Impact et facteurs clés de l'introduction d'équipements miniers innovants : le cas d'une mine souterraine

Les entreprises minières naviguent dans un environnement économique cyclique influencé par les prix du marché. À cela, s'ajoute une pression sociale accrue au niveau des conditions de travail et de la sécurité des travailleurs. C'est donc à un contexte hautement concurrentiel que les entreprises de ce secteur sont confrontées. Afin de demeurer compétitives, l'une des solutions qu'elles privilégient est l'acquisition d'équipements innovants. Toutefois, l'introduction d'équipements innovants ne se fait pas sans heurts. Plusieurs études ont en effet démontré que l'arrivée de nouveaux équipements plus gros, plus puissants et plus sophistiqués a également entraîné des effets négatifs. Parmi ceux-ci notons, les périodes d'adaptation plus longues que prévues. Mais encore, ces équipements sont aussi en cause dans bon nombre d'accidents et de décès, et ce, tant à l'échelle internationale que chez les mines québécoises. Devant ces constats de succès mitigés, il appert fondamental de mieux comprendre les facteurs de succès lors de l'implantation d'équipements miniers innovants. Dans cette thèse nous proposons l'étude approfondie de ce sujet par une étude de cas réalisée dans une mine aurifère souterraine témiscabitibienne. Dans un premier temps, notre démarche vise à mesurer l'impact de dix projets innovants sur des indicateurs de performance en productivité et en santé et sécurité du travail (SST). Dans un deuxième temps, nous proposons l'utilisation d'un outil d'aide à la décision, l'approche des ensembles approximatifs basés sur la dominance, afin d'identifier les facteurs clés favorisant l'implantation de ces équipements innovants. Parmi les résultats obtenus, deux facteurs ont été identifiés comme les plus pertinents sur l'ensemble des indicateurs de performance étudiés, soit le niveau d'habileté requis pour maîtriser la technologie et le niveau d'acceptation de cette dernière par les opérateurs. En plus de ces deux facteurs, la qualité du siège et l'expérience des opérateurs ont également été identifiées comme pertinentes pour expliquer les résultats en SST, alors que le niveau de standardisation du nouvel équipement s'est montré pertinent pour expliquer ceux en productivité. Nos travaux permettent ainsi à notre partenaire industriel de cibler et de prioriser ses besoins pour que l'implantation d'équipements innovants entraîne dorénavant une amélioration de la performance en productivité et en SST. Bien que nos résultats proviennent et se limitent à une étude de cas, l'approche innovante et rigoureuse que nous proposons à la communauté scientifique et industrielle peut être mise en application à chaque entreprise minière souterraine désirant identifier ses propres facteurs de succès inhérents à son propre environnement. D'autres limites et perspectives offrent des pistes de recherches potentielles sur lesquelles se conclue notre thèse. À ce titre, nous proposons des indicateurs de performance supplémentaires, tels que le nombre de tonnes transportées par les camions et le taux de sévérité des blessures. De plus, une étude similaire, mais prenant en considération les accidents touchant les employés d'entrepreneurs miniers, de même que les accidents survenus lors de réparation ou de maintenance, ajouterait des connaissances complémentaires et intéressantes sur le sujet développé dans cette thèse

An approach for the assessment of safety risks in automated mobile work-machine systems

Needs to improve productivity and cost efficiency are driving the development in industrial sectors using mobile work-machines towards automated work-machine systems and production process control.The shift from manually operated mobile work machines toward automated mobile work-machine systems takes machinery-safety considerations to a new, system safety, level. New safety concerns are associated with automation-related threats and possible unexpected hazardous events. Regardless of the extensive international standardisation efforts in machinery safety, there are not yet safety-engineering or risk-assessment guidelines specific to complex automated mobile work-machine systems.The aim of this study has been to provide new information on how the risk-analysis methods in current use can be utilised for reaching the system-safety objectives and to increase the quality and effectiveness of safety-engineering work. The main goal of this study was a practical approach for system-level safety-risk assessment in automated mobile work-machine systems. Constructive research approach has been applied for the construction of the risk assessment approach. Evaluation of the usefulness of the overall approach and risk analysis methods has been done following the qualitative case-study research methods. The empirical research material consists of four case project documentation, interview results and observations.The result of the study is a new three-level approach for the assessment of safety risks. The results of the study show that the three-level approach to risk assessment is applicable for automated mobile work-machine systems and the selected methods are applicable for system-level hazard identification and risk analysis. The approach and the methods have been adopted in case companies. The developed approach integrates key elements from system safety, machinery safety and industrial safety engineering practices. The case-study research results provide new valuable information and experiences in how the risk-identification and risk-estimation methods were utilised in the case projects in various phases of the system life cycle. The results can be utilised among mobile work-machine manufacturers, system suppliers, end users of the machinery systems, and safety experts.Työkoneita käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla ja hyvin erilaisissa teollisissa ympäristöissä. Työn tuottavuutta ja kustannustehokkuutta pyritään parantamaan nostamalla työkoneiden automaatiotasoa ja automatisoimalla työprosessien ohjausta. Muutos manuaalisesti ohjatuista työkoneista kohti automatisoituja työkonejärjestelmiä siirtää koneiden turvallisuustarkastelun uudelle järjestelmäturvallisuustasolle. Turvallisuuden näkökulmasta huolta tässä muutoksessa aiheuttavat erityisesti uudenlaiset automatisointiin liittyvät uhat ja mahdolliset odottamattomat vaaratilanteet. Huolimatta turvallisuussuunnittelun laaja-alaisesta kansainvälisestä standardointityöstä vielä toistaiseksi ei ole käytettävissä turvallisuussuunnittelun tai riskien arvioinnin ohjeita kompleksisia automatisoituja työkonejärjestelmiä varten.Tämän tutkimuksen tarkoituksena on ollut tuottaa uutta tietoa siitä, miten riskianalyysimenetelmiä nykymuodossaan tulisi käyttää järjestelmäturvallisuustavoitteiden saavuttamiseksi ja kuinka parantaa turvallisuussuunnittelun laatua ja tehokkuutta. Tutkimuksen keskeinen tavoite oli käytännöllinen järjestelmätason lähestymistapa automatisoitujen työkonejärjestelmien turvallisuusriskien arviointiin. Tutkimustyö on edennyt konstruktiivisen tutkimusotteen mukaisesti. Riskin arvioinnin lähestymistavan ja valittujen riskianalyysimenetelmien käyttökelpoisuutta on evaluoitu kvalitatiivisen tapaustutkimuksen menetelmin. Empiirinen tutkimusaineisto koostuu neljän case-projektin dokumentaatiosta, haastatteluista ja havainnoista.Tutkimuksen tuloksena syntyi uusi kolmitasoinen lähestymistapa turvallisuusriskien arviointiin. Tulokset osoittavat, että kolmitasoinen lähestymistapa soveltuu käytettäväksi automatisoitujen työkonejärjestelmien turvallisuusriskin arviointiin ja valitut menetelmät soveltuvat järjestelmätason vaaratekijöiden tunnistamiseen ja niiden analysointiin. Lähestymistapa ja menetelmät on otettu käyttöön soveltuvin osin case-yrityksissä. Kehitetty lähestymistapa yhdistää keskeisiä elementtejä järjestelmäturvallisuuden, koneturvallisuuden ja työturvallisuuden käytännöistä. Case-tutkimusten tulokset antavat uutta arvokasta tietoa siitä, kuinka riskin tunnistamisen ja arvioinnin menetelmiä käytettiin case-projekteissa kohdejärjestelmien eri elinkaaren vaiheissa. Tuloksia voivat hyödyntää liikkuvien työkoneiden valmistajat, järjestelmätoimittajat, konejärjestelmien loppukäyttäjät ja järjestelmäturvallisuuden asiantuntijat