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CHAPITR VI : Chargement des roches abattues

2018/2019

VI.1. Généralités : Le fonctionnement de la carrière ou mine à ciel ouvert est conçu et organisé au tour des engins choisis pour le chargement des matériaux ; de leur choix dépend pratiquement celui des autres matériels, et leur mise en œuvre. On retiendra de même, que la hauteur des gradins est adoptée en fonction des paramètres technologiques des moyens de chargement. Considéré comme le maillon principal de la chaîne technologique d’exploitation minière à ciel ouvert, l’engin de chargement définit le niveau de production d’une carrière ou mine à ciel ouvert. On notera la tendance des entreprises minières accroître considérablement les capacités du matériel. La détermination du type d’engin d’excavation et chargement se basé sur les facteurs suivants :  La nature des matériaux ;  La méthode d’exploitation ;  La production envisagée ; Pour leur exécution, on utilise les excavateurs de différents types (voir figure 6.1).

Figure

Mémoire fin des études

VI. 1: Les différents types d’engins de chargement

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 N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 Equipement

 situation

PELLE PELLE PELLE PELLE PELLE PELLE PELLE CHARGEUSE CHARGEUSE CHARGEUSE

PANNE PANNE PANNE PANNE MARCHE MARCHE MARCHE PANNE PANNE MARCHE

Marque KOMATSU KOMATSU KOMATSU TEREX O&K CATERPILLAR LIEBHERR. LIEBHERR. CATERPILLAR CATERPILLAR CATERPILLAR

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Type PC 1100 - 6 SP PC 1250 - 7 PC 1250 - 7 RH 40 E 349 D2L. R9100. R9100. 988 F 988 H 990 K

N° Série 10214 20108 20109 40229 TAH 00469. 36060 36061 8YG00502 BXY 2305 DJK00259

 Année 2002 2004 2004 2008 2017 2017 2017 1994 2008 2017

VI.1.2 Equipement de chargement de la roche existant au niveau de la mine d’Ouenza : Tableau VI 1: Equipement de chargement existant dans la mine d'Ouenza

VI 2. Equipement de chargement du minerai existant au niveau de la mine d’Ouenza : À la mine de fer d’Ouenza le chargement des roches abattues est assuré à l’aide d’une chargeuse de marque Volvo L350 F avec une capacité du godet égale à 6.5 m 3. Dont les caractéristiques techniques sont présentées dans le tableau Unités

Tableau VI.2: caractéristiques techniques de la chargeuse L350F Valeurs Caractéristiques techniques

N°

*

*

Modèle Volvo L350 F

01

kW

394

Type de moteur D 16 E LAE 3 Puissance du moteur

02

m3 M T

6.5 9.31 52.2

Capacité du godet de la chargeuse Rayon de braquage à l’extérieur Poids de l’engin

03 04 05

M

11.86

Longueur pour transport

06

M

3.63

largeur pour transport

07

Mémoire fin des études

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 Moteur cv 335 CV 356 CV 356 CV 710 CV 409 CV 757 CV 757 CV 320 CV 480 CV 766 CV

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Figure VI.2: Présentation de la chargeuse Volvo l L350 F. VI.2.1 Temps d’un cycle de la chargeuse Volvo L350 F : t c Le temps d’un cycle de la chargeuse VOLVO utilisé au niveau de la mine d’Ouenza est calculé comme suit : t c =t ch +t dép+ t dév +t retour ,( s) Où : t ch: Temps de chargement (remplissage) du godet ; t dép: Temps de déplacement du matériau chargé vers l’engin de transport ; t dév: Temps de déversement ; t retour: Temps de retour vers le point de chargement. Nous avons effectué des essais relatifs au chronométrage det c. Les résultats du Chronométrage Obtenus sont présentés dans le tableau

Tableau VI.3: Résultats des essais relatifs de tc de la chargeuse Volvo L350 F Mémoire fin des études

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Temps

Retour au point

Déchargement

Déplacement à

Chargement

de cycle

initial ;

du godet ;

charge ;

du godet ;

(s) 40 63 51 43 46 43 47 49 52 51 46 58 44 61 39 61 59 37 42 83 64 50 61 52 77 80 63 51 43 46

(s) 8 23 15 11 11 12 10 11 14 16 10 17 10 14 10 18 15 8 7 19 19 11 13 16 20 24 23 15 11 11

(s) 5 8 10 7 8 7 9 10 9 5 9 8 9 11 6 10 11 7 12 6 9 11 8 6 10 7 8 10 7 8

(s) 13 22 14 16 16 14 15 13 17 20 14 21 11 20 12 21 19 10 9 35 14 16 25 22 33 27 22 14 16 16

(s) 14 10 12 9 11 10 13 15 12 10 13 12 14 16 11 12 14 12 14 23 22 12 15 8 14 22 10 12 9 11

N°

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

VI.2.2 Temps d’un cycle moyen de la chargeuse : t c(moy) Le temps d’un cycle moyen de la chargeuse t c(moy) est déterminé à l’aide de la formule suivante : n

∑ tc (i ) ; (s)

t c(moy)= i=1

n

Où : 

n : Nombre d’essais, n=30 essais.

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Résultat : t c(moy ) =53.4s (résultat obtenu à l’aide du logiciel Excel). VI.2.3 Rendement de d’exploitation théorique horaire : Rth=

 

3600. E ; (m3/h) t cmoy

E : Capacité théorique du godet avec, E = 6.5 m3 ; t c : Temps du cycle de la chargeuse ; Tc =53.4s. Rth= 438,20. (m3/h)

VI.2.4 Rendement de d’exploitation technique horaire : 3600. E . K r . , (m3/h) tc . K f K r : coefficient de remplissage du godet, K r = 0.95 ; K f  : coefficient de foisonnement du tas abattu, K f = 1,35 ;

Rtech¿  

Rtech =308, 36; (m3/h) VI.2.5 Rendement de l’exploitation postier de la chargeuse : Rch p

[6]

Le rendement de la chargeuse est déterminé par l’expression mathématique suivante : ch

Rp =

3600 . E . K r .T p . K u , (m3/post) tc. Kf

Où :  

Ku : coefficient d’utilisation postier de la chargeuse Ku =0,75 ; T p : Temps d’un poste de travail de la chargeuse T p = 7h ;

Alors : Rch p =¿

3600. 6,5. 0,95 .7 . 0,75 53,4 . 1,35

3 Résultat : Rch p =¿1618.91 m /p

VI2.6 Calcul du rendement d’exploitation annuel de la chargeuse : Rch an ch Rch an =R j . Nj ; (m ³/an)

Où :  

Nj: Nombre de jours ouverables par an, Nj=295j/an; Rchj  : Rendement d’exploitation de la chargeuse par jour :

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[6]

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Rchj =Rch p . N p ; (m ³/ j) Np: Nombre de postes par jour : Np=2 postes Rchj =1618,91∗2=3237.82m ³ / j Donc : Rch an ¿ 3237,82∗¿295 3 Résultat : Rch an ¿ 955156,9m /an

VI.2.7 Détermination du nombre de chargeuses nécessaire : N ch  Il peut être déterminé par l’expression suivante : N ch =

P an R ch an

 *Kr ; (Chargeuses)

Où : Pan : Production annuelle de la mine en minerai : Pan=1080000 t/an ; (annexe 01) ch Rch an : Rendement annuel de la chargeuse (calculé) : Ran =¿ 955156,9. (t/an). k r : Coefficient de réserve ; k r= (1,1÷1.2) ; dans notre cas, nous prenons k r=¿ 1,2. N ch =

1080000 *1,2 955156,9

Résultat : N ch =¿ 1.35 ≃ 2 chargeuses.

Temps d'un cycle, (s)

Temps d 'un cycle de la chargeuse Volvo L350F 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Nombre de cycles

Figure 3: graphe du temps de cycle en fonction du nombre de cycle effectué par la chargeuse Volvo L350F Commentaire : Mémoire fin des études

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 La valeur maximum de temps cycle Tc max = 83s  La valeur minimum de temps cycle Tc min=37 s  D’après l’observation du graphe on remarque une différence importante entre les temps du cycle à cause du mort dûe à : l’attente de la chargeuse pour la maneuvre du camion au point de chargement , la degré de diffeculté de la pénétration des dents qui change d’une point à une autre et le changement de la dinstance de chargement entre la chargeuse et le camion. VI.2.8 Traitement statistique des essais du temps d’un cycle moyen de la chargeuse Volvo L350F dans la mine de fer : Résultat : T C(moy) = 53.4 (s) i.

Ecart-type: S 

S=

√

n

∑ ( T c (i)−T c (moy ) )2 , (s) i=1

n

Résultat : S= 11.63 s (résultat obtenu à l’aide du logiciel Excel). ii.

Seuil de l’intervalle de confiance : α

Dans l’industrie minière, on prend : α= 0,10. La probabilité P associée à l’intervalle de confiance est exprimée par la formule suivante : P=1−¿ α ⇒ P=1−0,10 Résultat : P=0,90 ou 90 % iii.

Coefficient de Student: t α

Il est déterminé en fonction du nombre de degrés de liberté n¿ ( n¿ =n−1 ) et de la probabilité P. Dans notre cas : n¿ =30−1=29 et P=0,90 Tableau VI.4: Valeur de t α en fonction du dergé de liberté [5]

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D’après le tableau au-dessus on a : t α =1,31 Ecart caractérisant l’intervalle de confiance :Eic

iv.

Eic = 

tα .S ; (s) √ n−1

Ecart-type, S = 11.63 s

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CHAPITR VI : Chargement des roches abattues 

2018/2019

Nombre d’essais, n=30 essais

Résultat : Eic =2.82(s)

v.

Temps d’un cycle moyen du camion tenant compte de l’écart de l’intervalle de confiance :T C (moy ) ¿ ± Eic

T C (moy ) ¿−Eic < T C ( moy ) ¿