3 tendances clés pour la ventilation souterraine

Depuis que l'humanité s'est lancée dans l'exploitation minière de la terre pour en extraire des produits de valeur, il y a eu une constante inchangée. Le besoin d'une alimentation en air sûre, fiable et efficace pour les personnes travaillant sous terre. Cet objectif peut être atteint grâce à une ventilation souterraine adéquate & solutions pour l'air.

Depuis le début de la civilisation, l'homme s'est efforcé d'extraire de la pierre, de la céramique et, plus tard, des minéraux précieux afin de subsister, d'améliorer son mode de vie et, à terme, de prospérer. Avec l'avènement de l'ère industrielle, cette activité s'est développée à grande échelle et la nécessité de fournir de l'air en quantité et de manière durable aux exploitations souterraines s'est accrue.

Aujourd'hui, cependant, alors que le rythme auquel l'exploitation minière est entreprise dans le monde entier s'est accéléré, les impératifs changent. Alors que la responsabilité principale des mineurs du monde entier est de fournir des opérations durables, la nécessité de s'adapter constamment et de générer de nouvelles efficacités est omniprésente. En plus de la nécessité d'une alimentation en air de qualité, le contexte industriel s'élargit, les mineurs étant désormais chargés d'améliorer la sécurité, la rentabilité et les résultats environnementaux.

Alors que le rythme et l'ampleur de l'exploitation minière se poursuivent à l'avenir, trois facteurs clés guident cette nouvelle ère de l'exploitation minière et de la ventilation souterraine ;

1. Flexibilité
2. Technologie
3. Agilité

1. Flexibilité de la ventilation

La capacité à s'adapter au changement est vitale dans toute industrie et il est essentiel de pouvoir adapter les processus aux conditions d'exploitation. Dans les mines souterraines, la capacité de cibler l'approvisionnement en air en fonction des exigences de production est l'un des principaux défis pour les opérateurs. Pour relever ce défi, le concept de ventilation souterraine à la demande (VOD) s'est imposé ces dernières années, avec des systèmes conçus pour fournir un débit d'air aux chantiers en fonction de la programmation et des mouvements de personnes.

Cependant, l'approche contemporaine de l'approvisionnement en air à la demande a récemment consisté à réguler le débit d'air au moyen d'une infrastructure complexe et coûteuse. La solution a été l'application de variateurs de vitesse (VSD), de variateurs de fréquence (VFD) ou de variateurs de fréquence à tension variable (VVCFD) - qui contrôlent l'alimentation du système de ventilation souterrain, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer le débit d'air en fonction de la demande.

Il est évident que des vitesses d'air élevées nécessitent des gradients de pression élevés et que le maintien de cette pression dans un réseau minier a un coût élevé. Après la crise financière mondiale de 2007 et la récession minière de 2013, l'utilisation de variateurs de vitesse a été considérée comme un moyen logique d'adapter le débit d'air à la demande, le principal avantage étant la réduction des coûts de consommation d'énergie. Pour une mine souterraine, on estime que les systèmes de ventilation peuvent contribuer à la consommation d'énergie à hauteur de 50%. Bien que l'accent ait été mis sur la réduction des coûts afin de permettre des opérations économiquement durables, les VSD constituent toujours une sorte d'énigme.

Par nature, les VSD sont une solution coûteuse en soi, l'infrastructure et le logiciel de contrôle s'élevant à des dizaines, voire des centaines de milliers de dollars. Aussi coûteux qu'ils soient, ils sont tout aussi fragiles, nécessitant des salles dédiées et climatisées ainsi qu'un câblage sur mesure pour fonctionner. Si les avantages de la ventilation à la demande via l'utilisation de VSD semblent évidents, leur utilisation semble aujourd'hui presque illogique dans les environnements souterrains les plus rudes.

Si seulement il y avait un autre moyen...

C'est là qu'intervient l'entreprise australienne Minetek, qui propose une nouvelle approche de l'optimisation des flux d'air souterrains, appelée Performance On Demand (POD). Minetek a mis au point une approche innovante pour optimiser les circuits d'air, ce qui permet de s'affranchir des coûteux VSD. Il s'agit certainement d'un tournant dans le domaine de la ventilation souterraine. Pouvant être contrôlée manuellement ou de manière autonome, la solution mécanique offre la flexibilité nécessaire aux opérateurs en réglant la dynamique du flux d'air sur les roues innovantes du système.

En contrôlant mécaniquement le flux d'air sur les roues - et non l'alimentation électrique du ventilateur - la consommation d'énergie est optimisée et peut être maintenue à un niveau nettement inférieur. Minetek a été en mesure de réduire les coûts de consommation d'énergie jusqu'à 50%, tout en permettant aux opérateurs de conserver la flexibilité nécessaire pour répondre aux exigences de production et de programmation. D'un point de vue plus large, POD prend en compte les nouveaux impératifs auxquels sont confrontés les mineurs - en réduisant réellement les coûts d'exploitation et en améliorant à leur tour les résultats environnementaux.

Cette nouvelle approche de la ventilation souterraine offre une véritable flexibilité tout en améliorant la rentabilité et la viabilité à long terme des opérations souterraines.

2. Technologie de ventilation souterraine

On dit que la nécessité est la mère de toutes les inventions et l'exploitation minière souterraine a une riche histoire qui reflète cette expression. Poussé par la nécessité, le secteur minier n'a cessé d'innover pour assurer des opérations souterraines sûres, fiables et efficaces.

La technologie minière a évolué avec l'humanité. De l'utilisation ancienne d'outils pour extraire les métaux précieux à l'utilisation d'explosifs à poudre noire pour briser les grosses roches à la fin du Moyen-Âge, l'exploitation minière a été un terrain d'essai pour les nouvelles technologies pendant des millénaires.

Compte tenu de la sévérité des conditions souterraines, l'appétit pour le développement de technologies habilitantes a suivi, voire dépassé, celui de la vie en surface. Poussée par la nécessité d'assurer la sécurité, d'améliorer l'efficacité opérationnelle et de se concentrer sur la réduction des impacts environnementaux, l'industrie minière a adopté les nouvelles technologies avec empressement, quoique avec prudence.

Au cours des deux dernières décennies, en particulier, la technologie dans le secteur minier s'est orientée vers de nouveaux thèmes liés à la ventilation souterraine. L'automatisation, l'optimisation, la numérisation et même l'électrification sont les nouveaux centres d'intérêt des mineurs souterrains, car les organisations explorent des moyens nouveaux et intégrés pour atteindre leurs objectifs en matière de sécurité, de rentabilité et d'environnement.

La ventilation souterraine est un formidable levier pour progresser vers ces trois objectifs et l'application de nouvelles technologies peut avoir un impact significatif. Aujourd'hui, les principaux moteurs de la ventilation souterraine sont l'interopérabilité de systèmes disparates au sein de la couche d'exploitation et l'automatisation des processus afin de maximiser les performances.

Pendant des années, la ventilation a essentiellement consisté à répondre à des exigences minimales en matière de volume et de pression. Cependant, la mine évoluée reconnaît désormais la nécessité d'optimiser les actifs et les processus - comme tout autre aspect de la production - afin d'obtenir une efficacité maximale, de réduire les coûts d'exploitation et d'augmenter la rentabilité.

Minetek met l'accent sur l'innovation et se réjouit de l'occasion qui lui est donnée de remettre en question le statu quo en matière de conception, de mise en œuvre et d'exploitation d'un système de ventilation souterrain. En dehors de l'approche radicale de MINETEK en matière de conception des systèmes de ventilation, l'accent est mis sur l'intégration avec les systèmes de la mine pour permettre un fonctionnement autonome. La performance à la demande est un excellent exemple de technologie appliquée et Minetek va au-delà de la réduction de la consommation d'énergie pour explorer un fonctionnement véritablement réactif. La technologie d'identification par radiofréquence (RFID) existe depuis le milieu des années 1940, mais son application dans le monde industriel permet aujourd'hui d'améliorer les processus dans l'industrie minière.

Minetek a développé une nouvelle approche innovante pour optimiser les circuits d'air en intégrant la technologie RFID pour déclencher son système de ventilation Performance On-Demand et cibler le débit d'air en fonction des mouvements des véhicules. Cette approche change la donne en permettant aux opérateurs de réduire efficacement le débit d'air dans les parties de la mine sans activité programmée, en maintenant les niveaux de gonflage des coussins d'air au minimum et en réduisant les coûts de consommation d'énergie de manière exponentielle.

En automatisant les flux d'air déclenchés et en supprimant le besoin d'intervention humaine, il est possible d'optimiser à la fois la sécurité et les performances opérationnelles. Connecter les technologies de ventilation modernes pour exploiter les données et mettre en place des processus prédictifs est la voie à suivre pour atteindre une véritable efficacité opérationnelle.

3. Agilité de la ventilation

L'agilité se définit comme la capacité à se déplacer rapidement et facilement. Être agile, léger et vif. Ces dernières années, le terme agile a été adopté dans le domaine de la gestion de projet, caractérisant l'approche consistant à diviser les tâches en phases courtes avec une réévaluation fréquente des plans et des priorités.

Bien qu'elle ait été inventée dans les cercles de développement de logiciels, où le rythme du changement est rapide, cette définition de l'agilité est certainement adaptée à l'environnement en constante évolution dans lequel se trouve l'exploitation minière souterraine. Par définition, une mine est en constante évolution. Elle doit systématiquement changer de forme et de taille au fur et à mesure que le minerai est extrait de la terre.

Si la conception initiale d'une mine souterraine fournit aux exploitants une feuille de route sur l'évolution de leur infrastructure, c'est une gestion de projet agile et la compréhension de la manière d'appliquer les ressources au fil du temps qui sont nécessaires pour s'adapter et s'optimiser en permanence.

L'agilité requiert une combinaison de technologie et de flexibilité.

Chez Minetek, nous avons reconnu la nécessité d'être agiles et nous nous sommes associés à des mines de premier plan dans le monde entier pour appliquer les dernières idées en matière de ventilation minière, ce qui permet aux mineurs d'atteindre et de dépasser leurs objectifs. Par exemple, la technologie innovante de Minetek en matière de ventilateurs offre aux opérateurs une certaine flexibilité grâce à la performance à la demande. Le système POD permet aux opérateurs d'augmenter ou de réduire rapidement le débit d'air en dirigeant le flux d'air grâce à une conception innovante des aubes de contrôle.

Cette approche supprime le besoin d'intervention du VSD, ce qui offre une nette amélioration des performances. En supprimant le besoin de VSD, les mines peuvent utiliser toute la puissance disponible sans risque de blocage du ventilateur ou de déséquilibre harmonique. Cette flexibilité dans le contrôle et l'application offre une véritable souplesse, en réduisant la consommation d'énergie et les coûts, et permet également des ré-entrées plus rapides après l'activité de dynamitage.

Pour être agile, il faut adopter une approche allégée.

Il a été prouvé que les ventilateurs à vitesse unique de Minetek, de conception robuste et dont les pales sont pratiquement inusables, permettent de réduire les coûts de consommation d'énergie jusqu'à 50%. De plus, en éliminant l'encombrement, la conception compacte des ventilateurs permet aux mineurs de gagner en agilité en leur permettant d'être déployés facilement, efficacement et en toute sécurité sur le réseau.

Par rapport aux ventilateurs traditionnels de plus grande taille, les unités compactes de Minetek ont la capacité de surpasser les alternatives plus grandes et d'être redéployées rapidement et facilement à d'autres endroits au fur et à mesure de l'évolution des travaux de la mine. Grâce à leur taille réduite, les ventilateurs Minetek peuvent être facilement installés dans diverses orientations et dans des endroits souterrains exigus. Cette agilité et cette réactivité permettent aux opérateurs de s'adapter aux conditions changeantes tout en réduisant les risques de manutention manuelle.

Pour être vraiment agile, il faut avoir confiance en soi.

Minetek a acquis une grande expérience dans la conception, la fabrication, les essais et l'installation des systèmes de ventilation les plus avancés au monde et s'appuie sur une vaste équipe d'ingénieurs aéronautiques, mécaniques et électriques. De la modélisation initiale du déclin et du conseil à l'assistance post-implémentation, notre équipe dispose des capacités combinées pour vous aider à adopter une approche agile dans le cadre de votre prochain projet de ventilation.