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Les mines de surface alimentaires à des températures extrêmes

Les mines doivent désormais prendre en compte l’impact d’un climat changeant sur les opérations. Crédit: Roman Mikhailiuk via Shutterstock.

Les mines éloignées deviennent de plus en plus exposées à des températures extrêmes et à des conditions météorologiques.

Le changement climatique est à l’origine de cette question, avec un rapport de l’Office des Nations Unies pour la réduction des risques de catastrophe révélateur Le fait que le nombre et la gravité des événements météorologiques extrêmes liés au climat ont augmenté de 83% de 1980 à 1999 à 2000-2019.

En 2025 et au-delà, l’Organisation météorologique mondiale (WMO) prédire Une escalade dans les inondations importantes, les sécheresses et les incendies de forêt.

Que ce soit dans les déserts torrides ou les conditions arctiques, les opérations minières sont très vulnérables au changement climatique et aux températures erratiques. Il en va de même pour les infrastructures électriques, conduisant à des pannes potentielles et à des perturbations opérationnelles que les mineurs ne peuvent pas se permettre.

Selon à un rapport Par l’initiative de financement du programme de l’environnement des Nations Unies: «Une plus grande incertitude dans les conditions physiques entraînera une diminution des performances et de la fiabilité des actifs producteurs de puissance, provoquant de plus grands risques de temps d’arrêt et de pannes.»

Les mineurs isolés des systèmes d’énergie centralisés font des efforts pour diversifier et hybrider les sources d’énergie sur place en défense contre les perturbations environnementales. Technologie d’exploitation Regardez le développement de solutions et l’interaction entre l’exploitation minière, la puissance et le climat.

L’impact des climats extrêmes sur l’alimentation minière

Des dépôts précieux de minéraux critiques sont généralement situés dans des climats extrêmes, des métaux de l’outback australien où les températures peuvent atteindre 50 ° C aux mines du Canada avec des conditions hivernales tombant à -60 ° C.

Les éléments exposés aux éléments, les températures défavorables et les événements météorologiques qui en résultent peuvent faire des ravages sur les opérations d’extraction de surface et l’accompagnement des chemins de fer, des routes et des infrastructures électriques.

Une majeure fermer En 2023, plus de 400 incendies de forêt brûler au Canada, affectant une gamme de sociétés minières, notamment la société de minerai de fer du Canada (la majorité par Rio Tinto) et Hecla Mining, car l’accès des terres était interdit et les défaillances de la ligne électrique ont interrompu le transport des produits.

Les besoins en puissance d’une mine peuvent varier considérablement en fonction de la taille et du type de la mine. La charge totale pour les opérations d’extraction de surface quotidiennes – principalement des opérations de broyage et de broyage – est estimé à 1,5 MW par 1 000 tonnes. Cette exigence de puissance est compliquée par les tensions fluctuantes, la mise à la terre complexe et le fonctionnement quotidien de machines lourdes.

En plus de cela, les mines éloignées fonctionnent généralement sur un calendrier de vol à vol avec des travailleurs vivant dans des camps qui nécessitent plus d’énergie pour conserver des installations et des radiateurs intenses ou des climatiseurs.

Les pressions de la demande d’électricité continuent de monter pour les sociétés minières et les conséquences de l’offre ratée dans des emplacements éloignés peuvent exposer les travailleurs à des températures potentiellement mortelles en plus de la production et de la perte de profit.

En tant que tel, l’industrie minière est venue au-delà de la dépendance à l’égard des solutions individuelles et traditionnelles. Il existe une prise de conscience croissante que la connexion à la puissance centralisée n’est pas une garantie de l’approvisionnement en énergie stable, car les réseaux nationaux eux-mêmes sont à haut risque de la température facteurs de stress.

De plus, la domination historique des générateurs diesel traditionnels dans l’exploitation minière se développe à mesure qu’ils s’intégrent à d’autres sources d’énergie. Dans un système hybride, ils peuvent fournir une puissance de sauvegarde si les énergies renouvelables vacillent, bien qu’elles soient également vulnérables aux températures extrêmes.

Jordan Paquet, spécialiste du marketing et des communications chez Diesel, Gas Engine and Generator Manufacturing Moteurs explique: «Dans les climats chauds, nous devons considérer la surchauffe, de sorte que l’équipement devrait avoir des systèmes de refroidissement pour protéger les performances et la durée de vie. Le carburant diesel peut également se dégrader plus rapidement dans le feu, ce qui nécessite une meilleure surveillance pour assurer une combustion efficace.

«Dans les climats froids, un problème est la viscosité du carburant. Lorsque les températures baissent, les carburants peuvent s’épaissir, ce qui crée des problèmes avec l’efficacité de combustion de démarrage ou de réduction.»

Avec les variances des performances de la source d’alimentation dans différents climats, les mines à distance modernes bénéficient d’une alimentation hyper-locale, en utilisant une gamme de solutions de génération et de transmission pour s’adapter aux températures extrêmes selon les besoins.

Conception du câble d’alimentation pour des températures extrêmes

Les câbles d’alimentation restent indispensables dans l’exploitation minière et sont la première étape de l’établissement des infrastructures énergétiques. Des sociétés telles que Tratos Group, qui sert des clients miniers internationaux opérant dans certains des emplacements les plus reculés de la Terre, travaillent pour innover les matériaux et les conceptions de câbles pour répondre à des températures extrêmes.

«Le gel est plus courant que la fusion, car les câbles peuvent généralement résister à un minimum de 70 ° C», explique Paolo Bragagni, directeur des ventes chez Tratos.

Le matériau est le principal facteur. «La plupart des câbles sont fabriqués à partir de PVC en caoutchouc (chlorure de polyvinyle), qui à -40 ° C et ci-dessous commence à durcir et à se fissurer. Le caoutchouc naturel spécialisé est un bon investissement pour les mines éloignées que possible [withstand] -60 ° C », poursuit-il.

D’autres matériaux à stabilité thermique élevée comprennent le verre à fibre, le silicone ou le PTFE (polytétrafluoroéthylène).

Bragagni ajoute que le maintien des câbles de congélation peut être obtenu en maintenant une alimentation constante. «La puissance produit de la chaleur, donc les câbles restent à environ 25 ° C à cause de conducteurs. Si vous ne gardez pas un câble en marche dans des conditions froides, c’est là que les problèmes commencent.»

À l’inverse, les incendies constituent une autre menace majeure pour les câbles. Les opérations minières sont déjà à haut risque d’incendie en raison de l’abondance de matériaux inflammables ou qui peuvent combuster spontanément, et cela n’est exacerbé que par des incendies de forêt récurrents.

«Nous fabriquons des câbles qui résistent jusqu’à 500 ° C, mais en cas de feu qui dure trois heures ou plus, rien ne peut être fait», explique Bragagni.

En plus de l’augmentation des risques d’incendie, les climats plus chauds apportent des risques environnementaux aux câbles sous forme de ravageurs. «L’Australie a un problème majeur et un problème de rongeurs», confirme Bagagni. “Selon le matériau et la gravité de la mastication des animaux et s’il n’y a pas de câbles de remplacement en stock, une mine non préparée pourrait être sans électricité pendant 20 semaines car c’est le temps de production minimum pour les nouveaux câbles de puissance.”

Lorsque tous les facteurs environnementaux sont pris en considération, les câbles spécialisés peuvent gérer les températures extrêmes et alimenter de manière fiable des équipements lourds et un réseau de ressources énergétiques distribuées.

Synergie Mining Power

La construction d’un microréseau nécessite des investissements divers pour interconnecter les énergies renouvelables, les systèmes de puissance et de stockage conventionnels pour s’adapter à des environnements spécifiques.

Recherche D’après les revues de stratégie énergétique confirme que l’énergie solaire est la plus populaire renouvelable dans l’exploitation minière, mais souligne que «chaque type présente ses propres avantages et inconvénients. La proposition de systèmes hybrides réalise une synergie de forces entre les différentes technologies.»

Lors de la sélection des types d’énergie, l’investissement stratégique basé sur les emplacements minières est essentiel. Pour ses opérations à Pilbara, une région qui reçoit le la plupart Heures de soleil en Australie par jour, Rio Tinto est investissement 600 millions de dollars (463,78 millions de livres sterling) pour construire deux usines solaires de 100 MW avec 200 mégawattheures à partir d’un système de stockage d’énergie de batterie (BESS) d’ici 2026.

Le directeur mondial du marché minier Warren Smith de la société d’ingénierie John Crane raconte Technologie d’exploitation Qu’il voit la promesse de la puissance d’hydrogène ainsi que de l’énergie solaire et de Bess.

«Nous voyons certainement les effets du changement climatique et les grands mineurs s’éloignant des sources d’énergie traditionnelles. Anglo American est déjà essai Véhicules autonomes avec piles à combustible à hydrogène et j’espère qu’il y a une plus grande absorption de cela dans l’industrie. Le volume nécessiterait des sites de production d’hydrogène, près d’une mine ou sur place dans un format conteneurisé. »

La puissance d’hydrogène est particulièrement efficace pour résister aux climats extrêmes. Recherche Par Cleveland State University constate que les piles à combustible à hydrogène surpassent les véhicules électriques à batterie dans des conditions de température sévères, titulaire d’une promesse de performances à longue portée dans les mines éloignées.

Le gaz naturel liquéfié émerge comme une autre alternative aux combustibles fossiles à haute émission utilisés pour maintenir les opérations minières et les travailleurs au chaud dans les climats froids. Selon une affaire étude Par le fournisseur de solutions d’énergie industrielle Aggreko, un «pipeline de GNL virtuel» a été construit pour alimenter cinq générateurs de 1,3 MW dans une mine d’argent éloignée en Colombie-Britannique et résister à des températures hivernales de -55 ° C.

Les possibilités pour les mineurs pour hybrider les sources d’alimentation dans un microréseau sont nombreuses. En Australie occidentale, les champs d’or géant de l’industrie exploitent plusieurs dirigeants exemples de ce qui peut être réalisé.

Paquet met l’accent sur le rôle de support des ensembles de générateurs (groupes-plis) qui combinent des générateurs et des moteurs. «Lorsque des énergies renouvelables sont disponibles, il peut gérer la majeure partie de la charge, mais lorsque les conditions changent par des événements naturels, les groupes de grêles à faible émission peuvent prendre le relais en quelques minutes.

«Les systèmes hybrides sont connus pour leur flexibilité, c’est pourquoi nous pensons qu’ils sont si importants pour l’industrie minière.»

Pouvoir futur dans l’exploitation minière

Le cycle compliqué de la relation de l’exploitation minière avec le changement climatique signifie qu’il fait simultanément un contribution aux émissions de gaz à effet de serre, mais est également touchée à son tour par des changements de température qui en résultent.

Lors de la stratégie des systèmes d’énergie plus propres et de la prise en compte des investissements dans différentes technologies, les sociétés minières doivent considérer les prévisions climatiques à long terme dans les régions opérationnelles, parallèlement au cycle de vie d’une mine.

Paquet reconnaît que de nombreux opérateurs de mines sont prudents quant à la transition vers des solutions de puissance plus durables. Cependant, il ajoute que «à mesure que les événements météorologiques deviennent plus fréquents, les microréseaux renouvelables hybrides sont une excellente option car ils sont conçus pour être résilients à des changements soudains».

Avec les mines qui devaient maintenant prendre en compte l’impact d’un climat changeant sur les opérations des mines, il est essentiel de garantir que les solutions d’alimentation sont robustes à des températures extrêmes.

«À mesure qu’il évolue, l’industrie parle maintenant de fiabilité, ce qu’il n’a jamais fait dans le passé», conclut Smith. «La réduction de l’énergie est très importante et cela vient de l’utilisation d’une gamme de technologies avancées.»

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