Optimisation des Paramètres de ventilation de la Zone Étang Nord de la mine de Kamoto

Toute mine souterraine pour sa production doit fournir une quantité d’air nécessaire et suffisante aux travailleurs pour assurer les conditions de travail sain selon les normes internationales de santé et sécurité au travail, car dit-on : « La ventilation est le sang d’une mine souterraine ». Dans la zone Etang Nord de la mine de Kamoto, il s’observe une dégradation du confort du travail, cela produit un impact négatif à la production, estimé à une baisse de 28%. Ce projet traite de l’optimisation des paramètres de ventilation dans la zone Etang Nord de la mine souterraine de Kamoto.

La tâche de ce travail a consisté à développer trois options de solution sur base desquelles la sélection de la conception finale a été choisie. La première option de résolution du programme non-linéaire est obtenue par l’algorithme Sequential Quadratic Programming (SQP) qui est un algorithme de résolution d’un problème non-linéaire [20] (c’est l’option A), puis par le solveur General Algebric Modeling System (GAMS), la deuxième par Algorithmes Génétiques, qui sont les algorithmes inspirés par la théorie de l’évolution [16] (c’est l’option B) et la troisième par Optimisation par Essaim des particules (PSO), une méthode d’optimisation inspirée du mouvement des particules développée par Eberhat et Kennedy [25] (c’est l’option C). Ces options optimisent la répartition du débit d’air dans différentes galeries en minimisant la puissance consommée.

L’algorithme SQP a donné une puissance minimale consommée au bout de 14 itérations de 297,436 kW pour alimenter la zone, la résolution par le solveur GAMS a généré le résultat au bout de 17 itérations et une puissance de 297,503 kW et par Algorithmes Génétiques, avec une taille de 30 individus, au bout de 10 générations, la puissance est de 299,468 kW.

 La conception finale a été réalisée par l’algorithme SQP celle qui a présenté une puissance minimale, pour concevoir le système de ventilation qui matérialise cette puissance minimale, trois scénarios de programmation linéaire ont été utilisés : le deuxième qui présente un coût minimal est choisi comme conception idéale, qui recommande l’installation d’un ventilateur de 90 kW dans 3 niveaux (580, 595 et 610 et des cheminées de 6 m de diamètre dans les niveaux restants. Pour l’analyse financière de ce scénario, il s’observe des bénéfices de 67,3 $/t lorsque la production est remise à 100%, 58,1 $/t pour une production à 95%, 41,1 $/t pour une production de 87% et 8,8 $/t pour une production de 75%, impliquant que la solution serait très rentable du côté sécuritaire et économique.

Autres Détails

Travail défendu en vue d'obtention du titre d'ingénieur civil en Mines et Géologie à l’Université Mapon.
Directeur : Prof Pitchou BUKASA