septembre 2014

Un maître sous terre

Dundee Precious Metals a pris les rênes d’une mine de 50 ans et, à l’aide d'une équipe de fournisseurs à l’esprit ouvert, en a fait une exploitation digne du XXIe siècle.

Par Eavan Moore

En 2003, Dundee Precious Metals (DPM) a acheté la mine de cuivre-or de Chelopech, en Bulgarie, pour se lancer dans l’exploitation minière à bas coût. Lorsque Rick Howes a intégré l’entreprise en 2009 au poste de directeur général de la mine, il a déclaré qu’il voyait cela comme une possibilité d’investir dans le type d’innovation qu’il envisage depuis longtemps sur les lieux d’une mine. Aujourd’hui, les deux objectifs semblent avoir été atteints. La production annuelle de la mine de Chelopech a pratiquement quadruplé, les coûts unitaires ont chuté et un système de gestion de la production en temps réel a permis de mettre en place un nouveau modèle pour les mines souterraines.

Chelopech se trouve dans le district minier de Panagyurishte, au centre-ouest de la Bulgarie. Cette région contient d’importants dépôts sulfurés et gisements porphyriques de cuivre. Exploitée par l’état de 1954 à 1992, la mine a lutté pour demeurer viable dans les années 1990, alors que la Bulgarie se démocratisait et se privatisait. DPM a acquis la mine de Chelopech après la faillite du propriétaire précédent. Il s’agit d’une mine fiable. Ses réserves prouvées et probables actuelles s’élèvent à 2,512 millions d’onces d’or à 3,26 grammes par tonne, à 5,674 millions d’onces d’argent à 7,37 onces par tonne, et à 524 millions de livres de cuivre à 0,99 %. Cependant, les nouveaux propriétaires ont vu un besoin et une possibilité de moderniser l’exploitation.

« J’ai forgé la majeure partie de mon expérience dans les grandes exploitations minières au Canada », explique M. Howes, l’actuel président et chef de la direction de DPM. « J’ai travaillé pendant près de 30 ans chez Inco (à présent, Vale) et chez Falconbridge (à présent, Glencore). Nous avons mis à l’essai bon nombre de ces idées, mais elles n’ont pas abouti, pour diverses raisons. L’une d’entre elles est que la technologie de l’époque n’était pas aussi perfectionnée et rentable qu’aujourd’hui. Le refus catégorique de prendre un risque en matière d’innovation en est une autre. » M. Howes ajoute qu’avec la combinaison appropriée de technologie et de concept, il pensait pouvoir diriger une mine de façon efficiente au moyen d’un nouvel ensemble d’outils.

Au cours des premières années, DPM s’est concentrée sur la mise à jour de sa méthode d’exploitation minière et de son infrastructure. Les précédents propriétaires de la mine de Chelopech avaient eu recours au foudroyage par sous-étages sur des corps de minerai de taille relativement petite, entraînant la dilution du minerai et la formation de zones d’affaissement à la surface. DPM est passée à l’abattage par sous-niveaux plus sélectif et productif et au remplissage des vides de la mine après l’exploitation. Outre la construction d’une rampe d’accès et le remblayage à l’aide d’un système de remblayage par pâte, le changement a permis de doubler la production, la faisant passer d’un demi-million à un million de tonnes de minerai par an. DPM a ensuite installé un transporteur et a placé un concasseur au fond de la mine afin de transporter le minerai à la surface plutôt que de le transporter par camion et de l’extraire par puits, ce qui a permis de réduire les coûts d’exploitation d’environ 20 % et de doubler la production, à deux millions de tonnes de minerai par an.

Dans le même temps, les employés de DPM ont compris qu’une nouvelle méthode de gestion de leurs ressources serait nécessaire s’ils voulaient doubler la production sans ajouter de matériel. Ainsi, en 2009, on a commencé la mise en œuvre d’un plan appelé « Taking the Lid Off » (lever de rideau) à la mine de Chelopech.

Lever de rideau

M. Howes a emprunté un concept du secteur de la fabrication appelé le « suivi à intervalle court », qui utilise des renseignements de production en temps réel pour mettre à jour une salle de surveillance et de commande centrale. À Chelopech, un programme directeur prévoit les activités au moins trois mois à l’avance, avec la répartition hebdomadaire détaillée de la production, du soutien et des tâches d’entretien. La direction établit des objectifs de production et de rendement qui sont comparés aux résultats réels à intervalles courts tout au long du quart de travail.

Un superviseur de la salle de commande utilise le logiciel de gestion des quarts de travail Geovia InSite de Dassault Systèmes pour visualiser un programme quart par quart pour les sept jours qui suivent. À la fin d’un quart, le superviseur de la salle de commande et le superviseur des quarts font tous les réglages nécessaires pour le quart suivant et attribuent les tâches. L’objectif hebdomadaire consiste à accomplir autant de travail prévu que possible. Si toutes les tâches prévues sont réalisées, les résultats de production prévus sont tous atteints de manière durable.

Les conducteurs d’équipement reçoivent les tâches par l’intermédiaire d’un réseau sans fil sur des tablettes, à l’aide d’un logiciel fourni par Sandvik, le principal fournisseur d’équipement minier de Chelopech. Les renseignements concernant chaque tâche comprennent le lieu, le résultat et le temps nécessaire prévu. Le conducteur tient la salle de commande informée par l’intermédiaire de la tablette tout au long du quart de travail.

Les appareils Sandvik sont équipés de capteurs de santé et de production qui alertent le conducteur et la maintenance en cas de mise en garde. Si une tâche ne se déroule pas comme prévu, le superviseur de la salle de commande peut se renseigner et prendre des mesures correctives immédiatement.

On assure le suivi des membres du personnel et de l’équipement au moyen d’étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) AeroScout situées dans les lampes de mineur ou les cabines de conduite des véhicules. Un moteur de localisation de logiciel détecte leur emplacement physique en se servant de la force du signal par rapport aux points d’accès sans fil les plus proches. L’emplacement s’affiche dans deux applications logicielles distinctes : une application spécialisée AeroScout appelée MobileView et la vue en plan en niveaux d’InSite.

Un réseau de communication sans fil couvrant la quasi-totalité de la mine constitue l’épine dorsale du système. C’est ce qui fait que les choses sont différentes à Chelopech. Bien que de nombreuses mines souterraines utilisent les communications radio, seules quelques-unes utilisent des réseaux informatiques sans fil. Les réseaux sans fil utilisés pour les réseaux Internet et informatiques au bureau ou à la maison offrent l’avantage de faire partie de la vie quotidienne et d’être relativement peu coûteux. Ils prennent en charge la voix, la vidéo et les données par l’intermédiaire de logiciels et de matériel livrables immédiatement. « Nous avons simplement renforcé les composants pour une utilisation souterraine et modifié une partie de la technologie pour qu’elle soit mieux adaptée aux besoins de l’exploitation minière », indique M. Howes.

« Dans l’ensemble, le coût de la nouvelle technologie était moins élevé que ce que nous aurait coûté le développement de notre système source existant, partiellement fonctionnel », ajoute-t-il. DPM a acheté des composants Cisco livrables immédiatement et a effectué des personnalisations à l’interne, notamment l’installation d’antennes sans fil longue portée et le renforcement des téléphones à voix sur le protocole Internet. Il a fallu entre 150 et 200 points d’accès sans fil pour obtenir une couverture complète.

Gestion du changement

Le système peut sembler sans faille, mais il a fallu trois années de travail acharné de la part de DPM et sept partenaires différents, y compris des fournisseurs de matériel, de logiciels, d’intégration des systèmes et de gestion de projets, pour obtenir ce résultat. Il était essentiel que DPM collabore avec ses vendeurs de logiciels et les fonctions de consultation Trans4Mine de Sandvik pour concevoir le nouveau flux des travaux et les processus qui allaient permettre aux employés de le comprendre.

En ce qui concerne l’acceptation des innovations par les employés, les chefs de projet n’ont pas eu à travailler trop dur pour vendre les idées. Selon M. Howes, les Bulgares sont ouverts au changement. « Lorsque nous leur avons expliqué qu’il s’agissait d’utiliser plus efficacement les ressources, en leur permettant d’effectuer leur tâche plus facilement et en supprimant certains des obstacles qui les empêchaient de réussir afin qu’ils soient plus performants, cette approche a été facile à mettre en œuvre », raconte-t-il.

Il fallait que les vendeurs se fassent confiance et coopèrent pour définir leurs rôles. Cela n’a pas été facile au départ. « Le fait d’essayer de faire partager leurs renseignements exclusifs à plusieurs parties a probablement constitué le plus gros défi », explique M. Howes. « Mais une fois qu’il y a eu la volonté, nous avons été en mesure d’intégrer les éléments. »

Sur le plan financier, les fournisseurs de la mine de Chelopech ont joué un rôle important dans le cadre du projet. DPM a dépensé la somme plutôt modeste de trois millions de dollars pour son nouveau système de gestion de la production, ce qui comprend les dépenses internes et les frais des vendeurs, mais chaque fournisseur a également investi ses propres fonds dans la recherche et le développement.

Par exemple, Sandvik a dû développer son système de tablette à partir de zéro, selon Mike Andrews, gestionnaire de secteur d’activité pour les unités fonctionnelles d’automatisation et de Trans4Mine de Sandvik. « Rick et son équipe ont répondu à un grand nombre de besoins des utilisateurs, explique-t-il, mais il fallait développer la majeure partie du logiciel, ainsi que le matériel pour l’accompagner. »

Sandvik a profité de l’occasion pour s’attaquer au projet. Ayant commencé à mettre au point des solutions de surveillance perfectionnées, la société avait besoin d’orientations précises de la part d’une entreprise d’exploitation minière. En s’associant avec la mine de Chelopech, Sandvik a pu concevoir sa solution en fonction des besoins de la mine. Tous les clients ne sont pas prêts à donner ce type d’orientation. « Pourtant, nous avons tant à apprendre de ceux qui ont une approche visionnaire comme celle de la mine de Chelopech, déclare M. Andrews. Et cela nous est bien utile lorsqu’il s’agit d’aller de l’avant avec d’autres clients. Nous savons que nous avons conçu quelque chose qui fonctionne et dont les marchés ont besoin. » Depuis, Sandvik a présenté trois à quatre soumissions pour des systèmes similaires à d’autres mines en Afrique, en Europe, en Australie et en Amérique.

Une meilleure flottaison

La fin de la phase mise en œuvre du lever de rideau en 2012 n’a pas mis un terme aux nouvelles idées. Au cours des deux dernières années, les cuves de flottaison vieillissantes de la mine de Chelopech ont été remplacées par des réacteurs de flottaison étagés. Il s’agit d’une conception nouvelle qui permet de réduire de moitié la consommation d’énergie totale, qui utilise deux fois moins d’espace au sol et qui offre une meilleure sélectivité et des rendements supérieurs pour un coût moins élevé que celui de l’installation d’une cuve conventionnelle. La mine de Chelopech a été la deuxième à installer un réacteur de flottaison étagé. La première était la mine d’or Pine Cove d’Anaconda, en 2010.

Le fabricant, Woodgrove Technologies, Inc. a fondé sa conception sur trois processus distincts utilisés dans le domaine de la flottaison : la collecte des particules, la désaération de la pulpe des résidus et la récupération de l’écume. Christopher Bennett, responsable du développement chez Woodgrove, explique que chacun de ces processus a besoin d’un environnement différent. La collecte exige d’importantes forces de cisaillement et des degrés élevés de turbulence, la désaération a besoin d’un environnement quiescent et la récupération de l’écume requiert un environnement quiescent à proximité du dessus de la cellule de manière à ce qu’aucune force de cisaillement ne puisse crever les bulles d’écume.

« Il semble contreproductif d’essayer de réaliser les trois processus dans la même cuve », explique M. Bennett. « Nous avons donc conçu la cellule de manière à ce qu’elle soit équipée de trois cuves séparées et de deux réservoirs. » Un réservoir à turbulence facilite la collecte. L’autre réservoir, composé de deux cuves, est quiescent de manière à ce que la désaération et la récupération de l’écume puissent avoir lieu librement. La géométrie et le volume de chaque cuve, ou réacteur, sont adaptés à sa fonction précise. Plus important encore, la surface à l’intérieur de la cuve de récupération de l’écume correspond à la quantité d’écume produite.

Selon M. Bennett, l’utilisation de trois cuves dont la taille correspond aux fonctions comporte plusieurs avantages différents. Cela permet d’optimiser l’utilisation de l’énergie, qui a lieu uniquement pour la collecte et pas pour la suspension du sable. Cela améliore également le rendement, en grande partie parce que la récupération de l’écume est plus efficace. Enfin, la méthode d’ajout d’air (qui fluctue plusieurs fois dans la zone de l’agitateur) réduit la quantité totale d’air utilisé à environ un sixième de l’utilisation d’une cellule de cuve traditionnelle, et améliore la sélectivité en présence de minéraux de gangue flottables, comme la pyrite à la mine de Chelopech. Tout air en trop par rapport à la quantité nécessaire pour permettre la flottaison d’espèces utiles entraînera uniquement de l’eau dans l’écume, emportant la gangue hydrophile avec lui.

Mise au point du produit

Le produit brut de la mine est un concentré de cuivre expédié à la fonderie de DPM à Tsumeb, en Namibie. Au cours du premier semestre 2014, la mine de Chelopech a produit 56 106 onces d’or, 20 millions de livres de cuivre et 101 700 onces d’argent sous forme de concentré.

DPM a également réfléchi à la possibilité de construire un circuit de récupération de la pyrite et une installation d’oxydation sous pression de manière à pouvoir produire un concentré de pyrite, puis en extraire l’or sur place. Le circuit de récupération de la pyrite d’une valeur de 14 millions de dollars a été construit comme prévu. Le circuit de flottaison est composé intégralement de réacteurs de flottaison étagés; la production de concentré a commencé début 2014 dans l’installation de fragmentation de surface existante. Mais les conditions actuelles du marché ne justifient pas la construction de l’installation d’oxydation sous pression. Pour l’instant, la mine de Chelopech vend donc son concentré de pyrite à des clients en Europe et en Chine.

Récemment, DPM a prolongé la vie de la mine de Chelopech jusqu’en 2025; cela offre beaucoup de temps pour mettre en place une ou deux nouvelles technologies. Mais même si la direction demeurait conservatrice à partir de maintenant, elle aura prouvé, en augmentant la production de 550 000 tonnes de minerai à 2 millions de tonnes et en diminuant les coûts de 66 à 40 dollars par tonne, qu’une petite entreprise qui a une bonne idée et une bonne équipe peut faire preuve d’innovation.

Traduit par Karen Rolland


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