Exploitat en Souterrain 2 (Ouchtobbane) [PDF]

Zitiervorschau

COMPAGNIE MINIERE DE TOUISSIT Lahcen OUCHTOUBAN

EXPOSE SUR L’EXPLOITATION EN SOUTERRAIN EMI le 15/11/06

PLAN DE L’EXPOSE 1ère partie  CARACTERISTIQUES DE L’INDUSTRIE MINIERE  DIFFERENTES ETAPES DE DECOUVERTE D’UNE MINE  PRINCIPAUX TYPES D’ACCES AUX GISEMENTS  DIMENSIONNEMENT ET COUTS DES DIFFERENTS OUVRAGES  PRINCIPALES OPERATIONS DE L’EXPLOITATION SOUTERRAINE  DIFFERENTS TYPES DE DEBLAYAGE  DIFFERENTS TYPES DE TRANSPORT  SOUTENEMENT PAR BOULONNAGE  CYCLE DE CREUSEMENT EN SOUTERRAIN  CRITERES DE CHOIX D’UNE METHODE D’EXPLOITATION

Caractéristiques de l’Industrie Minière    

Industrie lourde. Importance des investissements Longue durée pour amortissements Délais très longs pour créer une mine.

Traits particuliers de l’Industrie minière     

Prépondérance de la main d’œuvre Mobilité continue des chantiers Obscurité Exiguïté Risque, d’accidents, élevé.

ETAPES DE DECOUVERTE D’UNE MINE SOUTERRAINE PREMIER STADE : DUREE 2 à 3 ANS  Cartographie : Report sur plan topographique des différentes formations géologiques.  Prospection géochimique : prélèvement d’échantillons de roche ou de sol, pour analyse, chimique pour mettre en évidence des anomalies.  Travaux de surface : creusement de tranchées et de petits puits sur les anomalies  Sondages carottés courts : prélèvement d’échantillons en profondeur, sous forme de carottes, à l’aplomb des anomalies.  Évaluation du prospect : analyse et bilan des premiers résultats.

ETAPES DE DECOUVERTE D’UNE MINE SOUTERRAINE DEUXIEME STADE : DUREE 3 à 4 ANS  Sondages carottés longs : contrôle de l’enracinement et de l’importance de la minéralisation.  Travaux miniers de recherche : creusement de puits et de galeries pour vérifier l’impact des sondages et s’assurer de la continuité de la minéralisation.  Estimation préliminaire des réserves : évaluation du tonnage de minerai que renferme la zone prospectée.  Essais de traitement : ensembles d’essais au laboratoire et au pilote dans le but d’arrêter le procédé de valorisation du minerai.

ETAPES DE DECOUVERTE D’UNE MINE SOUTERRAINE TROISIEME STADE : DUREE 2 à 3 ANS  Travaux d’infrastructure : creusement de l’ensemble des ouvrages miniers nécessaires à la mise en exploitation d’une mine : • Creusement et équipement des puits • Creusement des travers-bancs et des galeries • Creusement des cheminées

Accès aux gisements Accès par galerie à flanc de couteau

Accès par puits vertical et rampe

Accès par galerie à flanc de couteau et par puits vertical

Accès par puits vertical et incliné et rampe

Exploitation à ciel ouvert et souterraine accès aux gisements Puits Descenderie, transport camion Rampe, convoyeur à bande

Production [t/année]

100.000.000

Exploitation à ciel ouvert

10.000.000

Exploitation souterraine 1.000.000

100.000

Exploitation non rentable 10.000 10

100

1.000

profondeur [m]

10.000

ACCÈS AUX GISEMENTS

INFRASTRUCTURE D’UNE MINE SOUTERRAINE

PRINCIPAUX TYPES D’ACCÈS AUX GISEMENTS

PUITS VERTICAUX PUITS INCLINÉS RAMPES ACCES COMBINÉS

PUITS VERTICAUX

INFRASTRUCTURE LOURDE DONC INVESTISSEMENT IMPORTANT COUT OPERATOIRE FAIBLE POINT D ’EXTRACTION UNIQUE NE DISPENSE PAS DE LA REALISATION D’UNE DESCENDRIE SOLUTION RETENUE POUR DES PROFONDEURS SUPERIEURES A 300-400 m

ACCÈS PAR PUITS VERTICAL

PUITS VERTICAUX Puits principal (1) Puits d’aérage (2)

Rampe

Recoupes

Parallèles Niveau principal

Cheminée à stérile Cheminée à minerai

Gisement

PUITS VERTICAUX 200 m3/sec

130 m3/sec

200 m3/sec

10 m3/sec

110 m3/sec

1-5 - puits niveaux

6 - bure 7 - corps minéralisés 8 - station de chargement 9 - trémie 10 - cheminée à minerai 11 - cheminée à stérile 12 - monte charge 13 - station de pompage 14 - fond du puits

SECTION D’UN PUITS VERTICAL

PUITS INCLINÉ

NECESSITE D’UN CONCASSAGE ASSEZ IMPORTANT, DONC POINT D’EXTRACTION DIFFICILE A MODIFIER POSSIBILITE D’UTILISATION DE LA RAMPE PRINCIPALE MAIS NECESSITE DES TRONCONS RECTILIGNES POSSIBILITES DE PENTES FORTES (JUSQU’A 30° ET PLUS) MAIS DIFFICULTES DE CREUSEMENT SOLUTION RETENUE POUR DES PROFONDEURS INTERMEDIARES EN PARTICULIER DANS LE CAS DE GISEMENT BIEN CONNUS

PUITS INCLINÉ

niveaux 1 - puits incliné 2 - convoyeur à minerai 3 - concasseur et station de chargement 4 - puits d’aérage 5 - puits inclinée

PUITS INCLINÉ

niveau

1 - puits 2 - cheminée à minerai 3 - concasseur et station de chargement 4 - puits inclinée avec le convoyeur

SECTION D’UN PUITS INCLINÉ

RAMPE

GRANDE SOUPLESSE D’UTILISATION POUR LES CAMIONS DIESELS, MAIS POLLUTION IMPORTANTE POLLUTION REDUITE POUR LES CAMIONS ELECTRIQUES MAIS PERTE DE SOUPLESSE INVESTISSEMENT LIMITE MAIS COUT OPERATOIRE PLUTOT ELEVE SOLUTION RETENUE POUR DES FAIBLES PROFONDEURS (JUSQU’A 200 M) EN PARTICULIER DANS LE CAS DE GISEMENTS MOINS CONNUS

RAMPE

1 - puits inclinée; 2 - rampe; 3 - travers-banc ; 4 - galeries de transport ; 5 - creusement; 6 - foudroyage

RAMPE

H = (0.9 ÷ 1) L

SECTION D’UNE RAMPE

L

ACCÈS COMBINÉ 2

1

1 - puits de production 305 m niveau 1

3

2 - puits d’aérage 610 m niveau 2

3 - cheminée à remblai

765 m niveau 3

4 - rampe

915 m niveau 4 1040 m niveau 5

5 - cheminée à minerai

1160 m niveau 6

6 - cheminée d’aérage 1220 m niveau 7

7 - sous-niveaux

5

4

1280 m niveau 8

8 - cheminée à stérile

7 1340 m niveau 9

9 - concasseur

6 1400 m niveau 10

10 - réservoir à minerai 8 12

11

9 1460 m niveau 11

11 - convoyeur

10 1500 m niveau l 12

12 - trémie de chargement

ACCÈS COMBINÉ

1 - puits de production 2 - puits incliné équipé d’un convoyeur 3 - cheminée à minerai 4 - concasseur et station de chargement

POSITIONNEMENT DES PUITS

α - pendage ϕ - angle de subsidence dans la découverture β - angle de subsidence dans la roche l - distance de sécurité 1 - puits 2 - distance de sécurité 3 - zone de subsidence

DÉVELOPPEMENT

puissance < 5 m

puissance 5 à 10 m

puissance de 15 à 20 m

puissance de 20 à 100 m

DÉVELOPPEMENT D’UN AMAS

1-2 - panneaux 3 - puits de production 4 - puits axifère 5 - galeries de roulage 6 - recoupes 7 - cheminées 8 - puits d ’aérage

DIMENSIONNEMENT DU PUITS DE PRODUCTION 7,5

Diamètre de puits, m

7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 0

2000

4000

6000

8000 10000 12000 14000 16000

Production journalière du puits, t

D puits = 1.7 ⋅ P 0.15 , m

avec :

1.7 et 0.15 -coefficients empiriques; P -production journalière, t/j ; Dpuits -diamètre du puits, m .

COÛT DE CREUSEMENT DES PUITS

3500

16000

16000

Profondeur 300 m

3000

Coût fixe par mètre, $/m

Coût par mètre , $/m

14000 12000 10000 8000 6000 4000

15000

2500 2000

14000 1500 1000

13000

500

2000 0

0

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

12000 200

Diamètre du puits, m

Coût fixe

300

400

500

600

700

800

Profondeur du puits, m

Coût variable

Coût fixe

Cfix = 244527 ⋅ D , $ 0.5

Coût variable

Coût total, $/m

C var = 2455⋅ D 0.7 ⋅ H1.05 , $

Coût variable par mètre, $/m

Diamètre 7 m

COÛT DE CREUSEMENT DES GALERIES .6 Cgalerie = C ref × k × S0galerie , $/m

avec :

Cgalerie - coût de creusement d ’un mètre linéaire de galerie, $/m ; Cref - coût de creusement d ’une galerie horizontale de 2,43 x 2,43 m de section dans des conditionnes données, $/m; Sgalerie - section de la galerie à creuser, m² ; k - coefficient empirique tenant compte de type de la galerie à creuser.

Type de galerie Galerie horizontale Rampe Cheminée avec soutènement Cheminée sans soutènement Excavations de service

Coefficient, k 0,343 0,404 0,467 0,384 0,394

PRINCIPALES OPERATIONS DE L’EXPLOITATION SOUTERRAINE

PRINCIPALES OPERATIONS DE L’EXPLOITATION SOUTERRAINE

ABATTAGE :

à l ’explosif foration des trous chargement de l ’explosif tir

mécanique

DÉBLAYAGE :

scoops racleurs retro-chargeuses alimentateurs vibrants

TRANSPORT :

camions rails convoyeur

SOUTENEMENT :

boulonnage cadres métalliques et cintres boisage

ABATTAGE A L’EXPLOSIF foration des trous PETITS TROUS : diamètre < 52 mm profondeur < 5 m avantage :

on peut suivre une forme du gisement compliquée dans un massif de faible stabilité

inconvénient :

faible productivité, coût élevé

LONGS TROUS : diamètre jusqu’à 162 mm profondeur jusqu’à 70 m avantage :

productivité élevé, coût bas

inconvénient :

application limitée aux gisements de forme régulière avec des épontes stables

SCHEMAS DE FORATION DES PETITS TROUS Gradin renversé, trous verticaux l

Gradin renversé, trous horizontaux l

w h

Gradin droit, trous horizontaux w

w h h l

Tranches Montantes Remblayées Chambres-Magasins

Tranches Montantes Remblayées Chambres-Magasins

Tranches Descendantes

Jumbo

Jumbo

Jumbo

Marteau Stoper

Marteau sur Béquille

Marteau sur Béquille

DISPOSITION DES PETITS TROUS Gradin renversé, trous horizontaux, marteau sur béquille

l

w h

Schéma de foration de la face du chantier par tranches montantes remblayées

TECHNIQUES DE FORATION DES PETITS TROUS MARTEAU HORS DE TROU

FORATION MANUELLE Diamètre : Profondeur : Marteau-perforateur : Marteau stoper :

28-46 3 12.5 10

mm m m/heure m/heure

JUMBOS DE FORATION

Diamètre : Profondeur : Jumbo gradin droit : Jumbo gradin renversé :

jusqu’à 82 mm 15 m 25 m/heure 20 m/heure

SCHEMAS DE FORATION DES LONGS TROUS FORATION PARALLÈLE

FORATION EN ÉVENTAIL DESCENDANT

FORATION EN ÉVENTAIL CIRCULAIRE

meilleur répartition de l’explosif dans le massif

volume des galeries de foration réduit

volume des galeries de foration minimal

important volume de creusement des galeries de foration

répartition de l ’explosif dans le massif n ’est pas régulière

répartition de l ’explosif dans le massif est extrêmement variable

TECNIQUES DE FORATION DES LONGS TROUS MARTEAU FOND DE TROU

FOREUSE Diamètre : jusqu’à 162 mm Profondeur : 70 m Vitesse de foration : 15 (6-20) m/heure

DEBLAYAGE scoops

DEBLAYAGE scoops

Capacité du godet : de 0,5 jusqu ’à 8,4 m3 Coefficient de remplissage du godet : Gros blocs de minerai : Minerai humide : Minerai fine < 50 mm :

0,8 - 1,1 0,55 - 0,7 0,55 - 0,75

Vitesse moyenne du déplacement : Conditions favorables : Conditions moyennes : Conditions difficiles :

9 à 16 km/h 8 à 12 km/h 5 à 8 km/h

Distance du transport : 150 - 400 m Rendement : 300 - 800 t/poste

DEBLAYAGE racleurs

Capacité du godet : de 0,22 jusqu ’à 0,8 m3 Coefficient de remplissage du godet : Gros blocs de minerai : Minerai fine < 50 mm :

0,5 - 0,7 0,8 - 1,0

Vitesse moyenne du déplacement : 4.5 à 5.5 km/h

Distance optimale du transport : 20 à 30 m Distance maximale : 80 m Rendement : 30 à 100 t/poste

DEBLAYAGE retro-chargeuses

Capacité du godet : godet de 0,125 à 1 m3 benne de 1 à 5 m3

DEBLAYAGE alimentateurs vibrants

Rendement : jusqu’à 500 t/h Réserve minimale du minerai à charger : 100 000 t

RENDEMENT D’UNE MACHINE DE DEBLAYAGE tonnes par cycle j , t / hour R= durée du cycle f remp tonnes par cycle = Q ⋅ γ ⋅ , t / cycle f fois

2D 60 ⋅ + t fix , min durée du cycle = v 1000 avec :

Q - capacité du godet, m3 ; γ - masse volumique du minerai, t/ m3 ; fremp - coefficient de remplissage du godet ; ffois= 1.1 to 1.5 coefficient de foisonnement ; D - distance du transport dans un sens, mètres ; v - vitesse moyenne de déplacement, kilomètres par heure ; tfix - temps du cycle fixe (chargement, déchargement, manœuvres), minutes ; j = 50 min - minutes opérationnelles par heure, minutes;

RENDEMENT D’UNE MACHINE DE DEBLAYAGE 80 70

500

60 400

50

300

40 30

200

20 100

10

0

0 0

50

100 150 200 250 300 350 400 450 500 Distance du transport, m

LHD - 8,4 m3

Racleur - 0,38 m3

LHD - 0,76 m3

Rendement du LHD - 0.76 m3 et du racleur, t/h

Rendement du LHD - 8.4 m3, t/h

600

TRANSPORT camions

Charge utile : de 6 à 60 t Distance du transport : 500 à 1000 m

TRANSPORT rails

TRANSPORT rails

Locomotive 18 tonnes, wagons de 7.5 m3 , déchargement latéral

TRANSPORT convoyeurs

PURGEAGE

SOUTENEMENT boulonnage

SOUTENEMENT installation des boulons

mécanisée

manuelle

Cycle de creusement en souterrain

4

Les méthodes d’exploitation en souterrain Critères de qualité

 Récupération élevée du gisement  Dilution et salissage limités  Productivité et rendements élevés  Sécurité

1

Les méthodes d’exploitation en souterrain Critères de choix

 Géométrie du gisement  Comportement mécanique des roches  Autres caractéristiques physico-chimiques  Valeur du minerai

Les méthodes d’exploitation en souterrain Principales géométries de gisements

 Gisements en plateure  Gisements filoniens dressants  Gisements massifs de type amas

3

Les méthodes d’exploitation en souterrain Choix d ’une méthode d ’exploitation DONNEES GEOLOGIQUES coupe des terrains forme du gisement distribution du minerai régime hydrogéologique DONNEES GEOTECHNIQUES résistance des terrains fissuration naturelle contraintes initiales DONNEES ECONOMIQUES valeur du minerai coût d ’extraction limite production souhaitée

LISTE DES METHODES D ’EXPLOITATION chambres et piliers abandonnés chambres et piliers remblayés chambres et piliers foudroyés longues tailles chambres magasins tranches montantes remblayées tranches descendantes sous remblai tranches descendantes sous foudroyage sous niveaux abattus sous niveaux foudroyés blocs foudroyés autres

SELECTION DE METHODES ENIVISAGEABLES coût opératoire - investissement caractéristiques de production environnement CRITERES DE CHOIX critères économiques critères politiques

CHOIX DE LA METHODE DEFINITIVE

PLAN DE L’EXPOSE 2ème partie  CRITERES DE CHOIX D’UNE METHODE D’EXPLOITATION.  METHODES EN PLATEURE :  CHAMBRES ET PILIERS  LONGUES TAILLES  TAILLES COURTES  CLASSIFICATION DES METHODES EN FONCTION DE LA STABILITE DE L’EXCAVATION :  SOUS-NIVEAUX FOUDROYES  BLOCS FOUDROYES  SOUS-NIVEAUX ABATTUS  EXPLOITATION PAR REMBLAYAGE  TRANCHES DESCENDANTES  CHAMBRES MAGASINS  PERFORMANCES TECHNICO-ECONOMIQUES DES METHODES D’EXPLOITATION

Les méthodes d’exploitation en souterrain Méthodes en plateure

 Chambres et piliers • Abandonnés • Remblayés • Foudroyés • Îlots  Longues tailles  foudroyées  Remblayées  Courtes tailles 5

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés

6

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés - LHD

7

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés - Scraper

8

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés

10

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés

P

11

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers abandonnés

12

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers remblayés

13

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers remblayés - Post pillars

14

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers foudroyés

15

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers foudroyés

16

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers foudroyés

17

Les méthodes d’exploitation en souterrain Chambres et piliers foudroyés

18

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées

20

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées

21

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - charbon

22

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - potasse

23

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - phosphate

24

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - Soutènement marchant

25

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - dimensionnement

26

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - dimensionnement

27

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles foudroyées - traitement

28

Les méthodes d’exploitation en souterrain Longues tailles remblayées

29

Les méthodes d’exploitation en souterrain Tailles courtes

30

METHODES D’EXPLOITATION EN SOUTERRAIN

CLASSIFICATION SELON LA METHODE DE CONTRÔLE DE STABILITE DE L’EXCAVATION

EXPLOITATION PAR CHAMBRES VIDES

EXPLOITATION AVEC REMBLAYAGE

Sous-niveaux abattus Chambres et piliers abandonnés Chambres vides boisées Carrières souterraines Tranches montantes remblayées Tranches descendantes Chambres remblayées Chambres et piliers remblayés

CHAMBRES-MAGASINS EXPLOITATION AVEC FOUDROYAGE DU MINERAI ET DU STERILE

Sous-niveaux foudroyés Blocs foudroyés

EXPLOITATION AVEC FOUDROYAGE DU STERILE

Chambres et piliers foudroyés Longues tailles Tranches descendantes foudroyées

AUTRES CLASSIFICATIONS

SELON LE NIVEAU DE MECANISATION

Méthodes mécanisées Méthodes non-mécanisées

SELON LA GEOMETRIE DU GISEMENT

Couches minces en plateures Amas et couches épaisses Filons et couches redressées

EXPLOITATION AVEC FOUDROYAGE DU MINERAI ET DU STERILE

SOUS-NIVEAUX FOUDROYES

Zone foudroyage soutirage abattage

cheminée

Sous niveau

foration

traçage

roulage

SOUS-NIVEAUX FOUDROYES

stérile foudroyé minerai abattu

soutirage point de déchargement chargement des trous

foration en éventail point de déchargement creusement des galléries

CONDITIONS D’APPLICATION DES SOUS-NIVEAUX FOUDROYES gisement: amas et couches épaisses puissance du gisement :

supérieure à 5-10 m pour des gisements à fort pendage supérieure à 10 - 20 m pour les gisements à faible pendage

minerai et épontes stables ou de stabilité moyenne profondeur d’exploitation inférieure à 1000 m absence de niveaux aquifères et de terrains coulants dans le recouvrement

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES SOUS-NIVEAUX FOUDROYES Avantages de la méthode par sous-niveaux foudroyés : rendement du chantier et productivité du personnel élevés faible coût d’exploitation sécurité bonne (personnel toujours en galerie) Inconvénients de la méthode : la méthode n ’est pas sélective les pertes et le salissage sont importants (jusqu’à 20 %) la méthode est rigide (difficile de passer à une autre méthode) les travaux préparatoires sont relativement importants

DOMAINE D’APPLICATION ET PARAMETRES DES SOUSNIVEAUX FOUDROYES

Gisements à composante verticale forte Minerai de valeur faible et moyenne (minerai de fer) Possibilité de foudroyage de la surface Minerai et épontes stables ou de stabilité moyenne Hauteur de sous-niveau : de 15 à 70-80 m Largeur du bloc égale à la puissance du gisement mais ne dépasse pas 60 - 80 m Longueur du bloc 30 à 100 m

BLOCS FOUDROYES (variante chemin de fer)

BLOCS FOUDROYES (variante chargeur sur pneus)

Zone de foudroyage foration

soutirage scoop

roulage

CONDITIONS D’APPLICATION DES BLOCS FOUDROYES

puissance du gisement supérieure à 30-50 m minerai à faible stabilité (multi fissuré ou très faible résistance mécanique) minerai qui ne se compacte pas avec le temps absence de niveaux aquifères et de terrains coulants dans le recouvrement possibilité de foudroyage de la surface

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES BLOCS FOUDROYES

Avantages de la méthode par sous-niveaux foudroyés : rendement du chantier et productivité du personnel élevés faible coût d’exploitation

Inconvénients de la méthode : la méthode n’est pas sélective la méthode est rigide (difficile de passer à une autre méthode) les travaux préparatoires sont importants

DOMAINE D’APPLICATION ET PARAMETRES DES BLOCS FOUDROYES

Gisements massifs Minerai de valeur faible et moyenne (minerai de fer, amiante, étain,molybdène) Minerai en stockwerk multi fissuré Stérile fissuré qui se foudroie en gros blocs sans fines Hauteur du bloc : de 70 à 150 m Surface horizontale du bloc : de 30 x 30 à 60 x 100

EXPLOITATION PAR CHAMBRES VIDES

SOUS-NIVEAUX ABATTUS

Sous-niveaux

Trous d ’abattage Cheminée à personnel

Minerai abattu

Niveau de roulage Recoupe de soutirage

SOUS-NIVEAUX ABATTUS

SOUS-NIVEAUX ABATTUS Sous-niveaux Foration parallèle, descendante

Trous d ’abattage

Cheminée à personnel

Minerai abattu

Niveau de roulage Recoupe de soutirage

SOUS-NIVEAUX ABATTUS trous de mine

cheminée d’ouverture

sous-niveaux de foration

minerai abattu

point de soutirage

Forme typique de la chambre vide et du schéma de foration

Exploitation par grandes chambres vides à la mine de Mount Isa

SOUS-NIVEAUX ABATTUS (avec post-remblayage cimenté) B

A-A

A

C

C

C-C B

A

B-B

SOUS-NIVEAUX ABATTUS

CONDITIONS D’APPLICATION DES SOUS-NIVEAUX ABATTUS

gisements à fort pendage puissance de gisement supérieure à 10 m minéralisation homogène sans inclusion de stérile pour une puissance entre 10 et 20 m (chambres orientées le long de l’extension du gisement) : gisement d’une forme régulière avec des épontes parallèles minerai stable ou de stabilité moyenne épontes stables pour une puissance supérieure à 20 m (chambres orientées perpendiculairement à l’extension du gisement) : minerai stable épontes stables ou de stabilité moyenne

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES SOUSNIVEAUX ABATTUS Avantages de la méthode par sous-niveaux abattus : pendant l ’exploitation des chambres, le rendement du chantier et la productivité du personnel sont élevés, les pertes et dilution sont faibles, et le coût d’exploitation est faible Inconvénients de la méthode: difficulté de récupération des piliers entre les chambres l ’abandon des piliers induit des pertes de minerai la récupération après remblayage cimenté des chambres induit une augmentation de coût d’exploitation la récupération des piliers avec foudroyage induit des pertes et du salissage importants

DOMAINE D’APPLICATION ET PARAMETRES DES SOUS-NIVEAUX ABATTUS

Gisements de puissance supérieure à 10 m Fort pendage Minerai de valeur moyenne Minerai et épontes stables Hauteur des chambres de 30 à 150 m Longueur des chambres de 10 à 60 m Largeur des chambres de 10 à 30 m

CHAMBRES ET PILIERS ABANDONNES C

1-jumbo de foration; 2- chargeuse; 3-galerie de ventilation; 4-camion; 5-bouteur; 6-jumbo de boulonnage; C-C

7-purgeuse; 8-pilier entre les chantiers; 9-galerie ; 10-travers banc;

EXPLOITATION AVEC REMBLAYAGE

CHAMBRES ET PILIERS REMBLAYES

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

Cheminée à remblai/aérage

Cheminée à minerai

minerai Chantier

rampe

remblai

Cheminée à minerai

Voie de base

Matériel, personnel

TRANCHES MONTANTES REMBLAYEES MÉCANISÉES FORATION : jumbo de foration QUASAR D3-E50 DEBLAYAGE : scoop ST-6CN SOUTIRAGE : scoop ST-6CN REMBLAYAGE : remblai hydraulique

1 - voie de base ; 2 - voie de tête ; 3 - cheminée à remblai ; 4 - cheminée à minerai ; 5 - cheminées de service ; 6 recoupes ; 7, 8 - piliers ; 9 - minerai en place ; 10 - minerai abattu ; 11 - remblai en place ; 12 -rampe.

TRANCHES MONTANTES REMBLAYEES SEMI-MÉCANISÉES FORATION : marteau sur béquille DEBLAYAGE : scoop Microscoop 100 SOUTIRAGE : scoop ST-6CN REMBLAYAGE : remblai rocheux cimenté

1 - voie de base ; 2 - voie de tête ; 3 - cheminée à remblai ; 4 - cheminée à minerai ; 5 - cheminées de service ; 6 recoupes ; 7, 8 - piliers ; 9 - minerai en place ; 10 - minerai abattu ; 11 - remblai en place .

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES NON-MÉCANISÉES FORATION : marteau stoper DEBLAYAGE : racleur 28 m3 SOUTIRAGE : racleur 0.36 m3 REMBLAYAGE : remblai rocheux cimenté

1 - voie de base ; 2 - voie de tête ; 3 - cheminée à remblai ; 4 - cheminée à minerai ; 5 - cheminées de service ; 6 recoupes ; 7, 8 - piliers ; 9 - minerai en place ; 10 - minerai abattu ; 11 - remblai en place .

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES A

A-A

A

1 - voie de roulage; 2 - cheminée de service; 3 - cheminée de ventilation; 4 - cheminée à remblai; 5 - voie de service (remblai, ventilation) ;6 - racleur; 7 - chargeur; 8 - protection de béton; 9 - jumbo de foration

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES 5

A

6

A-A

6

A 1 - voie de roulage; 2 -cheminée de service ; 3 - cheminée de ventilation; 4 - cheminée à remblai; 5 - voie de service (remblai, ventilation) ; 6 - racleur

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

cheminée à remblai

Cheminée à minerai

Cheminée de service

Remblai humide

Cheminée à minerai

_ Voie de roulage

Voie de roulage

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

foration

chargement

remblayage

Roche solide

roche moyenne

Roche faible

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES A

C-C

B

A-A

B

A B-B

C

C

1 - voie de roulage; 2 - recoupe; 3 - cheminée pour accès, remblai, ventilation ; 4 - rampe 10-12° ;

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES jumbo

minerai

remblai

LHD

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

Scoop dans le chantier par tranches montantes remblayées

Schéma de foration du front du chantier par tranches montantes remblayées

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

CONDITIONS D’APPLICATION DES TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

•

Il n’y a pas de limitation liée au pendage, à la puissance ou à la forme du gisement

•

Minerai stable

•

Épontes de faible résistance mécanique

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES Avantages de la méthode par tranches montantes : la méthode peut être utilisée dans une large plage de conditions géomècaniques et géologiques la méthode est sélective les pertes de minerai et le salissage sont faibles si la surface du remblai est protégée contre le mélange avec le minerai abattu la méthode permet facilement de s’adapter au changement de pendage ou d’orientation du corps minéralisé et de passer à une autre méthode Inconvénients de la méthode : si le remblai cimenté est utilisé le coût d’exploitation est important si le remblai rocheux est utilisé le rendement du chantier et la productivité du personnel sont faible

DOMAINE D’APPLICATION ET PARAMETRES DES TRANCHES MONTANTES REMBLAYÉES

Gisements à fort pendage, de puissance jusqu’à 5-10 m Minerai de valeur importante Forte variation du pendage et de la puissance de gisement , inclusions du stérile Pas d ’affaissement de la surface Hauteur d ’étage

50-60 m

Longueur du chantier

de 40 à 120 m

Hauteur d’une tranche

2,5 - 3 m (foration manuelle) 3 - 5 m (foration avec jumbo)

Largeur maximale d’une tranche

5 - 10 m

TRANCHES DESCENDANTES

1 - cheminée à remblai; 2 - cheminée à minerai; 3 - recoupe; 4 - conduit de ventilation ; 5 - limite de gisement; 6 - limite de chantier; I -Abattage; II - chargement; III -remblayage.

TRANCHES DESCENDANTES

1 - voie de tête ; 2 - voie de roulage ; 3 - rampe ; 4 - accès à la chambre ; 5 - cheminée à remblai et minerai; 6 - limite du chantier.

TRANCHES DESCENDANTES

1 - matelas de minerai ; 2 - grillage de renforcement ; 3 - ancrage ; 4 - cable ; 5 -réservation en polystyrene ; 6 minerai ; 7 - épontes ; 8 - remblai de la tranche supérieure.

TRANCHES DESCENDANTES

Travers-banc de remblayage

Rampe d’accès: 20%

Rampe: 20%

R - cheminée à remblai; J - cheminée à minerai.

TRANCHES DESCENDANTES

TRANCHES DESCENDANTES

TRANCHES DESCENDANTES

CONDITIONS D’APPLICATION DES TRANCHES DESCENDANTES

il n’y a pas de limitation liée à la stabilité du minerai et des épontes ni à la forme du gisement pour des gisements à fort pendage il n’y a pas de limitation liée à la puissance du gisement pour des gisements à faible pendage la puissance doit être supérieure à 15 - 20 m

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES TRANCHES DESCENDANTES

Avantages de la méthode par tranches descendantes : la méthode peut être utilisée dans une très large plage de conditions géomècaniques et géologiques la méthode est sélective les pertes de minerai et le salissage sont très faibles la méthode permet facilement de s’adapter au changement de pendage ou d’orientation du corps minéralisé et de passer à une autre méthode la méthode permet l’exploitation à grande profondeur avec une forte pression de terrains Inconvénients de la méthode : le rendement du chantier et la productivité du personnel sont faibles le coût d’exploitation est important à cause de l’utilisation du remblai cimenté

DOMAINE D’APPLICATION DES TRANCHES DESCENDANTES

Le coût d’exploitation étant élevé la méthode est utilisée lorsqu’il est impossible d ’utiliser les autres méthodes Gisements filoniens à fort pendage avec du minerai et des épontes de faible résistance mécanique Minerai de valeur importante Pas d ’affaissements de la surface

CHAMBRES-MAGASINS

CHAMBRES-MAGASINS

FORATION : marteau sur béquille SOUTIRAGE : scoop ST-2

1 - voie de base ; 2 - voie de tête ; 3 - cheminées ; 4 - passages ; 5 - piliers ; 6 - recoupes ; 7 - minerai en place; 8 trous de mine ; 9 - minerai abattu .

CHAMBRES-MAGASINS

CHAMBRES-MAGASINS A-A

B-B

B A

broken ore

A B

1 - voie de base (roulage) ; 2 - voie de tête (approvisionnement et ventilation) ; 3 - niche ; 4 -stot.

CHAMBRES-MAGASINS

niveau 144 Stot: 5 m

Chambre exploitée

Cheminée Alimac

Chambre préparée

ventilateur

Ouvertures

Chambre en exploitation Conduit de ventilation

Niveau de roulage 200

piliers

Stot entre chambres

Chambre en fin d’exploitation

ventilateur

CHAMBRES-MAGASINS

Chambre preparée

Niveau 130 stot

puissance

Chambre en exploitation

piliers 2.5 x 2 m

Niveau de roulage 200

Tpilier mince entre chambres

Hauteur d’étage

Chambre exploitée

CONDITIONS D’APPLICATION DES CHAMBRES-MAGASINS Pour assurer la descente du minerai par gravité vers les points de soutirage il faut que : le pendage du gisement soit supérieur à 55-60° la puissance du gisement (ou de l ’ouverture) soit supérieure à 1 - 1.3 m le gisement ait une forme régulière avec des épontes parallèles les épontes soient suffisamment stables pour que leur convergence ne provoque pas le blocage du minerai abattu le minerai ne se compacte pas avec le temps Pour assurer la sécurité du travail il faut que : le minerai soit suffisamment stable pour permettre le travail du personnel en dessous

AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES CHAMBRES-MAGASINS Avantages de la méthode par chambres magasins : le rendement du chantier et la productivité du personnel en phase de soutirage final sont élevés les pertes de minerai et le salissage sont faibles si la chambre se vide bien les travaux préparatoires sont réduits (absence de galeries de foration) le stock de minerai dans les magasins facilite la stabilisation de la teneur du tout-venant Inconvénients de la méthode : le minerai abattu n’est pas extrait immédiatement: il est bloqué dans le magasin la nécessité du nivellement de la surface du minerai et de purgeage du toit le soutirage n’est pas sélectif

DOMAINE D’APPLICATION ET PARAMETRES DES CHAMBRES-MAGASINS

Gisements de métaux de base et d ’or à fort pendage, de puissance de 0.5 à 5 m. Hauteur d ’étage

50-60 m

Longueur du chantier

de 40 à 100 m

Largeur du pilier entre les chantiers

de 6 à 10 m

Épaisseur du stot

de 2 à 10 m

Épaisseur du pilier de base d’étage

de 4 à 15 m

EXPLOITATION AVEC FOUDROYAGE DU STERILE

TRANCHES DESCENDANTES FOUDROYEES

CHAMBRES ET PILIERS FOUDROYES

taux de défruitement: jusqu ’à 85% avancement du front: 8 à 10 m/mois

PARAMETRES INDICATIFS t/mois

t/h/p

Pertes, %

Dilution, %

Développe Coût, ment, $/t m/1000t 7-9 15-40

Chambres -magasins

600-1700 1600-5500

6-15 8-20

7-25

5-10

Tranches montantes remblayées

1500-3000 6000

15-20 80

1-5

5-10

2-5

20-68

Tranches descendantes

1500-3000

15-30

1-5

0-5

8-12

35-85

Sous-niveaux abattus

6000-22000

35-100

5-25

10-25

4-7

15-25

Sous-niveaux foudroyés

10000-20000

50-110

10-20

10-30

1,5-4

20-25

Blocs foudroyés

10000-40000

50-90

12-25

12-25

7-10

2,5-8

Méthodes d’exploitation: performances technico-économiques  Méthodes d ’exploitation  Condition d ’application  Performances techniques  Productivité  Coûts opératoires

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques 1.200

Coût opératoire [ATS/t]

1.000 800 600 400 200 0 0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

Productivité [t/année homme]

30.000

35.000

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Productivité [t/année homme]

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques 100000

10000

1000

100

1

10

Largeur du chambre [m]

100

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Productivité [t/année homme] 35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0 TMR

TDR

C_MAG

SNA

LTV

BLOC_F

C_PIL

Min-Max 25%-75% Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Production/chantier [t/année]

500000

400000

300000

200000

100000 Min-Max 25%-75%

0 TMR

TDR

C_MAG

SNA

LTV

C_PIL

Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Productivité [t/année*homme]

35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 0

500

1.000 Profondeur [m]

1.500

2.000

2.500

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Méthodes d'exploitation - coûts opératoires [ATS/t]

1000

800

600

400

200 Min-Max

0

25%-75% TMR

TDR

SNA

LTV

C_PIL

Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Méthodes d'exploitation - production [t/année]

10000000

1000000

100000

Min-Max 10000 TMR

C_MAG TDR

LTV SNA

C_PIL B_FOUD

25%-75% Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Méthodes d'exploitation - profondeur [m] 2500

2000

1500

1000

500 Min-Max 0 TMR

C_MAG TDR

LTV SNA

C_PIL B_FOUD

25%-75% Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Méthodes d'exploitation - épaisseur [m]

100,0

10,0

1,0

Min-Max 0,1 TMR

C_MAG TDR

LTV SNA

C_PIL B_FOUD

25%-75% Median

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Méthodes d'exploitation - pendage [°]

100

80

60

40

20 Min-Max

0

25%-75% TMR

TDR

C_MAG

SNA

LTV

C_PIL

Median

Productivité [t/année homme]

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

30000 20000 10000 0 0

20

40

60

Pendage [°]

80

100

Coûts opératoires [US$/m³ roche]

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques Tranches montantes remblayées, gisement plateure- à fort pendage

40

60

Tranches montantes remblayées

50 30 40

Sous-niveaux foudroyées gisement plateure- à fort pendage

20

Chambres et piliers

30

20 10

Chambres et piliers, gisement plateure-horizontale

1

2

10

3

Puissance de gisement[m]

1

2

3

Puissance de gisement[m]

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques

Méthodes d’exploitation performances technico-économiques