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

La nuova resina per la bullonatura accelera il lavoro a Voisey's Bay

4 ottobre 2021

La provincia canadese di Terranova e Labrador, ricca di minerali, ne trarrà vantaggio quando Vale si muoverà nel sottosuolo della miniera di nichel, cobalto e rame di Voisey’s Bay che si torva in un angolo remoto del Labrador settentrionale. Si prevede che il passaggio dalla cava a cielo aperto alla miniera sotterranea dovrebbe richiedere l'assunzione di ulteriori 400 addetti in questa attività estrattiva che dura da 16 anni e prolungarla almeno fino al 2034.
Si tratta della coltivazione mineraria sotterranea più estesa del Canada ed è una delle più impegnative fino a oggi, secondo SEM Hatch, la società di ingegneria e gestione dei progetti che collabora con Vale, responsabile dello sviluppo della durata di 6 anni.

Voisey's Bay dispone di due principali depositi sotterranei: Reid Brook ed Eastern Deeps. Presso Reid Brook, il deposito più vicino alla superficie e il primo a entrare in produzione nel corso di quest'anno, il minerale verrà trasportato su un percorso in pendenza tramite camion. Presso Eastern Deeps, dove la mineralizzazione è nota per estendersi fino a una profondità di circa 1.100 m, un sistema di trasporto porterà il minerale in superficie.

Vale sta raccogliendo molte informazioni mentre si spinge in profondità. Dopo il brillamento iniziale avvenuto nell'ottobre 2018, i responsabili hanno notato che il ciclo di perforazione-brillamento era in fase di stallo durante la bullonatura. I tempi di ciclo complessivi erano diventati inaccettabili. Gli operatori dovevano muoversi più rapidamente se Voisey's Bay voleva iniziare a estrarre minerali entro la data prevista per la metà del 2021.

Voisey's Bay utilizzava già i carri Boltec di Epiroc per il consolidamento della roccia, mantenendo gli operatori al sicuro nella cabina del carro lontani dalla parete. Tuttavia, il lavoro era lento, macchinoso e frustrante, soprattutto nelle aree in cui la roccia circostante era frammentata.

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Will Menheere, Construction Manager, Voisey’s Bay.

"Il nostro problema principale era garantire che il bullone aderisse correttamente al foro", afferma il Construction Manager Will Menheere. "Sparavamo cartucce di resina nei fori, introducevamo il bullone, lo facevamo girare, mescolavamo la resina e la lasciavamo riposare. Ma in diverse occasioni abbiamo scoperto che quando la resina si insinuava nelle fratture della roccia, il bullone si sfilava subito."

 

All'inizio del 2020, Vale ha deciso di provare il sistema a resina pompabile di Epiroc, testato sul campo presso la miniera di ferro sotterranea di Malmberget nel nord della Svezia e recentemente adottato da Rio Tinto presso la miniera di rame e oro di Oyu Tolgoi, in Mongolia. Voisey's Bay è la prima miniera canadese a implementare la tecnologia di bullonatura.

 

Epiroc aveva sviluppato il sistema a resina pompabile per risolvere proprio il problema che gli operatori della bullonatura a Voisey’s Bay stavano riscontrando: installazioni di bulloni irregolari e inaffidabili che spesso devono essere ripetute per garantire la sicurezza del consolidamento della roccia, soprattutto quando le miniere vanno più in profondità e le rocce diventano meno resistenti a causa dell'aumento di pressione.

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Peter Bray, Global Product Manager di Epiroc per le attrezzature di rinforzo della roccia.

Epiroc ha iniziato a lavorare sul sistema a resina pompabile dieci anni fa, quando le opzioni disponibili che potevano soddisfare le molteplici richieste di facilità di pompaggio, tempi di indurimento rapidi e buone caratteristiche di carico erano limitate, afferma Peter Bray, Global Product Manager di Epiroc per le attrezzature di rinforzo della roccia.

 

"Non volevamo una resina troppo fluida, perché quando si pompa nel buco fuoriesce subito. Volevamo una resina che avesse un tempo di indurimento molto più veloce e una consistenza più simile al ketchup."

 

Per trovare la resina con le caratteristiche necessarie, Epiroc ha lavorato con un fornitore leader nelle soluzioni di supporto a terra. Il fornitore è riuscito a modificare un tipo di resina utilizzata più comunemente nei settori della perforazione di tunnel a uso civile e della coltivazione sotterranea delle miniere di carbone per il consolidamento del suolo. La resina risultante è una miscela di due componenti distinti che, se mischiati, forniscono la viscosità ideale: una sostanza sufficientemente liquida da essere facilmente pompata nel foro, ma che rimane fissata una volta che il pompaggio si arresta.

 

La soluzione ha funzionato a Voisey’s Bay, riducendo significativamente il tempo del ciclo di bullonatura, assicurando la tenuta dei bulloni e sollevando il morale.  

"Con la nuova tecnologia, la resina incapsula completamente il bullone garantendo l'installazione corretta di tutti i bulloni", afferma Menheere. "Gli operatori non trascorrono 15 ore a imbullonare per poi sentirsi frustrati, ma lo fanno in sei ore. Gli unici casi in cui potremmo avere un problema sono nelle aree in cui il suolo è di scarsa qualità."

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Anche i bulloni di ancoraggio autoperforanti (SDA) integrati nel sistema sono stati efficaci. Anche se il costo unitario di un bullone SDA può apparire elevato, considerando tempi di bullonatura più rapidi e un'installazione di qualità superiore, il costo complessivo si riduce notevolmente. "Un colpo e l'hai installato e puoi passare a quello successivo", afferma Menheere.

 

La sicurezza è migliorata di conseguenza, aggiunge l'ingegnere geotecnico di Vale Brad King. "Questi bulloni durano a vita, quindi non dobbiamo più rifare il lavoro. Si tratta di un enorme fattore di sicurezza per noi. Un altro aspetto positivo è che possiamo tenere il nostro personale lontano dalla parete e su un terreno ben rinforzato."

 

Nel frattempo, Vale risparmia sul volume dei materiali, utilizzando meno bulloni e meno resina perché non è necessario riforare fori difettosi.

 

Menheere afferma che la transizione tecnologica è stata relativamente indolore. Vale ha dovuto aggiornare i bullonatori per installare il sistema di trasporto e di iniezione della resina, modificare l'approvvigionamento per il supporto a terra e formare gli operatori "ma tutto si è svolto molto velocemente e siamo partiti".

Fin dall'inizio, un tecnico di Epiroc è rimasto a disposizione nella miniera, per risolvere e rispondere rapidamente a qualsiasi problema legato al nuovo sistema. Epiroc continua a lavorare con Voisey's Bay per garantire che i carri Boltec siano configurati per installare diversi tipi di bulloni a seconda delle condizioni. Menheere afferma che Vale sostituirà gradualmente la bullonatura a cavo della miniera con bulloni in resina pompabili con nucleo cavo estensibili.

 

Per il futuro, Vale sta considerando di passare dal diesel alle attrezzature elettriche nel quadro del suo impegno per rispettare l'Accordo sul clima di Parigi e sono già in corso test in alcune delle sue miniere. Menheere non crede che gli attuali carri Boltec presso Voisey’s Bay saranno modificati per integrare la tecnologia a batteria, ma prevede che i nuovi carri di consolidamento rocce siano elettrici.

 

L'adozione del sistema a resina pompabile di Epiroc ha consentito a Vale di raggiungere più rapidamente i giacimenti sotterranei di Voisey’s Bay, malgrado i ritardi dovuti al Covid. Nel frattempo la tecnologia ha sollevato il morale degli operatori di Vale e forse anche di un più vasto pubblico della provincia.

 

 "Il valore che riscontriamo in termini di risparmio di tempo e nella nostra capacità di raggiungere il giacimento più rapidamente supera di gran lunga i costi", afferma Menheere. "Al giorno d'oggi e nel modo in cui i progetti di investimento vengono sviluppati in tempi stretti, la resina pompabile è la strada da percorrere per ridurre i tempi di ciclo garantendo al contempo la sicurezza dei lavoratori."

Miniera di Voisey's Bay La miniera di nichel, rame e cobalto di Voisey's Bay si trova nel Labrador settentrionale, in Canada, a circa 35 chilometri a sud-ovest della città di Nain. L'attività comprende una miniera e un centro di estrazione, nonché impianti portuali nella vicina Anaktalak Bay che servono per spedire il minerale all'impianto di lavorazione di Vale che si trova a Long Harbour, Terranova. L'impianto di Long Harbour realizza prodotti finiti di nichel e altri correlati di rame e cobalto.

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