Technologie minière : Répondre aux questions brûlantes des professionnels sur la surveillance sans fil

De plus en plus d'industries où la gestion des risques est importante utilisent la technologie sans fil pour surveiller leurs opérations. Les opérateurs miniers, en charge de projets à long terme pouvant durer plus d'une décennie, veulent s'appuyer sur les avancées numériques comme la surveillance sans fil IoT pour renforcer la sécurité et stimuler la productivité.

Les ingénieurs de Worldsensing ont rejoint les experts miniers d'Australie et d'Afrique du Sud lors du webinaire Les dernières technologies pour la gestion des risques dans les mines afin d'examiner les principaux défis auxquels les propriétaires et ingénieurs miniers sont confrontés en matière de surveillance et la manière dont les technologies basées sur l'IdO peuvent les aider à définir et à mettre en œuvre une stratégie de gestion des risques.

Les experts miniers participants étaient Ben Scott, directeur technique chez Geomotion Australia, Stéphane Cantin, vice-président Execution Excellence chez Ramjack Technology Solutions, Ángela Lluch, géologue et ingénieur en construction chez Worldsensing, et Fernando Pérez, ingénieur minier et expert en technologie sans fil chez Worldsensing. Le groupe a discuté des questions posées par le public lors de la session de questions-réponses dédiée. Leurs réponses sont résumées dans cet article.

Si j'installe un système de surveillance sans fil sous terre, certains types de matériaux ou de minerais risquent-ils d'interférer avec les radiofréquences ?

Certains matériaux, tels que les matériaux ferromagnétiques, réduiront très probablement les communications radio dans la zone proche de la source ferromagnétique. En revanche, technologie LoRa a une bonne tolérance au bruit électromagnétique.

La surveillance sans fil peut fournir des données en temps quasi réel à partir de capteurs géotechniques enterrés. Mais jusqu'à présent, la plupart des capteurs souterrains sont encore lus manuellement et obtiennent des relevés sporadiques. En termes de législation, pourquoi pensez-vous que les données en temps quasi réel ne sont pas encore obligatoires dans les mines ?

L'industrie minière a juste besoin d'un peu de temps pour adopter les dernières technologies. Auparavant, notamment pour les digues de retenue des résidus, la nécessité de remplacer fréquemment les batteries rendait difficile la promotion d'un système qui n'était pas perçu comme rentable et fiable. Mais avec l'amélioration des batteries et de la technologie sans fil, ces systèmes sont devenus beaucoup plus faciles à mettre en œuvre et à justifier en tant qu'investissement. Les économies et les avantages en matière de sécurité pourraient éventuellement réduire les coûts d'assurance et pousser les législateurs à faire de la surveillance sans fil une exigence de base dans le secteur minier.

Nous disposons déjà d'un système de surveillance sans fil. Votre système est-il capable de s'intégrer à d'autres systèmes ou devons-nous tout remplacer ?

Vous pouvez conserver les deux systèmes en parallèle et mettre progressivement en œuvre le système Worldsensing dans tout nouveau capteur installé. Les nœuds existants qui tombent en panne peuvent également être remplacés progressivement.

Est-il possible de modifier la fréquence d'échantillonnage des capteurs après qu'ils ont été configurés ?

Oui, c'est possible. La ou les passerelles installées sont accessibles à distance via Internet ou une connexion réseau locale. La passerelle Worldsensing est livrée avec une interface logicielle à partir de laquelle il est possible de modifier le taux d'échantillonnage de chaque nœud. Tous les nœuds peuvent être modifiés en même temps ou, si nécessaire, uniquement le taux d'échantillonnage des nœuds que le client souhaite modifier.

Quel est le risque d'endommager les capteurs par vol, dommage accidentel ou sabotage ? Le groupe a-t-il eu une expérience personnelle à cet égard ?

Oui, nous avons connu cette situation dans certaines mines en Afrique ou en Amérique latine. Nous avons des nœuds dans un boîtier en polycarbonate et avec une antenne interne. Ces nœuds sont moins vulnérables au vandalisme. Il est également possible d'utiliser un boîtier externe.

Dans des situations extrêmes, une boîte métallique peut être utilisée. Certains utilisateurs ont adopté cette option avec de bons résultats. Même dans ces circonstances, les enregistreurs de données peuvent toujours envoyer des relevés à la passerelle jusqu'à 2 kilomètres de distance. Cependant, la solution que nous recommandons est une boîte en plastique ou en fibre de verre.    

Comment puis-je convaincre mon entreprise d'adopter cette technologie alors que le conseil d'administration n'en a cure malgré toutes les options viables ? Existe-t-il des phases ou des étapes que nous pouvons suivre ?

Il peut être difficile de convaincre les entreprises qui n'ont aucune expérience de l'utilisation de la technologie sans fil, mais il est utile de disposer d'informations sur les avantages : les coûts sont réduits, les données acquises augmentent, l'erreur humaine dans les relevés est évitée et la sécurité des travailleurs est assurée. Les sociétés minières peuvent calculer à l'avance le retour sur investissement attendu du déploiement de cette technologie et dans quelle mesure elle les aidera à accroître la productivité et la sécurité. Les principaux éléments pour promouvoir la surveillance sans fil dans votre organisation sont résumés dans cette infographie.

Nous utilisons plusieurs piézomètres et SAAF (Shape Accel Array Field) pour la surveillance des digues à résidus. Le problème est que pendant les travaux de construction du TSF (Tailings Storage Facility), les excavations et les travaux de terrassement, notre équipement de surveillance souterrain ou au sol peut être endommagé et cassé. Pouvez-vous suggérer une solution à ce problème ? Nous avons un TSF qui est construit selon une conception en aval.

Dans les travaux de génie civil, il est courant de protéger les instruments dans le sol en installant une enceinte, telle qu'une clôture périphérique en acier, qui permet d'identifier facilement la présence d'instruments. Il est également important, pendant la construction des TSF, de disposer d'un système de surveillance très flexible. Par exemple, l'équipement de détection mondiale peut facilement être déplacé et réinstallé pendant et après les travaux de construction et d'excavation.

En ce qui concerne les digues à stériles, est-il possible de surveiller le niveau des eaux souterraines sans câbles piézométriques ?

La meilleure option est d'avoir un câble entre le piézomètre et la surface du sol où le nœud peut être installé. Certains tests expérimentaux ont essayé de transmettre directement à partir du capteur de pression. Cependant, les ondes doivent traverser le sol saturé et non saturé. Cela peut être techniquement difficile et très probablement coûteux, au cas où cela serait possible. De plus, les piles doivent être placées dans le piézomètre, ce qui rend impossible le remplacement des piles après l'installation..

Est-il possible d'étendre le nombre maximum de canaux par nœud à plus de 5 canaux, par exemple chaque nœud connecté avec 10 jauges de contrainte VW ?

Actuellement, le nœud à 5 canaux de Worldsensing Vibrating Wire est prévu pour cinq canaux. Pour connecter jusqu'à 10 jauges de contrainte VW, deux nœuds seraient nécessaires.

Pouvez-vous intégrer les enregistreurs de données et les passerelles Worldsensing avec des serveurs existants ? Comment ?

Oui, nous le pouvons. Il existe une grande variété de moyens de communication entre les serveurs internes. Comme les opérateurs miniers travaillent généralement avec leurs propres serveurs internes, nous connectons notre passerelle à leur serveur interne par FTP ou en utilisant le protocole de communication Modbus.

Conclusion :

La nouvelle génération de systèmes de surveillance sans fil basés sur l'IdO, comme Worldsensing, offre des capacités améliorées pour la surveillance de tous les éléments critiques et sujets à risque dans une mine (barrages de résidus, fosse, pressions du niveau d'eau, infrastructures) pour les environnements miniers à ciel ouvert et souterrains.

Les systèmes de surveillance sans fil offrent un haut degré de flexibilité pour couvrir toutes les exigences du projet : ils peuvent être intégrés aux serveurs existants utilisés par les exploitants miniers ; les paramètres, comme les taux d'échantillonnage des capteurs, peuvent être facilement ajustés ; et des solutions pour éviter les risques de dommages ou de sabotage sont envisagées. Les lectures de tous les paramètres clés sont fournies en même temps, ce qui permet aux opérateurs de gérer de manière holistique tout ce qui se passe dans l'ensemble de l'exploitation minière.

Le retour sur investissement attendu du déploiement de la technologie sans fil peut être calculé à l'avance, car ces systèmes basés sur la collecte de données à distance éliminent la nécessité pour les travailleurs d'atteindre des lieux de surveillance difficiles d'accès ainsi que d'installer et d'entretenir des câbles.

Les mines qui adoptent un système de surveillance sans fil peuvent accroître l'efficacité de leurs opérations, réduire les coûts et accélérer le retour sur investissement, garantir la conformité aux normes mondiales et améliorer la sécurité de la main-d'œuvre.

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