À fond

À des milliers de mètres sous terre, dans la plus profonde des mines métallifères au monde, une solution de chargement automatisée améliore la sécurité, accroît le temps d’utilisation et réduit le temps de cycle en chambre d’exploitation.

Située à 700 km au nord de Toronto, au Canada, la mine de zinc et de cuivre Kidd Operations de Timmins, dans l’Ontario, est aménagée à 3 000 m (9 880 pi) sous la surface. C’est la plus profonde des mines métallifères au monde. Pour avoir une idée de sa profondeur, il suffit de prendre la tour CN de Toronto, la plus haute structure autoportante du monde occidental, et ses 457 m et d’en empiler six et demie l’une sur l’autre. Et on n’atteindra pas pour autant le fond de la mine.

Automatisation en profondeur
L’extraction du minerai à cette profondeur pose de nombreux obstacles d’ordre technique (des considérations d’ordre sismique à la pression atmosphérique qui fait grimper la température, mettant à rude épreuve les systèmes d’aération) et logistique (il faut plus d’une heure pour acheminer personnel et matériel entre la surface et les niveaux de production les plus profonds).

Depuis la surface, un ascenseur emporte des groupes de mineurs jusqu’au niveau situé à 1 430 m (4 700 pi) de profondeur. Encore plus bas, au niveau 88 (soit 2 680 m ou 8 800 pi sous terre), un Sandvik LH514 maximise, en toute autonomie, la production dans la zone la plus animée de la mine. À un autre niveau, l’un des quatre chargeurs automatisés pénètre dans une chambre d’où il ressurgit rapidement, le godet chargé de roches. La zone est actuellement interdite au personnel en raison du risque sismique.

Kidd Operations

  • Nom de l’entreprise : Kidd Operations.
  • Maison mère : Glencore Canada Corporation.
  • Situation géographique : à 28 km au nord de Timmins, dans l’Ontario, où a grandi la chanteuse de pop country Shania Twain.
  • Effectif : environ 850 entre la mine et l’usine de traitement ; c’est le premier employeur privé de Timmins.
  • Production annuelle de minerai : 2,25 millions de tonnes en 2016, soit l’équivalent du volume de 76 Empire State Building.
  • Principaux métaux produits : cuivre et zinc avec, pour sous-produit, l’argent.
  • Production annuelle : environ 40 000 tonnes de cuivre et 60 000 tonnes de zinc.
  • Ouverture : 1966.
  • Fermeture prévue : 2022.
  • Profondeur de la mine : 3 000 m (9 880 pi).
  • Distance entre la surface et le fond par une voie d’accès en spirale : 24 km (15 miles).

La mine s’équipe en matériel Sandvik depuis 25 de ses 50 années d’activité. À l’heure actuelle, elle s’appuie sur quatre chargeurs Sandvik LH514 équipés du système Sandvik AutoMine Lite pour évacuer les blocs de roche aux niveaux les plus profonds.

Le système d’automatisation est mis en œuvre dans un périmètre qui doit être isolé pour assurer la sécurité du personnel. Une barrière métallique installée près de la zone autorisée est un premier obstacle physique de dissuasion. Un peu plus loin, une barrière infrarouge entraîne l’arrêt automatique et immédiat de la machine en cas de violation. Même si celle-ci est franchie intentionnellement (pour déplacer la machine pour cause d’entretien, par exemple), la mine procède à une inspection minutieuse de tout le niveau concerné avant d’autoriser la reprise des opérations.

Productivité à distance
Le Sandvik LH514 s’éloigne dans l’obscurité pour décharger son fardeau avant de revenir en reprendre un nouveau. Le chargement et le déchargement sont pilotés depuis la surface grâce à Sandvik AutoMine Lite. Sept caméras et deux scanners embarqués montrent aux opérateurs installés en surface ce qui se passe autour du chargeur et leur permettent d’agir si nécessaire.

La machine, dont les déplacements ont été programmés à l’avance, circule automatiquement entre la chambre et le lieu de déchargement.

Un examen critique de l’utilisation et du rendement a poussé Kidd Operations à privilégier des solutions telles que Sandvik AutoMine. Ryan Roberts, directeur des opérations, reconnaît que l’environnement minier actuel est hostile, mais l’objectif reste le même : extraire sans danger et avec efficacité le maximum de tonnes de minerai.

« Nous devons faire tout notre possible pour maintenir pleinement les coûts au plancher. Cette politique ne devrait pas changer, que les cours des métaux soient en hausse ou en baisse. »

Taux d’utilisation plus élevés
Le recours aux chargeurs automatiques complexifie quelque peu l’activité. Les périmètres où ils circulent doivent être interdits au personnel. Dans certaines mines, comme celle de Kidd Operations, cela se traduit par la sécurisation de tout un niveau. Quant aux techniciens, ils doivent suivre une formation sur les composants des machines automatisées. Malgré ces complications, ce choix présente de réels avantages, estime Ryan Roberts :

« Le taux d’utilisation des chargeurs automatisés est 12 % supérieur à celui des chargeurs manuels. C’est le résultat de ne pas avoir à tout arrêter en cas de dynamitage, de présence de gaz ou de contraintes d’ordre sismique. Et les chargeurs poursuivent leur travail pendant les déplacements du personnel dans le puits de mine. »

D’après Jeff Sullivan, spécialiste automatisation chez Kidd Operations, le système Sandvik AutoMine Lite a été retenu au départ pour accroître la productivité en réduisant les temps d’interruption au moment des changements d’équipe.

Ils sont beaucoup plus utilisés car nous n’avons pas à tout arrêter pour procéder à un dynamitage.

« Les quarts de travail habituels étaient d’environ 10 heures et nous en perdions deux. Les déplacements sous terre prennent du temps et sont conditionnés par la profondeur de la mine et la distance entre la surface et le lieu de travail. »

Kidd Operations a pu profiter des capacités de ses Sandvik LH514 automatisés jusqu’à 21 heures par jour, soit 30 % d’heures effectives de production de plus par rapport aux chargeurs traditionnels. La mine a même pu supprimer trois chargeurs de sa flotte totale grâce, en partie, aux gains de productivité découlant de la mise en place de Sandvik AutoMine Lite.

« Grâce à l’automatisation, nos chargeurs font davantage d’heures, confirme Andy Saindon, coordinateur en chef de la production à la mine. On peut continuer à évacuer les blocs pendant les changements d’équipe, l’activité sismique qui suit un tir de mine ou le contrôle de la présence de gaz aux niveaux interdits au personnel. »

Les opérateurs ont réservé un bon accueil aux machines automatisées, affirme-t-il. « Ils les apprécient car cette solution est plus sûre et plus commode que travailler dans la mine elle-même. Ils sont loin désormais des dangers, de la poussière et des émanations. »

<p>La mine a ouvert en 1966 et son exploitation a été prolongée jusqu’en 2022.</p>

La mine a ouvert en 1966 et son exploitation a été prolongée jusqu’en 2022.

<p>Sept caméras et deux scanners embarqués montrent aux opérateurs installés en surface ce qui se passe autour du chargeur et leur permettent d’intervenir si nécessaire.</p>

Sept caméras et deux scanners embarqués montrent aux opérateurs installés en surface ce qui se passe autour du chargeur et leur permettent d’intervenir si nécessaire.

<p>Kidd Operations utilise quatre chargeurs Sandvik LH514 équipés du système Sandvik AutoMine Lite pour transporter les blocs<br />
de roche aux niveaux les plus profonds.</p>

Kidd Operations utilise quatre chargeurs Sandvik LH514 équipés du système Sandvik AutoMine Lite pour transporter les blocs
de roche aux niveaux les plus profonds.

Défis relevés et remportés
À la surface, les chargeurs automatisés Sandvik sont pilotés par des opérateurs disposant d’un poste de travail individuel et concentrant leur attention sur deux terminaux. Ceux-ci leur montrent la position de chaque chargeur sur une carte, les images transmises par une caméra embarquée sur chaque machine et même le travail d’un brise-roche souterrain. À plusieurs niveaux de production, les matériaux transportés sont évacués par l’intermédiaire de cheminées vers les niveaux de transfert. La mine peut déplacer ses chargeurs automatisés entre les niveaux et les zones de transfert afin de pousser au maximum le rendement de sa flotte. Ces zones de transfert freinent la production à la mine. Kidd Operations collabore avec Sandvik pour en réduire le temps de cycle.

Jeff Sullivan énumère certaines des difficultés inhérentes à l’exploitation minière à de telles profondeurs : « Nous devons faire face aux contraintes géostatiques sur la structure, à des températures élevées, à beaucoup d’humidité, à des problèmes d’aération… C’est difficile de faire arriver l’air à cette profondeur, mais nous devons veiller à ce que le personnel et les machines en aient suffisamment pour travailler. Les chargeurs automatisés Sandvik nous permettent d’intervenir là où nous ne pouvons pas envoyer de mineurs : là où il y a de l’activité sismique suite à un dynamitage ou là où la présence de gaz peut restreindre la présence d’êtres humains.

Nous devons déplacer ces roches, on ne peut pas les laisser là. Nous prenons le contrôle de tout le niveau car, en mode automatique, tout ce niveau est à nous. Tous les mineurs et les autres machines sont évacués et seul le matériel automatisé est autorisé. »

Le système Sandvik AutoMine ayant donné toute satisfaction, Kidd Operations collabore avec Sandvik pour le perfectionner. « L’amélioration de la mise en place et du transfert des chargeurs automatisés, et l’aménagement des zones isolées pour assurer la protection 100 % automatique des chargeurs sont les prochaines étapes visant à optimiser leur production. »

La solution Sandvik

Kidd Operations utilise des chargeurs Sandvik depuis 25 ans. Sandvik a livré quatre chargeurs Sandvik LH514 équipés du système Sandvik AutoMine Lite à la mine de cuivre et de zinc de Timmins, en Ontario. Celle-ci a réceptionné le premier système il y a quatre ans, en 2012, et le cinquième devrait arriver fin 2016. Sandvik AutoMine Lite a considérablement contribué à la productivité ainsi qu’à la santé et à la sécurité des mineurs.

Grâce aux systèmes automatisés, les opérateurs peuvent piloter les machines depuis une salle climatisée à la surface. Confortablement installés dans un fauteuil, ils peuvent voir sur des terminaux la position exacte des chargeurs sur une carte. Des caméras embarquées leur envoient en continu des images de l’espace qui entoure les machines.