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Remblayage gagnant

PROVINCE DE MPUMALANGA, AFRIQUE DU SUD. Une nouvelle foreuse automatisable pour trous de mine permet à une mine de charbon sud-africaine de dégager rapidement les morts-terrains afin d’atteindre de nouvelles ressources et prolonger la durée d’exploitation du site.

Mafube signifie « l’aube d’un nouveau jour » en langue sotho du Sud, et la mine Mafube, la bien nommée, située dans le bassin houiller de Witbank en Afrique du Sud, est en effet entrée dans une nouvelle ère.

La coentreprise détenue à parts égales par les groupes Anglo American et Exxaro Resources est entrée en activité en 2007, produisant du charbon thermique de haute qualité pour l’exportation et un produit de moindre qualité pour une centrale électrique voisine.

Ayant épuisé les réserves de Springbok-laagte fin 2018, la mine a lancé un projet visant à mettre en production la ressource voisine de Nooitgedacht, prolongeant ainsi sa durée d’exploitation jusqu’en 2032 au moins. Ce site à ciel ouvert a commencé à produire à la mi-2018 après l’acquisition d’équipements et l’installation d’un convoyeur terrestre de 7 km servant à acheminer le charbon brut vers l’installation de lavage de Springbok-laagte où il est traité.

Mafube a produit 5,3 millions de tonnes de charbon en 2019 et vise les 5,8 millions de tonnes en 2020.

Alors que de nombreuses exploitations comparables utilisent des pelles à benne traînante pour dégager les morts-terrains, Mafube est l’une des rares mines de charbon du pays à le faire avec des bouteurs. Ceux-ci remblaient la saignée précédente à l’aide des morts-terrains de la suivante, ce qui permet de réhabiliter continuellement les zones épuisées pendant qu’une petite flotte de camions et de pelles mécaniques excavent le charbon mis à nu.

Kennedy Botsheleng, directeur de l’exploitation minière à Mafube, affirme que la précision du forage est cruciale : « Toutes les opérations minières intervenant après le forage sont tributaires de la précision du plan de forage exécuté. Si le forage n’est pas bon, on court le risque d’avoir un sautage médiocre et on n’obtient pas un bon résultat.

Sandvik DR412i

Conçue pour un forage fiable dans les roches dures et tendres, la foreuse automatisable pour trous de mine Sandvik DR412i transmet une puissance de rotation et une force d’avance élevées. Capable de forer des trous d’un diamètre de 216 à 311 mm (8,5 à 12,25 po) jusqu’à une profondeur maximale de 75 m (246 pi) en plusieurs passes, elle peut servir tout aussi bien au forage fond de trou qu’au forage rotatif, et elle offre une pénétration supérieure à des coûts d’exploitation moindres. Sa fonction de forage à une profondeur donnée améliore le rendement et la productivité.

On déplace environ 30 % des morts-terrains à l’aide de la méthode de sautage “cast blasting”, et on pousse par bouteur 70 % des déblais restants pour faire une banquette pour les camions et les pelleteuses ou pour le charbon, selon sa profondeur. Le forage est donc central dans notre activité. »

Lorsque Mafube a quitté Springboklaagte pour Nooitgedacht, elle a fait suivre deux foreuses vieillissantes Sandvik D25KS du site d’origine. À elles deux, ces machines ont accumulé plus de 70 000 heures de fonctionnement depuis leur mise en service à l’ouverture de l’exploitation en 2007.

« Elles ont bien travaillé toutes ces années et marchent toujours avec fiabilité. On ne s’en est pas débarrassé lorsqu’elles ont atteint leur durée de service prévue et elles continuent de nous forer des mètres appréciables. »

Mafube a perçu le besoin d’investir dans une foreuse dédiée aux morts-terrains pour Nooitgedacht. Selon Frikkie Fourie, le spécialiste du forage et dynamitage pour le pôle charbon d’Anglo American, il était primordial de retenir une solution automatisable : « Quand on a prospecté, l’un de nos principaux critères était d’observer où en étaient les équipementiers et leur niveau d’avancement en matière d’automatisation. »

La foreuse rotative pour trous de mine Sandvik DR412i avec système d’automatisation Sandvik intégré s’est rapidement révélée être la solution idéale. « Le plus formidable, c’est qu’elle était déjà équipée de la plupart des fonctionnalités automatiques, poursuit Frikkie Fourie. Chez la majorité des autres fournisseurs, celles-ci étaient en option. C’est l’une des raisons pour lesquelles on a opté pour la machine, c’est parce qu’elle était tout de suite automatisable. »

Plusieurs autres atouts ont séduit la direction de la mine. « On a étudié la vitesse de forage, la consommation de carburant, les coûts de cycle de vie, la simplicité de la conception, la facilité d’entretien et l’assistance, reprend Kennedy Botsheleng. L’automatisation, le positionnement par GPS, la fonction d’assistance à l’opérateur et la mise à l’horizontale automatique rendaient cette foreuse idéale pour notre exploitation. »

L'automatisation, le positionnement par GPS, la fonction d'assistance à l'opérateur et la mise à l’horizontale automatique rendaient cette foreuse idéale pour notre exploitation.

Mafube a investi dans une foreuse plus grande et plus perfectionnée que nécessaire en vue de « répondre à l’évolution future » du site, explique Frikkie Fourie : « On a misé sur une machine surdimensionnée en partie pour faire des économies à l’usage, ce qui se traduit par moins d’usure du compresseur, du moteur et de certains composants. À mesure que la durée d’exploitation s’allonge, on doit creuser plus profondément. On est donc prêts. Elle dépasse nos besoins pour les deux ou trois prochaines années, mais on est prêts pour les années suivantes. »

la Sandvik DR412i a été mise en service en août 2018, et le fournisseur a travaillé en étroite collaboration avec Mafube pour surmonter les premiers obstacles. « Comme avec tout objet neuf qu’on achète, il y a toujours des choses qui ne vont pas, avoue Frikkie Fourie. On a résolu tous les problèmes. Les deux parties ont travaillé d’arrache-pied et le résultat a été très positif. La machine fonctionne vraiment, vraiment bien à l’heure actuelle. Elle est très fiable. Beau travail entre les deux entreprises. »

La faiblesse de la connexion au réseau sans fil dans la fosse a accentué certains des problèmes techniques initiaux. « Il y a eu quelques contretemps au début, mais maintenant, la foreuse dépasse les objectifs fixés, explique Kennedy Botsheleng. On s’est battu avec elle pendant quatre mois, aujourd’hui elle bat des records. »

<p>Thulane Mlongeni, opérateur de foreuse à Mafube Coal.</p>

Thulane Mlongeni, opérateur de foreuse à Mafube Coal.

<p>Ayant épuisé les réserves de Springboklaagte fin 2018, Mafube Coal a lancé un projet visant à mettre en production la ressource voisine de Nooitgedacht, prolongeant ainsi la durée de l’exploitation jusqu’en 2032 au moins.</p>

Ayant épuisé les réserves de Springboklaagte fin 2018, Mafube Coal a lancé un projet visant à mettre en production la ressource voisine de Nooitgedacht, prolongeant ainsi la durée de l’exploitation jusqu'en 2032 au moins.

<p>Jabulile Zwane, opératrice à Mafube.</p>

Jabulile Zwane, opératrice à Mafube.

<p>Mafube a investi dans une foreuse plus grande et plus perfectionnée que nécessaire en vue de « répondre à l’évolution future » du site.</p>

Mafube a investi dans une foreuse plus grande et plus perfectionnée que nécessaire en vue de « répondre à l’évolution future » du site.

La Sandvik DR412i de Mafube fore des trous de 251 mm (9,9 po) jusqu’à 24 m de profondeur. « La mise à l’horizontale se fait en appuyant sur une touche, idem pour le forage, dévoile Frikkie Fourie. Ceux qui sont aux commandes nous donnent de très bons résultats, continuellement. L’intervalle moyen entre deux défaillances est vraiment très long, on parle maintenant de jours. On est heureux de ce constat. »

La configuration basse pression de la foreuse à passes successives est adaptée à la roche tendre de Mafube et comprend le système de gestion du compresseur CMS Sandvik, conçu pour réduire la consommation de carburant diesel jusqu’à 30 % tout en rallongeant les intervalles entre les entretiens et la durée de service du moteur et du compresseur.

« Elle est économe en carburant, constate Kennedy Botsheleng. De toutes les machines que l’on a acquises pour l’agrandissement de la mine, celle-ci se situe pratiquement au bas de l’échelle du point de vue de la consommation de carburant. On pensait qu’elle allait consommer plus. »

La Sandvik DR412i est équipée d’un système de navigation 3D par GPS, lequel assure une précision de l’ordre de 5 cm en ce qui concerne l’emplacement et la profondeur des trous.

Mafube Coal

Située à environ 180 km au nord nord-est de Johannesburg et à 25 km à l’est de Middleburg, Mafube Coal est une coentreprise détenue à parts égales par Anglo American et Exxaro Resources. L’exploitation a produit environ 5,3 millions de tonnes de charbon en 2019, et les réserves devraient permettre de poursuivre l’activité jusqu’en 2032 au moins. Mafube Coal emploie environ 350 collaborateurs permanents et fait appel à 550 sous-traitants.

« Nos opérateurs sont ravis parce que la machine est confortable. Il leur suffit d’appuyer sur quelques boutons et ils n’ont pas besoin d’attendre que les géomètres interviennent sur le gradin. Le GPS 3D nous apporte toute satisfaction. »

Le logiciel Driller’s Office de Sandvik permet à Mafube de transférer par le réseau sans fil les plans de forage vers la Sandvik DR412i et d’améliorer encore la précision, la qualité des trous et la fragmentation. «  Le responsable de la planification fait parvenir le plan à la machine depuis son bureau, ce qui est très lekker [vraiment agréable] pour lui. Parfois, il l’envoie depuis son domicile. La précision est d’environ 98 %. Nos géomètres peuvent désormais être plus utiles ailleurs. »

À l’instar de Thulane Mlongeni, les opérateurs apprécient la cabine Sandvik nouvelle génération. Celle-ci bénéficie de commandes ergonomiques optimisées et d’une meilleure visibilité. « C’est une foreuse confortable à piloter et son système hydraulique est très bon. Tout s’affiche à l’écran, témoigne le foreur qui a commencé à forer en 2007 sur une Sandvik D25KS. J’aime bien forer en mode automatique avec cette nouvelle foreuse. Il y a moins de commandes. Sur la D25, il faut maintenir le levier jusqu’à ce que le trou soit terminé. »

Quant à Jabulile Zwane, elle apprécie la maniabilité de la machine : « J’adore le forage et la mise à l’horizontale automatiques. Tout ça est très rapide. En une heure, on peut forer des mètres et des mètres. »

L’amélioration de l’accès au périmètre autour du mât de la machine, notamment la présence de rampes sur la passerelle, garantit des inspections et des opérations d’entretien plus sûres sans risques liés au travail en hauteur. « C’est vraiment un gros avantage et ce sera un critère exigé à l’avenir, souligne Kennedy Botsheleng. Ça facilite grandement l’entretien de la machine et améliore également la sécurité. »

Frikkie Fourie, spécialiste forage et dynamitage chez Anglo-American.

Frikkie Fourie, spécialiste forage et dynamitage chez Anglo-American.

Les coûts de fonctionnement ont été « bien inférieurs au budget prévu », affirme-t-il, et la foreuse achève régulièrement ses gradins plus tôt que prévu. « Sa facilité d’entretien est excellente et les coûts d’entretien sont très compétitifs. Son taux d’utilisation est supérieur à celui des foreuses auxquelles on a eu recours. »

La nouvelle machine a dépassé les 5 000 heures de fonctionnement en janvier 2020 et continue d’impressionner la direction de la mine.

« Les statistiques sont là pour le prouver. Elle a foré 1 000 m par jour. Elle est restée à l’arrêt pendant deux semaines car elle avait achevé le périmètre qui lui avait été alloué. Elle fonctionne donc très, très bien. Mille mètres par jour? Il faudrait être bête pour ne pas l’acheter », s’exclame Kennedy Botsheleng.