février 2014

L’exploitation du nickel nouvelle génération

Le bassin de Sudbury est connu depuis longtemps pour la production de nickel, et la toute dernière mine de Vale (la première nouvelle mine de nickel de la société dans cette région depuis des décennies) perpétue cette tradition.

Par Correy Baldwin

Le bassin de Sudbury est connu depuis longtemps pour la production de nickel, et la toute dernière mine de Vale (la première nouvelle mine de nickel de la société dans cette région depuis des décennies) perpétue cette tradition. La nouvelle mine Totten est également l’occasion idéale pour la société de mettre en service toute une série de nouveaux instruments dans une ancienne communauté minière.

Nous nous attendons à ce que la mine Totten devienne un modèle pour le développement d’autres mines par la société Vale à l’avenir », déclare Kelly Strong, vice-présidente des opérations en Ontario et au Royaume- Uni chez Vale. « Nous n’avons pas souvent l’occasion de construire une nouvelle mine, aussi nous avons pris la décision dès le début du projet de construire la mine Totten avec des technologies, des techniques d’automatisation et des méthodes de gestion de l’environnement parmi les meilleures du secteur. »

Bob Booth, qui surveillait le développement en tant que chef de projet et est désormais directeur de l’exploitation, est tout à fait d’accord : « Tout a commencé par l’idée de construire une mine dont la durée de vie potentielle serait de 20 ans, qui aurait une faible empreinte écologique et serait fortement axée sur les questions de santé et de sécurité. »

La société Vale a créé sa propre équipe de direction pour surveiller la planification du projet, et M. Booth insiste sur le fait que c’est grâce à son équipe interne (baptisée Équipe Totten) que le projet a pu surmonter certains enjeux techniques difficiles. « Nous sommes parvenus à réduire les coûts dans de nombreuses situations grâce à nos ressources internes », déclare-t-il. « Parce qu’elle comprend mieux notre organisation, l’équipe interne du projet de Vale a également pu trouver des solutions plus créatives aux enjeux soulevés par le projet. »

Une logique programmée

Totten est la mine souterraine la plus automatisée de Vale. Une réalisation notable concerne le système automatisé d’aérage à la demande (VOD – ventilation on demand). Une série de stations de surveillance de l’aérage contrôlent les volumes d’aérage de la mine ainsi que la température, l’humidité et les niveaux de dioxyde de carbone. Tout le matériel ainsi que les lampes de mineurs utilisées par le personnel sont équipés d’étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) qui sont reconnues par le système fourni par Simsmart Technology. S’il faut augmenter ou réduire l’aérage, les grilles d’aération de contrôle et les variateurs de vitesse ajusteront les volumes en fonction.

« Plutôt que de fournir des niveaux qui sont inactifs avec des systèmes d’aérage coûteux, nous pouvons diriger l’aérage au bon endroit », explique Erick Jarvi, ingénieur en chef chargé des opérations. « Si l’on rencontre des problèmes qui ne peuvent être résolus avec un aérage plus fort, on alerte immédiatement le centre des opérations et l’opérateur est contacté. Ce système a aussi énormément amélioré les délais d’évacuation en cas d’explosion. »

M. Booth ajoute que les économies d’énergie sont loin d’être négligeables : « Nous ne gaspillons pas l’énergie précieuse de notre communauté en faisant fonctionner un système de ventilation qui n’est pas nécessaire. »

Le système VOD ne constitue qu’une partie du système à commande décentralisée (SCD) de la mine Totten fourni par ABB. Ce SCD, une grande première pour les activités de Vale à Sudbury, couvre toutes les applications, de l’aérage et du chauffage aux pompes et moteurs hydrauliques en passant par les concasseurs, les trémies doseuses, les treuils d’extraction minière et les transporteurs à courroie.

L’automatisation des mines repose généralement sur l’utilisation de boîtes de commande individuelles appelées automates programmables (PLC - programmable logic controllers), lesquels contrôlent chacun un élément du processus minier. Le SCD utilise des automates semblables aux PLC. Ces automates sont tous reliés en un réseau d’automatisation contrôlée commandé par un système de contrôle central.

« C’est une version consolidée du modèle de PLC », explique Jack MacIsaac, responsable de l’automatisation à la mine Totten. « En fait, il s’agit d’une série d’ordinateurs dans la mine qui sont tous reliés les uns aux autres ; les principaux ‘cerveaux’ sont situés en surface dans une banque de données informatique centrale qui communique avec les PLC ou les contrôleurs. »

« La salle des commandes centrale ressemble un peu au pont du vaisseau spatial Enterprise », plaisante M. MacIsaac en décrivant les écrans d’ordinateurs accrochés au mur qui affichent les données de tout le système et des séquences vidéo nettes et précises de toute la mine. « Chaque système crée une interface graphique visuelle à laquelle peut se connecter l’opérateur », ajoute-t-il.

Le SCD surveille et enregistre les données relatives à la performance de chaque appareil dans chaque système, et est automatisé de manière à ajuster cette performance lorsque cela s’avère nécessaire, maintenant ainsi une efficacité optimale.

« Dans le cas du système VOD, les employés et les machines sont catalogués et suivis », explique M. MacIsaac. « Ces informations sont collectées par le SCD, qui procède ensuite aux ajustements automatiques de l’équipement d’aérage pour s’assurer que l’air soit envoyé là où il faut. »

L’opérateur a accès aux données en temps réel et peut interagir avec chaque système par le biais du SCD afin d’ajuster les diverses opérations ou de rectifier les systèmes si les variables de production changent. Les équipes de maintenance peuvent suivre la performance de l’équipement, ce qui leur permet de mieux prévoir une interruption ou d’anticiper les pannes avant qu’elles ne se produisent. En outre, on peut analyser les données historiques pour mettre en place des calendriers de maintenance plus adéquats. Toute déviation dans un ensemble de données (par exemple une augmentation de la température des moteurs ou des T/M dans un camion) déclenchera une alerte à laquelle le SCD et ses opérateurs répondront.

Les données collectées par le SCD serviront à améliorer chaque aspect du fonctionnement d’une mine. Pour M. Booth, il s’agit là d’un élément essentiel de la gestion de la sécurité du personnel. « Nous savons où se trouvent nos employés et notre équipement sous terre. Cela nous permet de surveiller la façon dont ils communiquent sur les différents lieux de travail, et donc de nous assurer que notre personnel évolue en toute sécurité. »

« Le SCD permet d’éliminer les risques élevés associés à certaines activités », ajoute-t-il. « Il réduit le risque d’un événement délétère grâce à cette communication entre l’équipement et les employés. »

Par ailleurs, explique M. Booth, cette automatisation accrue renforce le besoin en spécialistes dans le secteur de la haute technologie. Vale emploie deux opérateurs à plein temps qui travaillent sur le système, ainsi qu’une équipe d’hommes de terrain et d’électriciens. « Nous avons besoin de spécialistes des fibres optiques, de la mise en réseau et des réseaux sans fil, ainsi que de techniciens spécialisés dans l’automatisation qui connaissent bien le SCD », ajoute M. Booth. « En outre, les employés chargés de la production et de la maintenance sont formés afin de comprendre les spécificités de la technologie et de l’automatisation à la mine Totten, et également l’impact de ces spécificités sur leur environnement de travail. »

Au total, Totten embauchera environ 175 personnes, dont certains membres de la Première nation Sagamok Anishnawbek, et ce grâce aux opportunités d’emploi et de formation rendues possibles par l’entente sur les impacts et les avantages signée en 2012.

Vale a collaboré avec plusieurs contractants, dont Cementation, pour embaucher des membres de la communauté Sagamok Anishnawbek dans ses équipes de construction de Totten, en leur proposant d’actualiser leurs compétences grâce à un nouveau programme de formation des mineurs. La relation de Totten avec la communauté Sagamok se poursuit dans la production, par l’intermédiaire de l’emploi direct et des contractants opérationnels. La société T. Bell Transport, qui sera chargée de transporter le minerai de Totten au concentrateur, emploie des membres de la communauté Sagamok comme conducteurs, mécaniciens et employés de bureau.

Des conditions au sol difficiles

On connaît le potentiel économique du corps minéralisé de la mine Totten depuis plus d’un siècle. Découverte en 1884, Inco achète la propriété en 1935 et fore deux puits de mine dans les années 1960. Malheureusement, explique M. Jarvi, « la mine a été inondée en 1972. » Après le rachat d’Inco en 2006, Vale a immédiatement élaboré des projets de développement de la mine Totten. Le second puits foré par Inco, que Vale pensait utiliser pour la mine Totten, devait être asséché avant de commencer d’autres travaux. Vale a signé un contrat avec AMEC pour la conception et la construction d’une station d’épuration des eaux usées, laquelle a traité les 300 millions de gallons d’eau pompée dans la mine pendant la phase d’assèchement du projet.

« Une grande partie du soutènement original était détérioré », indique M. Jarvi. « Lors de l’assèchement, on a découvert de nombreux problèmes au niveau des conditions au sol. » Totten a fait appel à Cementation Canada pour restaurer le chevalement en bois de 40 ans du puits de la mine et le mettre aux normes actuelles. En 2007, Cementation a évalué et stabilisé le puits, et également élaboré et géré la construction d’un nouveau chevalement d’extraction et de la structure abritant le treuil d’extraction minière.

« Quand on s’aventure dans un accès existant à la mine, par exemple un puits de mine garni de cuvelage, on fait face à beaucoup d’inconnus », déclare Eric Kohtakangas, vice-président en charge de l’exploitation à Cementation Canada. « Quand on commence à assécher la mine et à exposer son intérieur, c’est là que l’on commence à comprendre les conditions dans lesquelles elle se trouve. On laisse également pénétrer l’air dans la mine, ce qui favorise la pourriture jusqu’à ce que la nouvelle infrastructure soit en place. »

« L’eau qui pénètre par n’importe quelle ouverture engendrera une certaine force latérale et maintiendra les parois en place. » C’est lorsque l’on élimine cette pression que les conditions instables au sol apparaissent, explique M. Kohtakangas. La mine Totten ne faisait pas exception à la règle.

Ces conditions difficiles au sol se sont révélées plus importantes que prévues et ont entraîné un retard dans la date escomptée d’ouverture (de mars 2011 à fin 2013), ainsi qu’une actualisation du budget (de 450 millions $ à 760 millions $). Malgré ces contretemps (qui ont coïncidé avec la chute du cours du nickel de 24 $ US/livre en 2007 à peine plus de 4 $ US en 2008), la mine Totten a ouvert ses portes avant la date prévue par le calendrier révisé et avec un budget inférieur à celui escompté.

2013 a été une année bien remplie. Au mois d’août, Totten avait déjà assuré le développement latéral de 43 200 pieds de chantiers miniers. « Nous allons commencer avec deux fronts d’exploitation minière », explique M. Jarvi, « le premier au niveau 3 150 et le second au niveau 3 850. D’ici 2016, plus ou moins, nous établirons un troisième front d’exploitation au niveau 4 170. »

Un concasseur à mâchoires a été installé sous terre au niveau 3 880. « Nous avions installé dans les années 1970 l’un de nos concasseurs dans la région du Lac Elliot », indique M. Booth. « Nous l’avons remis à neuf avec l’aide de nos partenaires spécialisés en ingénierie et fabrication afin d’y ajouter la technologie de commutateur hydraulique. » Ce concasseur pourra traiter 2 200 tonnes par jour de fines, qui seront ensuite hissées à la surface et directement envoyées par camion au concentrateur Clarabelle de Vale pour son traitement, à 40 kilomètres de là.

Après cette accélération sur 23 mois, Totten, dont la durée de vie est actuellement estimée à 12 ans, tournera à plein régime d’ici 2016 avec une capacité de 2 200 tonnes par jour, ou 750 000 tonnes par an.

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Traduit par Karen Rolland

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