成本来自通风系统。传统上，矿井通风机即使在不需要的情况下也是连续运行的。就该矿而言，总共安装了约18000马力的风机，其中50%为地下辅助风机，50%为地面主风机。豪顿的任务是引入一套管理和控制系统，能够有效地使用这些风机，确保整个矿井的安全通风水平，同时将能耗降至最低。

解决方案

我们着手建立一套覆盖Eleonore矿山所有通风设备的自动化系统，包括主风机、地下辅助风机和气流调节器。我们安装了30个通风监测站(VMS)，以确定地下不同点位的空气含量和质量。每个VMS包括一个流量传感器和三个气体传感器，用于检测CO、NOx和C3H8，它是Ventsim CONTROL系统的一个组成部分。

我们安装了一套全矿井跟踪系统，以探测地下车辆和人员的情况。144辆车全部都装有一个无线电频率识别(RFID)标签，显示它在矿井中的位置和发动机是否在工作。每个在井下工人都有一个独特的RFID标签，可以连接到254个基于区域的接入点中的任何一个。

跟踪数据通过混合光纤网络从这些接入点传输到地面控制室。目前，该矿的WIFI覆盖率在60%到70%之间，计划在全面生产期间实现100%的覆盖率。来自RFID标签的数据强化了车辆和人员移动的安全性和管理，并提供按需通风(VOD)。

来自跟踪系统的数据使VOD逻辑软件能够计算每个区域的通风要求。随后用这些信息来自动修改140个地下辅助风机的转速，以确保矿井的每个区域都能获得足够的新鲜空气。

随着矿山规模的扩大，Eleonore矿山的控制系统可以轻易地进行扩展，以便在开辟新的区域和层级时，在每个作业区域都能保持足够的、安全的通风。

结果

在计算引入VentSim™CONTROL按需通风(VOD)所节省的成本时，我们调查了通风系统在其他情况下的运行方式。在辅助风机的情况下，首先建立了一个基本情况，估计在没有VOD系统可用的情况下每台风机的耗电量。我们查看了96天的记录，并将数据扩大到一年。这表明耗电量在12个月的时间里减少了1.5万兆瓦时，按现行电价计算，节省成本120万美元。

在“速度优化”模式下运行主地面风机，并在每班结束时降低风机速度约1.5小时，可以节省额外的成本。与前期用电量的对比显示主风机全年节约用电量9500兆瓦时。据计算，累计节省的费用约为170万美元。因此节能成本共计2 900 000美元。

更大的好处是，矿井可以灵活地在需要时吸入更多的空气，最大限度地提高产量，并对任何不利条件做出快速反应，例如极寒或极热天气、停电、通信中断或其他任何可能出现的情况。此外，该系统通过最大限度地减少爆破清理时间来优化生产，使工人能够更快地重返工作岗位。如果不使用先进的VentSim™control控制系统，这种控制是不可能实现的。这些优点为系统带来了巨大的经济优势，同时VentSim™CONTROL VOD系统在降低成本和碳足迹方面具有显而易见的广泛价值。