Impact of operating conditions on emissions from mine haul trucks operating in the oil sands region of Alberta, Canada

CIM Journal, Vol. 10, No. 4, 2019

R. J. Schafer-Frentz, T. G. Joseph, and M. Curley
University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Greenhouse gas emissions—specifically of carbon dioxide—are a concern in Canada, where industrial sectors such as mining are stringently regulated for carbon release. Cumulative emissions are positively related to fuel consumption, which is controlled by several factors. This study investigates one of these factors: the product of vehicle speed and running surface total resistance (TR; sum of rolling resistance and grade resistance). Results show that TR directly affects fuel consumption and emissions—a relationship that is mathematically predictable. Fuel consumption and emissions, which are principally associated with the durability or deterioration of wearing course materials, were analyzed to aid selection of road construction capping material of low rolling resistance. In the oil sands region in the province of Alberta, ground conditions change seasonally. Therefore, the annual fuel consumption for the same wearing course material was also compared. Results demonstrated that haul truck size was a contributing factor, but vehicle speed and TR more strongly influenced fuel consumption and emissions.

Les émissions de gaz à effet de serre (GES), et particulièrement celles de dioxyde de carbone, sont un problème au Canada, où les secteurs industriels tels que l’exploitation minière sont rigoureusement réglementés pour leurs émissions de carbone. Les émissions cumulées sont indéniablement en lien avec la consommation de carburant, qui est contrôlée par plusieurs facteurs. Cette étude examine l’un de ces facteurs, à savoir le produit de la vitesse du véhicule et de la résistance totale de la surface de roulement (la résistance totale, ou RT, est la somme de la résistance au roulement et de la résistance due aux rampes). Les résultats montrent que la RT affecte directement la consommation de carburant et les émissions, un lien qui est mathématiquement prévisible. La consommation de carburant et les émissions, qui sont principalement associées à la durabilité ou la détérioration des matériaux composant la couche d’usure, ont été analysées afin de contribuer à la sélection de matériau de recouvrement pour la construction de routes ayant une faible résistance au roulement. Dans la région des sables bitumineux de l’Alberta, les conditions au niveau du sol changent à chaque saison. Ainsi, la consommation annuelle de carburant pour le même matériau composant la couche d’usure a aussi été comparée. Les résultats ont montré que, si la taille des camions de transport est un facteur déterminant, la vitesse des véhicules et la RT influencent davantage la consommation de carburant et les émissions.