La solution grande capacité

 dossier spécial rendement énergétique La quête de ressources minières en voie de diminution oblige l’industrie à exploiter des sites de plus en plus difficiles et des gisements de qualité inférieure. Pour les entreprises décidées à lutter contre les coûts énergétiques inhérents à l’extraction grande capacité, l’In-Pit Crushing and Conveying représente une solution.

En raison de la raréfaction grandissante des ressources minières et de la détérioration de la qualité des gisements, le coût de l’énergie est un facteur qui prend de l’ampleur dans l’industrie minière. Les compagnies sont en quête de systèmes grande capacité pouvant opérer dans des conditions difficiles et dans des régions éloignées tout en comprimant les coûts d’exploitation et énergétiques.

Convoyeurs ou camions ?

Les atouts du transport par convoyeur par rapport au transport par camions :

  • grande capacité et production toute l’année
  • fonctionnement en continu
  • automatisation accrue
  • sécurité accrue (pas de circulation)
  • coûts d’exploitation bien inférieurs
  • meilleur rendement énergétique (moins de voyages à vide) et baisse du bilan carbone
  • moins de personnel (un camion requiert au moins six personnes pour son fonctionnement et sa maintenance)
  • moins de maintenance de l’équipement
  • moins d’équipements annexes nécessaires
  • coûts d’infrastructures inférieurs
  • pas de maintenance d’une voie d’accès à la mine
  • durée de vie plus longue (30 ans pour l’IPCC contre six à huit ans pour un camion)
  • l’électricité nécessaire au fonctionnement de l’IPCC coûte généralement moins cher que le gazole des camions
  • moins de poussière
  • moins de sensibilité à des conditions météorologiques difficiles (fortes pluies, neige, températures extrêmes).

Helmut Oberrisser, responsable systèmes et solutions chez Sandvik, est conscient du problème : « La limitation des ressources minières va se traduire par des gisements plus profonds situés dans des régions plus isolées, des taux d’excavation plus élevés et l’exploitation de gisements de qualité inférieure. La reprise et le transport sont les principaux vecteurs de coût en matière d’extraction minière (le traitement est l’opération qui consomme le plus d’énergie dans toute la chaîne de valeur), et les dépenses d’énergie sont susceptibles de croître de manière exponentielle à l’avenir. »

Pour bien des compagnies, l’In-Pit Crushing and Conveying (IPCC) représente une solution de premier choix à ce problème. Ce système minier complet, qui associe plusieurs technologies (machines de concassage, de convoyage et équipements mobiles), offre une alternative efficace au système pelle hydraulique/camion. Il fait appel à des pelles hydrauliques ou roues-pelles complétées par des concasseurs mobiles ou des stations de concassage semi-mobiles. Même s’il existe plusieurs types d’IPCC, le but visé est le même : assurer une production en continu dans les mines et carrières.

L’IPCC permet de diminuer la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation, en partie parce qu’il réduit le recours aux camions (moins de dépenses de carburant, de main d’œuvre et de maintenance). « Les frais de fonctionnement d’un camion sont élevés : sa durée de vie n’est que de six à huit ans, il exige une maintenance fréquente et consomme beaucoup de pièces d’usure onéreuses, affirme Helmut Oberrisser. En moyenne, on a besoin de six à sept personnes pour faire rouler un camion 24h/24, maintenance et construction des voies d’accès inclus. L’IPCC comprime ou élimine ces coûts. »

Les compagnies prévoient de devoir passer au crible de plus en plus de roches pour en extraire du minerai. L’IPCC est en mesure d’assumer ce travail haute capacité à un degré beaucoup plus élevé qu’avec une exploitation classique. Ceci le rend idéal pour les grandes mines et carrières extrayant des roches dures ou semi-dures.

Sandvik possède un atout de taille par rapport à ses concurrents : le Groupe peut fournir tous les composants d’un système IPCC. Il peut également personnaliser le système en fonction d’une série de critères uniques à chaque site (capacité et développement annuels prévus, aménagement, propriétés de la roche). « C’est le point fort de Sandvik. Pas besoin de promouvoir un certain type d’équipement parce qu’il y a des trous dans la ligne de produits. Notre gamme est complète, nous pouvons donc optimiser le choix de l’équipement. »

Ruj Bunduwongse, directeur général adjoint de la division industrie minière de l’Italian Thai Development Public Company (ITD), est responsable du projet de la mine de Mae Moh, en Thaïlande. Il savait qu’il était indispensable de sélectionner l’équipement approprié afin de réduire les coûts énergétiques dans un environnement difficile.

Son employeur a remporté un contrat portant sur l’évacuation de 35 millions de m3 de matériaux excavés par an. Ces matériaux peuvent être aussi bien secs et abrasifs que boueux et collants. La mine est réputée pour ses conditions contraignantes : il y fait très chaud l’été tandis que les précipitations de la mousson d’hiver inondent le site et transforment le sol en terrain boueux sur lequel les camions ont du mal à se déplacer. Ces conditions exigeaient un dispositif travaillant en continu, doté d’une excellente technologie de refroidissement, capable d’économiser l’énergie et réduisant la circulation des camions.

« Au moment de sélectionner l’équipement, nous avons étudié les coûts de l’investissement, du carburant, de l’électricité, de la maintenance ainsi que la manière de tourner à plein temps par tous les temps », explique Ruj Bunduwongse. ITD a retenu deux systèmes capables de résister aux conditions changeantes : un système continu composé de deux lignes de production d’une capacité de 11 000 tonnes/heure (avec chacune des concasseurs semi-mobiles de 4 000 à 5 500 tonnes/heure), et un système pelle/camion. Les deux solutions ont été livrées et installées sur une période de 12 mois.

Tout en un

Tout ce dont on a besoin au même endroit.

L’IPCC peut traiter des roches dures et mi-dures. Si la roche de la carrière est dure, il faudra forer et dynamiter avant d’évacuer les déblais avec une dragline ou une roue-pelle. Les concasseurs entièrement mobiles sont généralement équipés d’un concasseur à cylindres ou d’un crible. Par conséquent, ils sont également adaptés aux roches semi-dures.

Même s’il existe plusieurs types de système, un dispositif IPCC comprend généralement une dragline ou une roue-pelle, un concasseur entièrement ou semi-mobile, et plusieurs convoyeurs mobiles qui transportent les roches en vrac à l’intérieur de la mine et vers l’extérieur. S’il s’agit de stérile, le système inclut un dispositif de mise en terril avec remblayeur. S’il s’agit de charbon ou de minerai, il comprendra un système de mise en stock pile pour stockage provisoire. Dans le cas d’une exploitation à trois gradins, l’équipement de front de galerie inclura également un convoyeur automoteur intégré ou un stacker afin que la dragline ou pelle et le concasseur puissent charger le convoyeur mobile à partir du premier et du dernier gradin.

Ce projet a été couronné de succès. « Le prix du carburant a augmenté, et les pneus de grandes dimensions ont été difficiles à trouver ces dernières années, rappelle Ruj Bunduwongse. Avec l’IPCC, nous nous sommes rendu compte que ces éléments ont eu un impact minimal sur notre projet. On voit rarement des camions circuler sur nos sites. Le système IPCC nous aide à dépasser nos projections de production chaque année. Le projet a été terminé plus tôt que prévu grâce à la fiabilité du système et à une disponibilité incomparable des machines. »

L’un des facteurs de la baisse des coûts a été la distance de trajet raccourcie entre le site d’extraction et le convoyeur. L’IPCC peut remplacer complètement des camions par des concasseurs 100 % mobiles ou partiellement par des concasseurs semi-mobiles, ce qui entraîne d’appréciables économies (voir diagramme page 16). Pour ITD, la clé de la réussite a été de pouvoir éviter de rouler sur le terrain parfois boueux. « Le trajet des tombereaux était limité à une moyenne de 700 mètres entre la pelle et le concasseur. Le raccourcissement de la distance parcourue se traduit par une réduction des émissions et des coûts de carburant contrôlés. »

On entendra certainement parler d’autres réussites telles que celle-ci à mesure que les compagnies minières opteront pour l’IPCC pour relever les défis qu’imposent l’extraction grande capacité et l’escalade des coûts énergétiques. En Amérique du Sud, Sandvik vient de conclure un contrat portant sur deux de ses nouveaux systèmes de concassage PF300. Helmut Oberrisser est enthousiasmé par le nouveau modèle. « Ses caractéristiques supérieures en matière de conception et de fonctionnement sont merveilleusement adaptées à la grande capacité. »

Le dispositif est entièrement mobile, il est donc plus souple que les autres systèmes IPCC, et ceci réduit également les voyages à vide, un facteur non négligeable en termes de coûts de fonctionnement et de l’énergie.
À mesure que ces charges financières incontournables pour accéder à des ressources minières plus difficiles à exploiter augmentent, tout nouveau développement en matière d’IPCC est le bienvenu.
David Shamy