2. Transports souterrains
1) Classification des transports souterrains
Le transport souterrain est un maillon essentiel de l'exploitation et de la production des minerais métalliques et non métalliques. Il englobe le transport des déblais dans les chantiers d'exploitation et le transport des galeries. Il s'agit du réseau de transport des déblais provenant des chantiers d'exploitation continus, des fronts de taille et des entrepôts souterrains, des zones de remblayage ou des entrepôts de surface, ainsi que des champs de stériles. Le transport des déblais comprend le transport par gravité, le transport par râteau électrique, le transport par engins sans rails (pelles, chargeuses ou véhicules miniers), le transport par vibrations et le transport par explosion, etc. Le transport des galeries comprend le transport des déblais en pente et en voie inclinée, c'est-à-dire le transport entre la cheminée du chantier, la terrasse du chantier ou la galerie située sous le puits d'exploitation et le silo de stockage souterrain (ou l'entrée de la galerie d'accès).
La classification des transports souterrains selon le mode de transport et l'équipement de transport est présentée dans le tableau 3-4.
Classification des transports souterrains
Afin d'assurer le fonctionnement normal et efficace des transports souterrains, les équipements auxiliaires de transport nécessaires sont indispensables.
2) Système de transport souterrain
Le système et le mode de transport des mines souterraines sont généralement définis lors de l'aménagement et de la conception des gisements. Les principes retenus doivent tenir compte des conditions d'exploitation du gisement, du système de développement, de la méthode et de l'échelle d'extraction, de la durée de vie de la production, de l'état de développement des équipements de transport et du niveau de gestion de l'entreprise. Le système doit être technologiquement avancé et fiable, économiquement avantageux, sûr, facile à gérer, peu énergivore et nécessiter un investissement réduit.
(1) Transport ferroviaire
Le transport ferroviaire désigne généralement le transport par locomotive, principal mode de transport dans les mines souterraines, tant en Chine qu'à l'étranger. Il se compose principalement de véhicules miniers, d'équipements de traction et de machines auxiliaires, formant souvent un système de transport efficace comprenant un râteau pour le minerai, un système de chargement, etc.convoyeur à bandeLes engins de transport sans rails, utilisés dans le processus de production, permettent d'acheminer le minerai, les stériles, les matériaux, l'équipement et le personnel. Ils constituent un facteur déterminant de l'organisation de la production et de la capacité de production de la mine.
Le transport ferroviaire présente plusieurs avantages : large utilisation, grande capacité de production (déterminée par le nombre de locomotives), distance de transport illimitée, rentabilité élevée, flexibilité des horaires et possibilité de transporter divers minerais le long des lignes de bifurcation. Ses inconvénients résident dans l’intermittence du transport, les limitations de productivité liées à l’organisation du travail (généralement de 3 à 5 ‰) et la difficulté à garantir la sécurité du transport en cas de forte pente.
Le transport ferroviaire sur rails est le principal mode de transport horizontal longue distance. L'écartement des voies est divisé en écartement standard (1 435 mm) et écartement réduit (600 mm, 762 mm et 900 mm). Selon l'écartement, on distingue les locomotives à voie normale et les locomotives à voie réduite. Selon leur source d'énergie, les locomotives minières se divisent en locomotives électriques, diesel et à vapeur. Les locomotives à vapeur ont quasiment disparu, et les locomotives diesel sont généralement utilisées uniquement en surface. Les locomotives électriques fonctionnent à l'électricité. Selon leur alimentation, on distingue les locomotives à courant continu (CC) et les locomotives à courant alternatif (CA). Les locomotives à courant continu sont les plus répandues. De nombreux utilisateurs optent désormais pour des motrices à variation de fréquence. Selon leur mode d'alimentation, les locomotives à courant continu se divisent en locomotives à fil et locomotives à batterie. La grande majorité des locomotives utilisées dans les mines souterraines non charbonnières en Chine sont des locomotives à fil.
Grâce à sa structure simple, son faible coût, sa maintenance aisée, sa grande capacité de transport, sa vitesse élevée, son rendement énergétique important et ses faibles coûts de transport, ce système est le plus répandu. Son principal inconvénient réside dans le manque de flexibilité des installations de redressement et de câblage ; la largeur des voies et la sécurité des piétons sont des facteurs limitants, et le risque d'étincelles entre le pantographe et la voie est interdit lors de la construction initiale des mines de gaz importantes. Cependant, à long terme, le coût total de ce moteur est bien inférieur à celui d'un moteur à batterie. La tension continue est de 250 V ou 550 V.
Un moteur électrique à batterie est alimenté par une batterie. Celle-ci est généralement chargée dans un garage souterrain. Après une certaine durée d'utilisation, il est conseillé de remplacer la batterie chargée. Ce type de moteur présente l'avantage d'éliminer tout risque d'étincelles et convient parfaitement aux mines de gaz ne nécessitant pas de lignes électriques. Son utilisation est flexible et il est particulièrement adapté aux faibles puissances, aux systèmes de transport en galeries irrégulières et aux tunnels. Son inconvénient réside dans le faible rendement énergétique initial de l'équipement de charge et les coûts de transport élevés. Généralement, les moteurs à fil sont utilisés en phase d'exploitation minière, tandis que les moteurs à batterie peuvent être utilisés en phase de développement pour pallier les contraintes extérieures. Ils ne doivent pas être utilisés dans les galeries de retour d'air en présence de gaz de mine, ni dans les mines à forte teneur en soufre ou présentant un risque d'incendie naturel ; dans ce cas, des moteurs à batterie antidéflagrants sont nécessaires.
En plus des deux types mentionnés ci-dessus,moteurs électriquesIl existe des moteurs électriques à double énergie, que l'on peut principalement diviser en deux catégories : les locomotives électriques à batterie et les locomotives électriques à câble. Les locomotives à batterie sont équipées d'un chargeur automatique, ce qui améliore leur taux d'utilisation et leur flexibilité. Sur les voies de transport, l'alimentation se fait par câble, mais la distance de cette alimentation ne doit pas excéder la longueur du câble.
Les locomotives à combustion interne ne nécessitent pas de chaînage, présentent un faible investissement et sont très flexibles. Cependant, leur structure complexe et leurs gaz d'échappement polluants imposent l'installation d'un système d'épuration des gaz d'échappement à l'orifice d'échappement et l'amélioration de la ventilation des galeries. Actuellement, seules quelques mines en Chine utilisent des systèmes de ventilation performants pour le transport en surface et en galerie, contrairement aux mines étrangères où leur utilisation est plus répandue.
Les véhicules miniers transportent du minerai (pierres stériles), des personnes et d'autres véhicules, des véhicules de transport de matériaux, des véhicules pour explosifs, des camions-citernes, des camions de pompiers et des véhicules sanitaires, ainsi que d'autres véhicules spéciaux.
(2) Transport sans rails
Dans les années 1960, avec l'amélioration des équipements souterrains sans rails, la technologie d'exploitation minière souterraine sans rails s'est également développée rapidement.
L'engin minier souterrain est un véhicule automoteur spécialement conçu pour les mines souterraines. Principal moyen de transport pour l'exploitation minière sans chenilles, il offre mobilité, flexibilité, multi-énergie et économie. Largement utilisé dans tous types de mines souterraines aux conditions propices à une exploitation optimisée, il permet non seulement d'accroître la productivité et le rendement, de favoriser l'expansion continue de la production, mais aussi de transformer les procédés, les méthodes d'extraction et les systèmes de galeries et de transport. Avec le développement récent de l'automatisation minière, de l'exploitation intelligente et d'autres technologies, les mines souterraines s'orientent vers une exploitation sans conducteur et sans chenilles.
① Les principaux avantages du transport automobile dans les mines souterraines sont les suivants :
a. Mobilité flexible, large gamme d'applications et fort potentiel de production. Les roches extraites du front de taille peuvent être transportées directement vers chaque site de déchargement sans transbordement intermédiaire, et le personnel, les matériaux et les équipements présents sur le site de déchargement peuvent également accéder directement au front de taille sans transfert.
b. Dans certaines conditions, l'utilisation du transport automobile dans les mines souterraines peut permettre d'économiser de manière appropriée du matériel, de l'acier et du personnel.
c. Avant l’achèvement de l’ensemble des installations de puits, il est possible d’avancer et de faciliter l’exploitation et le transport des gisements et des bordures sporadiques.
d. Dans des conditions de distance de transport raisonnable, les liens de transport et de production des véhicules miniers souterrains sont moins nombreux, ce qui peut améliorer considérablement la productivité du travail.
② Les inconvénients du transport automobile dans les mines souterraines sont les suivants :
a. Bien que les wagonnets des mines souterraines soient équipés d'un système de purification des gaz d'échappement, ces derniers, rejetés par le moteur diesel, polluent l'air souterrain, un problème qui persiste à l'heure actuelle. Des mesures telles que le renforcement de la ventilation sont généralement mises en œuvre, ce qui entraîne une augmentation du coût des équipements.
b. En raison de la mauvaise qualité de la surface de la route de la mine souterraine, la consommation de pneus est importante et le coût des pièces de rechange augmente.
c. La charge de travail en matière de maintenance est importante, elle nécessite des ouvriers de maintenance qualifiés et un atelier de maintenance bien équipé.
d. Afin de faciliter la conduite des wagonnets miniers souterrains, la section de chaussée requise est importante, ce qui augmente le coût de développement.
③ Comparés aux véhicules de déchargement automatique terrestres, les véhicules miniers souterrains présentent généralement les caractéristiques structurelles suivantes :
a. Peut être assemblé et monté, grand puits pratique.
b. Grâce à un châssis articulé, une direction hydraulique, la largeur de la carrosserie est réduite et le rayon de braquage est petit.
c. La hauteur de la carrosserie est faible, généralement de 2 à 3 m, ce qui convient au travail dans des espaces souterrains étroits et bas, avec un centre de gravité bas, ce qui augmente la capacité de franchissement.
d. La vitesse de conduite est faible et la puissance du moteur est réduite, ce qui diminue les émissions polluantes.
(3)Convoyeur à bandetransport
Le transport par convoyeur à bande est un mode de transport continu, principalement utilisé pour le transport de roches minérales, mais également pour le transport de matériaux et de personnel. Ce mode de transport offre une grande capacité de production, une sécurité et une fiabilité élevées, une utilisation simple et un haut degré d'automatisation. Grâce à l'utilisation de bandes à haute résistance, le transport par convoyeur à bande se caractérise par de longues distances, de grands volumes et une vitesse élevée, répondant ainsi aux exigences de transport efficace des équipements miniers modernes.
Le transport par convoyeur à bande dans les mines souterraines est limité par la nature du massif rocheux, le volume de trafic, l'inclinaison des galeries, la présence de courbes, etc. Généralement, seul le minerai concassé à gros grains (moins de 350 mm) peut être transporté, et ce système convient uniquement aux grands volumes, aux faibles inclinaisons et aux galeries sans courbes.
Le transport par convoyeur à bande souterrain peut être divisé en : ① le transport par convoyeur à bande de chantier, selon son lieu d’utilisation et les tâches de transport effectuées, qui reçoit et transporte directement les roches minérales du front de taille ; ② le transport par convoyeur à bande de collecte minière, qui reçoit les roches minérales de deux convoyeurs à bande ou plus ; ③ le transport par convoyeur à bande principal, qui transporte toutes les roches extraites de la mine souterraine, y compris celles provenant du convoyeur à bande, jusqu’à la surface.
Les convoyeurs à bande se divisent en deux catégories principales selon leur structure : les convoyeurs à bande de base et les convoyeurs à bande spéciaux. Parmi les convoyeurs à bande de base, on distingue notamment les convoyeurs à bande à gorge profonde, à bande à bords ondulés, à bande à motifs, à bande tubulaire, à bande à coussin d'air, à bande sous pression et à bande cintrée.
Le transport par convoyeur à bande assure la continuité du processus de transport des matériaux. Comparé à d'autres équipements de convoyage, il présente les caractéristiques suivantes :
① Capacité de transport. La capacité maximale des convoyeurs à bande nationaux a atteint 8 400 t/h, et celle des convoyeurs à bande étrangers a atteint 37 500 t/h.
2. Longue distance de transport. Du point de vue technique, la distance de transport d'un convoyeur à bande n'est pas limitée par la robustesse de la bande. La longueur d'un convoyeur à bande domestique atteint 15,84 km.
③ Forte adaptabilité au terrain. Le convoyeur à bande peut s'adapter au terrain, qu'il s'agisse de courbes modérées ou de plans horizontaux, réduisant ainsi le nombre d'étapes intermédiaires telles que les stations de transfert et les investissements en infrastructure. Il permet également d'éviter les interférences avec les routes, les voies ferrées, les montagnes, les rivières et les villes, que ce soit dans l'espace ou en plan.
④ Structure simple, sûre et fiable. La fiabilité du convoyeur à bande a été vérifiée par de nombreuses applications dans le domaine industriel.
⑤Faibles coûts d'exploitation. Le temps de transport et la consommation d'énergie par unité de transport du système de convoyeur à bande sont généralement les plus faibles parmi tous les véhicules ou équipements de transport de matériaux en vrac, et la maintenance est facile et rapide.
⑥ Haut degré d'automatisation. Le processus de convoyage par convoyeur à bande est simple, la concentration des équipements électriques est un atout, le contrôle est précis et l'automatisation est facile à mettre en œuvre.
⑦ Elle présente les caractéristiques d'une faible influence des conditions météorologiques et d'une longue durée de vie.
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Date de publication : 16 mars 2023
