Conception des cheminées à minerai et à stérile

La manutention du minerai et du stérile dans la plupart des mines souterraines repose sur un système de cheminées à minerai. Ces cheminées ont pour but de transférer, par gravité, le minerai depuis les niveaux supérieurs de la mine jusqu'au niveau de concassage et de hissage. L’expérience a montré que les cheminées sont fréquemment aux prises avec des problèmes d’écoulement de même qu’avec des problèmes de stabilité. Les problèmes de stabilité sont causés, entre autre, par le régime de contraintes et, principalement, par les structures en place dans le massif rocheux. Les impacts et l'usure par abrasion au niveau des parois provoqués par le matériel en mouvement, participent aussi à la détérioration des cheminées. Ces problèmes opérationnels reliés à l’utilisation des cheminées ont un impact économique très important, pouvant aller jusqu’à l’arrêt des opérations. Les opérations reliées à l’utilisation des cheminées à minerai dans les mines souterraines posent actuellement un problème au niveau de la sécurité des travailleurs. Au Québec, entre 1987 et 1999, 60 accidents, dont 9 accidents mortels, ont été recensés par l’APSM (Lapointe, 1999) relativement à l’opération des cheminées à minerai dans les mines souterraines. En Ontario, selon le MASHA (Beauchamp, 1999), pour la période de 1989 à 1999, on dénombrait 33 accidents dont 4 se sont avérés mortels. Aux États-Unis, 392 accidents, dont 3 mortels, ont été recensés entre 1987 et 1996, (Larson et al., 1998). Il n’existe que très peu de littérature technique traitant de la conception des cheminées à minerai ou des problèmes qui y sont associés (Stacey and Swart, 1997). Actuellement, la plupart des cheminées à minerai sont planifiées de façon empirique, c'est-à-dire que la conception est basée principalement sur l’expérience passée. Cette méthodologie empirique fait en sorte qu’il est difficile de comprendre pourquoi dans certain cas une cheminée à minerai a bien fonctionné alors que dans un autre cas, une cheminée de conception identique a été associée à de nombreux problèmes (accrochages, dégradation, etc.). Les objectifs du projet, tels que définis dans le protocole présenté à l’IRSST, étaient les suivants :l’étude de la situation actuelle au Québec concernant la conception des cheminées à minerai, les problèmes opérationnels rencontrés, les solutions apportées pour y remédier ainsi que les résultats obtenus.l’élaboration d’un guide de conception des cheminées à minerai.l’élaboration d’une liste de méthodes de travail sécuritaires reliées à l’opération des cheminées à minerai.Dix mines souterraines du Québec ont été visitées afin de constituer une base de données sur les cheminées à minerai et à stérile. Une investigation typique comprenait une descente sous terre et une collecte extensive d’informations relatives à l’ingénierie des cheminées, principalement en fonction des plans disponibles dans chaque mine. Une série d’entrevues a aussi été réalisée avec le personnel des départements d’ingénierie afin de recueillir de l’information sur la conception des cheminées. L’analyse de la base de données ainsi constituée a permis de faire une mise à jour en ce qui concerne la conception des cheminées à minerai de même que les problèmes opérationnels rencontrés. Les résultats ont permis d’établir des lignes directrices afin de mieux concevoir les cheminées à minerai. L’influence de la forme et de l’inclinaison des cheminées sur la formation d’accrochage a été évaluée à l’aide d’un modèle numérique basé sur la méthode des éléments distincts. Les abaques de dimensionnement des cheminées élaborés dans le cadre de ce projet sont un outil de travail très intéressant pour l’ingénieur minier. La base de données a également permis d’identifier les types de massifs rocheux aptes à recevoir les cheminées. Une valeur critique de la classification du NGI, à partir de laquelle des problèmes de dégradation des parois sont à envisager, a été établie. Une telle classification n’a jamais été proposée à la connaissance des auteurs. Les entrevues menées avec le personnel affecté aux opérations souterraines a permis d’élaborer une liste des différentes méthodes sécuritaires de travail reliées aux opérations de démantèlement des accrochages (nommées ci-après « déblocages ») et de réhabilitation des cheminées. Un guide synthétisant les différentes méthodes de déblocage a été élaboré à destination des mineurs dans le cadre de ce projet. Ce rapport est accompagné d'une annexe : Liste des méthodes de travail reliées aux opérations de déblocage et de réhabilitation des cheminées a minerai et à stérile

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