Evaluation de l'efficacité du minage primaire, Cas de la mine à ciel ouvert de l'étoile.

UNIVERSITE DE LUBUMBASHI

FACULTE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT DES MINES

B. P : 1825

LUBUMBASHI

EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE

« CAS DE LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE ».

Travail présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de bachelier ingénieur civil des mines.

Par : KIBOKO MAYOMBO Alda

Avril 2023

UNIVERSITE DELUBUMBASHI

FACULTE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT DES MINES

B. P : 1825

LUBUMBASHI

EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE

« CAS DE LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE ».

Travail présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de bachelier ingénieur civil des mines.

Par : KIBOKO MAYOMBO Alda

Directeur : Pr. Dr. Ir. KALENGA KAUNDEJimmy

Co-directeur : CT. Msc. Ir. MUSIMBA KASIYAAlbert

Avril 2023

EPIGRAPHE

« Un gagnant c'est un rêveur qui n'abandonne jamais ».

Paix à ton âme Nelson MANDELA.

« Ceux qui ne font rien, ne se trompent jamais ».

Théodore de Banville.

IN MEMORIUM

A toi ma très chère regrettée Henriette KONGOLO, la nature a été si jalouse pour me séparer de toi, voici encore l'un des moments qui devraient faire notre joie et fierté.

Que la terre de nos ancêtres te soit favorable maman.

DEDICACE

Je dédie ce travail :

A l'Eternel Dieu tout puissant, le maitre de temps et de circonstances, lui qui nous a donné l'intelligence et la sagesse afin de pouvoir finir ce travail et surtout les moyens nécessaires et suffisants pour atteindre ce niveau d'études.

A mon papa MUKALAY LEMBE Jeph, supporteur incontournable en matière financière, pour le merveilleux soutien qu'il apporte dans ma vie.

AVANT-PROPOS

La réussite d'un homme dans la vie est avant tout fonction de sa détermination et ses efforts ; mais il ne peut réaliser grand-chose sans le secours des autres. C'est pourquoi après des jours et semaines d'une concentration soutenue, il est bon et agréable de s'acquitter d'un devoir, celui d'écrire ces ultimes phrases de reconnaissance.

A l'éternel Dieu tout puissant, source de toute vie, de toute l'intelligence et de toute sagesse, notre créateur, par son amour nous vivons.

Nos remerciements vont tout droit au Professeur Docteur IngénieurJimmyKALENGA KAUNDE KASONGO, directeur de ce travail, pour sa disponibilité, ses directives ainsi que son attention.

Nous remercions également le CT. Msc. Ir. Albert MUSIMBA KASIYA d'avoir accepté de codiriger ce travail, ses remarques et corrections nous ont été profitables.

Nous pensons également à l'ingénieurChristian NAWEJIde l'Entreprise CHEMAF pour son apport considérable en vue de bien réaliser ce travail.

Nos remerciements s'adressent au corps professoral et scientifique de la faculté polytechnique, en général et en particulier celui du département de Mines, pour leur disponibilité et surtout leur dévouement à notre égard, enfin que nous ayons une connaissance requise dans notre domaine.

A ma famille :Jered KAZUMBA, LEMBE Pero, Meddy kyalu, Sandra PONYO, Robert PONYO et à ma tente IMANI PERPETUE.

A mes chers ami(e)s et compagnons de lutte : BANZA Lucien, MUTOMBO KALALA Kevin,KONGOLO Billy, KAYUMBA KASONGO Emmanuel, BOLITO Shadrack, LUKUSA Eben Ezer, MBOKA Christian, MAKWIZA Jordy,Cycy KITALA, BUKASA Aaron, NDAYI Ornelly, Fidel KAKE, TSHIMWANG Tonny, KASONGO Isaac,KIKOKO Junior, Emmanuel MUKENA, Alex MULONGO,Plamedie MWADI, Gloire KIWELE, Florence KIWELE, Jemima NDONGO et Amisi PEPESUKA.

Que se sentent aussi remercié toutes les personnes qui nous aiment et que nous aimions et qui de près ou de loin, à un moment à un autre, nous ont apporté leur soutien, mais dont les nomsne figurent pas sur cette liste exhaustive trouvent ici l'expression de notre profonde gratitude.

RESUME

Dans les temps passés, lorsque les mineurs procédaient dans un abattage sélectif ils utilisaient des outils des petites tailles. Mais, actuellement dans une mine à ciel ouvert ou souterraine, il existe une technique mise en oeuvre pour extraire une substance minérale à partir du sous-sol.

Dans une exploitation minière l'apparition des explosifs est à la base du progrès réalisé dans la fragmentation. L'évaluation d'un tir est importante du point de vue qualitatif et quantitatif c'est qui justifie l'objectif de notre travail qui s'intitule : « EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE (cas de la mine à ciel ouvert de l'étoile) ».

Pour y arriver nous avons commencé par une étude bibliographique et après nous nous sommes servis des données récoltées sur terrain.

Après calcul voici les résultats obtenus des taux d'efficacité de différents mois d'un minage primaire : 1,25% ; 2,8% ; 2,6% ; 1,7% et 8,5% respectivement pour les mois de juillet, aout, septembre, octobre et novembre. Et la moyenne du taux d'efficacité pour 5mois d'exploitation est de 3,37%.

Mots-clés : évaluation, efficacité, minage primaire.

TABLE DE MATIERES

EPIGRAPHE I

IN MEMORIUM II

DEDICACE III

AVANT-PROPOS IV

RESUME VI

TABLE DE MATIERES VII

LISTE DES FIGURES IX

LISTE DES TABLEAUX X

INTRODUCTION GENERALE 1

CHAPITRE I GENERALITES SUR LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE 2

I.1. INTRODUCTION 2

I.2 HISTORIQUE DE LA MINE DE L'ETOILE 2

I.3 LOCALISATION 3

I.4 GEOLOGIE LOCALE 3

I.4.1 STRATIGRAPHIE 3

I.4.2 STRUCTURE 5

I.4.3 MINERALISATION 5

I.5 TECTONIQUE 6

I.6 HYDROGEOLOGIE ET HYDROGRAPHIE 7

I.7 CLIMAT, SOL ET VEGETATION 7

I.8 CONCLUSION PARTIELLE 8

CHAPITRE II. THEORIES SUR LA FRAGMENTATION A L'EXPLOSIFS 9

II.I INTRODUCTION 9

II.2 FORAGE DES TROUS DE MINES 9

II.2.1. FORAGE 9

II.2.2 MODES ET TYPES DE FORAGE DES TROUS DE MINES 9

II.2.3 DESCRIPTION D'UN ENGIN DE FORAGE 12

II.3 PARAMETRES DE FRAGMENTATION 13

II.3.1 INTRODUCTION. 13

II.3.3 PARAMETRES DE MINAGE 15

II.4 MINAGE 16

II.4.1 MINAGE PRIMAIRE 17

II.4.2 MINAGE SECONDAIRE 17

II.5 EXPLOSIFS ET LEURS CARACTERISTIQUES 21

II.5.1 DEFINITION 21

II.5.2 CLASSIFICATION DES EXPLOSIFS 21

II.5.3 SENSIBILITE A L'AMORCE 21

II.5.4 TYPES D'EXPLOSIFS 22

II.5.5 CHOIX DE TYPES D'EXPLOSIFS 23

II.5.6 CARACTERISTIQUES D'EXPLOSIFS 23

II.6 LES ARTIFICES DE MISE A FEU 27

II.7 ACCESOIRES 28

II.8 CHARGEMENT DE L'EXPLOSIF 29

II.9 SCHEMA DE TIR AVEC LEUR SYSTEME DE RACCORDEMENT 29

II.9.1 CHOIX D'UN SCHEMA DE TIR 29

II.10 CONCLUSION PARTIELLE 32

CHAPITRE III. EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE 33

III.1 INTRODUCTION 33

III.2 ANALYSE DES PARAMETRES DE MINAGE PRIMAIRE 33

III.2.1 REGLES D'AFRICAN LIMITED EXPLOSIVE (AEL) 33

III.2.2 PARAMETRES DE FRAGMENTATION 34

III.3 EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE 37

III.3.1 PRINCIPE 37

III.3.2 CALCUL DU COEFFICIENT ET DU TAUX D'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE DE LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE 38

III.3.3 CONCLUSION PARTIELLE 42

CONCLUSION GENERALE 43

BIBLIOGRAPHIE 44

LISTE DES FIGURES

Figure I-1 La mine de l'étoile à partir d'une vue satellitaire. 1

Figure II-1 Paramètres dépendant du minage [AEL 2014]. 15

Figure II-2 Minage secondaire par la méthode classique [FRANCK U. 2015]. 17

Figure II-3 Minage secondaire par la méthode de bonhomme d'argile [FRANCK U. 2015]. 18

Figure II-4 Utilisation des pétards hydrauliques [KAMULETE M, 2012]. 19

Figure II-5 Utilisation des pétards hydrauliques [KAMULETE M, 2012]. 19

Figure II-6 Pétards sous forme d'une charge creusent d'explosifs [KAMULETE M, 2012]. 20

Figure II-7 Minage secondaire par la méthode mécanique [KAMULETE M, 2012]. 20

Figure II-8Artifices des mises à feu 28

Figure II-9 Schéma de tir de raccordement rangé par rangée au cordeau détonant [KAMULETE M, 2012]. 30

Figure II-10 Schéma de tir de raccordement rangée par rangée au nonel [KAMULETE M, 2012]. 30

Figure II-11 Schéma de tir en V au cordeau détonant [KAMULETE M, 2012]. 31

Figure II-12 Schéma de tir en V au nonel [KAMULETE M, 2012]. 31

Figure II-13 Schéma De raccordement en bouchon trapèze [KAMULETE M, 2012]. 32

LISTE DES TABLEAUX

Tableau II-1. Caractéristiques des explosifs 1

Tableau III-1 Facteur de poudre AEL 33

Tableau III-2 Paramètres de plan de tirs 37

Tableau III-3 Ci-dessous représente les artifices de tir pour chaque mois et la consommation d'explosif. 39

INTRODUCTIONGENERALE

Depuis les temps passés l'homme a toujours utilisé de la roche pour satisfaire ses divers besoins. La technique de base depuis les temps reculés pour arracher une roche dans son milieu naturel est l'outillage à main. Lorsque les mineurs procédaient à un abattage sélectif, ils utilisaient des burins, des coins en fer, des marteaux, des pointerolles, c'est-à-dire des outils de petite taille.

Présentement, dans l'exploitation des mines à ciel ouvert ou en souterrain, il existe un ensemble de normes, principes et techniques mis en oeuvre pour extraire une substance minérale à partir du sous-sol.L'apparition des explosifs est à la base du progrès réalisé dans la fragmentation, car cela permet d'abandonner l'effort musculaire que les mineurs exerçaient.

Dans une exploitation minière la fragmentation est réalisée en fonction de la granulométrie visée, car c'est de la taille des blocs que dépendent les opérations ultérieures telles que le chargement, le transport, le concassage et le broyage. Les gros blocs obtenus après minage primaire exigent un minage secondaire qui engendrent parfois des couts élevés.

Un ingénieur de mines étant un gestionnaire, il doit procéder à l'évaluation du minage, du point de vue qualitatif et quantitatif. C'est qui justifie l'objectif de notre sujet qui s'intitule « EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE (cas de la mine à ciel ouvert de l'étoile) ».

En définitive, Pour y arriver nous avons commencé par une étude bibliographique et après nous nous sommes servis des données récoltées pendant la période de stage. Nous sommes arrivés au résultat après une étude statistique.

Hormis l'introduction et la conclusion, le présent travail est subdivisé en 3 chapitres dont le premier intitulé généralités sur la mine à ciel ouvert de l'étoile ; est consacrée à la situation géologique de la mine, stratigraphie, minéralisation, la tectonique etc.

Le second, intitulé théories sur la fragmentation à l'explosifs ; a pour but de mettre en lumière quelques notions de la fragmentation à l'explosifs telles que les paramètres de forage et de minage. Ainsi que les types d'explosifs et leurs caractéristiques.

Enfin le troisième intitulé évaluation de l'efficacité du minage primaire ; où nous allons évaluer le minage primaire sur base du coefficient et taux de l'efficacité d'un minage.

CHAPITRE I GENERALITES SUR LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE

I.1. INTRODUCTION

Dans ce chapitre, il sera question de faire une brève présentation de l'entreprise Chemical Of Africa, CHEMAF en sigle.Cette présentation sera axée essentiellement sur le cadre géologique et technique de ladite mine.Néanmoins, un aperçu historique mettra en évidence le contexte de l'exploitation.

I.2 HISTORIQUE DE LA MINE DE L'ETOILE

Le gisement de l'étoile a été découvert par les géologues Belges Jules CORNEILLE et ORIOSSON en 1907. Cette exploitation fut réalisée par l'Union Minière du Haut Katanga « UMHK » actuellement (GECAMINES). Les paragraphes qui suivent expliqueront en détail l'évolution de la mine à ciel ouvert de l'étoile.

· De 1907 à 1919 : la mine de l'étoile était exploitée artisanalement.

· De 1919 à 1935 : la mine de l'étoile est devenue une propriété privée de l'union minière du Haut-Katanga (UMHK) l'exploitant partiellement en mode à ciel ouvert.

· De 1935 à 2002 : la mine de l'étoile était abandonnée et se trouvait sous l'emprise des artisanaux.

La Gécamines avait entrepris en 2003, les concertations avec les sociétés minières locales pour trouver les différentes voies de valorisation de ces gisements exposés à l'exploitation artisanale par la population.

Dans cette idée, la Gécamines signa un accord de cession avec l'entreprise CHEMICAL OF AFRICA en sigle CHEMAF, le 21 Novembre 2003 jusqu'à nos jours. Cette entreprise reprendra la concession de la mine de l'étoile et démarra à court-terme une exploitation minière réduite pour répondre à ses besoins sous une étude technico-économique préalable.

Cependant, la mine de l'étoile a été exploitée par sous-traitance avec l'entreprise Mining Company du KATANGA en sigle MCK S.P.R.L. pour l'exploitation minière et la chaine de traitement minéralurgique et métallurgique.

Le gisement est orienté suivant la direction NE-SW c'est-à-dire le flanc Nord est à N 50°20' E et le flanc Sud est à S 50°20'W et une longueur (direction locale Est-Ouest) de 1,5km et une largeur (direction locale Nord-Sud) de 500m.

Cette mine de l'étoile est caractérisée par les mineraisdolomitiques et les minerais siliceux. Les derniers sont caractérisés respectivement par une dureté élevée qui nécessite un forage préalable et un minage pour son extraction.

Et se situent dans la partie centrale de la Mine suivant l'axe Nord-Sud, quant aux minerais siliceux, ils sont moins durs et sont extraits parfois sans un minage préalable.

I.3 LOCALISATION

La mine à ciel ouvert de l'étoile se trouve dans la province du Haut-Katanga en république démocratique du Congo.Elle est situéeau Nord-Est de la ville de Lubumbashi et à 10 Km du centre-ville de Lubumbashi.

Elle est localisée entre 11°38'3'' de latitude Sud et 27° 34'50'' de longitude Est. La figure I-1 ci-dessous nous montre la localisation de la mine à ciel ouvert de l'étoile à partir d'une vue satellitaire.

Figure I-1. La mine de l'étoile à partir d'une vue satellitaire.

I.4 GEOLOGIE LOCALE

I.4.1 STRATIGRAPHIE

Le gisement de l'étoile appartient au groupe des mines mais qui s'est introduit dans le NGUBA (KUNDELUNGU INFERIEUR) nous y rencontrons les formations suivantes :

1. Brèche de roche argilo-talqueuse (BR-RAT) :

C'est une variante de Rat, massive constituée d'éléments ou des fragments des roches parfois grossiers ou minuscules, jointifs et sont mis ensemble par compression ou par un ciment. Elle présente une couleur blanchâtre jaunâtre.

2. Roche Argilo-Talqueuse Grise (RAT-GRISE) :

Massive à granulométrie très fine, sa coloration varie : grise à gris verdâtre, rouge, brune parfois sans coloration claire ; lorsque la coloration est rougeâtre, on lui attribue le nom de « LILAS ».

3. La Dolomie Stratifiée (D. Strat) :

C'est une dolomie stratifiée comme son nom le dit, sa granulométrie est trop fine et renferme les nodules logés le long des strates avec une alternance de cherteux bancs ; ces strates sont grossières ; son épaisseur dans notre site varie entre 5-6mm, et sa coloration n'est pas nette ; elle varie selon le degré d'altération c'est-à-dire lorsque la roche est moins altérée, elle est grise et est brune lorsqu'elle est très altérée par les eaux météoriques.

NB : les nodules sont rencontrés dans la partie supérieure celle qui est proche de la RSF (Roche Siliceuse Feuilletée) et non celle de la RAT.

4. La Roche Siliceuse Feuilletée (RSF) :

Roche siliceuse finement stratifiée dolomitique et elle se débite en feuillet, mais à granulométrie grossière ; son épaisseur est d'environ 9,5m dans notre site. Sa coloration est brunâtre à grisâtre.

La RSF dans notre site est minéralisée dans certains endroits et stériles dans d'autres.

5. La Roche Siliceuse Cellulaire (RSC) :

Roche Siliceuse dolomitique, massive, dense très dure cariée ou caverneuse, avec présence des micro-organismes (stromatolithes), son épaisseur est d'environ 10m dans notre site. Sa coloration est brunâtre à grisâtre et gris- noir.

La RSC dans notre site est minéralisée dans certains endroits sur les épontes ou le contact R.S.C-R.S.F et R.S.C-S.D.B et stériles dans d'autres.

6. Les Shales Dolomitiques de Base (SDB) :

Roche très finement stratifiée à granulométrie fine (taille des grains de sables), compétente, dolomitique, compacte, dense et se présente en petits bancs.

Sa coloration est grise mais parfois colorée jaune-brun.

7. Le Black ore minéral Zone (B.O.M.Z) :

Cette roche est fortement altérée, argilo sablonneuse, fine parfois dolomitique dans certains endroits, tachetée et moins dense de couleur noire, jaune noire ou violette. Le B.O.M.Z se termine en biseau ou disparait et il réapparait dans certains endroits.

8. Shale Dolomitique Supérieur (SDS) :

Généralement, elles se diffèrent par leur coloration mais aussi par la présence des sulfures dans les shales noirs qui entrainent une diminution en oxydes.

9. Calcaire à Minéraux Noirs (CMN) :

Il s'agit d'un calcaire à minéraux noirs, cette roche est généralement stratifiée mais sa structure disparait avec le degré d'altération. Sa coloration est le plus souvent noire et parfois rougeâtre. Ce sont beaucoup plus les oxydes et hydroxydes de manganèse qui lui confèrent cette coloration noire.

La coloration rouge fait preuve de la présence d'oxydes de fer (hématite quand c'est massif et oligiste quand c'est feuilleté)

Lorsque la roche est très altérée, elle se présente comme une masse rocheuse de faible densité, et lorsqu'elle est moins altérée, elle se présente comme un grès stratifié avec des grains de coloration noire qui se présente comme des taches noires dans la roche.

Le CMN est la formation la plus épaisse dans notre site. Il est en majeure partie minéralisée et il est très dolomitique et stérile à certains endroits. Il est à noter que toutes ces formations sont minéralisées.

I.4.2 STRUCTURE

Le gisement de l'Etoile est un anticlinal de la Rwashi, avec un pendage variant entre 30° et 45° sud-ouest et l'orientation des couches vont du Nord-Est vers le Sud-Ouest.

I.4.3 MINERALISATION

La minéralisation du gisement de l'étoile est localisée dans toutes les formations où elle s'étend, des brèches des RAT jusqu'au roche gréseuse-siliceuse ou RGS.Le gisement étant cupro-cobaltifère, les minéraux rencontrés sont donc des minerais de cuivre et de cobalt avecen occurrence pour le cuivre : la malachite Cu0₃(OH)₂ et la chrysocole CuSiO₃(OH)₂ et pour le cobalt essentiellement l'hétérogénéité (COO0H).

La minéralisation sédimentaire du gisement de l'étoile se trouve sous différentes formes à savoir : sulfurée, carbonatée, silicatée, oxydée mais on y trouve aussi des mixtes et du cuivre natif. En pratique toutes ces formes se répartissent en trois zones seulement de haut en bas :

Ø Zone oxydée : elle est composée de malachite, chrysocole, cornelite, azurite, hétérogénité, pseudo-malachite et cuprite.

Ø Zone sulfurée : elle est composée de chalcopyrite, chalcosine, bornite, carotite.

Ø Zone mixte : ici nous trouvons la malachite, cuprite, chrysocole, cornelite, azurite, bornite, chalcosine et pseudo-malachite...

La zone surfacique d'environ 50m de profondeur résultant de l'altération de la zone sulfureuse de bas ; elle se subdivise en deux sous zones à savoir :

La sous zone de l'oxyde siliceux qui occupe la partie superficielle de la zone oxydée du gisement de l'Etoile et qui est caractérisée par une altération interne de certains minéraux de gangue comme dolomite par exemple. Dans cette sous zone, ces roches à grande quantité de silice finissent par avoir un aspect poreux, caverneux (exemple des RSC) ou siliceux (exemple des RSF) tandis que celles à grande quantité d'argile deviennent par aération tendres. Exemple du BOMZ et des SDB.

1. La sous zone des oxydes dolomitiques :

Qui se trouve à la base de la zone oxydée, à l'interface oxydes-mixtes à cette profondeur apparaissent certains silicates comme la chrysocole et les sels roses de cobalt.

2. Zone des mixtes :

Zone intermédiaire ou de transition entre les oxydes et les sulfures d'à peu près 140m d'épaisseur laquelle oxydes et sulfures coexistent séparément en définissant dans celle-ci deux sous zones qui sont :

Ø La sous zone des mixtes supérieurs ou oxydes : elle se situe dans la première partie de la zone mixte ou zone supérieure et est directement en contact avec les oxydes.

Ø La sous zone des mixtes inferieurs et sulfurés : elle occupe la partie inférieure ou la base de la zone mixte et est en contact avec les sulfures

Ø Zone des sulfures

Ø Zone de base ou dernière zone de la minéralisation sédimentaire du gisement dont la puissance ou l'épaisseur est estimée à plus ou moins 90m.

I.5 TECTONIQUE

L'arc de l'Afrique centrale également appelé chaîne katanguienne. Est une zone constituée des roches méta-sédimentaires.

Il est localisé entre les cratons du Congo et de Kalahari est définie une structure arquée convexe vers le nord.

Trois phases majeures de déformations caractérisent l'évolution de la construction de l'arc lufilien.

o Première phase (Kolwezienne) : qui se produit durant le dépôt du K.S. elle donne des plis déversés vers le nord et un charriage de grande amplitude.

o Deuxième phase (kundelunguienne) qui se produit après dépôt de tout le K.S. elle forme des plis parfois chevauchants déversés vers le sud.

o Troisième phase, qui produit de grandes cassures longitudinales, soulignés par des extrusions de ROAN remonté de la profondeur. Les roches incompétentes du ROAN

sont à l'origine de complications très marquées par des dislocations du R₂ compétent en débris (écailles), structures inter-cutanées, gisements post-tectoniques.

En conclusion nous pouvons dire que ce sont les mouvements tectoniques qui ont permis à la méga-brèche de ROAN d'affleurés dans l'arc cuprifère.

I.6 HYDROGEOLOGIE ET HYDROGRAPHIE

Legisementdel'étoile,présenteuneimportantevenued'eausous-terrainedans sonflancEstcommunémentappelé1000mètres,maissignalonsquelamineà ciel ouvert de l'Etoile présente des cours d'eaux et rivières à savoir

· KEBUMBA

· KIBASA

· SHINDAIKA

Cesdernierssontauxenvironsdusiteminierdel'Etoile.

Ceseauxrendentl'exploitationdifficiles(surtoutausecteur1000mètres)pendantlasaisondepluiecelle-cienvahissentlamine.

Les impacts négatifs causés par ces eaux sont : 

· L'instabilité des flancs

· Les risques éventuels d'éboulement

· Les risques de noyade

I.7 CLIMAT, SOL ET VEGETATION

Le site de la mine de l'étoile bénéficie d'un climat tropical caractérisé par l'altération d'une saison de pluie qui s'étend de mi-septembre à mi-avril et d'une saison sèche couvrant le reste de l'année.

L'alternance des saisons est liée aux variations des précipitations qu'à celles des températures.

La température annuelle est de 20°C avec une variation de 6° à 8°C ; la température moyenne.La température mensuelle est d'environ 18° à 22°C avec une température maximum variant entre 29°C et 30°C au mois de septembre et d'octobre.

Sous ce type de climat pousse une végétation tout à fait particulière, dominée par une savane boisée plus herbacée qu'arborescente dans laquelle abondent des branchystegia on y observe fréquemment aussi une végétation basse du type steppe sur les hauts plateaux et le long des cours d'eau, on rencontre des galeries forestières.

I.8 CONCLUSION PARTIELLE 

Dans ce chapitre nous avons donné un bref historique de la mine à ciel ouvert de l'étoile.

Le gisement de l'étoile est orienté du Nord-Est au Sud-Est et s'étend sur une longueur de 1,5km et une largeur d'environ 500m. Cependant on y retrouve les minerais oxydés, sulfurés et mixtes de cuivre et cobalt. Sa minéralisation est répartie selon les zones : zone oxydée, zone sulfurée, zone mixte et zone surfacique.

CHAPITRE II. THEORIES SUR LA FRAGMENTATION A L'EXPLOSIFS

II.I INTRODUCTION

Dans une mine à ciel ouvert ou souterraine, la fragmentation est la toute première opération qui consiste à réduire la taille de la roche de son milieu naturelpar deux opérations classiques (forage et minage).

II.2 FORAGE DES TROUS DE MINES

II.2.1. FORAGE

Le forage est une opération qui consiste à creuser des trous dans une roche, dans lesquels on vas placer les explosifs dans le but de la fragmenter.

Le forage étant une des techniques, permettant de forer des trous à un diamètre et une profondeur déterminée selon la catégorie des terrains, afin d'arracher une roche du massif. Si se présentant comme étant une opération primordiale dans les mines, dont les terrains ne sont pas terrassés directement par les engins excavateurs. Comme toute opération minière, le forage exige une étude minutieuse des certains paramètres dont la variation influe directement sur les résultats de minage.

Le checking étant le contrôle du diamètre et de la profondeur des trous, est l'étape qu'il faudra suivre après avoir foré tous les trous du terrain à miner.

II.2.2 MODES ET TYPES DE FORAGE DES TROUS DE MINES

Les engins de forage utilisés dans les mines à ciel ouvert contemporaines permettent d'exécuter deux modes de forage :

Ø Le forage carottant

Ø Le forage destructif

Il existe aujourd'hui plusieurs procédés de forage des trous de mines dont :

Ø Le forage par percussion

Ø Le forage par rotation

Ø Le forage vibro-rotatif

Ø Le forage thermique etc.

II.2.2.1 FORAGE PAR PERCUSSION

Le forage s'effectue à l'aide d'un marteau hors trou ou fond trou selon le cas.

A. TECHNIQUE DE FORAGE MARTEAU HORS TROU

Le marteau frappe en tête du train de tiges. Le poids de ces tiges maintient constamment l'outil en contact avec la surface de la roche. Dans cette technique une partie de l'énergie est perdu dans les raccords entre tiges, et l'augmentation de la longueur du train de tiges entraines des risques de rupture et de flambement. Ladite technique est utilisée généralement pour le travail à faible profondeur.

B. TECHNIQUE DE FORAGE MARTEAU FOND TROU

Le dispositif de percussion est placé au fond du trou, ce qui remédie aux inconvénients du système à marteau en surface,et présente d'avantage une vitesse d'avancement quelle que soit la profondeur du trou, et réduit le bruit en surface.

o Avantageux pour le travail à grande profondeur

o Diamètres de trous usuels 65 à 150 mm

B.1 CLASSIFICATION DES MARTEAUX

Le poids de marteaux perforateurs augmente avec l'alésage et la course du piston c.à.d. la
puissance de frappe. On classe les marteaux en :

Ø Légers : 12 à 18 kg

Ø Moyens : 18 à 27 kg

Ø Lourds : 27 à 50 kg

Ø Très lourds : plus de 50 kg

B.2 VITESSE D'AVANCEMENT

Lorsqu'on parle de la vitesse d'avancement d'un forage, il faut distinguer la vitesse deforation qui est la longueur forée par unité de temps(la minute généralement) pendant le
fonctionnement en régime de l'appareil et la vitesse d'avancement proprement dite qui est le
quotient de la longueur forée par le temps total nécessaire, y compris les temps morts.
La vitesse de foration dépend de plusieurs facteurs :

1. La puissance du marteau et la forme du taillant

2. Le diamètre du fourneau : la vitesse diminue proportionnellement au carré de cediamètre.

3. La profondeur du trou : frottement contre les parois et mauvaise élimination des débrisde forage.

4. La poussée exercée sur le marteau :La vitesse de foration augmente lentementjusqu'à unmaximum Vm à partir duquel elle diminue rapidement. Il faut doncveillerà s'en approcher le plus possible.

5. La pression de l'air comprimé : Ici il existe une limitation due à la pression du réseau.

6. La nature de la roche : La vitesse de forassions diminue dans un terrain dur

7. L'habileté de l'opération.

II.2.2.2 FORAGE ROTATIF

En roche tendre et homogène (charbon, potasse, craie, minerai sédimentaire de fer,...)
on utilise le forage rotatif avec des perforatrices électriques au détriment du travail de
percussion. Le taillant est animé d'un mouvement de rotation continu.

Quelques particularités interviennent dans les fleurets et les taillants utilisés à cet effet : lesfleurets où mèches utilisés sont des barres d'acier de section en losange ou avale, tordues enhélices de façon à évacuer les déblais par vissage ; tandis que les taillants forgés en longuesd'aspic simple ou double, sont toujours amovibles et armés de plaquettes de carbure detungstène.La foration rotative offre beaucoup d'avantages dont :

o Une possibilité de forer là où il n'y a pas d'air comprimé grâce à l'emploie des
foreuses électriques

o Une faible production de poussière

o Moins de bruit

o Moindre consommation d'air : 0.5 à 0.8 m3/m de trou foré contre 8 m3/m pour les
marteaux-perforateurs

o Une augmentation de plus grands avancements dans les terrains tendres

N.B :la perforatrice rotative n'est pas indiquée aux terrains très durs. Dans ces derniers,
l'avantage reste au marteau perforateur.

II.2.2.3 FORAGE VIBRO-ROTATIF

Le perforateur est conçu de manière à avoir 2 mouvements alternés, l'un de frappe etl'autre de rotation de l'outil. La destruction de la roche est alors complète.

Ce mode de foragene seconçoit qu'avec des poussées très importantes, ce qui exige l'emploi d'un outil adéquat et peutconstituer un inconvénient dans certains travaux.

Divers facteurs sont pris en compte pour le choix de l'équipement de forage des roches.

Les principaux facteurs sont :

Ø Le type et la constitution des roches

Ø Les principales caractéristiques de la sondeuse

Ø Le diamètre et la profondeur des trous à forer

II.2.3 DESCRIPTION D'UN ENGIN DE FORAGE

D'une manière brève, un engin de forage comporte principalement un outil de coupe, un outil d'entrainement, un outil de commande et d'un dispositif d'évacuation des déblais.

II.2.3.1 OUTIL DE COUPE (trépan)

Le trépan est la partie principale de la sondeuse qui désagrège la roche sur le fond du trou de forage et travaille également les parois latérales du trou. Le trépan est en acier spécial au carbure ayant subi un traitement thermique.

a. Catégorie du trépan

On distingue deux catégories de trépans :

o Les trépans à lames (2, 3, 4 ou 6 lames) qui sont en un seul bloc ou amovibles. Ces trépans sont utilisés dans les terrains tendres.

o Les trépans à rouleaux (ou à molettes) tournent sur eux même et roulent sur le fond du trou. Ces trépans sont utilisés surtout dans les terrains durs et moyennement durs.

b. Formes de trépans

D'après la forme de la tête d'attaque, on distingue :

· Le trépan à biseaux ou trépan plat : qui est utilisé lors du forage dans les fissures.

· Le trépan à joues c'est-à-dire à grande surface latérale. Il est employé lorsqu'on fore dans les roches abrasives. On réduit ainsi l'usure diamétrale du trépan.

· Le trépan en croix d'échelon avec lames de coupe avancées, les lames ne sont pas disposées dans un même plan. Chaque rang de lame est plus bas quel'autre. La forme et la disposition des lames évitent le coincement du trépan dans les fissures.

II.2.3.2 OUTIL D'ENTRAINEMENT

Le mouvement de rotation ou de translation imprimé par le moteur est transmis au trépan par la tige de forage, qui est une barre pleine en acier.

Elle est liée directement à l'outil de forage et accrois son poids. Un assemblage des tiges normales surmonte les masses suivant la profondeur du trou.

II.2.3.3 OUTIL DE COMMANDE

La commande peut se faire soit à l'aide d'un moteur pneumatique, hydraulique ou soit par des engrenages mécaniques

II.2.3.4 SYSTEME D'EVACUATION DES DEBLAIS (cuttings)

A. POMPE A BOUE OU A EAU

Une pompe est utilisée pour envoyer le liquide au fond du trou. Ce liquide doit avoir une énergie cinétique suffisante pour ramener tous les cuttings de forage du fond du trou à la surface.

B. COMPRESSEUR D'AIR

L'air comprimé est acheminé au fonddu trou à travers les tiges, ramène les déblais à la surface lors de sa remontée, le système est utilisé dans les terrains aquifères.

II.3 PARAMETRES DE FRAGMENTATION

II.3.1 INTRODUCTION.

Il n'est pas facile de dresser une liste totalement exhaustive, des paramètres influençantla fragmentation lors de l'abattage à l'explosif, la bibliographie est très foisonnante sur ce sujet. La liste ci-dessous sera donc partielle et les influences des paramètres de tir.
II.3.2 PARAMETRES DE FORAGE

La connaissance du type des terrains est très nécessaire pour la fragmentation dans une mine à ciel ouvert. Elle permet de déterminer les paramètres de forage (maille de forage, la profondeur, le diamètre des trous de mine) et de minage (charge spécifique, la hauteur de bourrage, la banquette etc.).

1. DIAMETRE DES TROUS DE MINES

Le diamètre des trous de mines est l'un des paramètres de base de tout calcul de fragmentation. Il doit être choisi en fonction des objectifs du tir et des conditions d'abattage.Le choix du diamètre du trou dépend aussi des certaines données à savoir:

Ø L'environnement: le niveau de vibration et de bruit dépend de la charge (qui dans la plupartdes cas est celle d'un diamètre du trou de mine).

Ø La structure du massif qui a un effet fondamental sur la granulométrie, donc qui influenceradirectement sur le choix du diamètre de sondage.

Ø L'engin de chargement qui nécessité un type de fragmentation et de foisonnement pour bienfonctionner.

Ø La nature de l'explosif qui peut par exemple avoir une vitesse de détonation plus élevéelorsque le diamètre augmente.

Ø La hauteur du front à abattre: elle permet d'évaluer la zone favorable entre lediamètre de foration des trous et la hauteur du front à abattre.

2. PROFONDEUR DES TROUS DE MINES

Sachant qu'il existe plusieurs catégories des terrains, on doit tenir compte d'un surforage afin d'éliminer les pieds de butte éventuels après le tir pour permettre un bon passage des engins de chargement et de transport.

L'expérience montre que pour chaque type de terrain, on peut attribuer un surforage approprié qui est lié à l'écartement rangéedes trous de mine par le paramètre V qui est la ligne de moindrerésistance.

Faisons remarquer que le surforage permet une bonne sortie dupied du gradin en vertu de la progression en forme de cône d'unexplosif dans un trou lors du tir.

Nb:Par ailleurs, le surforage est fonctionde la dureté du terrain. Plus le terrain est dur plus le surforage est grand afin d'éviter la formation des pieds de butte.

3. MAILLE DE FORAGE

A. Banquette

Cette dernière représente la distance entre l'arrête supérieuredu gradin et la première rangée de trous. Dans le cas d'une seule rangée des trous d'abattage, la banquette représente la largeur duvolume à abattre par l'énergie explosive contenue dans la rangée.

Les facteurs affectant le choix de la banquette sont :

Ø Le diamètre,

Ø La hauteur du gradin,

Ø L'inclinaison du trou,

Ø L'explosivité de la roche et lafragmentation prévue.

B. L'espacement

On entend par Espacement, la distance de trous dans une même rangée. L'espacement entre les trous d'un autre côté, s'exprime par rapport à la banquette. Engénéral, un espacement égal à 1,25 fois la banquette donne de bons résultats. Langefors(1979) avança qu'une bonne fragmentation peut être obtenue en variant l'espacement entre2B et 8B (B est la banquette) sans pour autant augmenter la charge ou l'énergie spécifique. La maille de forage est définie par l'expression suivante :

M = V×E (m²)

Avec

o M : la surface de la maille de forage en m²

o V : l'écartement entre différentes rangées de trous de mine parallèle au front d'abattage. Ce dernier est déterminé en fonction de dureté du terrain dupoint de vue de minage (m).

o E : la distance entre deux trous de mine voisins d'une même rangée (m).

II.3.3 PARAMETRES DE MINAGE

La figureII-1 ci-dessous fera une brève représentation des paramètres influençant le minage primaire selon AEL.

Figure II-1. Paramètres dépendant du minage [AEL 2014].

1. CHARGE SPECIFIQUE D'EXPLOSIFS

La charge spécifique d'explosifs est la quantité d'explosifs nécessaire pour fragmenter un mètre cube de terrain donné. Elle est exprimée en kg/m3 et est évaluée en équivalent d'explosif de référence (par exemple ANFO). Le calcul théorique de charges à mettre en oeuvre est essentiellement basé sur l'effort à exercer par l'explosion pour arracher le pied du banc. Le calcul consiste dans la détermination du volume à tirer par type de terrain, qui est estimé par le produit de la surface planifiée par la hauteur du gradin.

2. HAUTEUR DE BOURRAGE

Le bourrage a pour objectif de diminuer les projections et d'améliorer l'effet de gaz desexplosifs, il doit être suffisant pour éviter le travail "en cratère" de la dernière charge. Engénéral, il dépend de la banquette. Dans les trous profonds, sa longueur doit être égale à labanquette, et il peut descendre à (0,5 de la banquette) dans les courts trous.

Dans la majorité des cas en mines et carrières à ciel ouvert, le bourrage se dispose en fonction defissures, de l'hétérogénéité du gradin et de l'utilisation de gros diamètres des trous.Le bourrage intermédiaire permet dans le premier cas d'obtenir un abattage sélectif, dans lesecond d'éviter la perte d'énergieet dans le troisième d'éviter une surconsommation d'explosif.

3. HAUTEUR DE LA CHARGE

Pour des raisons d'efficacité et de rendement, le minageprimaire nécessite deux types de charge explosive dont :

Ø La charge de cisaillement appelée aussi charge du pied ;

Ø La charge de fragmentation ou charge de colonne.

A. La charge du pied ou charge de cisaillement.

Cette charge permet d'éviter les pieds des buttes tout en facilitantle chargement des produits abattus ainsi que leur transport. Puisque la résistance au pieddu gradin est toujours assez élevée, la charge du pied doit être concentrée dans le trou et exigeun explosif de forte densité.

B. La charge de fragmentation ou charge colonne.

Cette charge est de densité faible par rapport à la charge du pied, permet la fragmentation de roche autour du trou de mine.

II.4 MINAGE

Le minage est la toute première étape de réduction granulométrique dans une exploitation minière. Il existe quatre méthodes bien distinctes d'abattage à l'explosif dans l'exploitation à ciel ouvert à savoir:

o L'abattage des trous de mine ordinaires de petit diamètre (40 à 50 mm) ;

o L'abattage des trous de mine de grand diamètre (200 à 400mm) et de grande profondeur ;

o L'abattage par trous de mine pochés ;

o L'abattage par trous grand fourneau de mine.

Ainsi l'objectif poursuivi par le minage a un double sens :

§ Désagréger les terrains présentant une certaine dureté afin de faciliter le travail des engins de chargement.

§ Réduire ensuite les dimensions des blocs trop grands pour être chargés ensuite dans les unités de transport, ainsi que les blocs dépassant les possibilités des mailles des concasseurs à l'usine de traitement.

Il existe deux sortes de minage :

· Le minage primaire.

· Le minage secondaire.

II.4.1 MINAGE PRIMAIRE

Lors du minage primaire, on place l'explosif dans le trou de mine; ce trou peut être
vertical ou incliné. Cependant, pour des raisons d'efficacité et de rendement, le minage
primaire nécessite deux types de charge explosive dont :

o La charge de cisaillement appelée aussi charge du pied

o La charge de fragmentation ou charge de colonne.

II.4.2 MINAGE SECONDAIRE

Les gros blocs produits par des tirs primaires que les unités de transport et lesexcavateurs ne peuvent enlever directement sont chose courante dans lescarrières et présentent un problème qui préoccupe souvent les exploitants.Ainsi, les gros blocsaprès le tir primaire nécessitentl'exécution du débitage secondaire pour améliorer la fragmentation.

Il existe plusieurs méthodes de débitage secondaire:

II.4.2.1 CLASSIQUE

Qui consiste à forer un ou quelques trous en fonction des dimensions des blocs, avec une perforatrice légère munie de fleuret de 38 à 50 mm de diamètre. Ces trous ont une profondeur variant de 0.25 à 0.50 de l'épaisseur maximum du bloc. La consommation d'explosifs varie de 0.1 à 0.3 kg/m3 approximativement.La figure II-1 ci-dessous nous montre un minage secondaire par la méthode classique.

Figure II-2. Minage secondaire par la méthode classique [FRANCK U. 2015].

II.4.2.2 POUR EVITER LA PROJECTION DES PIERRES ET ECONOMISER LE TEMPS PERDU LORS DU FORAGE, ON RECOURT AUX PROCEDES SUIVANTS 

Ø On place simplement la charge explosive (un certain nombre de cartouches d'explosifs
brisants) sur le bloc et on la recouvre d'une calotte de glaise ou d'argile. Apres
l'amorçage et la mise à feu, le bloc est fendu et écrasé sans projection. Mais, pour obtenir les mêmes effets qu'une charge bourrée dans un trou de mine, il faut unegrande quantité d'explosifs brisants. Cette méthode s'appelle « BONHOMME D'ARGILE » comme l'indique sur la figure II-3 ci-dessous.

Figure II-3. Minage secondaire par la méthode de bonhomme d'argile [FRANCK U. 2015].

Ø Une autre version s'appelle « SNAKE HOLING ».Ce procédé consiste à charger un bloc en dessous, ce qui le fait fragmenter par le haut. Les procédés Bonhomme d'argile et Snake holing peuvent convenir pour débiter quelques blocs isolés mais ne sont pas satisfaisantes quand il s'agit d'en débiter un grand nombre dont le volume à briser par bloc dépasse 1 m3.

II.4.2.3POUR DIMINUER LA PROJECTION DES PIERRES ET FAIRE L'ECONOMIE D'EXPLOSIFS

Dans ce cas, on utilise soit des pétards hydrauliques, soit des pétards sous forme d'une charge creusent d'explosifs.

Ø Dans le cas des pétards hydrauliques, l'eau augmente l'effet de l'explosif car la charge
réalise son explosion dans un milieu plus dense que l'air. Cette version consiste à forer
des trous de faible diamètre dont la profondeur minimum devient de l'ordre de 30 à 35 cm, tandis que le niveau d'eau doit être au moins de 12 cm à partir du fond du trou de mine.

Ø La consommation d'explosifs y est aux environs de 8 à 10 fois moindre parrapport aux pétards ordinaires.La figure II-4 ci-dessous nous montre l'utilisation des pétards hydrauliques première version.

Figure II-4. Utilisation des pétards hydrauliques [KAMULETE M, 2012].

La deuxième version d'utilisation des pétards hydrauliques pour la fragmentation des blocs,consiste à placer la charge d'explosifs sur les blocs à briser et la recouvrir d'un sac de plastique rempli d'eau. Comme la figure II-5 ci-dessous nous montre.

Figure II-5. Utilisation des pétards hydrauliques [KAMULETE M, 2012].

Dans le cas des pétards sous forme d'une charge d'explosifs façonnée dits creuses dont la fabrication industrielle se réalise par une série de modèles suivant la quantité d'explosifs (0.1 à 4 kg), on procède comme suit : on place la charge creuse d'explosifs sur le bloc à fragmenter, après l'amorçage et la mise à feu, le bloc est brisé. La figure II-6 ci-dessous nous indique le cas des pétards sous forme d'une charge creusent d'explosifs.

Détonateur

Mise à feu

Bloc à fragmenter

Charge creuse

Figure II-6Pétards sous forme d'une charge creusent d'explosifs [KAMULETE M, 2012].

II.4.2.4 METHODE MECANIQUE 

On se contente parfois du débitage secondaire mécanique qui consiste à briser les gros blocs par une lourde masse. La lourde masse en une seule pièce pesant 1 à 7 tonnes est soit en acier ordinaire, soit en acier a manganèse et a une forme orthogonale ou hexagonale. Elle est manoeuvrée par un opérateur qui laisse tomber d'une hauteur variant de 6 à 14 m sur le bloc à briser. Comme le montre la figure II-7 ci-dessous un minage secondaire par l'utilisation d'une lourde masse.

Figure II-7. Minage secondaire par la méthode mécanique [KAMULETE M, 2012].

La masse est considérée comme usée lorsqu'elle perd environ 3/5 de son poids.

II.5 EXPLOSIFS ET LEURS CARACTERISTIQUES

II.5.1 DEFINITION

Ø Explosif:un explosif est un composé chimique, solide ou liquide ou un mélange des substances susceptible, sous l'action d'une impulsion extérieure (choc, étincelle, échauffement, frottement) de se transformer presque instantanément en gaz qui développent une pression élevée. Cette transformation en gaz à haute pression engendre une onde de choc qui brise les roches.

Ø Explosion : on appelle explosion tout dégagement en un temps extrêmement court d'un grand volume de gaz.

Ø Déflagration : la déflagration est une combustion à vitesse relativement faible de quelques mètres par second (300 à 800m/s).

Ø Détonation : la détonation est une réaction de décomposition plus rapide que le transfert thermique dont la vitesse de décomposition est de l'ordre de kilomètre par seconde (2 à 8 km/S).

Ø Produits explosifs : est l'ensemble des produits et des dispositifs d'amorçage.

II.5.2 CLASSIFICATION DES EXPLOSIFS

Il y a deux types des explosifs selon l'explosion :

o Explosif déflagrant (exemple : poudre)

o Explosif détonant (exemple : émulsion).

II.5.3 SENSIBILITE A L'AMORCE

Pour amorcer un explosif, il faut une certaine quantité d'énergie par unité de volume.

Plus cette quantité sera faible plus l'explosif sera sensible et inversement.

C'est ainsi qu'on a :

Ø Les explosifs primaires,

Ø Les explosifs secondaires.

1. Explosifs primaires :

Les explosifs primaires sont beaucoup plus sensibles à l'amorce, utilisés juste pour amorcer les autres explosifs dits secondaires. Les principaux explosifs primaires sont :

o Fulminate de mercure

o Azoture de plomb

o Trinitrosoranate

o Tretrazène

o Azoture d'argent

o Fulminate d'argent

2. Explosifs secondaires :

Ces sont des explosifs qui ont besoin d'une source d'énergie pour pouvoir exploser.

Les principaux explosifs secondaires sont :

Ø Pentrite

Ø Nitroglycérine

Ø Mélinite

Ø Tolite

Ø Hexogène

II.5.4 TYPES D'EXPLOSIFS

Six grands types d'explosifs sont disponibles sur le marché, à savoir :

Ø Les dynamites : contiennent de 10 à 90 % de nitroglycéroglycol (NGL), un mélange de nitroglycérine et de dinitroglycol. C'est la proportion de dinitroglycol qui assure la qualité antigel d'une dynamite. Les autres composants sont des combustibles et des comburants. Selon le taux de nitroglycéroglycol, on distingue :

Ø Les dynamites plastiques ou dynamites gommes ;

Ø Les dynamites pulvérulentes.

Les dynamites sont commercialisées en cartouches de diamètres compris entre 25 et 29mm en standard disponible. Leur masse varie entre 50g et 5kg.

Ø Les explosifs nitratés : sont à base de nitrate d'ammonium et d'un explosif pur. Ils sont présentés sous la même forme que les dynamites.

Ø Les nitrates fiouls : sont constitués de nitrate d'ammonium et d'huiles minérales, en général du fioul domestique dans une proportion voisine 94% de nitrate d'ammonium et 6% de fioul.

Ø Les gels ou bouillies : sont constitués d'un mélange de sels « comburants » généralement de nitrates des minéraux dissout dans l'eau et d'une phase combustible parfois soluble dans l'eau (sucre, glycol, aluminium). Les mélanges sont rendus réellement explosifs par la présence d'un agent sensibilisant. Ces produits en voie de disparition sont remplacés par les émulsions.

Ø Les émulsions : sont des mélanges intimes de nitrates minéraux en solution aqueuse dispersés en gouttelettes très fines (de taille inférieure au micromètre) dans une phase combustible liquide.

Ces émulsions sont sensibles par la présence des bulles gazeuses bien dispersées, ces bulles peuvent être produites par un agent chimique ou introduites sous formes de microbilles creuses.

Ø Les nitrates fiouls alourdis : Sont des explosifs de la génération la plus récente. Ils sont constitués par du nitrate fioul (25% à 75%) enrobé dans une matrice d'explosif d'émulsion (25% à 75%) dont le rôle est d'améliorer les performances et la résistance à l'eau du nitrate fioul. Les nitrates fiouls alourdis sont surtout utilisés en vrac.

II.5.5 CHOIX DE TYPES D'EXPLOSIFS

Le type d'explosif est choisi en fonction :

v Des caractéristiques du gisement : nature de la roche, fracturation du gisement,présence éventuelle d'eau dans les trous. Etc...

v De l'expérience des tirs antérieurs;

v Des considérations économiques :

o La charge de fond est constituée d'explosifs brisants en cartouches ;

o La charge de colonne pourra être continue avec un explosif moins puissant,en vrac de préférence si l'absence d'eau le permet.

II.5.6 CARACTERISTIQUES D'EXPLOSIFS

Lorsqu'un utilisateur doit choisir un explosif, il est nécessaire qu'il connaisse surdernier un certain nombre de renseignements notamment ses performances, sa sensibilité etc. Ilest donc naturellement indispensable de s'assurer que tel ou tel produit mis dans le commerce
est correct du point de vue de sa sécurité d'emploi, sa performance.

II.5.6.1 LES CARACTERISTIQUES LIEES A SA NATURE

1. La densité

Cette caractéristique correspond à la même notion que la masse volumique en physique.

Elle a de l'influence de manière importante sur la vitesse de détonation.

2. La sensibilité

La résistance de l'énergie interne de l'explosif ne doit pas se faire d'une manière spontanée. L'explosif a besoin pour réaliser sa décomposition puis sa combustion d'un minimum d'énergie extérieure qu'on appelle énergie d'activation.

Dès que l'on fournit à l'explosif ce « quantum d'action » la réaction a lieu avec dégagement d'énergie interne. Selon la quantité d'énergie avec laquelle on peut amorcer leur réaction on avait classé les explosifs en « primaires » et « secondaires » c'est-à-dire : Très sensibles et très peu sensibles.

II.5.6.2 LES CARACTERISTIQUES LIEES A LA REACTION PHYSICO-CHIMIQUE

1. Mode de réaction

En examinant une certaine masse d'explosif en un instant choisi, entre sa mise à feu par un moyen quelconque et sa transformation totale en gaz de tir, on pourra y distinguer trois zones suivantes :

o Une zone où l'explosif est encore dans son état initial(C) n'ayant pas encore été atteinte par la transformation qui s'opère ;

o Une deuxième zone où l'explosif est déjà transformé en gaz (A) à une certaine température et à une certaine pression ;

o Entre les deux, une troisième zone (B) de réaction dans laquelle cette transformation est en cours. La zone de réaction B se déplace à une certaine vitesse. On dit qu'il y a « combustion » lorsque la zone de réaction a tendance à se déplacer dans le milieu parconductibilité thermique. Dans ce cas, la vitesse est faible. Elle se mesure par Cm/Sec et onpourrait plutôt parler de « vitesse de combustion ». Mais lorsque notamment la combustionpour des raisons de confinement atteint une vitesse de quelques mm /sec, on dit qu'il y adéflagration.Il y a détonation lorsque la réaction se déplace dans le milieu par l'intermédiaired'une onde de choc ; la vitesse de réaction est alors plus élevée, elle est dans la plage de200m/s à 900m/

2. Onde de détonation

Dans la pratique actuelle de tirs des mines, on réalise toujours des conditions de
détonation qui se traduise par :

a. Le passage à travers toute la colonne de l'explosif d'une onde de détonation(B), de
réaction décrite ci-haut à une vitesse élevée et stable qu'on appelle vitesse dedétonation. Cette onde de détonation a une réalité physique. Son épaisseur est dequelques millimètres (plus ou moins quatre millimètre).

b. Elle est sphérique, centrée aupoint d'amorçage, mais dans une cartouche on l'assimile à une onde plane. Au traversde cette onde les paramètres physiques de l'explosif, pression et température subissentune variation brusque énorme dans cet ordre de grandeur :

Ø Température : de 15 à 4000°C ;

Ø Pression : 105 bars.

c. La réaction chimique initiée et ensuite supportant cette onde de détonation se propage
à travers toute la colonne de l'explosif : Cette réaction chimique rapide mais non-instantanée pousse le front de la détonation pour un temps très courte en arrière de laligne de front. Cette zone de perturbation physique est appelée zone de réactionprimaire.

II.5.6.3 VARIATION DE LA VITESSE DE DETONATION

Si les mesures sont précises, la vitesse de détonation varie beaucoup en fonction denombreux facteurs dont les principaux sont:

a. La vitesse est minimale pour une certaine densité

b. Diamètre de la charge

En général, la vitesse augment avec le diamètre. Certains explosifs possèdentdes diamètres critiques très élevés : Plus ou moins 60mm pour les ANFOS.

c. La puissance et la distance du dispositif d'amorçage

Il faut plusieurs Centimètres jusqu'à 10cm dans certains cas, pour que les nitrate-fuelsatteignent la vitesse optimale.

d. Le confinement de l'explosif

Le rendement est meilleur avec un amorçage fond-trou, car la détonationdébute dans une zone parfaitement confinée.

e. Le type d'amorçage

Amorçage fond trou : c'est le cas avec le système NONEL. Amorçagepuissant donne une bonne vitesse de détonation. Avec amorce à grande vitesse dedétonation, il y aura stabilisation de la vitesse. Avec amorce à petite vitesse dedétonation il y aura chute de la vitesse avec risque d'arrêt. Amorçage le long du trouIl se fait toujours avec le cordeau détonant et possède un inconvénient majeur:

Si l'amorce est faible, la détonation qui se fera perpendiculairement à l'axe du troun'aura pas le temps d'atteindre son régime stable, ce qui fait qu'une partie de lacharge détonne à vitesse faible. Ce phénomène est d'autant plus grave que le trou estpetit.

f. Le type d'explosif.

En général les dynamites, les gels et les émulsions détonnent plus facilement que lesnitrate-fuels.

II.5.6.4 LES CARACTERISTIQUES LIEES A LA CONNAISSANCE

La puissance et la brisance sont les deux caractéristiques qui sont liées à la connaissance, ces deux caractéristiques sont liées à la quantité d'énergie libérée par l'explosif. Bien qu'elles soient connexes il faut bien les distinguer, car leur valeur respective conditionne beaucoup l'emploi de chaque explosif.

Au moment de la détonation, l'explosif est parcouru par une onde explosive (onde de détonation) dans laquelle règne une pression énorme.Derrière cette onde, la pression baisse en tendant vers une valeur statique qui reste stable jusqu' à la modification du confinement c'est à dire à l'éclatement de la roche.L'onde de détonation et la pression statique concourent chacune mais de manièredifférente à l'action mécanique de l'explosif :

v La première en engendrant dans le milieu une onde de choc très violente mais brève
et rapidement amortie ;

v La seconde en sollicitant de l'intérieur du trou de mine et en le déformant jusqu'à la
rupture On conçoit alors que certains explosifs agiront plutôt par leur onde de choc, d'autre parla pression. On appelle donc :

1. Puissance de l'explosif : Sa caractéristique liée à l'action de la pression des gaz c'est-à-dire à sa capacité liée de déformer et d'expulser les matériaux brisés.

2. Brisance de l'explosif :Sa caractéristique liée à l'action du choc provoqué par l'onde de détonation, c'est àdire sa capacité de briser les matériaux. Elle est proportionnelle à la vitesse de détonation.Le tableau II-1 ci-dessous nous montre les caractéristiques des explosifs.

Tableau II-1.Caractéristiques des explosifs

Désignation	Densité	Vitesse de détonation m/s	Résistance à l'eau	Domaine d'utilisation
Dynamites	1,4 - 1,5	4000-6000	excellent	Roches dures et humides
Nitratés	1,0 - 1,15	4000-6000	Médiocre	Roches de dureté moyennes peu humide
Nitrate fuels	0,9	3000-4000	Faible	Roches de dureté moyennes et tendres
Emulsions	1,2 - 1,5	4000-5000	Excellent	Rochesduresethumides

II.6 LES ARTIFICES DE MISE A FEU

Les artifices de minage sont tous les éléments qui entrent en jeu pour faire réagirl'explosif.
Voici quelques artifices que nous avons utilisés à la mine de l'étoile:

Ø Tubes Nonel : C'est un tube de plastique, de 3 mm de diamètre, dont l'intérieur est enduit d'une substance réactive permettant à une onde de choc de se déplacer à une vitesse d'environ 200 m/s, cette onde de choc a une énergie suffisante pour activer la charge primaire, la charge secondaire et l'élément de retard contenu.
Actuellement le tube Nonel a pratiquement remplacé le cordeau détonant dans les exploitations à ciel ouvert en vertu des multiples avantages qu'il présente sur le cordeau détonant.

Ø Les pentolites : Dans chaque trou des mines, il aura un pentolite c'est-à-dire lenombre de trous de mines correspond au nombre de pentolite.

Ø Le détonateur fond trou ou bench master : Le détonateur fond trou est prévu pour mettre à feu la charge placée dans le trou de mine et ne doit pas être utilisé en surface. A chaque trou, il faudra associer un pentolite.

Ø Le relais 42ms : Il s'agit d'un relais de surface de 42 millisecondes

Ø Le relais 25ms : Il s'agit d'un relais de surface de 25 millisecondes

Ø Lead in 0ms 

Ø Emulsions P100 :Les émulsions sont des mélanges intimes de nitrate d'ammonium en solution aqueusesous forme de gouttelettes microscopiques emprisonnées dans une matrice liquide à base d'huile contenant une faible proportion d'émulsifiant. Elles sont utilisées dans les terrains durs et humides.

Ø Détonateurs Electriques : Ce sont des détonateurs dans lesquels l'explosif primaire est amorcé par la flamme d'une composition chimique allumée par une résistance électrique chauffée au rouge.Les figures II-8 ci-dessous nous indique les artifices des mises à feu utilisés à la mine de l'étoile.

Figure II-8.Artifices des mises à feu

II.7 ACCESOIRES

v Cordeau détonant : il permet l'amorçage den'importe quel explosif sans recours à undétonateur. Cependant, pour son propreamorçage, il exige les chocs violents provoquéssoit par un détonateur électrique, soit par un détonateur ordinaire sur lequel une mèche desûreté est sertie.

v Amorçage : Il se fait normalement par le cordeau détonant, soit par cartouche amorce, soit sans cartouche initiatrice. Actuellement, on utilise également les tubes Nonel avec cartouche amorce. La cartouche amorce représente un petit sac ou étui contenant 0.25 à 1 kg d'explosifs forts ou brisants dans lesquels on introduit une extrémité du cordeau
détonant sous forme de noeud ou un détonateur Nonel fixé à l'extrémité du tube Nonel. Actuellement, on utilise directement des cartouches contenant des explosifs très forts comme cartouches amorces.

v Pour ce qui concerne l'amorçage sans cartouche initiatrice, on fait toujours un noeud à l'extrémité du cordeau détonant avec accrochage d'un morceau de pierre pour faciliter la descente du cordeau détonant à l'intérieur du trou de mine.

II.8 CHARGEMENT DE L'EXPLOSIF

L'efficacité du minage peut aussi résulter du choix d'explosifs et de leur répartition dans le trou de mine lors de chargement d'explosifs. De ce fait, on distingue trois cas suivants :

Ø Trou contenant de l'eau : Dans ce cas, on préfère l'amorçage des trous de mine par le fond en utilisant la cartouche contenant des explosifs très forts et résistants à l'eau comme cartouche amorce. Le cordeau détonant est normalement utilisé comme cordeau secondaire ou dérivé car il résiste à l'eau.Après la descente de la cartouche amorce, on fait descendre d'autres cartouches terminés par un crochet. On charge les trous en fonction de la consommation spécifique.

Ø Trous de mine dont les roches ont des constitutions différentes : Dans ce cas, on repartit la charge d'explosifs alternativement suivant la composition des roches

Ø Trous de mine sans eau : Une seule cartouche amorce pentolite booster et puis on verse l'explosif en grains(ANFO) dans les trous de mine ou on pompe des explosifs sous forme d'émulsion. Faisons remarquer que l'émulsion garde sespropriétés pendant longtemps dans les trous de mine en présence d'eau car elle est étanche à l'eau et inaltérable.

II.9 SCHEMA DE TIR AVEC LEUR SYSTEME DE RACCORDEMENT

Les schémas de tirs couramment utilisés tiennent compte descontraintes du lieu où on se trouve et des résultats escomptés :

v Le pendage de couche ou du gisement pour souci de sélectivité

v La présence des matériels à sauvegarder (environnement)

v Le tir en butte dégagée ou avec matelas

v Les tirs spéciaux : creusement d'un puisard.

II.9.1 CHOIX D'UN SCHEMA DE TIR

Pour faire un choix sur les schémas de tir on doit se référer aux facteurs suivants :

Ø La nature de la roche

Ø Les conditions économiques (granulométrie)

Ø La méthode d'exploitation

Ø Le nombre de surfaces libres qui limitent le massif etc.

Le schéma de tirpeut être influencés par :

v Position et direction de trous

v Le choix du type d'amorçage

v L'ordre de mise à feu.

Ci-dessous nous donnons quelques types de schémas de tirs avec leurs caractéristiques. Ces derniers sont aussi valables pour destirs au cordeau détonant et pour les tirs au Nonel.

1. Schéma de raccordement rangée par rangée

o Faciliter le raccordement et le gain de temps

o En butte dégagée entraîne trop d'étalement et deprojection.

1.1. Schéma de tir usuel au cordeau détonant

La figureII-9ci-dessous nous montre un schéma de tir usuel au cordeau détonant.

Figure II-9.Schéma de tir de raccordement rangé par rangée au cordeau détonant [KAMULETE M, 2012].

1.2. Schéma de tir usuel au Nonel

La figure II-10ci-dessous nous montre un schéma de tir usuel au nonel. 

Figure II-10. Schéma de tir de raccordement rangée par rangée au nonel [KAMULETE M, 2012].

2. Schéma en v ou chevrons

C'est un tir en ferme c'est-à-dire sans une surface de dégagement, il s'applique bien dans le cas de défoncement pour la réalisation des puisards.

2.1. Schéma de tir usuel au cordeau détonant

La figure II-11 ci-dessous nous montre un schéma de tir usuel au cordeau détonant en V.

Figure II-11.Schéma de tir en V au cordeau détonant [KAMULETE M, 2012].

2.2. Schéma de tir séquentiel trou par trou au Nonel

La figure II-12 ci-dessous nous montre un schéma de tir séquentiel trou par trou au nonel.

Figure II-12.Schéma de tir en V au nonel [KAMULETE M, 2012].

3. Schéma de raccordement en bouchon trapèze au cordeau détonant

Ce schéma présente un meilleur équilibre de minage, il donne lieu à très peu de projection des blocs. Comme indiquée sur la figure II-13 ci-dessous.

Figure II-13.Schéma De raccordement en bouchon trapèze [KAMULETE M, 2012].

II.10 CONCLUSION PARTIELLE

Dans ce chapitre il a été question de parler des quelques notions sur la fragmentation. Des différents paramètres de forage tels que : diamètre du trou, profondeur du trou et la maille de forage. En outres les différents paramètres influençant le minage primaire tels que : hauteur de bourrage, charge spécifique et charge de colonne etc... Ainsi que les différents types d'explosifs et leurs caractéristiques.

CHAPITRE III. EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE

III.1 INTRODUCTION

Dans ce chapitre, nous parlerons de l'efficacité d'un minage primaire. Mais, avant d'épingle ce chapitre nous allons tout d'abord analyser les différents paramètres de forage et de minage. Les différentes opérations de forage et minage sont fondamentales pour l'assurance des bonnes performances des engins de chargement et de transport. Bref de la chaine de production dans les mines actuelles.

Nous savons bien, qu'elles se réalisent à partir des paramètres de minage que l'ingénieur en charge de la fragmentation fixe pour une mine bien déterminée.

III.2 ANALYSE DES PARAMETRES DE MINAGE PRIMAIRE

III.2.1 REGLES D'AFRICAN EXPLOSIVE LIMITED (AEL)

La figure III-1 ci-dessous nous indique les facteurs de poudres proposés par AEL selon les différentes catégories de terrains.

Tableau III-1.Facteur de poudre AEL

AEL est une méthode qui consiste à déterminer la banquette à abattre en fonction des quelques paramètres ci-dessous.

III.2.2PARAMETRES DE FRAGMENTATION

Nous subdivisons le massif rocheux en quatre groupes comme AEL l'indique ci-dessus.

Nous avons une charge spécifique de départ selon la catégorie des terrains.

La charge spécifique : 0,52

Nombre des trous forés : 650

Emulsion P100

Densité : 1,15

Diamètre des trous : 102mm

Hauteur de gradin : 5m

Nous allons déterminer les paramètres de fragmentation de la manière suivante :

1. Longueur de bourrage (Lb)

Le bourrage est effectué pour utiliser complètement l'énergie du tir à la fragmentation desroches. Pour bien utiliser l'espace foré, la longueur de bourrage doit être minimale etsuffisante pour prévenir les pertes des produits du tir, la projection dangereuse des pierres etla formation d'ondes de choc fortes.

Selon AEL la longueur de bourrage est déterminée d'après l'expression suivante :

Lb = x hauteur de trous or H = 5m

Lb

Lb= 1,6m de bourrage

2. Longueur de surforage ou hauteur de surforage (Ls)

Le sous-forage sert à augmenter l'action du tir dans la partie inférieure du gradin et assureune bonne destruction des roches au niveau du pied du gradin, en créant les conditionsnormales de travail des engins de chargement.

D'après la méthode d'AEL la longueur de surforage est le 10% de la hauteur de trous donc dans notre cas où la hauteur de trous est de 5m.

Ls = 0,1×Hg

Ls = 0,1×5

Ls = 0,5m

3. Charge de colonne ou longueur de charge (Lc)

Elle est déterminée d'après la formule suivante :

Lc = Hg ? Lb Lc = 5?1,6 Lc = 3,4m

4. Longueur de la charge totale (Lct)

La longueur totale de la charge d'explosif dans un trou est la somme des charges d'explosif decolonne et de pied.Donc la longueur de charge d'explosifs dans un trou est :

Lct = Lc + Ls

Lct = 3,4 +0,5

Lct = 3,9m

5. La charge linéaire (Mc)

C'est la quantité d'explosifs par trou d'un mètre linéaire. Elle est déterminée d'après l'expression suivante :

Mc =

Mc = 9,40Kg

6. Charge par trou (Q/trou)

La charge par trou est la quantité d'explosifs placée dans chaque trou. Elle est déterminée par l'expression suivante :

Q/trou = Mc × Lc

Q/trou = 9,40 ×3,4

Q/trou = 31,96 kg

7. Charge totale d'émulsion (Qt)

La charge totale d'émulsion est déterminée d'après la relation suivante :

Qt = Q/trou × Nombre de trous

Qt = 31,96 ×650

Qt = 20774 kg

8. Volume par trou

Le volume à abattre par trou est déterminé d'après la formule suivante :

V/trou = B×E×H ou encore V/trou =

V/trou = = 61,46

9. Banquette (B)

La banquette ou la ligne de moindre résistance est la distance entre le trou et la surface libredu gradin. Selon AEL, la banquette est déterminée d'après les expressions suivantes :

S = E×B (1) or on sait que ratios

E = a × B (2) Remplaçons (1) dans (2)

S = a×B×B

S = a×B² la banquette seras B =

On peut avoir la surface ou la maille à l'aide de l'expression suivante :

V/trou = S×H d'où S = = S= 12,29 m²

B = pour une maille carrée a = 1et pour une maille quinconce a = 1,15

B = = 3,5 m où soit on peut utiliser la formule suivante :

B = B = = 3,5 m

10. Espacement (E) :

C'est la distance entre les trous d'une même rangée. Elle peut être déterminéed'après la relation suivante :

S = E×B

Cette relation permet de déterminer la condition optimum de la rupture et de lafragmentation.

En faisant varier les valeurs de E et de B de telle façon que le produit
E×B reste constant, on obtiendra approximativement le même résultat.

Cependant, lafragmentation sera modifiée par cette variation de la façon suivante :

o En augmentant E et en diminuant B, la roche est plus fragmentée, et les blocs
sont plus petits;

o En diminuant E et en augmentant B, la fragmentation est moindre, et les blocs obtenussont plus gros.

=

E= 3,5 m

11. Volume total à ébranler (Vab) 

Le volume total à abattre est déterminé par l'expression suivante :

Vab = E×B×H×Nbre de trous

Vab = 3,5×3,5×5×650

Vab = 39812,5

12. Charge spécifique (Cs)

Est la quantité d'explosif nécessaire pour abattre 1 des matériaux.

Elle est déterminée d'après l'expression suivante :

Cs = Cs =

Cs = 0,52 Kg/

La consommation spécifique est en fonction de la quantité d'explosif mise dans le trou et levolume abattu par trou. Le tableau III-2 ci-dessous nous montre les différents paramètres d'un tir.

Tableau III-2. Paramètres de plan de tirs

Paramètres	Valeurs
Diamètre des trous	102mm
Banquette	3,5m
Espacement	3,5m
Charge spécifique	0,52kg/
longueur de bourrage	1,6m
Charge totale d'émulsion	20774kg
Charge linéaire	9,40Kg

III.3 EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE

III.3.1 PRINCIPE

Dans une mine à ciel ouvert ou dans une carrière, certains exploitants calculent mensuellement le coefficient de l'efficacité du minage primaire pour se faire une idée sur l'efficacité d'un bon minage primaire.

Le coefficient de l'efficacité du minage primaire présente le rapport de la quantité d'explosif utilisée mensuellement pour le minage secondaire sur celle utilisée pour le minage primaire.

Soit Ce =

D'où Ce : est le coefficient d'efficacité

Qtms : est la quantité mensuelle d'explosifs pour le minage secondaire

Qtmp : est la quantité mensuelle d'explosifs pour le minage primaire

Le taux d'efficacité est le produit par 100 du coefficient d'efficacité.

Te = 100 × Ce (%)

On améliore la fragmentation en respectant les paramètres de forage et de minage. Ainsi, on accepte que dans les meilleures conditions d'exploitations, le taux d'efficacité d'un bon minage doit avoir une valeur varient entre 3 et 10 %.

III.3.2 CALCUL DU COEFFICIENT ET DU TAUX D'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE DE LA MINE A CIEL OUVERT DE L'ETOILE

Ce paragraphe constitue la partie pratique de ce travail.Nous allons faire les calculs sur base de données récoltées pendant la période de stage à la mine à ciel ouvert de l'étoile, auprès du département de mines (service de fragmentation).

Avant de passer aux calculs proprement dit, le tableau ci-dessous nous montre les artifices de tir pour chaque mois et la consommation d'explosif. Le tableau III-3 ci-dessous nous montre les artifices de tir pour chaque mois et la consommation d'explosif.

Tableau III-3. Ci-dessous représente les artifices de tir pour chaque mois et la consommation d'explosif.

Commande	Consommation mensuelle d'explosif
	Juillet		Aout		Septembre		Octobre		Novembre
	Primaire	Secondaire	Primaire	secondaire	Primaire	secondaire	primaire	secondaire	primaire	secondaire
Emulsion P100	23000kg	253,8kg	13000kg	366,6kg	20774kg	535,8kg	18000kg	310,2kg	7900kg	676,8kg
Master bench	650pièces	18pièces	390pièces	26pièces	350pièces	38pièces	350pièces	22pièces	417pièces	_
Pentolite booster	650pièces	18pièces	390pièces	26pièces	350pièces	38pièces	350pièces	22pièces	417pièces	48pièces
Retard 42ms	60pièces	_	50pièces	_	60pièces	_	60pièces	_	63pièces	_
Retard 25ms	650pièces	_	390pièces	_	350pièces	_	350pièces	_	131pièces	_
Retard 0ms	3rouleaux	_	2rouleaux	_	2rouleaux	_	2rouleaux	_	2rouleaux	_

Nous allons considérer la quantité d'explosif du minage primaire et secondaire comme étant la somme en Kg de la quantité d'émulsion P100 et de pentolite consommées au cours de chaque mois.

1. Juillet 2022

Ce =

Qtmp = Q émulsion + Q pentolite

Or un pentolite pèse 0,15kg et la quantité d'émulsion est connue déjà.

Q pentolite = 0,15 × Nombre de pentolites

Q pentolite = 0,15 × 650

Q pentolite = 97,5kg

Qtmp = 23000 + 97,5

Qtmp = 23097,5kg

Qtms = 253,8 + (0,15×18)

Qtms = 256,5kg

Ce =

Ce = Ce = 0,0125

Or on sait bien que le taux d'efficacité est le produit par 100 du coefficient d'efficacité.

Te = 0,0125 ×100

Te = 1,25 %

2. Aout 2022

Qtmp = 13000 + (0,15×390)

Qtmp = 13058,5kg

Qtms = 366,6 + (0,15×28)

Qtms = 370,5kg

Ce =

Ce = 0,028

Te = 0,028 × 100

Te = 2,8 %

3. Septembre 2022

Qtmp = 20774 + (0,15×350)

Qtmp = 20826,5kg

Qtms = 535,8 + (0,15×38)

Qtms = 541,5kg

Ce =

Ce = 0,026

Te = 0,026 × 100

Te = 2,6 %

4. Octobre 2022

Qtmp = 18000 + (0,15×350)

Qtmp = 18087,5 kg

Qtms = 310,2 + (0,25×22)

Qtms = 315,7kg

Ce =

Ce = 0,017

Te = 0,017 × 100

Te = 1,7 %

5. Novembre 2022

Qtmp = 7900 + (0,15×417)

Qtmp = 7962,55kg

Qtms = 676, 8 + (0,15×22)

Qtms = 680,1kg

Ce =

Ce = 0,085

Te = 0,085 × 100

Te = 8,5 %

Partant des résultats obtenus nous allons déterminer la moyenne de taux et coefficient de l'efficacité du minage primaire.

moyenne

moyenne =

moyenne = 0,0337

Te moyenne = 0,0337 × 100

Te moyenne = 3,37 %

D'après les résultats obtenus des différents mois, nous avons remarqué que :

ü Le mois de juillet, d'aout, de septembre, d'octobre et de novembre présentent le taux d'efficacité respectivement 1,25 % ; 2,8 % ; 2,6 % ; 1,7 % et 8,5 %. Selon les critères de meilleures conditions d'exploitations, le taux d'efficacité du minage primaire doit être compris entre 3 à 10 %.

Et comme les mois ci-dessus nous présente les taux d'efficacité qui sont en dessous de la limite inférieure de 3 % excepté le mois de novembre.

Donc le minage primaire pour chacun des mois a été excellent.

ü Le mois de novembre présente le taux d'efficacité de 8,5 %. Cette valeur étant située dans l'intervalle de 3 à 10 %, indique que le minage primaire était dans les meilleures conditions.

ü Et la moyenne des mois ci-dessus est de 3,37 % de taux d'efficacité pour une exploitation de 5 mois, donc le minage primaire a été excellent.

III.3.3 CONCLUSION PARTIELLE

Dans ce chapitre il a été question d'analyse lesparamètres influençant le minage primaire. Pour avoir un bon résultat d'un tir, nous devons respecter les paramètres de forage et minage selon le plan de tir élaboré.

Enfin nous avons évalué l'efficacité du minage primaire en fonction du coefficient et taux de l'efficacité. Pour une exploitation de 5mois, nous avions trouvés une moyenne du taux de l'efficacité de 3,37 %.

CONCLUSION GENERALE

Ce travail portait sur :« EVALUATION DE L'EFFICACITE DU MINAGE PRIMAIRE (cas de la mine à ciel ouvert de l'étoile) ».Pour arriver à évaluer l'efficacité du minage primaire, nous nous sommes basés sur le coefficient et le taux de l'efficacité du minage primaire. Par définition le coefficient d'efficacité est le rapport de la quantité d'explosif utilisée mensuellement pour le minage secondaire, sur celle utilisée pour le minage primaire. Et le taux d'efficacité est le produit par 100 du coefficient d'efficacité.

Dans une exploitation minière, on admet dans les meilleurs conditions d'exploitations un taux d'efficacité compris entre 3 à 10 %. Partant des données récoltées pendant la période de stage au service de la fragmentation, après calcul nous avons trouvé les taux d'efficacité suivants : 1,25 % ; 2,8 % ; 2,6 % ; 1,7 % et 8,5 % respectivement pour les mois de juillet, aout, septembre, octobre et novembre.

Nous avons remarqué que du mois de juillet à octobre le minage primaire a été excellent. Et pour le mois de septembre le minage primaire était acceptable car, sontaux d'efficacité est inférieur à la limite supérieure qui est de 10 %. Cette élévation est due au nombre relativement élevé de gros blocs pour le minage primaire du dit mois.

Néanmoins, nous arrivons à conclure avec un taux d'efficacité moyen de 3,37 % pour une exploitation de 5mois, nous disons que le minage primaire de la mine de l'étoile est acceptable.

BIBLIOGRAPHIE

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