6 méthodes courantes de dynamitage dans les mines à ciel ouvert

Nous savons que les opérations minières à ciel ouvert comprennent principalement le forage, le dynamitage, l'extraction, le transport et le déversement. Le dynamitage en est une composante essentielle. Les coûts de dynamitage représentent entre 151 et 201 TP3T du coût total d'une exploitation à ciel ouvert. De plus, la qualité du dynamitage influence directement l'efficacité du travail et le coût total du processus d'extraction. Cet article présente plusieurs méthodes de dynamitage courantes dans les mines à ciel ouvert.

Classification des méthodes de dynamitage

Dans les mines à ciel ouvert, il existe plusieurs méthodes de dynamitage couramment utilisées, comme suit :

Classification selon le temps de retard de tir : tir simultané, tir en microsecondes et tir en millisecondes.

Classification selon les méthodes de grenaillage : grenaillage à trous peu profonds, grenaillage à trous profonds, grenaillage en chambre, grenaillage différentiel à trous multi-rangées, grenaillage par extrusion différentiel à trous multi-rangées, grenaillage à ressort, grenaillage à application externe, technologie de grenaillage trou par trou.

6 méthodes de dynamitage courantes dans les mines à ciel ouvert

Dynamitage à faible profondeur

Le diamètre du trou de mine utilisé pour le dynamitage à faible profondeur est plus petit, généralement de 30 à 75 mm. La profondeur du trou de mine est généralement inférieure à 5 mètres, parfois jusqu'à environ 8 mètres. La profondeur du trou peut être augmentée en utilisant un marteau perforateur.

Avantages :

• Bonne maniabilité et flexibilité, large plage d'utilisation ;
• Pour les mines présentant des conditions d’enfouissement complexes et des exigences de qualité élevées pour le minerai extrait, le dynamitage et l’exploitation minière fractionnés peuvent être mis en œuvre pour réduire le taux de dilution ;
• Les outils de forage de roche sont relativement simples et faciles à maîtriser ;
• Peu de préparation au travail ;
• Le minerai dynamité est de petite taille et peut facilement répondre aux exigences de transport et de concassage ;
• Par rapport au dynamitage en chambre et au dynamitage en trou profond, la consommation d'explosifs utilisés est faible.

Inconvénients :

• Cette méthode de dynamitage ne peut pas s'adapter aux besoins de la production à grande échelle, et il est facile d'avoir des failles dans les liens de chargement, de connexion et de détonation, ce qui entraîne des accidents d'explosion.

Application:

Le dynamitage à trous peu profonds est principalement utilisé pour les mines ou carrières à ciel ouvert à petite échelle, les galeries d'accès, l'excavation de tunnels, le dynamitage secondaire, le traitement de nouvelles mines à ciel ouvert et d'autres dynamitages spéciaux.

Dynamitage de trous profonds

Le dynamitage en profondeur est une méthode de dynamitage qui utilise un équipement de forage pour forer des trous plus profonds, comme l'espace de charge des explosifs miniers. Dans les mines à ciel ouvert, le dynamitage en profondeur est principalement effectué par dynamitage en banc. Il s'agit d'une méthode de dynamitage largement utilisée dans les mines à ciel ouvert. La profondeur du trou de dynamitage est généralement de 15 à 20 m. L'ouverture est généralement de 75 à 310 mm, tandis que l'ouverture la plus courante est de 200 à 250 mm.

Caractéristiques:

• La quantité de minerai extraite en une seule fois est importante, généralement de 200 000 à 1 million de tonnes ;
• Des technologies de grenaillage avancées peuvent être utilisées pour le grenaillage profond. Parmi celles-ci, on peut citer le grenaillage différentiel, le grenaillage par extrusion, le grenaillage par projection et le grenaillage directionnel, qui peuvent être utilisés dans les zones de grenaillage présentant des exigences particulières.
• Les opérations de dynamitage sont plus sûres et leur gestion est simplifiée. Aucune exigence particulière n'est imposée aux explosifs, sauf pour les trous profonds avec de l'eau. La méthode de détonation est également plus flexible.

Application:

Le dynamitage en profondeur est largement utilisé pour le creusement de tranchées, le décapage, l'exploitation minière et d'autres processus de production dans les grandes mines. Son volume de dynamitage représente plus de 901 TP3T du volume total de dynamitage des grandes mines.

Classification:

Les trous profonds se divisent en trous verticaux et en trous inclinés. Les trous verticaux sont généralement percés à l'aide de poinçonneuses à percussion. Les trous inclinés sont généralement percés à l'aide de foreuses rotatives ou de foreuses fond de trou. Leur inclinaison est généralement de 75° à 80°.

Forage vertical

Avantages :

• Convient au forage et au dynamitage dans diverses conditions géologiques ;
• La technologie de fonctionnement du forage vertical est plus simple que celle du forage incliné ;
• La vitesse de perçage est plus rapide.

Inconvénients :

• Après le dynamitage, la proportion de grosses roches est relativement élevée et les fondations sont souvent laissées à l'abandon ;
• Des fissures apparaissent souvent au sommet des marches et la stabilité de la surface des marches est relativement faible.

Forage incliné

Avantages :

• Les lignes de résistance sont relativement fines et uniformes. Il n'est pas facile de produire de gros rochers et des racines résiduelles après le dynamitage ;
• Il est facile de contrôler la hauteur et la largeur de la pile d'explosion, ce qui est utile pour améliorer l'efficacité de l'exploitation minière ;
• Il est facile de maintenir l’angle de pente du banc et la pente lisse, réduisant ainsi les surplombs et les fissures ;
• La distance entre l'équipement de forage et la ligne supérieure de la pente de l'escalier est relativement grande, ce qui rend le personnel et l'équipement plus sûrs.

Inconvénients :

• L’opération technique de forage de trous profonds inclinés est relativement complexe ;
• La longueur de forage est plus longue que la longueur de forage vertical ;
• Le branchement est facile à réaliser pendant le processus de charge.

Sablage en chambre

Le dynamitage consiste à placer des explosifs dans une chambre pré-percée et à les charger au centre. Il n'existe aucune règle concernant la quantité d'explosifs à utiliser à chaque fois, et certains utilisent des dizaines, des centaines, voire des milliers de tonnes. Le volume de l'explosion étant important à la fois, on parle aussi de dynamitage intensif.

Application:

Les mines à ciel ouvert ne sont exploitées que pendant la période de construction et sous certaines conditions. Les carrières sont exploitées lorsque les conditions le permettent et que la demande minière est forte.

Avantages :

• La quantité de travail de préparation est moindre et une grande quantité de dynamitage de roche peut être réalisée en peu de temps ;
• Cette méthode convient aux roches de duretés diverses, en particulier dans les endroits au terrain complexe, et n'est pas limitée par les conditions de construction ;
• Aucun équipement de forage spécial n'est requis. Un marteau perforateur est généralement utilisé pour creuser la chambre ;
• Il n'existe aucune exigence particulière concernant les explosifs utilisés. Tous les explosifs utilisés pour le dynamitage en profondeur peuvent être utilisés pour le dynamitage en chambre.

Inconvénients :

• Les opérateurs d'excavation ont de mauvaises conditions de forage et il y a beaucoup de gros rochers après le dynamitage.

Dynamitage différentiel à plusieurs rangées de trous

Ces dernières années, la capacité des godets d'excavatrices et la capacité de production des mines à ciel ouvert ont considérablement augmenté, entraînant une augmentation des besoins en dynamitage. Par conséquent, une méthode de dynamitage avec un volume de tir plus important doit être adoptée pour répondre aux besoins des nouveaux engins d'excavation.

Actuellement, les méthodes de dynamitage permettant d'exploiter un volume important en une seule fois sont le dynamitage différentiel à plusieurs rangées de trous et le dynamitage différentiel à plusieurs rangées de trous par extrusion. Ces deux méthodes permettent de dynamiter simultanément 5 à 10 rangées de trous, et la quantité de minerai extrait peut atteindre 300 000 à 500 000 tonnes.

Le dynamitage différentiel fait référence à la méthode de dynamitage dans laquelle des trous de tir adjacents sont détonés successivement dans une séquence prédéfinie dans un temps très court (calculé en ms).

Avantages :

• Le grand volume de dynamitage effectué en une seule fois réduit le nombre de dynamitages et le temps nécessaire pour éviter les dynamitages, et améliore le taux d'utilisation des équipements de carrière ;
• Améliore la qualité de concassage du minerai, et son taux de gros blocs est de 40% à 50% inférieur à celui du dynamitage à une seule rangée ;
• L'efficacité des équipements de forage a augmenté d'environ 10% à 15%. Ceci est dû à l'augmentation du coefficient d'utilisation du temps de travail et à la réduction du nombre d'équipements de forage et des opérations de remplissage après dynamitage.
• L'efficacité des équipements d'exploitation minière, de chargement et de transport est augmentée d'environ 10% à 15%.

Grenaillage par extrusion différentielle à plusieurs rangées de trous

Le grenaillage différentiel par extrusion multi-rangées se déroule lorsque le tas de grenaillage reste sur la surface de travail. La présence de tas de scories crée les conditions propices à l'extrusion.

D'une part, il permet de prolonger la durée d'action du dynamitage et d'améliorer l'utilisation et l'effet de broyage de l'énergie explosive. D'autre part, il permet de contrôler la largeur du tas de tir afin d'éviter la dispersion des minerais.

L'intervalle de temps différentiel du tir d'extrusion différentiel à plusieurs rangées de trous est de préférence de 30% à 50% supérieur à celui du tir différentiel ordinaire. La plage couramment utilisée dans les mines à ciel ouvert de mon pays est de 50 à 100 ms.

Avantages :

• L'effet de concassage du minerai est meilleur, principalement grâce au bloc de scories placé à l'avant. Chaque rangée de trous de forage, y compris la première, permet d'augmenter la charge et de briser complètement le minerai sous l'extrusion du tas de scories.
• Le tas de déblais est plus concentré. Pour les mines utilisant le transport ferroviaire, il n'est pas nécessaire de démanteler la route avant le dynamitage, ce qui améliore l'efficacité des équipements d'extraction, de chargement et de transport.

Inconvénients :

• Forte consommation d’explosifs ;
• Des plates-formes de travail plus larges sont nécessaires pour accueillir les tas de scories ;
• La hauteur du tas de fumier est importante, ce qui peut affecter la sécurité des opérations de l'excavatrice.

Dynamitage à ressort

Le dynamitage par ressort consiste à utiliser une petite quantité d'explosifs au fond du trou de dynamitage foré pour élargir le fond dans une cavité, puis à charger les explosifs dans un sac explosif concentré pour le dynamitage afin d'améliorer l'effet de dynamitage et l'efficacité du dynamitage.

Application:

Le dynamitage par ressort ne convient qu'aux travaux de dynamitage dans des conditions où il y a peu de machines de forage de roche, le forage et le dynamitage conventionnels ne peuvent pas répondre aux exigences de production et la roche n'est pas très dure.

Avantages :

• La charge de travail de forage est faible, la quantité de charge est importante et le volume de dynamitage est important à la fois ;
• Efficacité de sablage élevée et faible coût de sablage.

Inconvénients :

• Il y a de nombreux moments et de longs délais pour le dynamitage d'expansion ;
• L'effet de dynamitage est concentré, ce qui est très destructeur pour le sol de la pente et provoque de grandes vibrations de dynamitage ;
• Les projections de pierres lors du dynamitage sont difficiles à contrôler ;
• Les tas de fumier présentent des grumeaux irréguliers et de grande taille, qui nécessitent souvent une désintégration et un concassage secondaires.

Quelle que soit la méthode de dynamitage utilisée, les règles de sécurité en matière de dynamitage doivent être strictement respectées pendant les opérations de dynamitage, des panneaux d'avertissement de sécurité doivent être installés et un travail de vigilance doit être effectué pour assurer la sécurité du personnel et des biens.