L'enveloppe de travail détermine la classe
Les engins de surface travaillent depuis une banquette à ciel ouvert : ils peuvent être plus grands, porter des trains de tiges plus longs et utiliser des marteaux plus gros. Les engins souterrains doivent s'insérer dans la section de galerie, ils sont donc plus bas, plus étroits et souvent plus automatisés pour la manipulation des tiges.
L'enveloppe est une contrainte stricte mesurée en millimètres, pas une préférence. Une galerie de 4 m de haut et 4,5 m de large fixe la hauteur et la largeur maximales de chaque machine qui y travaillera, et elle détermine aussi l'orientation possible de la flèche pour forer une couronne complète de trous sans repositionnement. Un engin de surface de même capacité de forage est typiquement plus haut et plus large d'un mètre ou plus, et ne peut tout simplement pas entrer.
L'enveloppe se répercute ensuite sur toutes les autres décisions. Un porteur étroit ne peut pas porter le même train de tiges, la profondeur de trou par tige est donc plus courte et le changement de tige plus fréquent — c'est pourquoi les machines souterraines l'automatisent. Un porteur plus bas ne peut pas monter le même moteur et le même ensemble de refroidissement, la densité de puissance et l'évacuation de la chaleur doivent donc être gérées délibérément. Et une machine conçue pour s'insérer dans une galerie est généralement aussi conçue pour être conduite depuis une cabine ou un poste de commande à distance avec l'opérateur protégé, car dans une galerie d'attaque il n'existe aucun endroit sûr où se tenir à côté d'un engin en fonctionnement.
Gammes publiées côte à côte
Le tableau ci-dessous répertorie les modèles de surface et souterrains de notre gamme actuelle avec le diamètre de trou et la profondeur maximale, afin que vous puissiez voir directement la différence d'enveloppe.
Classes de surface et souterraines (paramètres publiés)
| Classe | Modèle | Diamètre de trou | Profondeur max |
|---|---|---|---|
| Surface | KG430 | 90–152 mm | 25 m |
| Surface | KG520 | 105–152 mm | 25 m |
| Surface | KG420B | 90–130 mm | 25 m |
| Surface | KG550 | 115–254 mm | — |
| Surface | KG940A | 105–203 mm | — |
| Surface | KZ5 | 90–115 mm | 21 m |
| Souterrain | KQLG-115 | 90–152 mm | 25 m |
| Souterrain | KAISHAN KJ310 | 32–102 mm | — |
| Souterrain | KAISHAN KJ311 | 32–102 mm | — |
| Souterrain | KJ422 | 42–102 mm | — |
| Souterrain | KJ421 | 42–102 mm | — |
| Souterrain | KM211 | 32–51 mm | — |
Deux travaux souterrains différents dans un seul tableau
Les lignes souterraines ne constituent pas une seule famille. Il y en a deux, et les confondre est l'erreur la plus courante lorsqu'on lit un tableau comme celui-ci.
Développement en petits trous et forage de production. KJ310 et KJ311 forent de 32–102 mm, KJ421 et KJ422 forent de 42–102 mm, et KM211 fore de 32–51 mm pour les travaux de boulonnage. Ce sont des jumbos de forage : ils utilisent un marteau hors trou (classe HC50, HC95 ou YG18U) et embarquent leur propre petit compresseur — 0,7 m³/min à 6–8 bar sur les KJ310/KJ311 et KM211, et 1,55 m³/min à 8 bar sur les KJ421/KJ422 — pour le lavage et pour les fonctions de poussoir pneumatique ou de flèche. Cet air n'est pas de l'air pour marteau fond de trou ; c'est une alimentation de service, et elle est un ou deux ordres de grandeur plus petite que ce dont un marteau fond de trou a besoin.
Marteau fond de trou souterrain pour gros trous. KQLG-115 est l'exception : trous de 90–152 mm jusqu'à 25 m, un marteau fond de trou de 3–4 pouces, et une demande d'air annoncée de 12,0–25,0 m³/min. C'est l'équivalent souterrain d'un engin de forage de trous de mine DTH de surface, utilisé pour les montées de remontée, les travaux de passage à minerai et le forage de production là où un marteau hors trou ne peut pas atteindre la taille de trou requise. Il nécessite un vrai compresseur, et ce compresseur se trouve généralement à l'extérieur de la galerie.
La plage de diamètres vous indique à quelle famille vous avez affaire avant même de lire quoi que ce soit d'autre. Tout ce qui se situe dans la bande 30–50 mm avec un numéro de modèle à deux chiffres relève du développement au marteau hors trou ; une machine de classe DTH de 90–152 mm est une spécification complètement différente.
Air, pression et la différence souterraine
Le travail souterrain modifie la question de l'air : l'échappement et la ventilation deviennent une contrainte de premier ordre, et le compresseur est souvent placé à l'extérieur de la galerie. Planifiez les conduites d'air et la perte de charge avant de choisir l'unité.
Trois conséquences en découlent, et toutes les trois coûtent de l'argent si elles sont découvertes tard.
Moteurs diesel dans une galerie de développement. Chaque machine diesel dans une galerie de développement ajoute de l'échappement à un système de ventilation qui est déjà le goulot d'étranglement au front de taille. La capacité de ventilation, et non la capacité de forage, limite souvent le nombre de machines pouvant travailler dans une galerie. Les entraînements électriques sont préférés lorsque la mine dispose de l'infrastructure, et lorsque le diesel est utilisé, le calcul de ventilation doit être fait pour la flotte, pas pour une seule machine.
Placement du compresseur. Un grand compresseur à l'intérieur d'une galerie pose un problème de bruit, de chaleur et d'échappement, il se trouve donc normalement à l'extérieur et l'air circule par un tuyau ou un flexible. C'est dans cette conduite que la pression se perd. Une machine de 25 m³/min alimentant un marteau via 100 m de conduite sous-dimensionnée arrive au marteau avec moins de pression que ne l'indique le manomètre, et le marteau perd de l'énergie de frappe. Dimensionnez la conduite pour le débit, réduisez au minimum les coudes et les raccords, et vérifiez la pression au marteau, pas au compresseur.
Ventilation et nettoyage du trou sont le même problème sous des habits différents. Les deux ont besoin de volume. Un marteau DTH souterrain veut la même pression et le même débit que son équivalent en surface — 17–24 bar pour les travaux DTH d'eau et de production, avec la consommation publiée du marteau comme plancher — et l'énergie spécifique augmente lorsque le retour d'air est restreint ou lorsque le trou est humide. Les règles du compresseur sont les mêmes qu'en surface ; voir Meilleur compresseur pour le forage DTH et le guide de dimensionnement dans le guide de l'air pour mines à ciel ouvert.
À quoi servent réellement les rangées de surface
Les classes de surface dans le tableau se répartissent selon la taille du trou et selon la façon dont elles traitent le gradin.
Production de trous de mine. KG430 à 90–152 mm jusqu'à 25 m et KG520 à 105–152 mm jusqu'à 25 m sont des engins de gradin avec une demande d'air publiée de 13,0–20,0 m³/min et 15,0–22,0 m³/min respectivement. Les deux sont peu profonds par conception : un gradin de production est foré jusqu'au niveau du gradin suivant, donc une capacité de 25 m correspond à une hauteur de gradin standard avec sous-forage. Leur valeur se mesure en mètres par poste sur un plan de tir, pas en profondeur.
Diamètres plus grands. KG550 couvre 115–254 mm et KG940A couvre 105–203 mm. Leur gamme de marteaux va des outils de 3 pouces à 8 pouces, et la demande d'air augmente avec le marteau : 15,0–26,0 m³/min est annoncé pour le KG940A. Les trous DTH de grand diamètre sont le domaine où la pression et le volume comptent tous les deux, et où un compresseur sous-dimensionné se manifeste immédiatement par une durée de vie de taillant médiocre.
Petits diamètres et gradins plus étroits. KZ5 à 90–115 mm jusqu'à 21 m et KG420B à 90–130 mm jusqu'à 25 m constituent le bas de gamme, avec le KG420B annoncé à 10,0–17,0 m³/min. Ils conviennent aux gradins étroits, aux petites fronts de carrière et aux entrepreneurs qui ont besoin d'une seule machine pour plusieurs travaux.
Le taux de production sur un gradin est déterminé par le plan de tir, la taille du trou et les mètres par heure, et la comparaison de ceux-ci avec une galerie de développement constitue la véritable question de coût. Les blocs qui déterminent le coût par mètre sont exposés dans Ce qui détermine votre coût de forage par mètre.
Étapes de sélection
- Mesurer l'encombrement avant toute autre chose. Hauteur et largeur de la section de galerie, rayon de braquage minimal, état du sol et poids maximal de transport que l'accès supportera. En surface, mesurer la banquette et la piste de roulage.
- Déterminer l'usage : trous de mine en banquette, galeries de développement, foration de production, boulonnage ou purge. Chacun a une plage de diamètres et une classe de machine différentes.
- Fixer le diamètre et la profondeur par trou. Les travaux de développement souterrains sont majoritairement de 32–102 mm ; les travaux de production en marteau fond de trou souterrain commencent autour de 90 mm et vont jusqu'à 152 mm ; les travaux en banquette en surface vont de 90 mm à 254 mm.
- Choisir la méthode de foration et la classe d'outil adaptées à ce diamètre et à cette roche. Marteau en tête pour les petits trous de développement, marteau fond de trou lorsque le diamètre ou la dureté de la roche l'exige.
- Dimensionner l'air pour la méthode retenue. Un jumbo avec compresseur embarqué ne relève pas du même achat qu'un engin à marteau fond de trou qui a besoin de 12–25 m³/min sous pression fournis par une machine externe.
- Vérifier la ventilation et les services pour le parc qui travaillera dans la galerie, pas pour une seule machine. Les gaz d'échappement diesel, la chaleur et le dimensionnement des conduites d'air comprimé entrent tous dans le même calcul.
- Planifier la logistique : comment la machine accède au front de taille, comment le compresseur et les tiges la suivent, et comment on change un marteau ou une flèche dans une galerie où il n'y a pas la place de travailler.
- Confirmer que l'ensemble sécurité et automatisation correspond aux exigences de la mine — conduite à distance, résistance du toit de protection et capacité de la machine à forer une couronne à partir d'une seule installation.
Erreurs courantes
- Lire une seule colonne « souterrain » comme une seule classe. Les jumbos de développement à 32–102 mm avec un compresseur de service de 0,7 m³/min et une foreuse DTH de 90–152 mm nécessitant 12–25 m³/min ne sont pas des alternatives.
- Oublier l'enveloppe jusqu'à l'arrivée de la machine. La hauteur, la largeur, le rayon de braquage et le poids de transport sont des critères éliminatoires, et ils ne peuvent pas être corrigés après coup.
- Laisser la ventilation hors de la décision d'achat de la machine. Le budget de ventilation de la galerie détermine combien de machines diesel peuvent travailler au front de taille.
- Faire fonctionner la conduite d'air sans vérifier la pression au marteau. Une conduite longue et sous-dimensionnée transforme silencieusement un compresseur bien dimensionné en un compresseur sous-dimensionné.
- Comparer une foreuse de surface et une foreuse souterraine sur la seule capacité de forage. Elles sont conçues pour des enveloppes différentes, et le coût par trou plus faible de la machine de surface est sans pertinence si elle ne peut pas entrer.
- Supposer que l'automatisation est facultative. Dans une galerie confinée, la manipulation des tiges et le fonctionnement à distance influent à la fois sur le temps de cycle et sur la sécurité de l'opérateur.
- Mélanger les fonctions de développement et de production dans un seul appel d'offres. Les deux fonctions veulent généralement des machines différentes, et une machine de compromis est lente dans les deux.
Liste de contrôle
- Dimensions de la galerie ou du gradin. 2) Diamètre et profondeur du trou. 3) Dureté de la roche. 4) Règles de ventilation et d'échappement. 5) Besoins en manipulation des tiges et en automatisation. 6) Limites de transport et d'accès.
Conclusion
Le choix entre souterrain et surface est déterminé d'abord par l'enveloppe de travail, ensuite par le type de forage, et les deux réponses doivent concorder. Commencez par la galerie ou le gradin, puis le trou, puis la méthode, puis l'air — et vérifiez la pression au marteau plutôt qu'au compresseur. Pour le volet surface de cette même question, voir les notes d'application sur l'exploitation minière à ciel ouvert ; pour le volet souterrain, voir l'exploitation minière souterraine. La logique de sélection des engins présentée dans Comment choisir un engin de forage DTH s'applique aux deux, une fois l'enveloppe définie.