Premières de la classe

La Série Sandvik 400i représente une offre complète pour l’exploitation minière et la construction dans des galeries de 4 x 4 m et au-delà : foreuses pour travaux préparatoires, jumbos pour la construction souterraine, boulonneurs de câbles d’ancrage pour la sécurité de site et le soutènement de la roche, et foreuses de trous profonds pour le forage de production et l’assistance opérationnelle.

« Même si le développement produit est continuellement en cours dans cette gamme, nous souhaitons tout particulièrement apporter une solution aux défis majeurs de productivité, de rentabilité économique et de pérennité que doit relever le secteur minier aujourd’hui, explique Jukka Naapuri, chef de produit foreuses souterraines trous longs chez Sandvik Mining and Rock Technology. En plus, nous exploitons les nouvelles possibilités offertes par les mégadonnées et l’automatisation. »

Sandvik a commercialisé la première foreuse de la série 400i, le jumbo Sandvik  DD422i, en 2013. Celle-ci a été complétée par le Sandvik DD422iE électrique par la suite. Le relancement à venir concerne les foreuses de trous profonds Sandvik DL432i et Sandvik DU412i, le boulonneur de câbles d’ancrage Sandvik DS422i et une mise à niveau approfondie des systèmes d’automatisation.
« Nous devons améliorer et apporter une solution à trois facteurs déterminants dans toutes les applications de la série 400i : la sécurité, la productivité et la commande des processus. Cela nécessite d’intégrer de l’intelligence, mais pour cela, il faut gérer le volume considérable de données générées par les équipements et l’exploiter pour optimiser les opérations. »

Toutes les foreuses de la série 400i reposent sur des solutions mécaniques standardisées et la communité des composants, solutions qui offrent d’indéniables avantages en matière de formation des opérateurs, d’entretien et de logistique des pièces détachées. Il est plus facile d’assimiler une interface commune et une disposition cohérente, ce qui permet aux opérateurs de passer facilement d’une machine à une autre si nécessaire.

Ensemble, ces fonctionnalités permettent de forer des trous plus précis à la longueur désirée, ce qui se traduit par un taux de récupération optimal du minerai et une dilution minimale. Autre atout, la fragmentation optimale pour des opérations de chargement et de traitement efficaces.

Les principaux dispositifs de sécurité de la Sandvik DL432i incluent la cabine FOPS/ROPS ergonomique, l’excellente stabilité de l’engin porteur et des points d’entretien accessibles au niveau du sol. Le niveau sonore perceptible à l’intérieur de la cabine a été ramené en deçà de 75 dBA.

La foreuse améliore la productivité grâce au forage plus rapide et plus précis induit par le système de commande intelligent du forage et à des options d’automatisation de pointe. « Nos projets à venir portent sur le forage de multiples volées basé sur la navigation du porteur et la télécommande du déplacement et du positionnement entre les volées », promet Jukka Naapuri.

Des surpresseurs de différentes tailles sont disponibles pour correspondre aux besoins de diverses tailles de marteaux et des contraintes particulières aux mines.

Comment savoir quand privilégier le forage fond de trou au forage hors du trou? « Le premier critère dont il faut tenir compte, c’est la taille et la longueur des trous. Les foreuses hors du trou servent généralement à faire des trous plus petits et plus courts tandis que les foreuses fond de trou sont plus précises pour faire des trous plus profonds dans des conditions de roche difficiles, souligne Jukka Naapuri. Et puis il y a le volume de production. Les foreuses fond de trou de grande taille sont plus adaptées aux débits élevés. Un autre facteur est la méthode de dynamitage : certaines techniques requièrent des trous de grand diamètre. Enfin, les professionnels ont leurs traditions : la technologie fond de trou est née en Amérique du Nord et domine encore là-bas. »

Le dérouleur de câble embarqué à carter fermé peut contenir un total de 775 m de torons en acier. Grâce à la conception bien pensée du dérouleur et de la vis de transfert du ciment, le Sandvik DS422i bénéficie de dimensions externes très compactes afin de laisser un passage entre la machine et les parois de la galerie et permettre de recharger du ciment ou de remettre en place le dérouleur sans avoir à sortir le boulonneur de sa zone de travail.

Nouvelle caractéristique du Sandvik  DS422i, le mode de manipulation du bras, une fonctionnalité grâce à laquelle l’opérateur dirige le bras de la machine à l’intérieur du segment devant être boulonné et verrouille l’axe X, Y ou Z du bras. Après quoi, le système automatique est capable de se mouvoir en toute indépendance pour certains mouvements de bras spécifiques.

Les solutions d’automatisation de pointe Silver et Gold sont des compléments appréciés par les boulonneurs. En pratique, l’opérateur met en place la machine, puis c’est le système automatique qui se charge du cycle de forage. Le positionnement du tuyau d’injection du mortier et l’injection du ciment dans le trou sont de nouveau commandés manuellement.

L’automatisation confère à la machine des capacités de forage et de mélange du ciment automatiques, éliminant la plupart des tâches qui demandent à l’opérateur de sortir de la cabine. Le ratio eau/ciment et le volume à préparer sont simplement saisis au clavier et le système automatique de mélange du ciment s’occupe du reste. En plus de la sécurité de l’opérateur, cette solution améliore la consistance du mélange et, par conséquent, la qualité du boulonnage.

Encore plus d’automatisation : Des capacités renforcées

Les machines de la série 400i peuvent fonctionner jour et nuit grâce à une offre de mise à niveau de l’automatisation réservées aux foreuses de développement Sandvik DD422iE et Sandvik DD422i.

«  Les défis de productivité et de rentabilité économique que doit relever le secteur minier s’accommodent moins bien des arrêts des machines dus au changement d’équipe et aux pauses consécutives au dynamitage et à l’aérage, rappelle Johannes Välivaara, chef de produit foreuses souterraines de développement. Nous avons souhaité apporter une solution avec cette offre de mise à niveau. »

Celle-ci inclut un nouveau système de prévention des collisions du bras reposant sur le recalcul dynamique de la trajectoire du bras pendant les mouvements automatiques se produisant entre le forage de chaque trou. Tout risque de collision potentiel est identifié et évité en amont en modifiant la trajectoire. Ce système permet non seulement d’éviter les collisions et une dégradation potentielle de la machine, mais aussi de poursuivre la production, même pendant le fonctionnement autonome, ce qui améliore sensiblement la fiabilité globale des opérations de forage automatique.

Un changeur semi-automatique et breveté de trépans apporte une solution aux principaux facteurs limitant la productivité : le changement manuel de trépan devant la machine. Le concept inclut quelques commandes automatiques et un changeur doté d’un râtelier pour 12 ou 18 trépans standard et deux trépans aléseurs situés sous les deux glissières. Les trépans usés sont simplement introduits dans le râtelier pour être découplés et remplacés par un nouveau.

« En plus de la hausse de la productivité, c’est aussi une importante amélioration en matière de sécurité. Le changeur de trépan atténue le risque de blessures au genou ou à la cheville en réduisant le nombre de fois où l’opérateur doit quitter la cabine et y remonter. Il limite bien aussi le temps global que le salarié doit passer sur le front de taille pour changer le trépan à la main. »

Le troisième élément principal de la mise à niveau est la télécommande du forage qui permet une productivité ininterrompue, une amélioration de la sécurité et de la fiabilité via la supervision et le pilotage de la foreuse depuis un endroit éloigné. Le système permet à l’opérateur d’aider la machine à forer plus de trous, en particulier sur le profil, sans prendre des risques excessifs de collision avec les parois. Il peut également réduire le temps passé par l’opérateur dans la galerie d’avancement, améliorant la sécurité globale des travaux préparatoires souterrains, en particulier dans des zones minières géotechniquement exigeantes.

« Le nec plus ultra, c’est qu’on peut choisir un seul de ces systèmes d’automatisation ou les combiner. Si une mine n’a pas besoin de télécommander ses machines, elle peut toujours opter pour le changeur de trépan afin d’améliorer la santé et la sécurité de ses opérateurs. »