octobre 2015

Exploitation

Les solutions pour un système de béton projeté sans surprises

Par Paul Rantala

Paul Rantala

Un système de béton projeté qui fonctionne bien, c'est un peu comme l'air que l'on respire ; on considère cette ressource comme acquise, mais les problèmes s'accentuent vite lorsqu'elle vient à manquer.

Les sociétés minières se concentrent sur l'extraction du minerai d'une mine. Cette extraction, cependant, peut rapidement devenir difficile si l'on ne dispose pas de béton projeté (ou gunite) au moment et à l'endroit précis où l'on en a besoin. Il est donc essentiel de développer un système de béton projeté sans surprises pour les activités minières souterraines.

Concevez votre système de béton projeté pour la durée de vie de votre mine

Assurez-vous de disposer d'un approvisionnement fiable en béton projeté dès l'étape de conception de la mine. Il est important de déterminer la quantité de béton projeté dont on aura besoin pendant toute la durée de vie de la mine, et également la profondeur à laquelle il devra être transporté de manière à harmoniser les choix pris au niveau de la conception du système de béton projeté et du reste de la mine. Tout comme les autres composantes d'une infrastructure minière, par exemple le système de remblai, le système de béton projeté doit tenir compte des ressources disponibles, des contraintes, des possibilités et des synergies avec les autres systèmes. La construction d'un système de distribution de béton projeté doit, par exemple, avoir lieu à un moment qui ne perturbe pas l'extraction du minerai. Le béton projeté doit cependant être disponible lorsqu'on en a besoin, de manière à ne pas retarder le développement de la mine.

Le problème suivant concerne la distribution du béton projeté au bon endroit. Dès les premières étapes de la vie d'une mine, et pour des endroits qui ne requièrent que de petites quantités de béton projeté, il peut se révéler utile d'utiliser des sacs de béton projeté par voie sèche, car cela permet de transporter le produit dans des véhicules miniers là où l'on en a besoin sans avoir recours à un système de canalisation.

Cependant, pour des volumes plus importants, l'exploitant minier doit déterminer la méthode la plus appropriée pour transporter le béton projeté produit en surface jusqu'à un point donné. L'une des solutions consiste à le transporter dans des canalisations attachées aux parois du puits, appelées câbles lisses, qui descendent le long du puits de mine. L'autre consiste à foncer des puits de forage où seront installées des canalisations dans la roche de la surface jusqu'aux chambres.

Si l'installation de câbles lisses dans le puits est moins coûteuse, une fissure ou une fuite peuvent cependant entraîner l'obstruction des godets ou des cages d'extraction du puits jusqu'à ce que la fuite dans le câble lisse soit réparée. Les coûts de construction des puits de forage sont généralement plus élevés, mais permettent d'éviter les risques au niveau de l'exploitation du puits, qui est l'artère vitale d'une mine.

Établissez votre budget en termes de temps et de ressources financières pour la surveillance et l'entretien

La décision que prendront les concepteurs concernant le transport du béton projeté doit bien tenir compte de la différence entre le coût d'investissement plus élevé du fonçage depuis la surface de puits de forage adaptés au béton projeté et le risque ainsi que les coûts d'exploitation plus élevés de l'installation d'un câble lisse à l'intérieur du puits.

Établir un budget suffisant couvrant toutes les ressources nécessaires pour la surveillance et l'entretien est essentiel pour deux raisons. Tout d'abord, il est indispensable de prévoir un approvisionnement suffisant en béton projeté dans les bonnes sections de la mine. Ensuite, la possibilité d'une défaillance dans le puits peut avoir des conséquences extrêmement négatives sur la sécurité et les activités de production du minerai.

En raison du caractère abrasif du produit et de la vitesse à laquelle il se déplace dans la canalisation, il est possible que les canalisations transportant le béton projeté s'usent facilement. Des études indiquent qu'en tombant dans le vide, une masse de béton projeté peut atteindre des vitesses allant de 50 à 100 mètres par seconde. Ceci entraîne une importante usure différentielle à l'intérieur de la canalisation sur environ 10 % de sa circonférence, et peut engendrer une défaillance de cette dernière.

L'érosion la plus notable se produit à l'interface entre le béton projeté en chute libre et le béton projeté qui a rempli la partie inférieure de la canalisation en raison de la configuration du point de sortie. Imaginez par exemple un substrat rocheux au pied d'une cascade qui a pris la forme d'un bol suite à l'érosion. La forte turbulence dans cette zone d'interface, lorsque le béton projeté change de vitesse, peut constituer le point d'usure le plus touché par l'érosion dans le système de béton projeté.

Pour éviter les problèmes, on recommande une inspection fréquente de la canalisation à l'aide de technologies semblables à celles utilisées pour contrôler le système de remblai souterrain, par exemple des caméras pour canalisation et des tests de mesure de l'épaisseur par ultrasons. Le remplacement des sections vulnérables de la canalisation par de l'acier plus solide et à haute résistance mécanique et, éventuellement, l'ajout de revêtements en céramique permettront de renforcer la fiabilité de ces systèmes.

Exploitez l'expertise des fournisseurs et des expert(e)s-conseils intelligemment

De nombreux(-ses) ingénieur(e)s des mines sont bien au courant des questions liées à l'application efficace du béton projeté de manière à assurer la sécurité et la fiabilité d'une mine. Mais ils/elles se concentrent généralement sur l'extraction du minerai plutôt que sur l'élaboration d'une stratégie visant à garantir que les bonnes formulations et le volume désiré de béton projeté sont disponibles lorsqu'on en a besoin. Les systèmes de béton projeté n'étant pas des éléments fondamentaux dans les exploitations minières, les sociétés minières doivent souvent faire appel à une expertise extérieure en matière de stratégie sur le béton projeté.

Les fournisseurs d'équipement, de béton et d'adjuvants du béton peuvent constituer une source intéressante d'informations sur leurs produits, mais il faut bien se rappeler les limites dans lesquelles ils travaillent. Ils se cantonnent aux solutions fabriquées par leur société et sont donc motivés, comme on peut le comprendre, par la vente de leurs solutions.

Ainsi, il est important d'envisager de faire appel aux services d'expert(e)s-conseils pouvant offrir un tableau plus exhaustif de la situation. Ceci étant dit, les fournisseurs et les expert(e)s-conseils ne connaissent pas aussi bien la mine que le personnel employé par cette dernière. Ainsi, comme c'est souvent le cas dans l'industrie minière, il faut trouver le bon équilibre entre les opinions des fournisseurs, des expert(e)s-conseils et des employé(e)s de la mine pour réussir.

Paul Rantala, ingénieur, est conseiller principal chez Kovit Engineering Limited à Sudbury, en Ontario, qui a récemment fusionné avec Outotec. M. Rantala est également propriétaire de PAR Innovations Inc., société qui a développé le test du « capteur pilule » de pression dans les canalisations afin de résoudre les problèmes liés aux systèmes de remblai, à boue liquide et de canalisation pour béton projeté. Contactez-le par courriel (paul.rantala@koviteng.com ou paul.rantala@outotec.com) ou par téléphone (1.705.523.1040, poste 203).

Traduit par Karen Rolland


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