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Boltec E, right side view of machine in underground mine, landscape orientation

La nouvelle résine de boulonnage accélère les travaux d'aménagement à Voisey’s Bay

5 octobre 2021

La province canadienne riche en minéraux de Terre Neuve et Labrador devrait en profiter, car Vale passe à l'extraction souterraine dans la mine de nickel-cobalt-cuivre de Voisey’s Bay, dans une zone reculée du nord du Labrador. La transition d’une mine à ciel ouvert à une mine souterraine devrait créer 400 emplois dans cette exploitation vieille de 16 ans et prolonger la durée de vie de la mine jusqu'en 2034 au moins.
Il s’agit de la plus grande expansion minière souterraine au Canada, et l’une des plus difficiles à ce jour, selon SEM Hatch, la société d’ingénierie et de gestion de projet intégrée à Vale et responsable du développement sur 6 ans.

Voisey’s Bay compte deux principaux gisements souterrains : Reid Brook et Eastern Deeps. À Reid Brook, le gisement le plus proche de la surface et le premier à atteindre la production plus tard dans l’année, le minerai sera transporté sur une pente par camion. À Eastern Deeps, où la minéralisation connue s’étend à une profondeur d’environ 1 100 m, un système de convoyeur déplace le minerai jusqu’à la surface.

Vale apprend beaucoup en s'attaquant au minerai plus profond. Après le dynamitage initial d’octobre 2018, les responsables ont remarqué que le cycle de forage-dynamitage s’était arrêté lors de la phase de boulonnage. Les temps de cycle globaux sont devenus inacceptables. Les opérateurs devaient se déplacer plus vite s’ils voulaient que Voisey’s Bay commence à produire du minerai d’ici à sa date butoir de la mi-2021.

Voisey’s Bay utilisait déjà les engins Boltec d’Epiroc pour le soutènement de la roche, ce qui gardait les opérateurs en sécurité dans la cabine de l’engin loin du front de taille. Pourtant, les travaux étaient lents, fastidieux et frustrants, en particulier dans les zones où la roche mère était fracturée.

Will Menheere portrait photo

Will Menheere, directeur de la construction, Voisey’s Bay.

« Notre plus gros problème était de s’assurer que le boulon adhérait bien dans le trou », a déclaré le directeur de la construction Will Menheere. « Nous devions tirer des cartouches de résine dans les trous, installer le boulon, le faire tourner, mélanger la résine et la laisser reposer. Mais nous avons constaté à plusieurs reprises que la résine s’enfonçait dans des fractures de la roche et que le boulon se désolidarisait immédiatement. »

 

Début 2020, Vale a décidé d’essayer la solution de résine injectable d’Epiroc qui avait été testée sur le terrain dans la mine de minerai de fer souterraine de Malmberget dans le nord de la Suède et, plus récemment, adoptée par Rio Tinto dans la mine d’or et de cuivre d’Oyu Tolgoi en Mongolie. Voisey’s Bay est la première mine canadienne à mettre en œuvre la technologie de boulonnage.

 

Epiroc avait développé le système de résine injectable pour résoudre le problème que rencontraient les opérateurs de boulonnage de la Voisey’s Bay : des installations de boulonnage incohérentes et peu fiables qui doivent souvent être refaites pour s’assurer que le soutènement de la roche est sûr, en particulier lorsque les mines sont plus profondes et que les roches deviennent moins aptes sous la pression accrue.

Peter Gray grey portrait

Peter Bray, Chef de produit mondial pour les équipements de soutènement des sols, Epiroc.

Epiroc a commencé à travailler sur le système de résine injectable il y a dix ans, alors qu’il n'existait que peu d’options pour répondre aux multiples exigences de facilité d’injection, de temps de prise rapide et de bonnes caractéristiques de charge, a déclaré Peter Bray, chef de produit mondial pour les équipements de soutènement des sols chez Epiroc.

 

« Nous ne voulions pas d’une résine trop liquide car lorsqu’on l’injecte dans le trou, elle s’écoule tout droit. Nous voulions une résine qui avait un temps de prise beaucoup plus rapide et une consistance plus semblable à celle du ketchup. »

 

Pour trouver de la résine avec les propriétés souhaitées, Epiroc a travaillé avec un fournisseur leader de solutions de soutènement du sol. Ce fournisseur est parvenu à modifier une variante de résine qui était le plus couramment utilisée dans les secteurs du creusement de tunnels civils et de l’extraction souterraine de charbon pour le soutènement du sol. La résine obtenue est un mélange de deux composants distincts qui, une fois mélangés, fournissent la viscosité parfaite : une substance suffisamment liquide pour être injectée facilement dans le trou, mais qui reste en place une fois l’injection terminée.

 

La solution a fonctionné magnifiquement à Voisey’s Bay : réduisant considérablement la durée du cycle de boulonnage, donnant l'assurance que les boulons tiendraient, et améliorant le moral des troupes.  

« Grâce à cette nouvelle technologie, la résine encapsule entièrement le boulon et nous sommes absolument certains que tous les boulons sont correctement installés », a expliqué M. Menheere. « Les opérateurs ne passent pas 15 heures à boulonner un dynamitage pour finir frustrés, ils font leur dynamitage en six heures. Les seuls moments où nous pourrions avoir un problème se produisent dans des sols difficiles. »

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Engin de forage Boltec équipé de l’option résine injectable

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Les boulons d’ancrage autoforants (SDA) qui font partie du système ont également été efficaces. Bien que le coût unitaire d’un boulon SDA puisse sembler élevé, en tenant compte des temps de boulonnage plus rapides et d’une installation de meilleure qualité, le coût global est considérablement réduit. « Il suffit d'un coup pour l’installer. Vous pouvez alors passer au suivant », explique Menheere.

 

La sécurité est ainsi améliorée, ajoute Brad King, ingénieur géotechnique chez Vale. « Ces boulons assurent la durée de vie du soutènement de la mine. Nous n’aurons donc pas besoin de revenir en arrière pour faire autant de réhabilitation. C’est un facteur de sécurité énorme pour nous. Un autre point positif, c’est que nous pouvons tenir nos collaborateurs éloignés du front de taille et sous un sol doté d’un bon soutènement. »

 

Dans le même temps, Vale économise sur le volume de matériaux, en utilisant moins de boulons et moins de résine, car la nécessité de reforer les trous de boulonnage défectueux est réduite.

 

M. Menheere a déclaré que la transition technologique se faisait relativement sans douleur. Vale a dû moderniser les machines de boulonnage pour installer le système d'injection et de transport de la résine, modifier l'approvisionnement de l'assistance au sol et assurer la formation des opérateurs, « mais ils se sont pris au jeu très rapidement et nous étions prêts à démarrer. »

Dès le début, un technicien Epiroc a été affecté à la mine, dépannant et répondant rapidement à tous les problèmes rencontrés par les premiers utilisateurs avec le nouveau système. Epiroc continue de travailler avec Voisey’s Bay pour s’assurer que les engins Boltec sont configurés pour installer plusieurs types de boulons en fonction des conditions. M. Menheere a déclaré que Vale remplacera progressivement les boulons à câble de la mine par des boulons à noyau creux extensibles en résine injectable.

 

En ce qui concerne l’avenir, Vale envisage de passer du moteur diesel à l’équipement électrique dans le cadre de son engagement en faveur de l’Accord de Paris sur le climat, des essais étant déjà en cours dans certaines de ses mines. Menheere doute que les engins Boltec existants à Voisey’s Bay seront modifiés pour intégrer la technologie à batterie, mais il s’attend à ce que tous les nouveaux engins de soutènement des sols soient électriques.

 

L’adoption de la solution de résine injectable d’Epiroc a permis à Vale de se rapprocher plus rapidement des gisements souterrains de Voisey’s Bay, malgré les retards engendrés par la pandémie de Covid. Ce faisant, la technologie a remonté le moral des opérateurs de Vale et peut-être même celui d’un public provincial plus large.

 

 « La plus-value que nous constatons en termes de gains de temps et de capacité à atteindre le gisement de minerai plus rapidement l’emporte largement sur le coût », a déclaré M. Menheere. « Dans l’industrie actuelle et avec les délais serrés dans lesquels les projets d’investissement sont développés, la résine injectable est le moyen idéal pour réduire les temps de cycle tout en garantissant la sécurité des travailleurs. »

La mine de Voisey’s Bay La mine de nickel-cuivre-cobalt de Voisey’s Bay est située dans le nord du Labrador, au Canada, à environ 35 kilomètres au sud-ouest de la ville de Nain. L’exploitation comprend une mine et un hub, ainsi que des installations portuaires à proximité de la baie d’Anaktalak pour expédier le minerai vers l’usine de traitement de Vale à Long Harbour, Terre-Neuve. L’usine de Long Harbour produit du nickel fini et des produits en cuivre et cobalt associés.

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