Contrôle de la ventilation dans les mines souterraines : trois stratégies

Avec les nombreux travaux de forage, de dynamitage, de concassage, de transport, d’extraction et de levage qui sont effectués pour amener le minerai à la surface, les mines souterraines sont de véritables fourmilières. En général, l’air frais est acheminé vers l’épine dorsale de la mine par des monteries de ventilation ou un portail d’admission d’air frais et de grands ventilateurs d’admission ou d’échappement. L’air contaminé est pour sa part évacué à la surface par des monteries ou un portail d’évacuation. Des ventilateurs auxiliaires sont ensuite utilisés pour fournir de l’air frais, au besoin, aux postes de travail éloignés qui sont reliés à cette épine dorsale.

Trois stratégies possibles

Il existe trois grandes stratégies pour contrôler les ventilateurs d’admission d’air frais et d’évacuation :

1. Programmation : Durant les activités quotidiennes normales de la mine, le calcul du débit d’air frais nécessaire est généralement basé sur le débit de ventilation minimal requis de l’équipement diesel mobile. Toutefois, lors du dynamitage, davantage de contaminants sont ajoutés au débit d’air. Avant de procéder au dynamitage, tout le personnel remonte à la surface pendant au moins deux heures, ce qui réduit le temps réel de production souterraine. La programmation et l’augmentation du débit d’air de vos ventilateurs de surface principaux à l’aide de variateurs de vitesse et l’installation de démarreurs télécommandés sur les ventilateurs auxiliaires permettent de réduire de 50 % la période de nettoyage après les explosions. Tous·tes les employé·e·s peuvent ainsi retourner plus rapidement sur le front d’avancement et assurer la reprise des activités normales de la mine.
2. Télémétrie : La télémétrie demande que le personnel et l’équipement mobile portent des étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) qui permettent aux opérateur·rice·s de la salle de contrôle de suivre les activités souterraines dans chacune des zones. Comme les étiquettes RFID communiquent par des signaux sans fil, une infrastructure de réseau souterrain supplémentaire est nécessaire pour établir le lien avec les étiquettes et transmettre les données à la surface. Il faudra aussi un logiciel de télémétrie ou de suivi des actifs pour confirmer l’emplacement exact ou général de l’étiquette. La télémétrie permet de contrôler les ventilateurs auxiliaires qui sont équipés de démarreurs courants, de démarreurs à deux vitesses ou, dans certains cas, de variateurs de vitesse, pour obtenir le débit d’air requis en tenant compte du type d’équipement qui entre dans la mine ou des activités dans le carreau.
3. Surveillance de l’environnement : Des instruments peuvent être installés dans toute la mine souterraine pour surveiller le débit d’air, la température et les concentrations en partie par million des différents contaminants produits par le diesel ou d’autres machines. Des règlements existent pour calculer le débit d’air requis en fonction de la puissance de freinage d’une machine diesel type, ainsi que la présence de contaminants comme le monoxyde de carbone (CO), les matières particulaires diesel, les oxydes d’azote (NO_x) et d’autres gaz dangereux. La surveillance de ces gaz permet de programmer les ventilateurs afin que le débit d’air frais soit augmenté si ces gaz sont détectés.

Des investissements qui rapportent

Quelle que soit l’option retenue, le contrôle ou l’automatisation des systèmes de ventilation demande d’investir dans de nouvelles infrastructures et du nouvel équipement, mais il s’agit aussi d’un investissement dans la santé et la sécurité des travailleur·se·s. Les coûts en capital doivent être pondérés en fonction des économies d’énergie potentielles, du débit d’air frais nécessaire dans les différentes zones de la mine, des répercussions éventuelles sur la production et de la durée de vie prévue de la mine.

Selon la méthode choisie, l’embauche d’expert·e·s en ventilation ou en automatisation pourra être nécessaire pour soutenir le nouveau système. Le personnel qui travaille dans la mine souterraine sera aussi touché, puisqu’il devra porter des étiquettes de repérage RFID.

L’évaluation, une étape essentielle

La première étape consiste à évaluer les activités minières et l’infrastructure actuelle afin de déterminer si la mine est une bonne candidate pour l’automatisation du contrôle du système de ventilation.

De nombreux facteurs sont examinés durant cette évaluation, notamment :

• la consommation d’énergie actuelle approximative du système de ventilation sur la base de la puissance totale de tous les ventilateurs;
• le plan minier jusqu’à la fin de la durée de vie de la mine;
• les changements d’équipe et les horaires de dynamitage;
• le modèle de ventilation pour garantir la disponibilité d’un débit d’air frais adéquat au moment et à l’endroit voulus.

Par la suite, un rapport complet fournit les éléments suivants :

• estimation des coûts d’investissement pour chacune des infrastructures nécessaires;
• estimation actualisée de la consommation d’énergie selon les méthodes de contrôle sélectionnées;
• calcul du rendement du capital investi;
• modification du plan de gestion pour la mise en œuvre de la solution.

Pour conclure

Le contrôle accru du système de ventilation d’une mine souterraine est une solution viable pour réduire les coûts d’exploitation, obtenir un meilleur aperçu du système et améliorer la santé et la sécurité en éliminant les contaminants dangereux et en connaissant la position du personnel dans la mine grâce à la télémétrie. Les expert·e·s de BBA peuvent procéder à une évaluation et à un audit complets de vos installations afin de déterminer la méthode la plus appropriée pour votre mine.