Première sortie de la boîte

L'opérateur Dayton Gray fait rouler la plus grande chargeuse à batterie électrique de l'industrie minière dans une baie de chargement dans la boucle de transport Lift 1 de la caverne de New Gold à New Afton. Il n'y a pas de ponts roulants ni de chariots élévateurs dans la zone de remblayage convertie, où le système de remplacement automatique de la chargeuse déconnecte et abaisse une batterie épuisée, roule pour récupérer une batterie entièrement chargée et la connecte automatiquement. Gray ne quitte pas la cabine pendant toute la durée du processus, contrôlant l'échange en suivant les instructions sur un écran tactile. Moins de six minutes plus tard, il sort de la baie de chargement et monte une pente à toute vitesse.

Peter Prochotsky, directeur de la mine de New Afton, considère ce processus comme l'avenir potentiel du "ravitaillement" pour les équipements souterrains.

"Le passage du diesel à l'électricité est un grand pas en avant pour notre industrie et je suis heureux d'y participer", déclare-t-il.

La chargeuse, le premier véhicule électrique à batterie (BEV) Sandvik LH518B de 18 tonnes, est le premier élément majeur de l'infrastructure BEV à New Afton. La mine d'or, qui a fait sauter sa première alvéole en 2011 et est entrée en production en 2012, a une histoire de pionnier en matière de nouvelles technologies innovantes qui permettent d'assurer la sécurité et la santé de ses employés tout en améliorant la productivité. La Batterie a été l'une des premières à adopter l'automatisation et est fière d'être une pionnière dans le domaine de l'exploitation minière à batterie électrique.

En 2016, New Afton a réalisé une étude de faisabilité afin de déterminer la viabilité de son gisement de minerai de la zone C. La zone C, qui contient environ 29 millions de tonnes, devrait commencer à produire au second semestre 2023 et prolonger la durée de vie de la mine de New Afton jusqu'en 2030. New Afton a envisagé l'Électrification dès le début en raison de la profondeur du nouveau gisement de 1 150 mètres sous la surface, et le surintendant de la mine, Jeff LaMarsh, a déclaré que New Afton a reconnu un certain nombre d'avantages potentiels de l'électrification par batterie au cours de l'étude.

"Nous voulons adopter l'électrification comme faisant partie de l'avenir de notre mine et potentiellement
l'avenir de l'industrie", déclare LaMarsh.

Le projet C-Zone a été approuvé en 2019 et New Afton a fait équipe avec la société de conseil et d'ingénierie Tetra Tech et la British Columbia Hydro and Power Authority pour réaliser une étude distincte sur les aspects économiques d'un parc de véhicules électriques à batterie dans le cadre du projet C-Zone.

"Avec cela en main, nous avons décidé d'adopter l'électrification par batterie et de nous renseigner sur la technologie avant de prendre une décision d'achat pour notre flotte de LHD de la zone C", déclare Prochotsky.

En 2020, New Afton s'est associée à Sandvik pour un essai de trois mois de la première Sandvik LH518B afin de renforcer la confiance dans la chargeuse avant de l'acheter. La mine a établi des ICP pour la disponibilité, l'autonomie de la batterie et les paramètres de travail, y compris les vitesses de déblaiement et de roulage.

" Sur tous les paramètres d'essai que nous avons évalués, la LH518B a dépassé toutes nos attentes ", déclare LaMarsh, qui a été particulièrement impressionné par la force d'arrachement et la capacité de chargement.

Ce qui a le plus marqué Prochotsky la première fois qu'il a vu la chargeuse travailler sous terre, c'est l'absence de chaleur.

la chargeuse Sandvik LH518B produit environ 10 % de la chaleur d'une chargeuse diesel comparable ", déclare Prochotsky, " c'est stupéfiant de voir à quel point elle produit moins de chaleur, ce qui est excellent pour notre lieu de travail et notre environnement souterrains ". L'équipement électrique à batteries s'est révélé très bénéfique pour la santé et l'hygiène au travail de nos employés. La ventilation pour diluer la chaleur, les particules de diesel et la poussière dans les espaces souterrains fermés est primordiale, et les BEV nous aident à réduire ces contaminants sur le lieu de travail."

La chargeuse électrique à batterie est également beaucoup plus silencieuse que son équivalent diesel.

"Vous pouvez avoir une conversation en tête-à-tête à côté de l'équipement qui travaille, ce que vous ne pourriez jamais faire avec un diesel", affirme LaMarsh.

Mais la plus grande surprise de LaMarsh a été la puissance de la chargeuse.

"Avec un diesel traditionnel, il faut faire tourner le moteur pour obtenir toute la puissance hydraulique, alors qu'avec le BEV, la puissance hydraulique est maximale dès le départ. Le couple instantané est bénéfique, à la fois pour le déblaiement et pour le démarrage sur une rampe. Du point de vue de l'efficacité et de la productivité, il est à mille lieues de la concurrence en termes d'équivalent diesel, d'après notre expérience."

Le démarrage, l'arrêt et le roulage sur de courtes distances ont eu le plus grand impact sur la réduction du temps de cycle de la chargeuse électrique à batterie, mais Prochotsky affirme que le plus grand facteur de productivité est la densité de chevaux-vapeur.

"La puissance du moteur des roues de la chargeuse Sandvik LH518B est environ quatre fois supérieure à celle de son équivalent diesel, de sorte que le temps de montée en rampe est proportionnellement plus rapide", explique-t-il. "Lors du roulage en rampe, sur une pente, nous estimons généralement que nos chargeuses diesel se déplacent à environ sept ou huit kilomètres par heure, alors que nous observons des vitesses de 12 à 14 kilomètres par heure avec la chargeuse à batterie."

La chargeuse aide également New Afton à atteindre ses objectifs de réduction des gaz à effet de serre.

"Une partie de la mission de New Gold consiste à promouvoir une exploitation minière responsable", explique M. Prochotsky, "nous reconnaissons que les émissions de gaz à effet de serre augmentent dans le monde entier et nous voulons essayer de réduire notre empreinte sur l'environnement. Lorsque la pelle sera en pleine productivité, nous réduirons nos émissions de GES d'environ 700 tonnes d'équivalent CO2 par an par rapport à une LHD diesel."

Les données de Sandvik LH518B montrent que le remplacement d'une chargeuse diesel par un BEV comparable devrait réduire les émissions totales de gaz à effet de serre de la mine de pas moins de 2 % en un an, dans l'hypothèse d'une production à plein régime.

"C'est un chiffre vraiment important qui, entre autres, dépend de la quantité d'utilisation de l'équipement et de la quantité de diesel que nous compensons, mais pour une mine souterraine, même le remplacement d'un seul équipement diesel par une batterie électrique peut avoir un impact majeur sur votre réduction totale de GES."

La consommation d'énergie de la Sandvik LH518B a été nettement inférieure à celle de la chargeuse équivalente au diesel de New Afton. " Le coût global de l'énergie par rapport au diesel est d'environ 10,9 % en cours d'exploitation ", explique Prochotsky.

La Sandvik LH518B est équipée de l'Auto- Swap, un système breveté d'auto-remplacement du bloc-batterie Artisan. La chargeuse est également le premier BEV Sandvik doté de la technologie AutoConnect, permettant à un opérateur de changer de batterie encore plus rapidement sans sortir de la cabine.

"La technologie AutoSwap et AutoConnect s'est avérée fluide et transparente ", déclare Prochotsky. " C'est un avantage appréciable pour les opérateurs, à la fois en termes de sécurité et d'efficacité, car ils n'ont pas besoin de sortir de la cabine pour débrancher la batterie. "

New Afton a évalué différentes méthodes de chargement. Selon LaMarsh, la possibilité d'échanger rapidement les batteries est un avantage des BEV de Sandvik, car la chargeuse n'a pas besoin d'être stationnée pendant une période prolongée.

"Le Sandvik LH518B était une option intéressante pour nous parce qu'il dispose de la technologie d'échange de batteries par opposition à la charge rapide, ce qui est vraiment de bon augure dans une opération de spéléologie ", déclare LaMarsh. " L'échange de batteries permet d'assurer une plus grande utilisation de l'équipement, alors qu'avec une charge rapide, vous devez avoir un temps d'arrêt pour faciliter la charge. Pour nous, dans le cadre d'une application de spéléologie en bloc, l'échange de batteries est la technologie de pointe dans notre esprit. Lorsque vous comptez sur la technologie de charge rapide, chaque minute influe sur l'utilisation de l'équipement."

L'échange de batteries permet également à New Afton de répartir la charge de chargement sur des périodes plus longues, ce qui contribue à atténuer l'appel de puissance agressif que les solutions de charge rapide peuvent faire peser sur le réseau d'une mine.

"La technologie d'échange de batteries est une excellente option pour nous, car nous n'avons besoin de charger les batteries que jusqu'à un niveau légèrement inférieur au taux de décharge", explique LaMarsh.

À mesure que New Afton s'étend vers la zone C, la mine est limitée par son alimentation électrique d'origine Lift 1 d'environ 5 mégawatts.

"Nous allons transporter le même diamètre de câble plus profondément, donc lorsque nous parlons d'électrifier la zone C, nous devons nous assurer que la demande d'énergie reste dans les limites de notre capacité de câble", explique Prochotsky. "Nous pensons que la meilleure façon d'y parvenir est de répartir le chargement sur une plus longue période de temps. Nous utilisons toujours la même quantité d'énergie en électrifiant notre flotte de production, mais nous n'avons pas de pic de demande d'électricité qui dépasse la quantité d'alimentation électrique que nos câbles peuvent fournir. En fin de compte, pour C-Zone, nous voulons répartir notre demande d'électricité sur la plus grande période possible.

New Afton utilise actuellement le Sandvik LH518B dans la boucle de transport Lift 1 de la mine pour charger les camions et acheminer le minerai par tramway jusqu'au concasseur giratoire. D'ici 2023, la mine prévoit de transférer le chargeur dans la nouvelle caverne B3 pour continuer à charger les camions. B3 est essentiellement une zone intermédiaire qui conduira New Afton de sa zone minière actuelle Lift 1 jusqu'à la future zone C.

La grotte du bloc de la zone C se trouve à environ 550 mètres sous la plate-forme 1 et à 1 150 mètres sous la surface. L'exploitation minière à la profondeur de la future zone de production présente des défis en matière de ventilation et de coûts d'exploitation que, selon Prochotsky, les BEV et l'électrification peuvent contribuer à atténuer.

"L'exploitation minière économique à une telle profondeur peut être complexe, et nous considérons l'électrification par batterie comme l'une des solutions potentielles au défi", déclare Prochotsky. "La température de la roche vierge augmente la chaleur du niveau en cours de productivité, de sorte que cela et les contraintes de ventilation favorisent tous deux les équipements miniers à batterie."

New Afton prendra livraison de deux camions électriques à batterie Sandvik Z50 au cours de l'année 2022, ce qui permettra à la mine de bénéficier de son infrastructure de batterie existante et de ses connaissances croissantes en matière de batterie. Bien que la mine ait acheté les camions de 50 tonnes comme solution de production pour sa zone minière B3, les responsables de la mine New Afton prévoient de les utiliser pour aider à accélérer le développement de la déclivité de la zone C jusqu'à ce que la production de B3 monte en puissance au quatrième trimestre 2022.

"C'est toujours un défi d'obtenir une ventilation suffisante jusqu'au front de taille tant que nous n'avons pas établi notre infrastructure de ventilation permanente", déclare Prochotsky. "En utilisant des camions à batterie, nous prévoyons de réduire la chaleur générée en amont du front de taille de développement et d'éliminer les particules de diesel."

Le personnel de l'usine Sandvik a aidé New Afton en lui fournissant des prévisions de taux de décharge et de modélisation du cycle d'utilisation pour le LH518B de Sandvik qui, selon Prochotsky, se sont avérées exactes.

"Sandvik nous aide à comprendre la meilleure disposition des équipements, le meilleur espacement des boucles, l'emplacement des aires de passage et des stations de chargement, ce genre de critères de conception que nous pouvons ensuite mettre en œuvre avant d'arriver dans la zone C ", déclare Prochotsky, " Nous avons toujours eu de très bonnes relations avec Sandvik. Nous utilisons depuis longtemps des foreuses et des boulonneuses Sandvik sous terre, et poursuivre notre relation et passer à l'automatisation et maintenant aux véhicules électriques à batterie a été une progression naturelle."

"Je crois personnellement que l'électrification est la voie de l'avenir", déclare LaMarsh. "Faire partie d'un groupe qui a l'occasion d'être le pionnier de la technologie BEV dans les mines souterraines est vraiment passionnant".

"Chaque mine a probablement un achat de capital ou un remplacement de maintenance à venir dans les prochaines années, et je pense qu'ils manqueraient à l'appel s'ils décidaient de ne pas étudier ou poursuivre la technologie de la batterie électrique", ajoute-t-il.