Ventilation and cooling comparison between diesel and electric mining equipment

Underground mines are faced with economic and health challenges that urge them to move away from diesel equipment and towards electric equipment. However, the effects of such a transition in the design of the underground mine ventilation are yet to be thoroughly understood. The current study underlines how the full replacement of a diesel fleet with an electric fleet will affect ventilation, cooling demand, and relative costs in a conceptual underground metal mine situated in the Northern hemisphere. It focuses on the significance of heat generating mechanisms which contribute to the overall heat load of the mining operation. The study differentiates the significance of heat from auto-compression, machinery, and strata in full transition scenarios. The study includes the simulation of the heating load emitted from auto-compression, diesel, and electric equipment at a conceptual mine site in the Northern hemisphere by the software VentSIM, and ClimSIM. The assessment of the resulting cooling demand is carried out in two steps. The first step is a heating load simulation of the materials handling system of the mine required to reach the maximum daily production rate that has been carried out for two types of scenarios including sole diesel, and solely electric engines. The second step is a simulation of the associated cooling demands of the ventilation network for these two scenarios. The results of the study show that shifting from a diesel fleet to an electric equipment can have moderate to significant impacts, depending on the intensity of equipment utilization, surface conditions, depth and extent of the operations, and geothermal gradient. Keywords: Underground mining, ventilation, electric equipment, heat loadLes mines souterraines sont de plus en plus confrontées à des situations économiques difficiles, et à des restrictions strictes en matière de santé et de sécurité qui les poussent à restreindre l'utilisation des machines diésels aux bénéfices des machines électriques. En revanche, les effets d'une telle transition sur la conception de la ventilation minières doivent encore être étudiés. Cette thèse souligne comment le remplacement complet de la machinerie minière diesel par un une flotte électrique affectera la ventilation, la demande en refroidissement et les coûts relatifs dans une mine de métaux souterraine typique de l'hémisphère Nord de l'Amérique. Cette thèse met l'accent sur l'importance des mécanismes de production de chaleur qui contribuent à la charge thermique globale de l'exploitation minière. L'étude différencie l'importance de la chaleur de l'auto-compression, des machines et des strates géologiques dans les scénarios de transition complète. L'étude comprend la simulation de la charge thermique émise par l'auto-compression et émise par des équipements diesel et électrique sur un site minier sélectionné dans l'hémisphère nord de l'Amériques par les logiciels VentSIM et ClimSIM. L'évaluation des demandes de refroidissement qui en résultent est réalisée en deux étapes. La première étape est la simulation de la charge thermique émise afin de produire le taux de production journalier maximal qui a été réalisé pour deux types de scénarios incluant la machinerie avec moteurs diesel uniquement, et la machinerie avec moteurs électriques uniquement. La deuxième étape consiste à simuler les demandes de refroidissement associées au réseau de ventilation pour ces deux scénarios. Les résultats de l'étude montrent que le passage de la flotte diesel à la flotte électrique peut avoir des impacts modérés à significatifs, selon l'intensité de l'utilisation de l'équipement, les conditions de surface, la profondeur, l'étendue des opérations et le gradient géothermique. Mots clés : Mine souterraines, ventilation, équipement électrique, charge thermiqu