A discussion on underground mine ventilation design considerations for diesel vs. battery electric mobile equipment

ABSTRACT

The total air volume requirements of underground mining operations are determined based on several factors, including mining method, ambient air temperature, rock type, and mobile equipment emissions. With the introduction of larger battery-electric mobile fleets (i.e., large trucks and scoops) to replace existing diesel fleets in underground hard-rock operations, mobile equipment emissions become mostly limited to the heat generated. Battery-electric mobile equipment has the potential to reduce the air volume needed to ventilate an underground mine. However, air velocity is an important factor to ensure that the air reaches the working areas of the mine economically while minimizing entrainment of large contaminant particles, maximizing dilution of fine particles, and maintaining a safe air velocity for human occupancy. This paper reviews key parameters to support air volume determination and, using an example, discusses the influence of battery-electric vehicles on determining the total air volume.

RÉSUMÉ

Les besoins en volume d’air total des exploitations minières souterraines sont déterminés en fonction de plusieurs facteurs, y compris la méthode d’extraction, la température de l’air ambiant, le type de roche et les émissions d’équipement mobile. Avec l’introduction de parcs de véhicules électriques à batterie plus gros (c’est-à-dire gros camions et bennes) pour remplacer les parcs de véhicules diesel existants dans les opérations souterraines en roche dure, les émissions d’équipement mobile deviennent principalement limitées à la chaleur générée. L’équipement mobile à batterie électrique a le potentiel de réduire le volume d’air nécessaire pour ventiler une mine souterraine. Toutefois, la vitesse de l’air est un facteur important pour s’assurer que l’air atteint les zones de travail de la mine de façon économique tout en minimisant l’entraînement de grosses particules de contaminants, en maximisant la dilution des particules fines et en maintenant une vitesse de l’air sécuritaire pour l’occupation humaine. Ce document passe en revue les principaux paramètres à l’appui de la détermination du volume d’air et, à l’aide d’un exemple, traite de l’influence des véhicules électriques à batterie sur la détermination du volume d’air total.

KEYWORDS:

• Air velocity
• Air volume
• Battery electric
• Diesel
• Dust
• Heat
• Mobile equipment
• Underground mining
• Ventilation design

MOTS-CLÉS:

• batterie électrique
• chaleur
• conception de la ventilation
• diesel
• équipement mobile
• mines souterraines
• poussière
• vitesse de l’air
• volume d’air

DISCLOSURE STATEMENT

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Notes on contributors

N. Saeidi

Negar Saeidi, MSc, PEng, is a mining engineer with 10 years of academic and industry experience. Currently, she works on mine ventilation design, systems optimization, and heat assessment for the Vale North Atlantic Operations long-range ventilation design team.

C. Allen

Cheryl Allen, PEng, has held various mining engineering positions in Canada and the USA over the past 30+ years and currently holds the role of Manager-Vent and Infrastructure Design for Vale Base Metals. She has published in areas of technology, design, health, and safety and participates in research, boards, standards, and legislative work.