Outils de minage : un guide des équipements et machines de minage

Types de méthodes de prospection minière

La minéralogie se répartit en 4 catégories : la minéralogie souterraine, la minéralogie à surface ouverte (pit), la minéralogie de placer et la minéralogie in situ.

Le type de matériaux que tente d’extraire une exploitation minière et les techniques de forage utilisées pour extraire ces minéraux déterminent directement les types d’outils de forage utilisés.

Cela étant, une méthode de base est toujours suivie pour l'exploitation minière en surface et en sous-sol. Cette méthode est la suivante :

1. Extraction. L’extraction consiste à creuser, percer ou exploser le sol afin d’extraire des minéraux.
2. Gestion des matériaux. Le transport des matières consiste à trier les matériaux, à envoyer les minéraux cibles vers un site de traitement et à envoyer les matières non pertinentes vers un site de tri des déchets.
3. Traitement des matières. Le traitement des matières consiste à faire fondre, broyer, concasser ou raffiné les minéraux, les transformant en produits finis destinés à la distribution.

Méthodes d'exploitation minière à surface

L’exploitation minière à surface est une méthode d’extraction des minéraux située à proximité de la surface de la Terre.

Les méthodes de prospection pour l’exploitation minière à surface comprennent :

• Extraction minière. La fracturation minière consiste à extraire les minéraux en éliminant des couches minces de matière superficielle. La couche supérieure au minerai est appelée charge superficielle et se compose généralement de sol et de roches. Cette technique de fracturation minière est couramment utilisée pour extraire le charbon qui se trouve près de la surface, et elle constitue une méthode utilisée pour préparer le terrain avant l’exploitation minière en plein champ.
• Extraction par puits ouverts. La mine à ciel ouvert est une technique qui consiste à percer la surface de la terre pour placer des explosifs. Ces explosions creusent un grand trou permettant aux mineurs d’accéder aux roches sous-jacentes. Cette technique de minage à ciel ouvert peut être utilisée pour extraire l’argent.
• Érabotage. La carrière est un processus dans lequel les mineurs découpe des blocs de pierre dure. Les mineurs extraient également des sous-produits de ces pierres durcies, comme le sable, le gravier ou les petites pierres. La carrière est accessible grâce à l’exploitation minière à ciel ouvert. Cette technique d’exploitation à surface est généralement utilisée pour extraire le granit, le marbre et d’autres pierres durcies.
• Extraction in situ (ISL). La minéralogie in situ est principalement utilisée pour extraire l'uranium, qui est utilisé pour la production d'énergie nucléaire. Cette technique de minéralogie à surface consiste à dissoudre le minerai sur place sans déplacer les roches des couches superficielles.
• Extraction minière. La technique de placer les mines est utilisée pour extraire l’or à partir de sable ou de gravier en utilisant des cuves et de l’eau. L’or, qui présente une densité plus élevée que le sable et le gravier, coulera plus rapidement, ce qui facilite la collecte.

Méthodes minières souterraines

Il existe plusieurs minéraux qui ne peuvent pas être extraits par des techniques d’exploitation minière à surface.

Dans ce cas, l’exploitation souterraine sera utilisée. En raison de la nature restreinte de cette activité, le processus d’extraction est différent.

Les méthodes de prospection pour les mines souterraines comprennent :

• Extraction minière. La prospection minière, comme son nom l’indique, utilise des explosifs pour extraire les couches de roches dures, détacher les roches et ouvrir des zones de mines souterraines.
• Extraction par chambre et colonne. La technique du « mineur à colonne » consiste à construire des colonnes rectangulaires pour supporter le poids du plafond tandis que les mineurs nettoient les environs des colonnes. Cette technique peut être réalisée avec des équipements de minage souterrains spécialisés.
• Retrait des mines. Le retrait minier est le processus consistant à retirer les colonnes lors de l’exploitation des chambres et des colonnes. Cette technique de minage souterraine permet de retirer stratégiquement les colonnes, permettant ainsi d’extraire le minéral restant de la mine. En retirant les colonnes, la mine s’effondre sur elle-même. C’est une technique de minage souterraine extrêmement dangereuse. Un grand travail de planification minutieuse est nécessaire lors du retrait des colonnes pour éviter les blessures et les décès.
• Gravure de blocs. Le blocage par enfouissement est une méthode d’extraction à grande échelle qui nécessite une phase de développement plus longue que toute autre méthode d’extraction souterraine. Cette méthode consiste à creuser un trou au fond de la masse rocheuse, ce qui provoque la déformation et le démantèlement de la roche supérieure pour combler le vide, tandis que la surface des grottes se propage vers l’intérieur.
• Extraction minière par coupe et remplissage. C’est une méthode minière à petite échelle qui consiste à couper des tranches horizontales dans le gisement minier. Une fois le niveau creusé, le niveau est rempli et l’excavation se poursuit jusqu’au niveau suivant.
• Extraction et remplissage par coulée. La technique de déversement et de remplissage est utilisée lorsque le gisement d'une minéralisation est plus large que le déversoir lui-même. Les déversoirs seront exploités l'un à côté de l'autre, en remplaçant l'un par un autre avant d'excavation.
• Extraction par longolame. La technique du longwall est couramment utilisée dans les mines de charbon et consiste à utiliser un appareil de cisaillement sur une piste de plusieurs kilomètres pour concasser le charbon provenant de la face de la mine.
• Taux de réduction de la taille des mines. La technique de minage en épaulements est une méthode de production très productive utilisée pour extraire des gisements très inclinés et uniformes. Les épaulements primaire et secondaire sont creusés dans tout le gisement, le premier étant extrait et remplacé par un nouveau matériau avant d’extraire le minerai du deuxième épaulement.
• Gravures souterraines. La fracturation sous-rébâtement est utilisée sur des gisements à faible inclinaison. Les minerais sont extraits de la paroi inférieure afin d’éviter les fissures. Le gisement est fracturé depuis le sommet vers le bas tout en conservant la roche porteuse de la paroi libre.

Equipement de minage pour les mines de roches mouillées vs. les mines de roches durcies

Des outils de minage différents sont utilisés pour différents types de minéraux et selon différentes techniques de minage.

Il existe des outils spécifiques pour les roches mouillées et des outils spécifiques pour les roches dures, tout comme il existe des machines spécifiques pour les techniques d’exploitation à surface et des outils spécifiques pour les techniques d’exploitation souterraine.

La différence fondamentale entre l’exploitation du minerai de roches molles et celle du minerai de roches durcies réside dans le fait que l’exploitation du minerai de roches durcies nécessite l’utilisation d’explosifs, tandis que celle du minerai de roches molles ne le nécessite pas.

Mines de Soft Rock

• Pas besoin d'explosifs pour l'extraction.
• Les minéraux du groupe des roches molles comprennent le sel, le charbon, la bauxite et le potasse.
• Tous ces minéraux peuvent être extraits uniquement grâce à des machines de forage spécialisées.

Hard Rock Mines

• Exige des explosifs pour l'extraction.
• Les minéraux du groupe des roches durcies comprennent le cuivre, l'or, le fer, le plomb, le platine, l'argent, l'uranium et le zinc.
• Dans les mines de roches durcies, des foreuses hydrauliques sont utilisées pour creuser des trous où des explosifs peuvent être insérés puis explosés.