Examining the potential of utilzing geothermal energy from ejected mine water towards mine heating and peliminary assessment of deep lake cooling systems for deep underground mines

Renewable energy is becoming a key topic nowadays with increasing research topics surrounding sustainable energy. The mining industry in Canada consumes a great amount of non-renewable energy resulting in huge contribution to the nation's green house gas emissions. Therefore, this thesis investigates new possibilities for the mining industry to increase their dependence on renewable, non-polluting, sources of energy. The first part of the thesis illustrates the potential geothermal energy that can be obtained from the ejected water of active underground mining operations. The thesis illustrate the economic and environmental potential of 15 mines within Canada. Site visits were conducted to all of these underground mines and information about the ejected mine water, such as the temperature and pumping rate, was used in this analysis. The study starts with a preliminary economical and environmental assessment for the 15 mines using specifications of heat pumps catalogues. Then, a mine was selected for a real life scenario by providing a custom designed chiller that fits the water pumping requirements for that particular mine, which involved meetings with a geothermal heat pump suppliers. The second part of this thesis demonstrate the potential of utilzing deep surface water bodies towards the cooling of active underground mining operations. A candidate mine was selected for this preliminary assessment and site visits were conducted. Information about both the lake and the mine were gathered throughout site visits. Then, Air Handling Unit (AHU) catalogues were used to give preliminary economical and environmental assessment of deep lake cooling for active underground mines. The results from both studies show promising results for the applications of these renewable energy resources within the mining industry.L'énergie renouvelable est en train de devenir un sujet clé de nos jours avec des thèmes de recherche croissants autour de l'énergie durable. L'industrie minière au Canada consomme une grande quantité d'énergie non renouvelable, ce qui contribue énormément aux émissions de gaz à effet de serre du pays. Par conséquent, cette thèse étudie de nouvelles possibilités pour l'industrie minière d'accroître sa dépendance à l'égard de sources d'énergie renouvelables non polluantes. La première partie de la thèse porte sur l'énergie géothermique potentielle pouvant être obtenue à partir des eaux éjectées des exploitations minières souterraines actives. La thèse illustre le potentiel économique et environnemental de 15 mines au Canada. Des visites sur place ont été effectuées dans toutes ces mines souterraines et des informations sur les eaux de mine éjectées, telles que la température et le taux de pompage, ont été utilisées dans cette analyse. L'étude commence par une évaluation préliminaire de l'économie et de l'environnement pour les 15 mines utilisant des catalogues de pompes à chaleur. Ensuite, des réunions avec des fournisseurs de pompes à chaleur géothermiques ont fourni un scénario réel grâce à un refroidisseur conçu sur mesure qui répond aux exigences de pompage de l'eau de une mine de chois. La deuxième partie de cette thèse démontre le potentiel d'utilisation de masses d'eau de surface profondes pour le refroidissement des exploitations minières souterraines actives. Une mine candidate a été sélectionnée pour cette évaluation et les visites sur place. Des informations sur le lac et la mine ont été recueillies sur tout le site. Les catalogues des unités de traitement de l'air donnent une évaluation économique et environnementale préliminaire du refroidissement des lacs profonds pour les mines souterraines actives. Les résultats de ces études montrent des résultats prometteurs pour les applications de ces ressources d'énergie renouvelable dans l'industrie minière