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Calcul de la productivité d'un engin de transport dans la mine souterraine: Cas de la benne Sandvik TH551i de Kamoto


par Jean-Luc BANZA KATONGOTONGO
Université de Likasi  - Graduat en sciences appliquées  2022
  

Disponible en mode multipage

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~ I ~

EPIGRAPHE

« Le temps existe pour que toutes choses n'arrivent

pas au même moment. »

- Albert EINSTEIN.

« La théorie c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne mais la pratique, c'est quand tout fonctionne et que

personne ne sait pourquoi. »

- Albert EINSTEIN.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ II ~

DEDICACE

A mes très chers parents

Elie NGOIE KABAMBA et Pelazi ILUNGA NDALA, pour leurs dévouements et conseils, qui ont toujours contribué matériellement, moralement et financièrement pour que nous puissions bien évoluer pendant notre cursus.

A mes frères et soeurs

Héritier KABILA, Junior MONGA, Grâce KIBAWA, Benege KABANGE, Shekinah NKULU et la cadette Sarah ILUNGA pour votre assistance dans mes besoins.

A mes oncles, tantes, beaux-frères, belles-soeurs et nièces

UMBA KABILA, Yannick MWILAMBWE, Cynthia MUKENA, Nathalie KABILA, Julie, Bonheur MONGA, Miradi KABILA, Josué MONGA.

Nous dédions ce travail à tous les agents de KCC SA. Qui nous ont encadrés durant notre stage, nous citons : Ingénieur Marc MPOYO, Ingénieur Thierry BANZA, Ingénieur Thierry KAFWAYA, Monsieur Willy MUSASA, Monsieur séraphin LWABA, Monsieur MUMBA NZUMBI, Monsieur Joël MWAMBA.

A vous, je dédie cet ouvrage ! JEAN-LUC BANZA K.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ III ~

AVANT-PROPOS

La rédaction du présent travail marque la fin de notre premier cycle à la faculté polytechnique plus précisément au département de mines. Cette rédaction a vu son aboutissement heureux suite au concours de plusieurs personnes, qui de loin ou de près m'ont apporté conseils, remarques, assistances et encouragements.

A l'Eternel Dieu tout puissant, le maitre de temps et de circonstance, lui qui nous a donné le souffle de vie, l'intelligence et la sagesse afin de pouvoir élaborer ce travail.

Mes profonds remerciements s'adressent à mon très cher directeur de travail de fin de cycle ; l'Assistant Ingénieur civil de mines MWIKIE MPAPA Pacifique, pour la direction de ce travail et le temps disposé pour diriger cette recherche malgré ses multiples occupations.

Mes remerciements s'adressent au corps professoral de la faculté polytechnique en général, particulièrement aux enseignants du département de mines : C.T. Ir MULUMBA BIN MPUKA, Ass. Ir Edouard MASOLA, Ass. Ir Khéops KITOKI, Ass Ir Emmanuel KANDURI, Ass. Ir Freddy MUKOLO, Ass. Ir ILUNGA KASONGOSHI, C.T. Ir MBIYE MUKENDI ; pour toute la connaissance transmisse en moi.

A tous mes collègues de promotion, ainés et cadets scientifiques : Nessy MAKUSU, Francis KATUMBA, Justice KABULO, Raïssa NGOIE, Elie MASENGO, Benaja MWAKA, Aline KASONGO, Augustin MUMBA, David KITONDO, Michel MWENZE, Siron MBIKALE, Tandy SHIMBA, Chadrack KITENGE, Olga MWAMBA, Manu KIYEBWA, Gratien KALUMBA, David KAPENGA, Guelord MUSASA, Tony UMBA, Prince FUNDI, Augustin KANYINDA, Ardin MUSHINTU, Verlin ILUNGA, Néhémie IPANGA. Pour leurs conseils, encouragements et surtout l'esprit d'équipe qu'ils ont toujours manifesté à notre égard à chaque fois que nous en avions besoin.

A mes amis et connaissances : Rubin MUKABI, Benjamin KASONGO, Chadrack MBUYI, Franglish MWEMA, Othniel KAPELA, Aristote NGOIE, Luc LUMBU, Ghislain KIKABA, Gaou KABANGE, Thierry ; pour leurs soutient et encouragement nous disons merci.

Que tous ceux qui, de près ou de loin ont contribué à la réalisation de de travail qu'il trouve à leur tour, dans ces quelques phrases l'expression de notre gratitude, même si leurs noms ne sont pas listés.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ IV ~

RESUME

Ce travail présente les résultats d'une étude menée sur le calcul de la productivité d'un engin de transport dans une mine souterraine.

Le transport dans une mine est un procédé technologique au déplacement des charges (stériles et minerais). Il établit la liaison entre le fond de la mine et le point de déchargement des produits.

L'organisation de transport est un problème très important à ne jamais négliger qui conditionne en partie les possibilités de production pour atteindre les objectifs fixés par l'entreprise. Ainsi il a été question de savoir quels sont les facteurs influençant la productivité d'un engin de transport ? Et quelle est la productivité d'un engin de transport dans une mine souterraine afin de réaliser le cubage planifier ?

A l'issu de ce travail il est question de déterminer le coefficient de mise à disposition, le coefficient d'utilisation effective, le coefficient d'utilisation absolue, le temps de cycle moyen, le rendement théorique, le rendement pratique, la distance standard ainsi que la productivité d'un engin de transport.

Pour réaliser ce travail nous avons utilisé les méthodes suivantes : les techniques d'interviews, les techniques documentaires, les visites sur terrains qui on consistées aux récoltes des données et d'autres informations nous les avons trouvées au service de la planification dont les résultats sont les suivants : le coefficient de mise à disposition est de 79,2 %, le coefficient d'utilisation effective est de 84, 2 %, le coefficient d'utilisation absolue est de 66,7 %, le temps de cycle moyen est de 39,09 minutes, le rendement théorique est de 36,10 ??3/h, le rendement réel est de 24,08 ??3/h, la distance standard est de 4,7 Kmst et la productivité est de 113,18??3Kmst/h.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ V ~

TABLE DES MATIERES

EPIGRAPHE I

DEDICACE II

AVANT-PROPOS III

RESUME IV

TABLE DES MATIERES V

LISTE DES FIGURES IX

LISTE DES TABLEAUX X

INTRODUCTION 1

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA MINE SOUTERRAINE DE KAMOTO 3

1.1. ORIGINE DU NOM KAMOTO 3

1.2. HISTORIQUE DE LA MINE SOUTERRAINE DE KAMOTO 3

I.3. CADRE GEOGRAPHIE 4

I.3.1. Localisation du site 4

1.3.2.Climat & végétation 6

I.4. ETUDE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE DU GISEMENT 6

I.4.1. Aperçu géologique 6

I.4.2. Subdivision du gisement 6

I.4.3. Hydrologie et hydrogéologie 8

I.4.4. Genèse et tectonique 9

I.4.5. Stratigraphie 10

I.4.6. Minéralisation 12

I.5. METHODE D'EXPLOITATION 13

I.6. INFRASTRUCTURE 13

I.6.1. Infrastructures de surface 13

I.6.2. Infrastructures fond 14

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ VI ~

I.7. CONCLUSION PARTIELLE 14

CHAPITRE 11 : NOTIONS SUR LE TRANSPORT DANS UNE MINE SOUTERRAINE 15

11.1. INTRODUCTION 15

11.2. TRANSPORT 15

11.2.1. Le choix de moyen de transport 17

11.2.2. Engin de transport 17

11.2.3. Benne 17

11.2.4. Description de la benne 18

11.2.5. Critère de sélection des camions-bennes 19

11.3. LES ENGINS DE TRANSPORT DE LA MINE SOUTERRAINE DE KAMOTO 19

11.4. ETUDE DU TEMPS DE CYCLE D'UN ENGIN DE TRANSPORT 22

11.4.1. Cycle des engins de transport 22

11.4.2. Le coefficient de remplissage 23

11.5. CLASSIFICATION DES HEURES 24

11.5.1. Heures théoriques ou possibles (HP) 24

11.6. COEFFICIENT DE GESTION DES ENGINS 25

11.6.1. Coefficient de mise à disposition (CMD) 26

11.6.2. Le coefficient d'utilisation effective (CUE) 26

11.6.3. Coefficient d'utilisation absolue (CUA) 26

11.7. NOTIONS SUR LES RENDEMENTS D'UN ENGIN DE TRANSPORT 27

11.7.2. Notions sur le rendement théorique d'un engin de transport 27

11.7.3. Notions sur le rendement pratique ou réel d'un engin de transport 28

11.8. NOTIONS SUR LA DISTANCE STANDARD 28

11.8.1. Définition 28

11.8.2. But de la notion de la distance standard 28

11.9. NOTIONS SUR LA PRODUCTIVITE 30

11.9.1. Définition 30

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ VII ~

??.9.2. Formule de la productivité 30

??.10. CONCLUSION PARTIELLE 30

CHAPITRE III : CALCUL DE LA PRODUCTIVITE D'UN ENGIN DE TRANSPORT

DANS LA MINE SOUTERRAINE 31

III.1. INTRODUCTION 31

III.2. NOTIONS DE LA STATISTIQUE 31

III.2.1. Rappel sur les grandeurs statistiques 31

III.3. PRESENTATION DES DONNEES 35

III.3.1. Détermination du coefficient de remplissage dans les minerais (Kr) 35

III.4. DETERMINATION DES COEFFICCIENTS DE GESTION D'UN ENGIN 37

III.5. CHRONOMETRAGE DU TEMPS DE CYCLE DE LA BENNE SANDVIK 40

III.5.1. Chronométrage 40

III.6. DETERMINATION DU TEMPS MOYEN DE CYCLE 41

III.6.1. Calcul du temps moyen de manoeuvre à la chargeuse (Tmc) 41

III.6.2. Calcul du temps moyen de chargement de la benne (Tc) 42

III.6.3. Calcul du temps moyen d'aller en charge de la benne (Ta) 43

III.6.4. Calcul du temps moyen de manoeuvre au déchargement de la benne (Tmd) 44

III.6.5. Calcul du temps moyen de déchargement de la benne (Td) 45

III.6.6. Calcul du temps moyen retour de la benne (Tr) 45

III.6.7. Calcul du temps moyen d'attente à la chargeuse (Tac) 46

III .7. DETERMINATION DES RENDEMENTS DE LA BENNE SANDVIK TH551i 48

III.7 .1. Calcul du rendement théorique 48

III.7.2. Calcul du rendement pratique ou réel 48

III.8. CALCUL DE LA DISTANCE STANDARD 50

III.8.1 Détermination de la dénivellation (Dv) 50

III.9. CALCUL DE LA PRODUCTIVITE DE LA BENNE 52

III.10. PRESENTATION DES RESULTATS 52

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ VIII ~

III.11. CONCLUSION PARTIELLE 52

CONCLUSION GENERALE 53

SUGGESTIONS 54

BIBLIOGRAPHIE 55

A) NOTES DES COURS 55

B) NOTES DES SERVICES 55

C) OUVRAGES ET ARTICLES 55

D) SITES INTERNET 55

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ IX ~

LISTE DES FIGURES

Figure I. 1 : Localisation de la mine de kamoto 5

Figure I. 2 : Carreaux miniers de la mine de kamoto 5

Figure I. 3 : Les cinq nappes de Kamoto 8

Figure I. 4 : Stratigraphie de la mine de kamoto 11

Figure I. 5 : Coupe schématique du gisement de kamoto principal 12

Figure II. 1 : Classification générale des systèmes de transport 16

Figure II. 2 : Systèmes de transport continu et par lots 16

Figure II. 3 : Benne SANDVIK TH551i 20

Figure II. 4 : Benne SANDVIK avec ces dimensions 20

Figure II. 5 : Benne SANDVIK avec ces dimensions à la courbure d'une galerie 21

Figure II. 6 : Benne SANDVIK TH551i en charge 22

Figure II. 7 : Cycle d'une unité de transport dans les mines 22

Figure III. 1 : Vue en plan de la mine du trajet GRIZZLI?ETANG .34

Figure III. 2 : Catégorie des heures prestées des engins de transport 38

Figure III. 3 : Catégorie des heures de travail des unités de transporErreur ! Signet non défini.

Figure III. 4 : Chaine d'extraction puits 1 Erreur ! Signet non défini.

Figure III. 5 : Vue plan de la dénivellation 50

Figure III. 6 : Vue en plan de la route et la distance GRIZZLY-ETANGErreur ! Signet non défini.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ X ~

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I. 1 : Eléments géotechniques pour le gisement de kamoto 7

Tableau II. 1 : Caractéristiques techniques du camion-bennes SANDVIK TH551i ..21

Tableau III. 1 : présentation des tonnages transportés du trajet GRIZZLY?ETANG ..35

Tableau III. 2 : calcul statistique du coefficient de remplissage 36

Tableau III. 3 : Catégories d'heure de travail de la mine de kamoto 37

Tableau III. 4 : Temps de cycle de la benne SANDVIK TH551i affectée sur le trajet 40

Tableau III. 5 : Calcul statistique du temps moyen de manoeuvre à la chargeuse 42

Tableau III. 6 : Calcul statistique du temps moyen de chargement de la benne 42

Tableau III. 7 : Calcul statistique du temps moyen d'aller en charge de la benne 43

Tableau III. 8 : Calcul statistique du temps moyen de manoeuvre au déchargement 44

Tableau III. 9 : Calcul statistique du temps moyen de déchargement 45

Tableau III. 10 : Calcul statistique du temps moyen retour à la chargeuse 46

Tableau III. 11 : Calcul statistique du temps moyen d'attente à la chargeuse 47

Tableau III. 12 : Résultat de tous les calculs statistiques de différents temps moyens 47

Tableau III. 13 : Présentation des résultats trouvés 52

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 1 "

INTRODUCTION

Dans toute exploitation minière, la productivité d'un engin de transport est un élément clé pour la production de la mine, et donc le transport est l'opération qu'il faut optimiser à tout prix, dans le but de maximiser aussi la production de la mine. Mais il se fait que face à des différents facteurs de perturbation, la productivité des engins de transport devient très faible par rapport à l'idéal planifié.

Le transport dans une mine est un procédé technologique au déplacement des charges (stériles et minerais), il établit la liaison entre le fond de la mine et le point de déchargement des produits (stock ou usine de traitement). Il présente des dépenses très considérables du prix de revient total de l'exploitation.

Malgré tous les efforts employés dans le secteur minier, des problèmes d'ordre technique et organisationnel subsistent encore. Parmi les problèmes d'organisation des travaux miniers rencontrés à la mine de Kamoto, en ce qui concerne le transport des produits, on retient les problèmes de fluidité du circuit de transport, qui n'a qu'une seule voie de roulage où toutes les activités de la mine y sont observées, le manque de communication entre les contrôleurs techniques (dispatch) et les opérateurs des camions bennes. Tous ceux-ci ne permettent pas de réaliser l'objectif planifié au service de la planification.

Ainsi, lors de notre passage à la mine souterraine de Kamoto, nous avons remarqué que les engins de transport offraient une productivité faible par rapport à ce que les engins devraient faire réellement suite à certains facteurs de perturbation, c'est la raison principale qui nous a poussés à mener notre travail sur « LE CALCUL DE LA PRODUCTIVITE D'UN ENGIN DE TRANSPORT DANS LA MINE SOUTERRAINE. (Cas de la benne SANDVIK TH551i de Kamoto) »

Pour y arriver, nous devons répondre aux préoccupations de savoir quels sont les facteurs influençant la productivité d'un engin de transport ? Et quelle est la productivité d'un engin de transport dans une mine souterraine afin de réaliser le cubage planifier ?

Pour déterminer la productivité de nos engins, nous avons adoptés une méthodologie de travail suivante :

? Les techniques d'interviews ;

? Les techniques documentaires ;

? Les visites sur terrains qui ont consistées aux récoltes des données.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 2 "

Hormis l'introduction et la conclusion notre travail comprend trois chapitres à savoir :

? Chapitre I : généralités sur la mine souterraine de Kamoto ;

? Chapitre II : notions sur le transport dans une mine souterraine ;

? Chapitre III : calcul de la productivité d'un engin de transport dans la mine souterraine (cas de la benne SANDVIK TH551i de Kamoto).

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 3 ~

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA MINE SOUTERRAINE DE

KAMOTO

1.1. ORIGINE DU NOM KAMOTO

Kamoto doit son nom à un village lointain dans l'histoire, qui jonchait sur le site où a été creusée la mine qui l'a immortalisé.

Les gens, qui passaient vers les champs apercevaient au loin et de loin un petit feu luisant. Ils se le disaient en se montrant du petit doigt : « Regardez là-bas un petit feu » qui, traduit littéralement en swahili veut dire « TAZAMA KULE KA MOTO ». Il en était ainsi tous les jours. Voilà comment, à l'avènement des travaux de creusement, on appela ce site, à juste titre, « KA MOTO » nom composé qui gardait sa signification séculaire qui traduisait en swahili «PETIT FEU».

Le temps a eu raison de ce nom jusqu'à lui faire perdre d'une part sa signification initiale et d'autre part son orthographe pour en faire un nom simple.

Nous ne pouvons que nous en réjouir vu la renommée que s'est taillée la mine de KAMOTO sur le plan international (KTO number one).

D'aucuns, pour les convenances, souhaitaient même l'appeler KIMOTO (=grand feu) au lieu de KAMOTO.

1.2. HISTORIQUE DE LA MINE SOUTERRAINE DE KAMOTO

La mine de Kamoto est située à 9 Km à l'ouest du centre de la ville de Kolwezi. Elle reprend un gisement dont l'exploitation a commencé en mine à ciel ouvert (carrière de Kamoto principal). La découverture de ce gisement avait débutée en 1942.

L'extraction du minerai n'est intervenue qu'en 1948. Le carreau de la mine est à 1445m d'altitude qui est considéré comme le niveau 0 (en profondeur). Les premiers travaux préparatoires et fonçage des puits ont commencé en 1959 (puits). Quant à l'extraction du minerai, elle n'a débuté que cinq ans après c'est-à-dire en 1964 et en 1972 la chaine d'extraction fut mise en service.

En 1974, dix ans après le début de l'extraction des premières tonnes des minerais, la production de la mine souterraine de KAMOTO se situé au-dessus de 2 500 000 tonnes de minerais. Cette année-là de forte production précédé malheureusement l'effondrement de la

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 4 ~

mine qui survient en 1990. En 1993 les troubles sociopolitiques conduisent à une réduction de la moitié des effectifs, on passe alors de 2166 à 1063 agents. En 2003 nouvelle réduction des effectifs suite à l'opération départ volontaire ; de 1972 à 421 agents.

Fin Juillet 2006, démarrage des activités d'assainissement par KOL (KAMOTO OPERATING LIMITED) et en Avril 2007, démarrage réduit de la production KOL.

En 2009, la fusion de KOL et DCP, deux entreprises partenaires de la Gécamines, qui donne naissance à l'actuel entreprise KCC ; qui est jusqu'à ce jour exploitant de la mine souterraine de KAMOTO.

Alors l'histoire de la mine souterraine de Kamoto se résume en quelques dates importantes, à savoir :

> 1942 : Début découverture ;

> 1948 : Début de L'exploitation à ciel ouvert ;

> 1959 : Début des travaux de fonçage des puits ;

> 1964 : Début de l'extraction minière en souterrain (153.000 TS/an) ;

> 1972 : Mis en service de la chaine d'extraction ;

> Du 13 au 15 Novembre 1986 : Venue de boues de la carrière vers niveau 385

connexion 6 lors du chargement transport, victime : UMBALO BIZIMUNGU,

MIJINGA (emmurés mais sortis indemne après 3 jours) ;

> 1989 : Production maximale de la mine (3.290.000 TS/an) ;

> 1990 : Effondrement de la mine ;

> En 2006 Kamoto Operating Limited (KOL) et DRC Copper Project (DCP)

arrivèrent à Kolwezi pour opérer dans la mine souterraine de Kamoto.

I.3. CADRE GEOGRAPHIE

I.3.1. Localisation du site

Cette mine souterraine est exploitée jusqu'à présent par la société Kamoto Copper Company (KCC SA.). Elle est située à l'Ouest de la ville de Kolwezi dans la Province du Lualaba, à 9km du centre-ville, sur le plateau de Manika.

La mine est aux coordonnées géographiques suivantes :

> 10° 45' de latitude Sud ;

> 25° 25' 30» de longitude Est ;

> 1445 m d'altitude au-dessus de la mer.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 5 ~

Figure I. 1: Localisation de la mine de kamoto

Figure I. 2 ; Carreaux miniers de la mine de kamoto

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 6 "

?.3.2.Climat & végétation

La région de Kolwezi connait un climat tropical humide à deux saisons, la saison des pluies qui s'étale sur sept mois avec des variations notables, elle va d'Octobre à Avril et alterne avec une saison sèche allant du mois de Mai à Septembre. La température moyenne annuelle est de 21°C, avec une valeur maximale de 31°C en Septembre, Octobre et une valeur minimale de 5°C en Juin et Juillet.

I.4. ETUDE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE DU GISEMENT DE KAMOTO

I.4.1. Aperçu géologique

Le gisement de Kamoto est d'origine sédimentaire faisant parti du système litho-statique du katanguien. Il est une écaille de la série des mines du lambeau de Kolwezi ; la tectonique et les phénomènes de charriage ont conduit à l'extension de Roan moyen. De ces phénomènes résultent plusieurs lambeaux constitués de plusieurs écailles. Ce gisement est constitué de deux couches minéralisées qui sont :

? Ore body supérieur (OBS) et ? Ore body inférieur (OBI).

I.4.2. Subdivision du gisement

Le gisement de Kamoto comporte deux écailles à savoir :

? KAMOTO PRINCIPAL : 113.700.000T (réserve géologique originelle) ;

? KAMOTO ETANG : 23.000.000T (réserve géologique originelle).

Les deux écaille comptent chacune deux couche minéralisées de 12m dont 15m de puissance (OBI et OBS).Elles sont séparées par un banc des stériles de 15m à 25m formé des roches siliceuse cellulaires de très bonne tenues.

~ 7 ~

Tableau I. 1 : Eléments géotechniques pour le gisement de kamoto [KAMOTO ET SON
GISEMENT ; 2009]

COUCHES

formation

Puissance (m)

caractéristiques

Teneur en%

Résistance en kg/cm2

densité

RDQ %

cuivre

cobalt

compression

traction

OBI

Brèche RAT grise

0.5

-couleur grise

vert

-écrasé, rubanage, grossier

2.06

0.24

-

-

-

31 à

47

RAT grise

1.5 à 2

-microgrès,

massives -
couleur gris vert

4.43

0.63

-

-

-

D strate

4 à 5

-gris noir -stratifiés grossièrement

-présence de
niveau chartreux et des nodules

3.82

0.45

2073

106

2.83

RSF

5

-mieux litée -structure feuilletée, ondulée

-couleur gris
clair

4.30

0.11

1307

127

2.66

RSC
minéralisés

1

-massive sans

litage

-présence de
taches noires

6.58

0.14

-

-

-

OBS

SD 1 Argilo- dolo

5 à 6

-présence de petits

-nodules aplatis - couleur lits grise bleuté

7.36

0.51

1360

114

2.87

30

à

56

SD 1 a

dolo

1 à 2

-teinte grise clair

-stratifier en
grand banc

2.36

0.57

-

-

-

SD1

Bomzâtre

3 à 4

-couleur gris

clair

-stratifiée en
petits bancs

2.36

0.73

1828

102

-

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 8 "

I.4.3. Hydrologie et hydrogéologie

Le gisement de Kamoto est doté d'un système d'aquifères d'origine karstique. Autrement dit, les nappes qui entourent ce gisement ne sont pas des nappes phréatiques. Ce sont plutôt des nappes dont les eaux circulent dans des chenaux et des cassures vers les ore bodies sous-jacents.

Au toit du gisement, la stratigraphie présente trois entités de formations dolomitiques altérées qui forment des nappes semi-captives d'origine karstique.

Il s'agit de :

> SDS ;

> CMN1a : étant un grès, c'est la roche mère de la formation des aquifères ; > CMN1b+2 : ils présentent des horizons carbonés et dolomitiques.

C'est dans les horizons carbonés qu'on peut trouver de l'eau.

Le gisement de la mine de Kamoto est entouré de cinq nappes disposées de la manière suivante :

> Kamoto Etang : à l'Ouest ; > KOV : à l'Est ;

> Kamoto sud : au Sud ;

> Kabulungu : au Sud-Ouest ; > Kamoto toit : au Nord.

Figure I. 3 : Les cinq nappes de Kamoto

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 9 ~

Ces nappes sont indépendantes et isolées par des formations imperméables appelées écrans aquifères. Ces écrans, quand ils sont parcourus par un réseau des cassures, perdent leur caractère imperméable. Dès lors, on observe une circulation d'eau vers les ouvrages. Il faudra envisager des venues d'eau saisonnières dues à des infiltrations souterraines des eaux de pluies.

Les études hydrogéologiques réalisées par Kamoto-Géo (1984) ont montré que parmi ces cinq nappes, celle de K.O.V est la plus grande pourvoyeuse en eau à l'exhaure de la mine, son débit représente à peu près 45% de l'ensemble des venues d'eau de la mine estimées à plus ou moins 2.000.000 m3/an. Les venues d'eau proviennent essentiellement au toit du gisement. Elles ont doublé depuis 1990, ce qui porte à croire que l'écran dolomitique a été percé par les effondrements de la plateure.

La situation est telle que la campagne de rabattement du niveau hydrostatique dans les zones supérieures était concentrée dans le flanc synclinal (flanc sud) et il s'est créé par conséquent un cône de dépression de sortie vers le Nord. Le niveau hydrostatique n'accuse pratiquement pas de changement.

Dès lors, les afflux d'eau deviennent d'autant plus importants que les chantiers avancent vers le Nord. Il en est de même quand on progresse vers l'ouest où les terrains deviennent de plus en plus altérés et les venues d'eau en provenance de Kamoto Etang s'avèrent très remarquable.

D'autres part, les formations étant très altérées à l'Est, la nappe de KOV contient beaucoup d'eau, cependant, KOV perd de plus en plus sa vigueur quand on descend en profondeur.

I.4.4. Genèse et tectonique

Les terrains de la mine de Kamoto ont leur origine dans des bassins de sédimentation sous forme des boues déposées en couches plus ou moins horizontales. Ces couches sont grossièrement parallèles entre elles et varient dans le sens vertical suivant les conditions de dépôt et suivant la profondeur du bassin.

En profondeur, ces terrains sont généralement dolomitiques, il existe cependant des zones altérées le long des cassures et des failles. En faciès dolomitique, les minerais se présentent sous forme des sulfures de cuivre et de cobalt, en faciès altéré ces mêmes minerais se transforment en Oxyde de cuivre et de cobalt. D'une manière générale, la tectonique Katanguienne s'est déroulée en trois phases à savoir [CAILTEUX, KAMPUNZU ; 2005] :

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 10 ~

> La phase de surrection qui a la forme des plis diapiriques à noyaux de Roan est déversée vers le Nord. Elle est appelée phase Lukunienne (656 Millions d'années) ;

> La phase hydrothermale qui est le paroxysme à la formation des gisements Zn-Pb-Cu de substitution. Elle est appelée phase Kipushienne (600 Millions d'années) ;

> La phase de coulissements SW-NE dont résultent les allures sigmoïdes des anciens plis et failles et la configuration actuelle de l'arc cuprifère du Katanga. Elle est appelée phase Kamwalienne (600 Millions d'années).

Le gisement de Kamoto Principal se présente comme un synclinal dépourvu du flanc Nord d'une manière spécifique. Il est limité de toutes parts par des failles et il a la forme d'une vaste cuvette synclinale qui s'étend en direction sur une longueur de 1500m environ d'Est à Ouest et sur une longueur de 1300m du Nord au Sud.

La tectonique du site de Kamoto a eu pour conséquence une dislocation en écailles plus ou moins indépendantes, jointives au centre (Kamoto Nord) et à l'Ouest (Kamoto Etang). Au Sud, le gisement gauchit avec l'apparition de grandes fractures verticales s'amplifiant avec la profondeur. En son coeur, il évolue vers le Nord en une plateure dont une partie s'est effondrée.

I.4.5. Stratigraphie

Les gisements de la mine souterraine de Kamoto sont constitués d'une manière générale de deux couches minéralisées ou ore bodies : l'ore body inférieur (OBI) et l'ore body supérieur (OBS). Pour le gisement de Kamoto Principal, ses couches ont chacune une épaisseur moyenne de 14m et sont séparées par un massif stérile (Roches Siliceuses Cellulaires) de 15m d'épaisseur en moyenne.

En allant du mur vers le toit du gisement, donc du Sud vers le Nord, nous rencontrons

> R.A.T lilas : Roches Argilo Talqueuses lilas (RAT 3c) ;

> Brèche de RAT Grises ;

> RAT grise ;

> D'STRAT : Dolomie Stratifiée ;

> RSF Dolomitiques : Roches Siliceuses Feuilletées (siliceuses) ;

> R.S.F. Siliceuses, Roches Siliceuses Cellulaires (siliceuses) ;

> R.S.C. minéralisées siliceuses cellulaires (minéralisées) ;

> Shales Intercalaires ;

> RSC Stériles : Roches Siliceuses Cellulaires (stériles) ;

> SD ou Argilo dolomitique : Shales Dolomitiques 1b (argilo-dolomitique) ;

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 11 ~

> SD la Dolomitique : shales dolomitiques 1a (dolomitiques) ;

> Banc Dolomitique ;

> BOMZATRES ;

> S.D 1b, Bomz : black Ore mineralized zone ;

> S.D. 2a Graphiteux : shales dolomitiques 2a (Graphiteuse) ;

> S.D. 2a Dolomitiques : Shales dolomitiques 2a (Dolomitiques) ;

> S.D. 2b Collenias : shales dolomitiques 2b (colle nias) ;

> S.D.2b Schisteux.

Figure I. 4 : Stratigraphie de la mine de kamoto

.. Les roches de l'ore body inférieur sont :

> Brèche de RAT grise ;

> RAT Grises ;

> D. Strat ;

> RSF Dolomitiques ;

> RSF Siliceuses ;

> RSC Minéralisées.

.. Les roches de l'ore body supérieur sont :

> S.D 1a Argilo-Dolomitiques ; > S.D 1a Dolomitiques ;

> Bomzâtres.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

' 12 '

Les deux couches minéralisées sont séparées par un banc des stériles de 15m a 25m formé des roches siliceuse cellulaires de très bonne tenues.

Figure I. 5 : Coupe schématique du gisement de kamoto principal

I.4.6. Minéralisation

La minéralisation cupro-cobaltifère de la mine de Kamoto est strictement localisée dans les deux ores bodies sous forme sulfurée. Le cuivre et le cobalt sont finement disséminés dans la roche principalement sous forme de chalcosine et carollite. Il est à remarquer que l'ore body inférieur est moins riche en cuivre et en cobalt que l'ore body supérieur.

Les formations minéralisées sont composées de minéraux de cuivre et de cobalt dont les teneurs varient respectivement de 3 à 5% Cu et 0,35 à +/-1% Co.

Les principaux minéraux sulfurés rencontrés dans les ore bodies de la mine de Kamoto sont :

> La chalcosine : sulfure de cuivre (Cu2S) où Cuivre = 79,85% ; Soufre = 20,15% ;

> Couleur : gris bleu textile ;

> La bornite : Double sulfure de cuivre et de fer (Cu5FeS4) ;

Cu = 63,31% ; Fe = 11,13% ; S = 25,56% ;

> Couleur : crissée bleue ou rouge ;

> La carrolite : double sulfure de cobalt (CuCo2S4) ;

Cu = 20,52% ; Co = 38,06% ; S = 41,42%

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 13 ~

> Couleur : Blanc d'argent ;

> La chalcopyrite : double sulfure de cuivre et de fer (CuFeS2) ;

Cu =34,60% ; ????=30,40% ; S = 35%.

> Couleur : Jaune de laiton.

La chalcopyrite apparaît sporadiquement dans les ors bodies ; elle est surtout localisée dans le Bomz et les shales graphiteux du toit.

I.5. METHODE D'EXPLOITATION

La mine souterraine de Kamoto a utilisé jusqu'à présent quatre méthodes principales et leurs variantes :

> Sub-level caving (SLC) : sous-niveaux foudroyés ;

> Cut and Fill (CAF) : Tranches montantes remblayées ; > Room and Pillar (RAP) : chambres et piliers ;

> Bloc Caving (BLC) : Blocs foudroyés.

Actuellement, seulement deux de ces méthodes sont utilisées :

+ Cut and Fill (CAF) : utilisée dans tous les semi-dressants ; + Room and Pillar (RAP) : pratiquée en plateure.

I.6. INFRASTRUCTURE

I.6.1. Infrastructures de surface On retrouve la surface :

> Le garage engins mobiles ;

> L'atelier de reconditionnement ;

> L'aire de lavage engins mobiles ;

> Le dispatch véhicules ;

> Le bureau administratif du siège Kamoto ;

> Le centre de formation professionnelle ;

> L'hôpital du personnel ;

> La lampisterie ;

> Le Butler magasin 61 Kamoto.

~ 14 ~

I.6.2. Infrastructures fond

Comme infrastructure de fond nous pouvons citer:

? Les puits(le puits 1 sert à l'extraction des minerais et à l'entrée d'air frais, le puits 2 au transport du personnel et des matériels et aussi à l'entrée d'air frais, le puits 3 sert au passage des conduites d'embouage et l'entrée d'air frais, le puits 4 et le puits 5 servent à l'évacuation de l'air vicié) ;

? Les galeries ;

? La chaine d'extraction ;

? Le complexe d'exhaure ;

? Les inclinés.

I.7. CONCLUSION PARTIELLE

Le présent chapitre avait porté sur les généralités de la mine souterraine de Kamoto. Nous disons qu'elle est située à environ 9km à l'ouest du centre de la ville de Kolwezi.

La minéralisation cupro-cobaltifère de cette mine est strictement localisée dans les deux ores-body (corps minéralisé). Du point de vue métallogénie Elle donne de minéraux métallifères qui sont les sulfures.

Le gisement de Kamoto est d'origine sédimentaire faisant parti du système litho-statique du katanguien. Il est une écaille de la série des mines du lambeau de Kolwezi ; la tectonique et les phénomènes de charriage ont conduit à l'extension de Roan moyen.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 15 ~

CHAPITRE 11 : NOTIONS SUR LE TRANSPORT DANS UNE MINE
SOUTERRAINE

11.1. INTRODUCTION

L'exploitation minière a pris une grande expansion durant ce siècle, faisant usage des grands moyens de production comme des : pelles, chargeuses, bennes et tant d'autres. Toutes ces machines doivent être bien gérées de façon à faire une exploitation rentable à un coût optimal, alors, cadrant avec notre travail, notre étude se portera sur la benne SANDVIK TH551i dans le but de faire une étude sur sa productivité de façon à minimiser les paramètres influençant sur la diminution de son rendement.

11.2. TRANSPORT

Le transport est l'un des processus principaux le plus important dans l'exploitation des carrières ou des mines. Le coût du transport peut atteindre 30% à 40% du prix de revient total d'exploitation.

L'objectif du transport est le déplacement des charges depuis les fronts de travail vers les lieux de déchargement (stock, usine de traitement, station de concassage) pour les substances utiles, et les terrils pour les roches encaissantes (stériles).

Selon que nous nous retrouvons dans les mines à ciel ouvert ou dans les mines souterraines, le transport des déblais prend le nom de transport ou levage, quand la trajectoire des engins de transport est verticale, nous parlons de levage, quand elle est inclinée ou horizontale, nous parlons de transport.

Le levage est quasi inexistant en mine à ciel ouvert, tandis que le levage est présent dans les cycles des opérations en carrière et en mine souterraine [KISEYA, 2019].

~ 16 ~

Transport

Transport

Levage

Sans piste

Keope
(Friction)

Tambour

Piste

Locomotive

Bi cylindro conique

Monté sur la terre

Corde

Monté sur tour

Automobiles

Cylindrique

Convoyeurs

Conique

Tuyaux

Direct Sans fin

Main & Tail

Aérien

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Figure II. 1 : Classification générale des systèmes de transport

Transport

Continu ou Semi-continu

Par lots

Suspension de fluide

Convoyeur

Sans piste

Levage

Corde

Piste

Transporteuse Benneuse

Locomotive

Chargeuses

Camions

Bennes

Corde

Figure II. 2 : Systèmes de transport continu et par lots

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 17 ~

11.2.1. Le choix de moyen de transport

Le choix de moyen de transport dépend des facteurs principaux suivants :

> La production de la mine ;

> La distance de transport ;

> Du type d'engin de chargement ;

> Des caractéristiques de la masse minière à transportée.

Actuellement le transport par camion benne est le plus rependu vu la simplicité de construction des engins, la manoeuvrabilité, la possibilité de surmonter la pente élevée allant jusqu'à 10% la simplicité d'organisation de travail caractérisent fort bien le mode et transport par camion benne. Le volume de benne de camion sur le volume du godet de l'excavation est un rapport qui dépend de la distance de transport, à partir de ces conditions on aboutit à un choix rationnel de camion assurant la production planifiée de la mine. Pour les mines des grandes productivités il convient de choisir de camions de grande capacité de charge.

Le transport par camion-benne reste le moyen de transport les plus utilisées dans l'exploitation dans la mine souterraine et à ciel ouvert contemporaine. Ils doivent être très robustes et souples pour pouvoir gravir la pente de l'incliné.

11.2.2. Engin de transport

Par définition, un engin de transport est une machine de la catégorie mobile et semi mobile, utilisée dans une exploitation minière. Aussi nous avons :

> Une machine semi mobile : est celle qui est fixe sur son cycle élémentaire de production.

> Une machine mobile : est celle qui n'est pas fixe sur son cycle élémentaire de production.

Dans le cas de notre travail, nous nous intéresserons aux engins mobile ou de la benne en occurrence, qui fait l'objet de notre travail.

11.2.3. Benne

La benne est une machine minière destinée au transport des minerais et des stériles. Disposant d'un bac que l'on remplit traditionnellement par des pelles ou des chargeuses, elle déplace sa charge en empruntant des pistes en terre et se vide par basculement de son bac vers l'arrière.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 18 ~

11.2.4. Description de la benne

Nous pouvons classer les bennes en fonction des plusieurs paramètres qui sont :

> En fonction de leur utilisation, nous avons : > Des bennes pour mines souterraines ; > Des bennes pour mines à ciel ouvert.

> En fonction de leur mode de transmission, nous avons :

> Benne à transmission mécanique ; > Benne à transmission électrique.

> En fonction de la structure de leur châssis, nous avons : > Bennes à châssis articulé ;

> Bennes à châssis rigide.

A) Les bennes à châssis rigide

Ces bennes sont durement utilisées en mine, elles portent 4 ou 6 roues avec un essieu avant moteur. Leur capacité utile est très variable, elle va de 25 à 150 tonnes...

Les pentes couramment admises pour les montées en charge sont de 8% avec un maximum de 10 à 12% sur de très courtes distances. Ces performances dépendent étroitement de la qualité des pistes de roulages, des pentes, courbes, la largeur, état d'entretien et de l'aménagement des points de déversement. Ils sont particulièrement recommandés :

> En mines et carrières ;

> En transport des matériaux rocheux ou abrasif ;

> Ouvertures de chantiers lorsque les pistes ne sont pas faites ;

> Roulage sur des pistes avec de fortes résistances au roulement supérieur à 5% ;

> Grande distances de transport supérieure à 500m, ces bennes des tombereaux rigides Sont très polyvalents et s'adapte bien à tous types de matériaux. Ces bennes, qui peuvent être renforcées facilement, sont particulièrement bien adaptées au transport de matériaux.

B) Les bennes à châssis articulée

Par l'intermédiaire des vérins de direction, qui sont à double effet, qui relient les deux segments du châssis. Une bonne machine (benne) doit avoir les caractéristiques ci-dessous :

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 19 ~

La manoeuvrabilité qui se traduit par :

> Par un bon rayon de braquage ;

> Amortir les oscillations pendant le roulage ;

> Absorber les charges inertielles de freinage, de bousculement.

11.2.5. Critère de sélection des camions-bennes

La sélection de la taille des engins de transport dépend des facteurs clés suivant :

> Tonnage des réserves ;

> Taux de production ;

> Distances de transport ;

> Extension latérale de la mine.

11.3. LES ENGINS DE TRANSPORT DE LA MINE SOUTERRAINE DE KAMOTO Pour les opérations de transport, la mine souterraine de Kamoto utilise les bennes SANDVIK modèle TH551i.

Les bennes SANDVIK TH551i sont des engins de transport pour les mines souterraines. Est un camion souterrain intelligent à haute productivité de 51 tonnes, appartenant à la famille SANDVIK.

Le camion SANDVIK TH551i offre une productivité accrue et un processus de déplacement du minerai efficace. Un faible poids, une capacité de charge utile de 51 tonnes et des vitesses de rampe élevées sont conçus pour augmenter la productivité.

Conçus avec la sécurité de l'opérateur et de la maintenance à l'esprit, le camion est équipé d'une cabine de pointe offrant une ergonomie de l'opérateur supérieure et de multiples solutions numériques pour une maintenance et un dépannage faciles.

Dans la mine souterraine de Kamoto le transport a pour but de libérer les fronts minés et de transporter les minerais abattus vers le lieu de déchargement (GRIZZLY) et aussi assurer le transport des stériles vers les chambres a remblayées mécaniquement.

.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 20 "

Figure II. 3 : Benne SANDVIK TH551i

Figure II. 4 : Benne SANDVIK avec ces dimensions

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~ 21 ~

Figure II. 5 : Benne SANDVIK avec ces dimensions à la courbure d'une galerie

Tableau II. 1 : Caractéristiques techniques du camion-bennes SANDVIK TH551i

Données technique

Valeurs

Unités

Marque, sandvik

-

-

Type TH551i

-

-

Dimension (L-l-H)

11,5-3,2-3,2

m

Gamme de bennes

24 à 30

m3

Capacité

51

Tonnes métrique

Benne (standard)

28

m3

Poids (opérationnel)

4687

Kg

Puissance moteur

515

Kw

Vitesse en charge

33,4

Km/h

Vitesse max

35,8

Km/h

~ 22 ~

Figure II. 6 : Benne SANDVIK TH551i en charge 11.4. ETUDE DU TEMPS DE CYCLE D'UN ENGIN DE TRANSPORT

11.4.1. Cycle des engins de transport

Le temps de cycle d'un engin de transport correspond normalement à celui enregistré entre l'heure du départ de la benne à la chargeuse après le chargement et l'heure de retour de la benne à vide y compris le temps de chargement.

Attente aux chargement

 

Chargement

Retour a Aller en

vide charge

 

Deversement

 

Figure II. 7 : Cycle d'une unité de transport dans les mines

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 23 ~

Le temps de cycle est le temps que l'engin met pour reprendre la même opération. Il est donné par l'expression suivante :

Tci = Tv + Tf (II.1)

Avec :

> Tom: temps de cycle ;

> Tv : temps variable ;

> Tf : temps fixe.

Or Tv = Ta + Tr. (II.2)

Et Tf = Tmc + Tc + Tmd + Td + Tac (II.3)

Alors l'expression de temps de cycle devient :

Tor =Ta+Tr+ Tmc+Tc +Tmd+Td +Tac (II.4)

Avec :

> Ta : Temps d'aller (benne chargée) ;

> Tr : Temps retour (benne vide) ;

> Trac : Temps de manoeuvre à la chargeuse ;

> Tc : Temps de chargement ;

> Tmd : Temps manoeuvre au déchargement ;

> Td : Temps de déchargement ;

> Tac : Temps d'attente à la chargeuse.

Le temps d'attente, les retards et l'efficacité de l'opérateur ont tous une incidence sur la durée des cycles. En réduisant au minimum le temps de cycle, la productivité peut augmenter de manière considérable.

11.4.2. Le coefficient de remplissage

Le coefficient de remplissage peut varier selon la différence granulométrique des matériaux à transporter, d'où l'abattage joue un rôle important sur un bon remplissage du bac de la benne et par conséquent sur la productivité de la benne.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 24 ~

11.5. CLASSIFICATION DES HEURES

Tout part d'une période de référence représentant soit un poste, soit une journée, soit une semaine, soit un mois, soit une année, ... Elle peut être décomposée en différentes classes d'heures suivantes [KAMULETE, 2012] :

11.5.1. Heures théoriques ou possibles (HP)

Elles représentent le total d'heures possibles dans une période donnée :

> Un poste= 8 heures ; > Un jour= 24 heures ;

> Un mois =30 jours= 720 heures (ou 8760/12=730 heures) ;

> Une année = 365 jours = 8 760 heures...

Les heures possibles s'expriment comme suite :

HP=???????? + ???????????? (II.5)

Avec :

> ???????? : Les heures d'activité ;

> ???????????? : Les heures d'inactivité.

A) Heures d'activité (????????)

Elles représentent l'ensemble des heures pendant lesquelles les services d'exploitation et de maintenance sont en activité quelle que soit la période de référence considérée.

Ces heures sont divisées en deux classes d'heures :

> Heures de mise à disposition (HMD) ; > Heures de maintenance (HM).

???????? = HMD+HM (II.6)

A.1) Heures de mise à disposition (HMD)

Ce sont les heures pendant lesquelles les engins sont mis à la disposition de la division de l'exploitation. Autrement dit, le total d'heures garanties par la division de Maintenance à l'Exploitation pour la réalisation de la production planifiée.

Ces heures sont divisées en deux classes d'heures :

> Heures d'utilisation réelle ou effective(HUE) ;

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 25 ~

> Heures improductives(HIMP).

HMD=HUE+HIMP (II.7)
A.1.1) Heures d'utilisation réelle ou effective(HUE)

Ce sont les heures effectivement prestées par les engins affectées à l'exploitation. A.1.2) Heures improductives(HIMP)

Ce sont les heures pendant lesquelles les engins qui sont mis à la disposition de l'exploitation ne travaillent pas à la production.

Il s'agit par exemple des heures de :

> Changement de poste ;

> Attente poste ;

> Minage ;

> Déplacement des engins d'un chantier à l'autre ;

> Ravitaillement en carburant ;

> Visite de la division de maintenance ;

> Manque du courant ou panne sèche ;

> Autres arrêts divers indépendants de l'état de l'engin.

A.2) Heures de maintenance (HM)

Ce sont les heures pendant lesquelles les engins sont à la disposition de la maintenance.

Il s'agit des heures qui correspondent aux périodes d'entretien, de réparation, de rénovation ou du retard dû aux approvisionnements en pièces de rechanges.

B) Heures d'inactivité (Hinact)

Elles représentent les heures pendant lesquelles les engins ne sont sous la responsabilité directe ni de l'exploitation, ni de la maintenance.

Dans cette classe d'heures, nous considérons les heures de réserve qui sont les heures gérées par la direction du siège en cas de surabondance de la flotte d'engins. Les engins de réserve sont localisés à la maintenance.

11.6. COEFFICIENT DE GESTION DES ENGINS

Nous pouvons définir ces coefficients en connaissant la classification d'heures. Ces coefficients sont à 3 à savoir :

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 26 "

v Le coefficient de mise à disposition(CMD) ;

v Le coefficient d'utilisation effective (CUE) ;

v Le coefficient d'utilisation absolue (CUA).

11.6.1. Coefficient de mise à disposition (CMD)

Le coefficient de mise à disposition(CMD) est le rapport entre les heures de mise à disposition et les heures possibles :

??????

CMD=(II.8) ????

> Le taux de mise à disposition (TMD)

Le taux de mise à disposition (TMD) c'est le produit du coefficient de mise à disposition multiplication par 100.

TMD=CMD×1OO [%] (II.9)

11.6.2. Le coefficient d'utilisation effective (CUE)

Le coefficient d'utilisation effective (CUE) est le rapport entre les heures d'utilisations effectives et les heures de mise à disposition:

CUE= ??????

?????? (II.10)

> Le taux d'utilisation effective (TUE)

Le taux d'utilisation effective (TUE) c'est le produit du coefficient d'utilisation effective multiplié par 100.

TUE=CUE×100 [%] (II.11)

11.6.3. Coefficient d'utilisation absolue (CUA)

Le coefficient d'utilisation absolue c'est le produit du coefficient de mise à disposition et le coefficient d'utilisation effective.

??????

CUA=CMD×CUE=

????

?????? ??????

× =(II.12)
??????????

 

> Le taux d'utilisation absolue (TUA)

Le taux d'utilisation absolue est le produit entre le coefficient d'utilisation absolue multiplié par 100.

TUA=CUA×100 [%] (II.13)

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 27 ~

11.7. NOTIONS SUR LES RENDEMENTS D'UN ENGIN DE TRANSPORT

11.7.1. Définition

En générale, le rendement d'un engin de transport dans une mine, est la quantité des matériaux que l'engin déplace pendant une unité de temps. Donc ce rendement est fonction du temps que l'engin met pour déplacer les matériaux et retourner au point de chargement.

Pour les engins de transport comme les bennes, nous distinguons deux rendements, à savoir :

+ Le rendement théorique ou optimal ; + Le rendement pratique ou réel.

11.7.2. Notions sur le rendement théorique d'un engin de transport

11.7.2.1. Définition

Le rendement théorique d'un engin de transport est la quantité des matériaux que l'engin déplace pendant une unité de temps qui est seulement fonction de son temps de cycle.

Le rendement théorique d'un engin de transport est donné par la formule suivante :

 

(II.14)

Avec :

 

> : Rendement théorique de la benne ;

> Cb : Capacité bac benne ;

> Kr- : Coefficient de remplissage benne ;

> Tcyfi : Temps de cycle benne ;

> 60 : Les nombres de minutes que l'on trouve dans une heure.

La capacité théorique du bac de la benne est déterminée par le concepteur de la benne à partir de l'usine de fabrication, et le coefficient de remplissage de la benne sera déterminé dans

le chapitre trois en fonction des différents tonnages de la benne.

~ 28 ~

11.7.3. Notions sur le rendement pratique ou réel d'un engin de transport

11.7.3.1. Définition

Le rendement pratique ou réel d'un engin de transport est la quantité des matériaux que l'engin déplace pendant une unité de temps affectée d'un coefficient qui est fonction des heures des prestations réelles de l'engin dans la mine sur une période bien déterminée.

Il est donné par la formule suivante :

 

(II.15)

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

Avec :

> R??é??1??

???? : rendement pratique de la benne ; > Cb : capacité bac benne ;

> K- : coefficient de remplissage benne ;

> 60 : les nombres de minutes que l'on trouve dans une heure ; > CUA : coefficient d'utilisation absolue de la benne ; > Tcy?? : Temps de cycle benne.

11.8. NOTIONS SUR LA DISTANCE STANDARD

11.8.1. Définition

La distance standard est une distance fictive qu'aurait parcourue un engin de transport (benne) à la vitesse moyenne hors mine sur un plan horizontal pendant un temps égal à la moitié du temps de cycle sur un circuit réel. On peut également la définir comme une mesure en mine à ciel ouvert ou dans la mine souterraine pour les distances parcourue par les bennes en contrôlant le rendement aussi bien de transport que celui des excavateurs ; des chantiers ; elle peut être aussi une planification de la distance pour les différents trajets de la mine.

11.8.2. But de la notion de la distance standard

Cette notion s'est imposée suite à certaines difficultés concernant [KAMULETE,

2012] :

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 29 ~

> L'évaluation de la production ;

> La comparaison de deux chantiers différents; > La comparaison de deux mines différentes ; > La comparaison de deux époques différentes.

Ainsi, il fallait un moyen conventionnel pour :

> Pouvoir uniformiser le transport dans les différents chantiers ou mines ;

> Pouvoir prévoir les heures bennes nécessaires pour l'évacuation d'un cubage donné ; > Mieux planifier les travaux, les contrôler et les évaluer.

La distance standard est une notion importante interne à toute entreprise pour la planification des moyens de production. La mine souterraine de kamoto étant une mine jadis appartenant à la Gécamines, pour calculer la distance standard, nous allons faire recours aux formules qu'appliquait la Gécamines.

Elles sont approximativement données par les formules suivantes : > Lorsque la distance de transport est inférieure à 3Km.

Dst=Dh+10Dv+K (II.16)

> Lorsque la distance de transport est supérieure à 3Km.

Dst=Dh+11,6Dv+1,455Dr+0,35Df+K (II.17)

Avec :

> Dst : Distance standard (Kmst) ;

> Dh : Distance entre le point de chargement et le point de déchargement (m) ; > Dv : Dénivellation entre le point de chargement et le point de déchargement (m) ; > Dr : Distance horizontale sur le remblai dont la valeur ne peut excéder 200m ; > Df : Distance horizontale au fond de la mine dont la valeur ne peut excéder

200m ;

> K : Constante correspondant à une distance fictive. Généralement elle est de 500m.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 30 "

11.9. NOTIONS SUR LA PRODUCTIVITE

11.9.1. Définition

La productivité est un rapport mesurable entre la quantité produite et l'ensemble des facteurs mis en oeuvre pour réaliser ladite quantité. Parler de facteur mis en oeuvre pour la réalisation de la quantité, c'est faire recours aux engins, et la productivité de ces engins revient à établir le rapport leur engins de production utilisés, l'unité de temps l'équipe de travail et le cubage planifié.

11.9.2. Formule de la productivité

La productivité est donnée par la formule suivante :

Pro=????é??????

???? ×Dst (II.18)

Avec :

? Pro : Productivité horaire de la benne (??3Kmst/h) ; ? Dst : Distance standard (Kmst) ;

? ????é???? ??

???? : Rendement horaire de la benne (??3/h).

11.10. CONCLUSION PARTIELLE

Dans ce chapitre, il a été question d'une étude concernant le transport dans une mine souterraine, le choix de moyen de transport ; sur une des unités de transport utilisé dans la mine souterraine de Kamoto, la description ainsi que les caractéristiques de la benne SANDVIK TH551i, du temps de cycle d'une unité de transport, des différents rendements que peut avoir un engin de transport, de la distance standard ainsi de la productivité horaire de la benne.

Et aussi de différents paramètres qui entre en jeu pour déterminer les rendements de la benne et nous avons donné le temps de cycle. La répartition des classes d'heure de la benne. Dans le chapitre trois nous allons calculer ces différents paramètres.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 31 ~

CHAPITRE III : CALCUL DE LA PRODUCTIVITE D'UN ENGIN DE
TRANSPORT DANS LA MINE SOUTERRAINE

(Cas de la benne SANDVIK TH551i de kamoto)

III.1. INTRODUCTION

Dans ce chapitre nous procéderons à la présentation des différentes données récoltées sur terrain, lesquelles nous permettrons de calculer grâce à une analyse statistique, les différents paramètres qui entre en jeu dans la détermination des différents rendements ainsi que de la productivité d'une unité de transport comme expliquée dans le chapitre précèdent. Après nous allons évaluer les différents rendements, puis nous allons procéder à une analyse critique et sur base de cette analyse, nous pourront arriver à la fin à donner une suggestion afin de permettre à l'entreprise KCC SA. A améliorer le rendement de ses unités de transport.

III.2. NOTIONS DE LA STATISTIQUE

Nous avons besoin, pour établir les temps moyens cités ci-haut ; de déterminer les valeurs moyennes à l'aide d'une analyse statistique.

III.2.1. Rappel sur les grandeurs statistiques

a)Le nombre de classes (K)

Une classe est l'ensemble d'éléments de la série d'observation définie par la loi de distribution statistique pour couvrir toute la série d'observation. La loi de distribution statistique répartit tous les éléments observés en un nombre de classe (K) défini par l'expression ci-dessous:

(III.1)

Avec :

? n : Nombre total d'observations.

b) L'étendue (d)

L'étendue est la différence entre la plus grande valeur observée de la série et la plus petite valeur observée de la même série. Elle est donnée par la relation suivante :

d=Kmczx- Km/n (III.2)

Avec :

? Xmax : Valeur maximale ;

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 32 ~

? Xmin : Valeur minimale.

c) L'amplitude (a)

Elle représente la longueur d'une classe, elle est exprimée par l'expression mathématique suivante :

a=

d

(III.3)

K-1

 

d) Limite supérieure (Ls)

Elle représente la limite supérieure de la dernière classe de la distribution statistique. Elle est évaluée mathématiquement par la formule suivante :

Ls=Xmax+?? (III.4)

2

e) Limite inférieure (Li)

Elle représente la limite inférieure de la première classe de la distribution statistique. Elle s'exprime mathématiquement par la formule suivante :

??

Li=Xmin-(III.5)

2

f) La fréquence (f??)

Par définition, la fréquence est le nombre d'observation statistique correspondant à un événement donné, une classe donnée.

Soit x la valeur de la variable observée et soit une suite d'intervalle adjacents égaux des dimensions h (h = le pas de la classe).

Soit Xi avec (i=1, 2,3,...) la valeur centrale de chaque intervalle au milieu de chaque classe.

Avec ces conditions la valeur de X ne peut être pas effectuée à l'un des intervalles que si la relation suivante est vérifiée.

(III.6)

La fréquence est définie par l'expression suivante :

???? = N?? (III.7)

N

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 33 ~

g) La moyenne arithmétique (??)

C'est une valeur moyenne de toutes les valeurs observées de la série, cette moyenne peut être une moyenne arithmétique lorsque la distribution est discrète ou une moyenne pondérée lorsque la distribution est continue.

La moyenne arithmétique d'une série classée est donnée par l'expression suivante :

??=????? × ???? (III.8)

Avec :

? ???? : Le centre de classe.

? La variance et l'écart type : la dispersion fournit des renseignements des opérations et leurs moyennes. Le paramètre de dispersion est la variable qui est donné par la formule suivante :

ä=? ???? × (???? - ??) 2 (III.9)

? L'écart-type : est la racine carrée de la variance. Il s'exprime dans la même unité que la moyenne est donnée par la formule suivante :

ä = v?? (III.10)

Avec :

? ä : la variance.

La moyenne arithmétique ?? sera comprise dans l'intervalle ci-dessous :

??-v?? = ?? = ?? + v?? (III.11)

Nous appellerons le temps de cycle étant la durée de la réalisation séquentielle d'un certain nombre par exemple l'évacuation des produits abattus sur le point de chargement vers le point de déchargement. C'est ainsi l'espace de temps entre deux chargements exécutifs.

Pour élaborer le présent travail, nous nous sommes basés sur la méthode de chronométrage sur terrain.

Voici une vue en plan du trajet (routes) GRIZZLY vers la zone ETANG sur la figure ci-dessous.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 34 ~

Figure III. 1 : Vue en plan de la mine du trajet GRIZZLI?ETANG

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 35 ~

III.3. PRESENTATION DES DONNEES

Tableau III. 1 : présentation des tonnages transportés du trajet GRIZZLY?ETANG

Tonnage Minerais (T)

1

46,93

2

43,89

3

48,35

4

40,55

5

40,66

6

44,51

7

45,03

8

40,52

9

38,79

10

46,85

11

43,95

12

49,78

13

40,90

14

39,13

15

42,34

16

47,08

17

41,37

18

39,87

19

45,02

20

40,96

21

40,01

22

46,56

23

44,09

24

38,98

25

42,66

26

43,07

27

40,23

28

39,87

29

41,73

30

45,19

III.3.1. Détermination du coefficient de remplissage dans les minerais (Kr) Considérons que X, représente le tonnage et N, l'effectif d'échantillons.

? Xmax : est la plus grande valeur de X ; ? Xmin : est la plus petite valeur de X.

Calculons le coefficient de remplissage moyen en suivant les étapes de la méthode de LIORZOU.

" 36 "

Xmax = 49,78 tonnes et Xmin = 38,79 tonnes

> Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 49,78 - 38,79 = 10,99 > Amplitude (a)

d

a =

K-1

a = 10,99

6-1

= 2,198

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - a

2

= 38,79 - 2,198

2 = 37,691

Ls = Xmax + a

2

= 49,78 + 2.198

2 = 50,879

Tableau III. 2 : calcul statistique du coefficient de remplissage

Classes

X??

????

f??

X

1

37,691 - 39,889

38,790

5

6,59

0,17

2

39,889 - 42,087

40,988

9

12,30

0,30

3

42,087 - 44,285

43,186

6

8,64

0,20

4

44,285 - 46,483

45,384

4

5,90

0,13

5

46,483 - 48,681

47,582

5

8,09

0,17

6

48,681 - 50,879

49,780

1

1,49

0,03

TOTAL

 
 

30

43,01

1

Le tonnage moyen dans les minerais est de 43,01 tonnes.

Kr = ????é???? (III.12)

????h

Avec :

+ Kr : Coefficient de remplissage de la benne ; + ????é???? : Tonnage chargé réellement ;

+ ?????? : Tonnage théorique bac benne. ????h = 51 tonnes

Kr = 43,01

51

= 0,84

Le coefficient de remplissage de la benne dans les minerais est de : Kr = 0,84

~ 37 ~

III.4. DETERMINATION DES COEFFICCIENTS DE GESTION D'UN ENGIN

Les heures de travail dans la mine souterraine de kamoto (KCC) sont reparties de la manière suivante :

+ Un poste : 12 heures (de 7h00' à 19h00') ;

+ Visité de la division de maintenance : 30 minutes ;

+ Changement de poste : arrêt des activités 2h00' avant et après poste.

Tableau III. 3 : Catégories d'heure de travail de la mine de kamoto

Heures
Possible
(HP)

Heures D'inactivité

(????????????)

Heures d'activité

(????????)

Heures de Mise à Disposition (HMD)

Heures de Maintenance (HM)

Heures d'
Utilisation
Effective
(HUE)

Heures

Improductive (HI)

24Heures

4Heures

20Heures

19Heures

1Heure

16Heures

3Heures

> Coefficient de mise à disposition (CMD) : c'est le rapport entre les heures de mise à disposition et les heures possibles :

??????

CMD=??P

= 19

24

= 0,792

> Le taux de mise à disposition (TMD) : c'est le produit du coefficient de mise à disposition multiplication par 100.

TMD=CMDx1OO = 0,792 x100 = 79,2 %

> Le coefficient d'utilisation effective (CUE) : c'est le rapport entre les heures d'utilisations effectives et les heures de mise à disposition:

??UE

CUE=??????

= 16

19

= 0,842

> Le taux d'utilisation effective (TUE) : c'est le produit du coefficient d'utilisation effective multiplié par 100.

TUE=CUEx100 = 0,842 x100 = 84,2 %

> Le coefficient d'utilisation absolue (CUA) : c'est le produit du coefficient de mise à disposition et le coefficient d'utilisation effective.

CUA=CMDxCUE = 0,792 x 0,842 = 0,667

> Le taux d'utilisation absolue (TUA) : c'est le produit entre le coefficient d'utilisation absolue multiplié par 100.

TUA=CUAx100 = 0,667 x 100 = 66,7 %

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 38 "

Figure III. 2 : Catégorie des heures prestées des engins de transport dans la mine de kamoto

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 39 ~

Figure III. 3 : Catégorie des heures de travail des unités de transport dans la mine de kamoto

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 40 ~

III.5. CHRONOMETRAGE DU TEMPS DE CYCLE DE LA BENNE SANDVIK

III.5.1. Chronométrage

Etant une méthode pratique, le chronométrage consiste à effectuer plusieurs mesurages des temps de différentes opérations effectuées par le camion-benne au cours de leur cycle de travail habituel. Pour ce présent travail, l'application HYBRID STOPWATCH and TIMER du système d'exploitation d'Android a été utilisée pour le chronométrage des temps qui est donné en seconde.

Ainsi, les résultats des chronométrages des temps de cycle du camion-benne SANDVIK TH551i effectués à la mine souterraine de kamoto sont repris dans les tableaux suivants.

Après un certain nombre de chronométrage réalisé dans le trajet GRIZZLY?ETANG, nous avons obtenu les résultats qui sont répertoriés dans le tableau ci-dessous, nous notons les différents temps qui entrent dans la formule du temps de cycle de la benne SANDVIK TH551i affectée sur le trajet GRIZZLY?ETANG.

Tableau III. 4 : Temps de cycle de la benne SANDVIK TH551i affectée sur le trajet
GRIZZLY?ETANG

Tmc

(sec)

Tc
(sec)

Ta
(sec)

Tmd

(sec)

Td
(sec)

Tr
(sec)

Tac

(sec)

1

66

374

894

27

46

723

104

2

84

336

896

32

60

774

145

3

72

410

915

38

34

751

216

4

88

312

899

33

30

720

90

5

67

367

1009

43

32

809

230

6

71

382

844

28

43

686

273

7

78

296

829

47

30

662

259

8

63

367

845

33

48

701

193

9

102

431

912

37

42

733

110

10

92

328

924

51

39

697

212

11

72

301

891

40

38

725

196

12

98

294

914

28

35

801

68

13

106

381

840

45

29

678

142

14

111

400

953

41

33

737

199

15

91

362

857

38

37

709

233

" 41 "

16

88

370

869

48

37

665

191

17

77

402

888

32

40

819

189

18

121

411

921

43

34

796

172

19

83

374

1061

39

30

753

220

20

90

360

1112

50

31

687

258

21

115

389

906

46

36

691

306

22

100

358

899

37

41

744

145

23

106

415

861

39

29

760

196

24

109

390

809

32

35

823

159

25

79

320

871

29

43

672

222

26

86

412

879

33

38

759

287

27

93

325

797

41

32

723

325

28

96

300

925

37

46

685

253

29

69

326

961

52

37

869

126

30

84

428

824

39

39

702

180

III.6. DETERMINATION DU TEMPS MOYEN DE CYCLE

III.6.1. Calcul du temps moyen de manoeuvre à la chargeuse (??????) ? Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 6 classes

? Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 121 - 63 = 58 ? Amplitude (a)

d

a =

K-1

a = 58

6-1

= 11,6

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

? Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - a

2

= 63 - 11,6

2

= 57,2

Ls = Xmax + a

2

= 121 + 11,6

2

= 126,8

~ 42 ~

Tableau III. 5 : Calcul statistique du temps moyen de manoeuvre à la chargeuse

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

57,2-68,8

63

3

0,1

6,3

- 25,52

651,27

65,13

2

68,8-80,4

74,6

7

0,23

17,16

-13,92

193,77

44,57

3

80,4-92

86,2

8

0,27

23,27

-2,34

5,48

1,48

4

92-103,6

97,8

6

0,2

19,56

9,28

86,12

17,22

5

103,6-115,2

109,4

5

0,17

18,60

20,88

435,97

74,11

6

115,2-126,8

121

1

0,03

3,63

32,48

1045,95

31,65

TOTAL

 
 

30

1

88,52

 
 

234,16

Le temps moyen de manoeuvre à la chargeuse (??????) est de 88,52 secondes. La variance ô=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v234,16 = #177; 15,30

+ 88,52+15,30 = 103,82

+ 88,52-15,30 = 73,22

L'intervalle de confiance : I ?? = [73,22 - 103,82]

III.6.2. Calcul du temps moyen de chargement de la benne (??e) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 -Þ 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 431 - 294 = 137 > Amplitude (a)

d

a =

K-1

a = 137

6-1

= 27,4

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - a

2

= 294 - 27,4

2

= 280,3

Ls = Xmax + a

2

= 431 + 27,4

2

= 444,7

Tableau III. 6 : Calcul statistique du temps moyen de chargement de la benne

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

280,3-307,7

290,0

4

0,13

38,22

- 68,76

4727,94

614,63

2

307,7-335,1

321,4

5

0,17

54,64

-41,37

1711,48

290,95

3

335,1-362,5

348,8

4

0,13

45,34

-13,97

195,16

25,37

4

362,5-389,9

376,2

8

0,27

101,57

13,43

180,36

48,70

5

389,9-417,3

403,6

7

0,23

92,83

40,83

1667,09

383,43

~ 43 ~

6

417,3-444,7

431

2

0,07

30,17

68,23

4655,33

325,87

TOTAL

 
 

30

1

362,77

 
 

1688,95

Le temps moyen de chargement de la benne (??e) est de 362,77 secondes. La variance ô=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v1688,95 = #177; 41,10

+ 362,77+41,10 = 403,87

+ 362,77-41,10 = 321,67

L'intervalle de confiance : I e = [321,67 - 403,87]

III.6.3. Calcul du temps moyen d'aller en charge de la benne (????) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 -Þ 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 1112 - 797 = 315 > Amplitude (a)

d

a =

K-1

6-1

315

a =

= 63

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - ??

2

= 797 - 63

2

= 765,5

Ls = Xmax + ??

2

= 1112 + 63

2

= 1143,5

Tableau III. 7 : Calcul statistique du temps moyen d'aller en charge de la benne

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

765,5-828,5

797

3

0,1

79,7

- 103,95

10805,6

1080,56

2

828,5-891,5

860

11

0,37

318,2

-40,95

1676,9

620,45

3

891,5-954,5

923

12

0,4

369,2

22,05

486,2

194,48

4

954,5-1017,5

986

2

0,07

69,02

85,05

7233,5

506,35

5

1017,5-1080,5

1049

1

0,03

31,47

148,05

21918,8

659,36

6

1080,5-1143,5

1112

1

0,03

33,36

211,05

44542,1

1336,26

TOTAL

 
 

30

1

900,95

 
 

4397,46

Le temps moyen d'aller en charge de la benne (????) est de 900,95 secondes.

La variance ô=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v4397,46 = #177; 66,31

~ 44 ~

+ 900,95+66,31 = 967,26

+ 900,95-66,31 = 834,64

L'intervalle de confiance : I ?? = [834,64 - 967,26]

III.6.4. Calcul du temps moyen de manoeuvre au déchargement de la benne (??????) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 -Þ 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 52 - 27 = 25

> Amplitude (a)

??

a =

K-1

a = 25

6-1

= 5

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - a

2

= 27 - 5

2

= 24,5

Ls = Xmax + a

2

= 52 + 5

2

= 54,5

Tableau III. 8 : Calcul statistique du temps moyen de manoeuvre au déchargement

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

57,2-68,8

27

4

0,13

3,51

- 11,35

128,82

16,75

2

68,8-80,4

32

6

0,2

6,4

-6,35

40,32

8,06

3

80,4-92

37

8

0,27

9,99

-1,35

1,82

0,49

4

92-103,6

42

5

0,17

7,14

3,65

13,32

2,26

5

103,6-115,2

47

4

0,13

6,11

8,47

71,74

9,33

6

115,2-126,8

52

3

0,1

5,2

13,65

186,32

18,63

TOTAL

 
 

30

1

38,35

 
 

55,52

Le temps moyen de manoeuvre au déchargement (??????) est de 38,35 secondes. La variance ä=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v55,52 = #177; 7,45

+ 38,35+7,45 = 45,8

+ 38,35-7,45 = 30,9

L'intervalle de confiance : I ?? = [30,9 - 45,8]

~ 45 ~

III.6.5. Calcul du temps moyen de déchargement de la benne (????) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 -Þ 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 60 - 29 = 31

> Amplitude (a)

??

a =

K-1

a = 31

6-1

= 6,2

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - a

2

= 29 - 6,2

2

= 25,9

Ls = Xmax + a

2

=60 + 6,2

2

= 63,1

Tableau III. 9 : Calcul statistique du temps moyen de déchargement

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

25,9-32,1

29

8

0,27

7,83

- 7,93

62,88

16,98

2

32,1-38,3

35,2

11

0,37

13,02

-1,73

2,99

1,11

3

38,3-44,5

41,4

7

0,23

9,52

-4,47

19,98

4,60

4

44,5-50,7

47,6

3

0,1

4,76

10,67

113,85

11,39

5

50,7-56,9

53,8

0

0

0

16,87

284,60

0

6

56,9-63,1

60

1

0,03

1,8

23,07

532,22

15,97

TOTAL

 
 

30

1

36,93

 
 

50,05

Le temps moyen de déchargement (????) est de 36,93 secondes. La variance ô=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v50,05 = #177; 7,07

+ 36,93+7,07 = 44

+ 39,93-7,07 = 29,86

L'intervalle de confiance : I ?? = [29,86 - 44]

III.6.6. Calcul du temps moyen retour de la benne (??r) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 -Þ 6 classes

~ 46 ~

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 869 - 662 = 207 > Amplitude (a)

d

a =

K-1

6-1

207

a =

= 41,4

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

> Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - ??

2

= 662 - 41,4

2

= 641,3

Ls = Xmax + ??

2

=869 + 41,4

2

= 889,7

Tableau III. 10 : Calcul statistique du temps moyen retour à la chargeuse

Classes

????

????

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

641,3-682,7

662

4

0,13

86,06

- 66,66

4443,56

577,66

2

682,7-724,1

703,4

11

0,37

260,26

-25,26

638,07

236,09

3

724,1-765,5

744,8

7

0,23

171,30

16,14

260,50

59,92

4

765,5-806,9

786,2

4

0,13

102,21

57,54

3310,85

430,41

5

806,9-848,3

827,6

3

0,1

82,76

98,94

9789,12

978,91

6

848,3-889,7

869

1

0,03

26,07

140,34

19695,3

590,86

TOTAL

 
 

30

1

728,66

 
 

2873,85

Le temps moyen retour à la chargeuse (??r) est de 728,66 secondes. La variance ä=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v2873,85 = #177; 53,61

+ 728,66+53,61 = 782,27

+ 728,66-53,61 = 675,05

L'intervalle de confiance : I ?? = [675,05 - 782,27]

III.6.7. Calcul du temps moyen d'attente à la chargeuse (????c) > Détermination du nombre de classes (K)

K = 1+10

3

log?? Avec : N=30

K = 1+10

3

log 30 = 5,92 6 classes

> Etendue de la population (d)

d = Xmax - Xmin

d = 325 - 68 = 257 > Amplitude (a)

d

a =

K-1

~ 47 ~

6-1

257

a =

= 51,4

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

? Limite inférieure (Li) et limite supérieure (Ls)

Li = Xmin - ??

2

= 68 - 51,4

2

= 42,3

Ls = Xmax + ??

2

=325 + 51,4

2

= 350,7

Tableau III. 11 : Calcul statistique du temps moyen d'attente à la chargeuse

Classes

????

N??

f??

??

(????-??)

(????-??)2

f?? × (????-??)2

1

42,3-93,7

68

2

0,07

4,76

- 121,38

14733,10

10313,17

2

93,7-145,1

119,4

6

0,2

23,88

-69,98

4897,20

979,64

3

145,1-196,5

170,8

9

0,3

51,24

-18,58

345,22

103,57

4

196,5-247,9

222,2

7

0,23

51,11

32,82

1077,15

247,74

5

247,9-299,3

273,6

4

0,13

35,57

84,22

7093,01

922,09

6

299,3-350,7

325

2

0,07

22,82

135,62

18392,78

1287,49

TOTAL

 
 

30

1

189,3

 
 

13853,7

Le temps moyen d'attente à la chargeuse (??????) est de 189,38 secondes. La variance ô=? Fi × (Xi - X) 2= #177; v13853,7 = #177; 117,70

? 189,38+117,70 = 307,08

? 189,38-117,70 = 71,68

L'intervalle de confiance : ???? = [71,68 - 307,08]

Dans le tableau ci-dessous nous présentons le résultat de tous les calculs statistiques des différents temps moyens qui comportent le temps de cycle du camion-benne SANDVIT( TH551i sur le trajet GRIZZLY?ETANG.

Tableau III. 12 : Résultat de tous les calculs statistiques de différents temps moyens qui
composent le temps de cycle de la benne

 

T????

T??

T??

T??d

Td

Tr

T????

 
 

(sec)

(sec)

(sec)

(sec)

(sec)

(sec)

 

(sec)

 
 
 
 
 
 

Benne

88,52

362,77

900,95

38,35

36,93

728,66

189,38

SANDVIK TH551i

 
 
 
 
 
 
 

Le temps de cycle de la benne SANDVIK TH551i est donné par l'expression suivante :

T????= T??+ Tr+ T????+ T??+ T??d+ Td+ T????

T???? = 88,52+362,77+900,95+38,35+36,93+728,66+189,38= 2345,56 sec

Le temps de cycle de la benne SANDVIT( TH551i est de : T???? = 39,09 minutes

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 48 ~

III .7. DETERMINATION DES RENDEMENTS DE LA BENNE SANDVIK TH551i

III.7 .1. Calcul du rendement théorique

Le rendement théorique de l'engin de transport est donné par l'expression suivante :

Avec :

? ????= 28 ??3

60×28×0,84

= 36,10 ??3/h

39,09

Le rendement théorique du camion-benne SANDVIK TH551i est de :

= 36,10 ????/??

III.7.2. Calcul du rendement pratique ou réel

Ici nous allons tenir compte du coefficient d'utilisation absolue (CUA) trouvé après

calcul.

Alors le rendement pratique du camion-benne vaut :

????é??????

???? = × CUA [??3/h]

Connaissant le rendement théorique et le coefficient d'utilisation absolue, nous pouvons calculer le rendement pratique ou réel.

????é??????

???? =36,10 × 0,667 = 24,08 ??3/h

Le rendement pratique ou réel du camion-benne SANDVIK TH551i est de :

????é??????

???? = 24,08 ????/??

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 49 ~

Figure III. 4 : Chaine d'extraction puits 1

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 50 "

III.8. CALCUL DE LA DISTANCE STANDARD

Les camions bennes SANDVIK TH 551i de 51 tonnes travaillent généralement sur le trajet GRIZZLI-ETANG et ne transportant que le minerai provenant de la zone ETANG qui est au niveau 640 vers le point de déchargement GRIZZLY qui est au niveau 465.

Pour calculer la distance standard nous allons utiliser la formule (II.16) suivante :

Dst=Dh+10Dv+K

III.8.1 Détermination de la dénivellation (Dr)

La dénivellation est la différence de niveau (altitude) entre deux points de la surface terrestre.

Figure III. 5 : Vue plan de la dénivellation

Avec :

> d : La distance horizontale entre A et B ;

> l : La longueur de la pente AB ;

> á : L'angle de la pente ;

> Äh : La dénivellation entre A et B ;

> AA : L'altitude du point A ;

> Bfi : L'altitude du point B.

La différence de niveau entre deux points est donnée par l'expression suivante :

Äh = AA - Bfi (III.13)
Äh = 640m - 465m = 175m

La dénivellation entre GRIZZLY-ETANG est de : Äh = 175 mètres

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 51 "

Figure III. 6 : Vue en plan de la route et la distance GRIZZLY-ETANG

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 52 ~

Connaissant la dénivellation entre le point de chargement (GRIZZLY) et de déchargement

(ETANG) et la distance entre ces deux points, nous pouvons calculer la distance standard de la

manière suivante :

?????t= (2409 + 10.175 + 500)10-3 = 4,659 4,7kmst

La distance standard GRIZZLY-ETANG est de : ??????= 4,7 kmst

III.9. CALCUL DE LA PRODUCTIVITE DE LA BENNE

La productivité de la benne SANDVIK TH551i est donnée par l'expression suivante :

Pro=????é??????

???? xDst = 24,08 x4,7 = 113,18 ??3kmst/h

La productivité de la benne SANDVIK est de : Pro = 113,18 ????kmst/h

III.10. PRESENTATION DES RESULTATS

Tableau III. 13 : Présentation des résultats trouvés

Différents paramètres

Valeurs

Unités

Coefficient de remplissage de la benne

0,84

-

Coefficient de mise à disposition

79,2

%

Coefficient d'utilisation effective

84,2

%

Coefficient d'utilisation absolue

66,7

%

Temps moyen de cycle

39,09

Minutes

Rendement théorique

36,10

m3

Rendement pratique ou réel

24,08

m3

Distance standard

4,7

Kmst

Productivité

113,18

??3????????/h

III.11. CONCLUSION PARTIELLE

En ce qui concerne ce chapitre sur le calcul de productivité d'un engin de transport dans la mine souterraine, nous avons commencé par la présentation des différentes données récoltées sur terrain, nous avons aussi déterminé le coefficient de remplissage de la benne, le coefficient de mise à disposition, le coefficient d'utilisation effective, le coefficient d'utilisation absolue, le temps moyen de cycle, le rendement théorique, le rendement pratique, la distance standard ainsi que la productivité de la benne SANDVIK.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 53 ~

CONCLUSION GENERALE

Nous voici arrivés au terme de notre travail de fin de cycle dont le but primordial était celui de déterminer la productivité d'un engin de transport (cas de la benne SANDVIK TH551i) travaillant dans la mine souterraine de Kamoto.

L'organisation de transport est un problème très important, à ne jamais négliger, qui conditionne en partie les possibilités de production de l'entreprise. Nous avons utilisé un seul engin de transport, camion-benne SANDVIK TH551i ayant une capacité nominale de 51tonnes.

Pour parvenir à faire le calcul de la productivité de cette dernière, nous avons fait une récolte des données par chronométrage pour la détermination par analyse statistique les moyennes pour le temps de cycle de l'engin. Ensuite prélever au service de la planification les données relatives des classes d'heures de travail et la distance entre le point de chargement et le point de déchargement (GRIZZLY-ETANG).

C'est ainsi qu'après traitement des données récoltés sur terrain et usage de quelques formules nous avons trouvé les résultats suivants :

> Coefficient de mise à disposition (CMD) est de 79,2 % ; > Coefficient d'utilisation effective (CUE) est de 84,2 % ; > Coefficient d'utilisation absolue (CUA) est de 66,7 % ; > Temps de cycle moyen benne (T????) est de 39,09 minutes ;

> Rendement théorique ( ) est de 36,10 ??3/h ;
> Rendement réel (????é??????

???? ) est de 24,08 ??3/h ;

> Distance standard (D????) est de 4,7 Kmst ;

> Productivité (P????) est de 113,18 ????Kmst/h.

D'après ces résultats obtenus, nous remarquons que la benne SANDVIK TH551i nous offre une mauvaise productivité, pour pouvoir améliorer la productivité de la benne et satisfaire à la demande de l'entreprise à faible coût, l'exploitant doit minimiser les heures improductives qui ont un impact sur le taux d'utilisation absolue, de mettre un apport considérable sur la maintenance et de faire un suivi de près des opérateurs pour leurs habilités.

~ 54 ~

SUGGESTIONS

Pour une bonne productivité de la benne nous demandons à l'entreprise Kamoto copper company (KCC SA) d'améliorer le rendement pratique qui est faible en jouant sur certains paramètres.

De ce fait nous suggérons à l'exploitant de :

> Réduire sensiblement les heures dues à l'attente ;

> Réduire le temps de cycle en assurant régulièrement de piste et chantiers ;

> Réduire les heures de chômage dues aux pannes répétitives des chargeuses qui

conduisent aux attentes chargeuses en réparation ;

> Introduire un système de communication dans les engins de chargement et transport ;

> Installer des capteurs dans les camions bennes pour éviter les accidents ;

> Creusement de retour cat pour faciliter la translation (manoeuvre) de bennes ;

> Insérer un système de communication fiable ;

> Insérer un système de surveillance audiovisuelle assisté à distance ;

> Il faut donner une importance à la sécurité dans la mine pour travailler dans les bonnes

conditions ;

> Mettre en disponibilité les engins de terrassement ;

> L'achat des nouveaux camions améliore le système de transport et nous prépare pour

entamer d'autre projet.

Loin de nous l'idée d'avoir épuisé le sujet si complexe, nous pensons que d'autres

chercheurs pourront entreprendre les efforts similaires dans ce domaine afin d'améliorer nos

résultats.

Comme toute oeuvre humaine n'est jamais parfaite, nous restons ouverts aux critiques

et suggestions éventuelles des lecteurs et collègues visant à l'amélioration de ce travail.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

~ 55 ~

BIBLIOGRAPHIE

A) NOTES DES COURS

> Pr. Dr. Ir KAMULETE MUDIANGA, Exploitation de mine à ciel ouvert, Polytechnique/Unilu, Edition 2010 ;

> Pr. Dr. Ir KISEYA TSHIKAZA, Machine minière, Ista/Kolwezi, 2019 G3 Géomines ; > Pr. Dr. Ir ZEKA MUJINGA, Méthodologie de la recherche scientifique, Polytechnique/Unili, 2020-2021 G1Ir civil.

B) NOTES DES SERVICES

> Kamoto mine underground standards book, First édition July 2009 ;

> PHILIPPE MAVUNGU, Kamoto et son gisement, Module de formation KCC, 2010.

C) OUVRAGES ET ARTICLES

> Guide Caterpillar, (2000) Matériels et méthodes, 31è édition, Peoria, Illinois, U.S.A ; > Caterpillar, (2008) Performation Handbook, 29è édition ;

> TS3-TH551i-116-ENG/METRIC, SANDVIK Mining and Construction Oy 2021.

D) SITES INTERNET

> www. Google. Com ;

> www. Sandvik. Coromant. Com.

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

BANZA KATONGOTONGO Jean-Luc [TFC/UNILI]

" 56 "

Pour les remarques et suggestions écrivez aux adresses :

? +243 997 271 503 (Whatsapp); ? Jeanlucbanza01@gmail.com






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