L'avenir de l'exploitation minière souterraine Équipements électriques

L'exploitation minière est un secteur séculaire et mondial qui plonge ses racines dans les fondements de la civilisation et qui a un effet significatif sur de nombreuses économies majeures. En termes de revenus et d'articles vendus, l'exploitation minière représente près de 12 % du PIB mondial. L'exploitation minière a toujours été et continuera d'être un besoin sur la planète.

Traditionnellement tributaire des combustibles fossiles pour faire fonctionner les machines d'extraction souterraine, l'industrie minière est connue pour être une industrie à forte intensité de carbone. Une nouvelle tendance se dessine aujourd'hui, et les équipements électriques pour l'exploitation minière souterraine constituent une innovation relativement récente.

De plus en plus de personnes demandent aux compagnies minières d'accorder plus d'attention au développement durable. Les compagnies minières sont également soumises à la pression des communautés locales, des consommateurs et des gouvernements. Des personnes de tous horizons leur demandent de réduire les émissions de gaz à effet de serre, d'améliorer la qualité de l'air et de protéger la santé et la sécurité des personnes vivant à proximité des mines.

Dans ce contexte, les équipements électriques des mines souterraines alimentés par des batteries ont commencé à remplacer les véhicules à moteur diesel, et les équipements à moteur électrique ont commencé à remplacer les équipements hydrauliques.

L'utilisation d'équipements électriques pour l'exploitation minière souterraine présente plusieurs avantages par rapport à la technologie standard fonctionnant au diesel. Cependant, il est également possible d'économiser de l'argent.

Batterie ou essence

Les véhicules électriques destinés à l'exploitation minière souterraine peuvent être plus performants que leurs homologues à moteur diesel en termes de puissance. D'autre part, les batteries sont devenues plus puissantes au cours de la dernière décennie, ce qui permet aux moteurs d'être encore plus puissants.

Par conséquent, les équipements électriques pour mines souterraines alimentés par batterie sont aujourd'hui capables de produire environ deux fois plus d'énergie que leurs prédécesseurs alimentés au diesel. Lorsqu'il s'agit de transporter des marchandises volumineuses, les équipements électriques des mines souterraines peuvent se déplacer 10% plus rapidement que les camions à moteur diesel. En ce qui concerne les véhicules électriques, "le couple est absolument énorme".

L'amélioration de la productivité peut en résulter. À titre d'exemple, on peut citer le chargement plus rapide de matériaux, le transport de charges plus lourdes et les déplacements plus rapides.

Équipement électrique pour l'exploitation minière souterraine plus efficace

Cela signifie qu'un équipement électrique pour mines souterraines plus petit peut transporter des charges plus lourdes que ce qui serait normalement possible avec un équipement diesel plus grand. Si un camion à moteur diesel peut transporter 40 tonnes de marchandises, un équipement électrique minier souterrain de la même taille peut transporter 50 tonnes, par exemple une machine minière LHD.

En raison de la réduction de la taille des équipements électriques des mines souterraines, les tunnels peuvent également être plus petits. Il est donc moins nécessaire de creuser de nouvelles mines destinées aux machines électriques que de creuser des mines construites pour des machines diesel lourdes. Des tunnels plus petits signifient que nous transportons moins de stériles et que nous économisons beaucoup d'énergie et d'argent.

La numérisation dans le secteur minier est souvent mal comprise par ceux qui sont sceptiques, voire hostiles à cette idée. Ils pensent que la numérisation est synonyme de changement et d'instabilité.

La révolution numérique de l'économie et de la société en général passe par l'amélioration de la qualité du travail. Les opérations minières peuvent devenir plus "intelligentes" grâce à l'utilisation de technologies et de procédures numériques qui leur permettent d'être instrumentées, mises en réseau et intelligentes grâce à la numérisation.

Simulation virtuelle

La surveillance continue et les simulations virtuelles ne sont que deux des nombreuses capacités de pointe qu'offrent les systèmes numériques modernes de contrôle et de traitement. La correction des problèmes dans le traitement des minerais, par exemple, a toujours été un processus réactif plutôt que proactif. Vous pouvez rapidement ajuster votre trajectoire si vous accédez dès le départ à des informations dynamiques par le biais de systèmes et de logiciels numériques en réseau.

Exploitation minière automatisée

Une mine à entrée zéro, entièrement automatisée et intégrée pourrait être rendue possible grâce à la transformation numérique. Ainsi, les mines seront planifiées dès le départ dans une optique d'automatisation, les processus seront adaptés au corps minéralisé et les écarts d'exécution seront éliminés. Nous pourrons utiliser pleinement le flux d'informations actuel, ce qui est un énorme avantage.

L'optimisation des temps et des fréquences de chargement peut contribuer à réduire la consommation de carburant, l'entretien des véhicules et même les distances de transport grâce à l'utilisation de la technologie IIoT et de l'analyse des données.

Réseau en nuage pour l'exploitation minière

Tous les secteurs primaires, y compris l'exploitation minière, ont déjà été modifiés par le passage au nuage. Grâce à une plateforme informatique intégrée et au cloud, les activités d'une mine peuvent être visualisées en temps réel au niveau de l'entreprise. Les appareils compatibles avec le cloud permettent aux travailleurs de collaborer en temps réel, ce qui accroît la sécurité et l'efficacité de toute opération minière, comme les chargeurs souterrains. En outre, les services de sécurité et d'infrastructure basés sur l'informatique en nuage peuvent réduire les coûts tout en améliorant les capacités.

Il est important de noter que même si la transformation numérique vise à rendre les machines souterraines plus intelligentes, les nouvelles technologies et outils en matière de matériel, de transport et d'équipement fournissent des cerveaux et des muscles inégalés à toutes les opérations critiques.

L'exploitation minière avec l'IA

En outre, ces nouvelles technologies peuvent s'intégrer en douceur aux activités de transformation numérique, en fusionnant l'analyse des données, l'IA et l'apprentissage automatique avec les systèmes unifiés d'une mine intelligente.

La technologie des drones est déjà utilisée dans le secteur minier à diverses fins, notamment pour améliorer la sécurité en survolant des régions potentiellement dangereuses pour les travailleurs. Freeport McMoRan, par exemple, utilise des drones pour aider à construire des angles de pente plus raides afin de réduire les ratios de décapage et les déchets de roche avant l'extraction du minerai.

Un drone à la place d'un humain

L'analyse par drone peut être utilisée lorsqu'un géologue ou un ingénieur géotechnicien doit être envoyé dans des conditions risquées. L'utilisation de drones pour enquêter sur les mines a également été utilisée pour nettoyer les zones d'explosion, employer l'imagerie et le balayage 3D, et fournir des vidéos en direct et des flux de données en temps réel dans des régions qui ne sont pas sûres pour l'inspection par l'homme.

Le secteur minier continuera d'être influencé par l'équipement électrique des mines souterraines. En 2028, le marché de l'électrification et de l'automatisation représentera $15 milliards d'euros, selon une nouvelle étude. Les innovations dans ce domaine sont motivées par les économies de carburant, l'amélioration de l'efficacité et l'augmentation de la production.

Une exploitation minière plus productive

Les exploitations minières peuvent s'attendre à un gain de productivité de 30 % rien qu'avec les systèmes de transport autonomes. L'électrification peut permettre de réduire de 20 à 25 % les dépenses d'exploitation liées à la ventilation et au refroidissement des machines.

Des entreprises comme Rio Tinto et BHP Billiton déploient des transporteurs autonomes et des foreuses jumbo automatisées pour extraire les métaux avec une efficacité et une productivité prouvées dans l'industrie minière.

L'exploitation minière robotisée et automatisée est fascinante car elle est directement liée aux développements technologiques de l'IA et de l'apprentissage automatique. Plus de soixante-dix-sept pour cent des experts miniers interrogés par MiningIQ estiment que l'automatisation est la question la plus critique. L'automatisation devient plus critique que jamais.

La prise de conscience mondiale croissante de la valeur de nos ressources naturelles exerce une pression de plus en plus forte sur les sociétés minières pour qu'elles améliorent leurs performances environnementales. Heureusement, bon nombre des progrès techniques que nous avons décrits jusqu'à présent permettent de réduire la consommation de carburant, la pollution, les déchets et la consommation d'eau dans les opérations minières, ce qui est une bonne nouvelle.

Gestion des déchets

Une gestion des déchets et un drainage minier acide respectueux de l'environnement, ainsi que la réhabilitation des sites miniers, peuvent contribuer à la régénération des écosystèmes.

Mais "devenir vert" n'est pas simplement une campagne de marketing à la mode ou une tentative fragmentaire de la part de l'entreprise. En conséquence, les sociétés minières devront repenser leur stratégie commerciale et se conformer à la notion de responsabilité sociale des entreprises (RSE) à l'avenir.

Avec l'accent mis aujourd'hui sur la RSE, les idées minières telles que les "mines vertes" et l'"exploitation minière sans déchets" sont sur le point de gagner du terrain dans les années à venir. L'un des principaux objectifs de l'"écologisation de l'exploitation minière" est de réduire l'impact environnemental de l'extraction et du traitement des minerais grâce à des technologies innovantes, à des opérations minières plus efficaces et à des pratiques durables.

Exploitation minière sans déchets

Pour les entreprises minières, la bonne nouvelle est que le virage "vert" peut s'avérer financièrement payant. Selon la Green Mining Initiative, l'Ontario (Canada) a enregistré une baisse de 40 % de sa consommation d'énergie et une économie annuelle de $4 millions d'euros.

"L'exploitation minière sans déchets peut sembler impossible, étant donné les milliards de tonnes de déchets inorganiques ou de sous-produits que les mineurs produisent chaque année. Mais à mesure que les mineurs examinent de près leur production de déchets, ils adoptent de nouvelles technologies pour en réduire le volume.

L'extraction de minéraux précieux et de fer à partir de boues rouges fait partie des processus d'extraction à l'étude.

Certains des secteurs les plus prometteurs pour l'avenir émergent au fur et à mesure que l'industrie se tourne vers l'avenir. Si l'exploitation minière en eaux profondes existe depuis un certain temps, la technologie sous-marine ne fait que commencer à explorer ce qui est faisable dans ce domaine.

L'avenir de l'exploitation minière en eaux profondes

Nous avons à peine exploré 5% de l'océan profond, alors qu'il existe d'énormes possibilités d'extraction directement sur le plancher océanique. Les eaux profondes contiennent des métaux précieux qui peuvent être exploités. Des métaux tels que le nickel, le cobalt, le cuivre et le magnésium peuvent se trouver dans des modules polymétalliques de la taille d'une balle de baseball qui jonchent les fonds marins. Le matériel utilisé pour l'extraction souterraine est différent, mais l'objectif de l'extraction souterraine reste le même.

Il est possible de créer des formations de cheminées riches en fer, en argent et en or en combinant l'eau chaude de la croûte terrestre avec de l'eau froide. La plupart des métaux des terres rares que l'on trouve dans l'océan Pacifique se trouvent dans les formations de la croûte sous-marine et dans les montagnes.

Toutes ces formations en eaux profondes présentent un potentiel énorme et des obstacles tout aussi considérables pour l'exploration future. La question de savoir si les nations et les organisations ont le droit d'exploiter certaines parties de l'océan fera également l'objet d'un débat. En raison de la nature délicate de l'écosystème océanique, les écologistes s'inquiètent à juste titre des effets de l'exploitation minière.

Cette nouvelle frontière en eaux profondes peut ouvrir une nouvelle ère de productivité minière si ces difficultés peuvent être traitées de manière adéquate et les obstacles résolus. Les équipements capables de résister à des conditions extrêmes en eaux profondes doivent être achetés à un coût élevé.

Si certaines entreprises d'exploitation minière en eaux profondes ouvrent la voie, la technologie n'a pas encore été testée à grande échelle.

Les ingénieurs ont commencé par retirer les moteurs diesel et les réservoirs d'essence des équipements électriques des mines souterraines existantes et les ont remplacés par des batteries, mais la recherche adopte aujourd'hui une approche plus globale... Aujourd'hui, l'ensemble de la machine est construit autour de batteries et de moteurs électriques, créant ainsi une machine plus efficace : véhicules électriques pour l'exploitation minière souterraine, machines de forage pour l'exploitation minière souterraine et machines LHD pour l'exploitation minière.