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Pour déterminer le domaine d'application d'une méthode d'exploitation deux facteurs sont essentiels :
- les facteurs naturels : pendage et puissance de la couche, tenue des terrains.
- les facteurs économiques.


1. Les facteurs naturels


Nous avons déjà eu l'occasion de souligner que dans une mine c'est le gisement qui commande et que c'est lui qui impose ses contraintes à l'exploitant. Pour le gisement de potasse des MDPA, les deux facteurs naturels déterminants qui font qu'une méthode d'exploitation est applicable ou non sont le pendage et la puissance (hauteur) de la couche. Un troisième s'y rajoute : la tenue des terrains, en particulier l'ouverture (c'est à dire largeur et hauteur des voies) possible pour une couche, un banc du toit, une profondeur donnés.


1.1. Chambres et piliers.


- Pendage de 0 à 10°.
Des essais ont été faits pour arriver jusqu'à 15°, mais les performances des machines et leur coût d'entretien furent tels que la méthode se révéla économiquement inutilisable au delà de 10°.


- Puissance minimum : 1,7 m.


- Puissance maximum : facteur non limitant dans la pratique. La méthode permet d'exploiter des puissances allant jusqu'à 5 m en travaillant en deux phases : d'abord la phase "traçage" exploite les bancs inférieurs de la couche, ensuite la phase "rauchage" récupère la partie supérieure de la couche.


- Ouverture possible : 4,5 m en largeur, 2,5 m en hauteur. Ce facteur est très important car il détermine les gabarits des machines qui peuvent être mises en œuvre.


1.2. Longues tailles par havage intégral


- Pendage de 0 à 25°.
Dans la pratique ce facteur ne limite pas la méthode, la couche ne dépassant pas le pendage de 25°.


- Puissance minimum : 0,8 m.


- Puissance maximum : variable dans le temps. Limitée longtemps à 2,2 m pour une taille, son augmentation progressive, liée aux développements technologiques, a été un facteur essentiel de progrès pour la méthode.


N. B. Pour les couches puissantes, une méthode en double tranche a été mise au point. Elle consiste à exploiter la couche par deux tailles de moyenne hauteur : une première taille prenant la partie supérieure de la couche, une deuxième taille parallèle à la première et la suivant d'une trentaine de mètres récupérant la partie inférieure de la couche.
Le principal problème de la méthode est la tenue des voies entre les deux tranches.


- Ouverture possible : facteur non limitant. La compacité des haveuses intégrales a permis d'augmenter leur puissance sans être entravé par la tenue des terrains.


2. Les facteurs économiques


Lorsque les deux méthodes sont possibles, c'est à dire pour des pendages inférieurs à 10° et des puissances supérieures à 1,7 m, les deux méthodes sont départagées par les facteurs économiques : prix de revient de la méthode et taux de récupération du gisement. En pratique le prix de revient est étroitement lié au rendement de la méthode, c'est à dire le tonnage produit par homme et par poste. C'est donc cet indicateur que l'on suivra.


2.1. Rendement des méthodes.


La progression du rendement d'une méthode a deux origines essentielles :
- la recherche permanente de l'amélioration de points particuliers : les progrès qui en résultent sont continus mais faibles instantanément.
- l'introduction d'équipements nouveaux permettant un progrès important, un bond de productivité. De tels bonds sont peu fréquents mais absolument nécessaires car ils assurent l'essentiel des progrès.


2.1.1. Chambres et piliers.


Le point déterminant pour un bon rendement de la méthode est la capacité de chargement. Dès la fin des années 50, le rendement des C.P. se mit à stagner dans les couches de puissance inférieure à 2,3 m. En effet le faible volume disponible rendait impossible l'introduction de matériel plus volumineux : chargeuses plus puissantes, camions de plus grande capacité.
Par contre dans les couches plus puissantes une telle introduction était possible, si bien que les rendements continuaient à croître. Cependant, au début des années 70, on avait tiré parti des améliorations apportées par ce matériel, un nouveau bond de productivité était nécessaire. La solution envisagée, tracto-chargeurs Diesel de grande capacité (8 à 10t), fut un échec, elle exigeait des hauteurs de voies de 2,8 à 3m. La tenue des terrains ne permit pas cette évolution et limita les progrès de la méthode.


2.1.2. Havage intégral.


Naturellement cantonnée à l'exploitation des couches à fort pendage et de faible puissance, la méthode a été en concurrence durant les années 50 et le début des années 60 avec les chambres et piliers pour les hauteurs de couche allant de 1,7 à 2,3m.
L'apparition du soutènement marchant au début des années 60 permit un bond de productivité du havage intégral, si bien que dès 1965 la méthode des chambres et piliers fut abandonnée pour ces hauteurs.
A cela s'ajoute le fait qu'à la même époque furent mis au point des moteurs de havage de plus en plus puissants : on passa de 75 à 130 puis à 200 kW par moteur. Il s'agit là d'un progrès essentiel, car la production d'une machine est pratiquement proportionnelle à sa puissance (l'énergie d'abattage nécessaire pour abattre la sylvinite est de l'ordre de 1 à 1,2 kWh/t). Dès lors le problème était d'utiliser à fond les possibilités d'accroissement de la puissance des machines.


Au début des années 70 nous nous trouvions en face de deux méthodes : l'une que la nature des terrains empêchait d'évoluer, l'autre qui avait un potentiel de progrès considérable. Il était alors clair que la méthode par chambres et piliers allait disparaître. Ce fut le cas en 1980.


En augmentant la puissance des moteurs et en jouant sur le nombre et le diamètre des tambours de havage, des hauteurs de havage de plus en plus importantes ont été atteintes :


- 2,7m en 1967 avec une machine 3x200 kW,
- 3m en 1972 avec une machine de même puissance,
- 3,5m en1975 avec une machine 2x350 kW,
- 4m en 1983 avec une machine 2x400 kW.


Pendant le même temps, le matériel de déblocage des produits et le soutènement ont été adaptées aux nouvelles possibilités des haveuses, maintenant ainsi une cohérence entre les différents équipements des tailles.
En particulier, le soutènement a vu sa portance et sa hauteur augmenter passant de piles 4x80t (4 étançons de portance 80t chacun) pour une hauteur maximale de 3m en 1967 à :


- 4x100t en 1972, de hauteur maximale 3,2m,
- 4x120t en 1974, de hauteur maximale 3,6m,
- 6x120t en 1983, de hauteur maximale 4m,
- 4x160t en 1991. de hauteur maximale 4,2m.


La production unitaire des tailles n'a cessé de croître avec l'augmentation de hauteur. On retiendra que la production journalière moyenne d'une taille exprimée en t/j était grosso modo égale à sa hauteur en millimètres (par exemple 3000 t/j pour une taille de 3m de haut).


Ajouter des graphiques d'évolution des rendements.


2.2. Taux de récupération.


2.2.1 Chambres et piliers.
Taux compris entre 80 et 90 % avec une valeur moyenne de 83 %.
La perte de gisement correspond à celle des piliers résiduels.


2.2.2. Havage intégral.
La machine exploitant la couche sur toute la hauteur havée, le taux de récupération est égal au rapport entre la puissance havée et celle de la couche en place. Dans la pratique pour une couche de 4m d'épaisseur il suffit d'une hauteur de havage de 3,3m pour arriver au même taux de récupération que pour les chambres et piliers.


 


Michel Streckdenfinger. Octobre 2004 Travail de Roger Weissenberger avec son autorisation

Date de création : 10/02/2013 @ 09:28
Dernière modification : 10/02/2013 @ 20:41
Catégorie : Les sites miniers - Le bassin d'Alsace-Divers
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