Brevet FR2474094A1 — publié le 19810724

Transport de déblais d'exploitation minière sous forme de boue Le transport de matériaux provenant d'une mine à ciel ouvert a toujours posé des problèmes. Normalement, on utilise des camions, mais l'utilisation de ces camions conduit à la construction de voies de circulation de dimen- sions importantes qui font que du minerai restent sous les voies. En outre, ces voies sont conteuses à construire et à entretenir. On a proposé plusieurs systèmes pour éliminer l'utilisation des voies de circulation, par exem- ple des convoyeurs souterrains ou des systèmes souterrains de halage de cenions transiorteurs de déblais d'explôitation. Ces systèmes sont décrits dans un article paru dans "Coal Age" d'Avril 1976, pages 116 à 125. Cependant, un problème posé par les deux systèmes qui viennent d'être mentionnés est celui de l'importance des tunnels qui doivent être construits pour supporter une piste sur laquelle puissent circuler des camions ou une enceinte protégée destinée à un convoyeur. En outre, ces systèmes exigent une ventilation pour les hommes et les machines stationnant dans les tunnels. Lors- qu'un camion ou un convoyeur tombe en panne, l'ensemble du passage peut être bloqué pendant une période prolongée qui entraîne la fermeture de la mine pendant cette période. La présente invention décrit une utilisation nouvelle d'un système transporteur de boue, o les tuyauteries sont disposées entre la surface et le fond de la couche d'o le minerai a été extrait. A mesure que l'extraction avance, les tuyauteries à boue sont recouvertes par le terrain de recouvrement. Plusieurs tuyauteries à boue comprenant à la fois des tuyauteries à eau et des tuyauteries à boue sont disposées par paires et espacées le long de la bande ou tranchée o s'effectue l'extraction. Quand le transporteur de boue atteint la longueur maximale qu'il peut présenter il est déconnecté et reconnecté à la paire de tuyauteries adjacentes qui suit. Les tuyauteries précédentes sont alors disposées en travers de la tranchée et temporairement bouchées. A mesure que chaque jeu de tuyauteries est utilisé puis déconnecté, il est disposé de la même manière en travers de la tranchée o l'extraction a été effectuée. Quand une nouvelle tranchée adjacente à l'ancienne traînzchée commence à être exploitée, le premier jeu de tuyauteries à boue est dégagé et le système transporteur de boue lui est relié. L'extraction se poursuit alors comme pour la pre- mière tranchée. Quand l'extraction est terminée, on aban- donne les tuyauteries à boue, et par mesure de sécurité, on remplit et on bouche seulement la connexion de surface. Le reste de la tuyauterie est enfoui dans le sol et ne peut être la cause de risques pour l'environnement. L'invention sera maintenant décrite avec référence au dessin annexé sur lequel: - la figure 1 représente une mine à ciel ouvert en cours d'exploitation et sur laquelle on a disposé un système transporteur de boue, et la figure 2 représente un autre procédé pour relier les tuyauteries à boue représentées sur la figure 1. Si on se reporte aux figures, et en particulier à la figure 1, cette dernière représente une mine à ciel ouvert dont une partie du terrain de recouvrement a été retirée et o les tuyauteries à boue sont en position selon l'inven- tion. Le terrain de recouvrement 10 est en général évacué par une drague pelleteuse 11 qui creuse jusqu'au gisement de minerai 12 que l'on fouille en vue d'en extraire par exemple du charbon; cependant, d'autres minerais situés à proximité de la sur- face peuvent également être extraits précisément de la emme manière. Généralement, dans une mine de ce type, on creuse une première tranchée indiquée par la flèche 13 en retirant le terrain de recouvrement et en le déposant sur le sol en un emplacement tel qu'en 14. La mine progresse dans son ensemble dans la direction de la flèche 15 dans le nrde de réalisation illustré. Lorsque l'extraction a progressé et est parvenue à la face ou taille 16, on coummence à creuser une seconde bande ou tranchée 17. A titre illustratif et pour faciliter la descrip- tion de l'invention, la figure représente une troisième bande 18 qui a été exploitée. Cependant, normalement, la bande 18 ne serait pas exploitée tant que la bande 17 ne serait pas terminée. L'invention-n'est d'aillerus pas limitée à l'ex- ploitation de bandes uniques et elle peut être parfaitement adaptée à plus d'une unique bande, les bandes étant exploi- tées en même temps si le terrain de recouvrement peut être correctement évacué pendant le temps nécessaire. Normale- ment, quand l'exploitation de la bande 13 est terminée, des bulldozers ou autres engins de ce type ramènent le terrain de recouvrement sur la partie gui a été exploitée, comme le montre la figure, de manière que la remise en état du terrain puisse se poursuivre. Comme décrit dans l'art antérieur, le minerai est en général emporté par des camions et transporté dans une zone de dépôt en vue de son expédition ou d'un traitement auquel il doit être soumis, tel qu'un lavage, un nettoyage et la séparation du charbon du schiste et autres éléments ne pouvant brûler. Ce traitement est bien connu et ne sera donc pas expliqué plus en détail. Pour mettre en oeuvre les caractéristiques de la présen- te invention, on dispose une paire de tuyauteries à boue 20 et 21 sur la surface de la terre jusqu'en un point o les tuyauteries 22 et 23 sont enterrées et s'inclinent jusqu'à la partie inférieure de la couche de minerai en cours d'extraction. On creuse une surface suffisamment ij. _ W_ y Ji.apose le système transporteur de boue et on installe ce système sur le sol de la mine. Norma- lement, le système transporteur est relié aux points termi- naux 26 et 27 des tuyauteries 20 et 21 respectivement. Le système transporteur de boue qui est utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention est bien connu et a déjà été décrit dans le brevet US 3.941. 425 intitulé "Système mobile de manutention de boue" au nom de Eric H. Reichl. Le mine- rai 12 est normalement extrait par une pelle automatique 30 et dépose dans un système de trémie à boue 31 o le minerai est réduit en particules et mélangé à de l'eau qui est alors pompée par l'une des tuyauteries 22 ou 23 et amenée à une zone de traitement 32 alors que dans la technique antérieure, le charbon était séparé de l'eau et traité de la manière habituelle. L'eau est renvoyée à la mine et ré- utilisée pour former une boue dans la trémie 31. Cette trémie 31 est également bien connue et complètement décrite par le brevet US 3.931.936 intitulé "Appareil pour broyer des matières solides dans un milieu liquide" au nom de e Eston F. Petry et Ronald W. Umphrey. Lorsque l'extraction a dépassé le point que peut atteindre le système transpor- teur, ce dernier est déconnecté aux points terminaux 26 et 27 des tuyauteries 22 et 23 et relié aux tuyauteries 22a et 23a en leurs points terminaux 26a et 27a représentés sur la figure 1. Des tuyauteries additionnelles 22b et 23b préala- blement mises en place sont utilisées quand le système transporteur à boue est parvenu au point de sa portée totale. Quand le système transporteur de boue 25 est décon- necté des points terminaux 26 et 27 des tuyauteries 22 et 23, des prolongements 40 et 41 sont ajoutés aux tuyauteries 22 et 23 respectivement, sur le rebord de la section 17 o l'extraction est terminée. Ainsi, les tuyauteries de prolon- gement 40 et 41 se terminent en des emplacements 42 et 43 respectivement. L'emplacement environnant situé autour et- au-dessus des tuyauteries peut être rempli du terrain de recouvrement, comme le montre la figure pour la bande précédente 13. La progression de l'extraction dans la bande 18 par exemple provoque l'addition de sections ou de prolon- gements 44 et 45 aux tuyauteries 40 et 41 respectivement. A mesure que ces prolongements sont ajoutés, il est nécessaire d'augmenter la pression régnant dans les tuyauteries. Pour obtenir ce résultat, on peut installer sur le sol de la surface o l'extraction est terminée, et comme le montre la figure 1, une station de surpression indiquée dans son ensemble par la flèche 46 et qui peut être installée dans un coffrage en ciment 47. Mais elle peut être également installée dans une boîte enceinte n-îtallicme circulaire ou toute boîte enceinte appropriée offrant une résistance suffisante aux matériaux et remblais qui l'entourent quand le terrain de recouvrement est accumulé autour. Une pompe d'appoint appropriée 48 peut être montée dans le fond de l'enceinte 47, et si on le désire les tuyauteries peuvent être amenées jusqu'à la partie supérieure de l'enceinte et la pompe auxiliaire placée sur la surface. Comme mentionné précé- demment, les tuyauteries 44 et 45 sont pourvues respective- ment de capuchons ou de fermetures 49 et.50 de forme quel- conque pour empêcher -&a saleté et autres de pénétrer dans les tuyauteries en attendant qu'une nouvelle bande soit creusée. Des vannes appropriées 55 peuvent être incor- porées au système pour actionner sélectivement celle des tuyauteries qui doit être utilisée. Si on se reporte à la figure 2, celle-ci représente un procédé différent selon lequel, au lieu d'ajouter des tuyauteries 22a ou 23a, on peut ajouter une paire de tuyau- teries 55 et 56 aux tuyauteries 22 et 23, et ces tuyaute- ries peuvent être disposées dans la direction o s'effectue l'extraction de manière que lorsque le système transporteur atteint sa distance totale, des sections 55 et 56 ayant une longueur égale à l'espacement séparant les tuyauteries 22 et 22a puissent être ajoutées. Des prolongements 40 et 41 seraient ajoutés de la même manière de façon à pouvoir placer le terrain de recouvrement sur les tuyauteries à boue. Le système représenté sur la figure 2 a l'inconvé- nient de nécessiter des 6léments plus longs pour les tuyauteries à boue. En outre, il faut mettre en place des Parties courbes ou des coudes supplémentaires nui,normalement s' usent plus facilement. Il faut également avoir recours à des systèmes surpresseurs additionnels du fait de la longueur plus importante du système de tuyauteries à boue. Lorsque l'exeploitation de la zone est terminée, on retire les pompes auxiliaires telles que la pompe 48 et on remplit l'enceinte de boue. Les tuyauteries 22 et 23 peuvent être coupées en dessous de la surface et remplies, ce qui rend le système compatible avec la plupart des exigences d'ordre écologique. Le système qui vient d'être décrit offre de nombreux avantages vis-à-vis de l'art antérieur. Les systèmes transporteurs de boue sont économi- ques et sfrs. Il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des tunnels qui posent des problèmes aussi bien pour les hommes que pour le matériel. Il n'y a pas de matériaux en mouve- ment passant dans les tunnels et pouvant provoquer le bouchage de ces tunnels en cas d'accident ou d'arrêt des systèmes transporteurs ou des camions. Quand le système est abandonné, il faut remplir les tunnels à déblais d'ex- ploitation situés en dessous du terrain de recouvrement d'une manière quelconque, ou les détruire. Le poids du terrain de recouvrement rend virtuellement impossible la a récupération des tunnels en les enlevant et ceux-ci doivent donc être remplis, ce qui constitue une opération coûteuse. Il est évident qu'il peut être nécessaire d'avoir recours à d'autres dispositions des tuyauteries si on utilise un système d'extraction différent de celui qui est décrit spécifiquement, et l'invention n'est pas limitée et spécifique à un procédé d'extraction particulier. Il est également évident qu'il est possible de travailler sur plus d'une seule face ou taille en maême temps, et dans ces conditions qu'il est possible d'incorporer plus d'un unique système transporteur. Il est clair que des modifications et variantes peuvent être apportées à l'invention tout en restant dans son esprit et son champ d'application tels qu'ils sont décrits et précisés dans les revendications. REVENDICATIONS 1. Procédé de transport de déblais d'exploitation minière sous forme de produits minéraux à partir d'une mine à ciel ouvert o le terrain de la partie supérieure qui recou- vre la couche de minerai est retiré et la zone conti- nuellement régénérée quand l'extraction est terminée, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) le retrait d'une bande de terrain de recouvrement pour exposer la couche de minerai située en dessous, (b) la pose d'une première paire de tuyauteries allant de la partie inférieure de ladite couche de minerai à un poste de traitement, (c) la connexion d'une source d'un fluide à l'une d.esdites tuyauteries et d'un système de traitement de boue audit poste de traitement à ladite tuyauterie restante, (d) la connexion d'un système mobile de transport de boue comprenant un broyeur et des moyens de transformation sous forme de boue au point terminal d'une paire de tuyau- teries à la partie inférieure de ladite couche de minerai, (e) l'enlèvement dudit minerai et le dépôt de ce minerai dans ledit broyeur et lesdits moyens de transformation en boue jusqu'à la distance maximale que peut atteindre ledit système mobile de transport de boue, (f) la pose d'une paire subséquente de tuyauteries de la même manière que la première paire de tuyauteries et la reconnexion dudit système de transport de boue de la même manière que pour le premier système, (g) la pose de la première paire de tuyauteries en travers de la bande dont l'exploitation a été terminée, et (h) la répétition desdites étapes jusqu'à la fin de la partie d'o a été retiré ledit terrain de recouvrement. 2. Dans une exploitation minière à ciel ouvert o le terrain de recouvrement est retiré sous forme de bandes pour exposer le minerai destiné à être extrait, le terrain de recouvrement étant déposé sous forme de déblais sur la surface qui a été exploitée, un procédé de transport de mine- rai à partir de ladite mine, caractérisé. en ce qu'il com- prend: (a) la mise en place à une certaine distance l'une de 2474094- l'autre de paires de tuyauteries à eau et à boue le long de ladite bande en cours d'exploitation, une extrémité de la paire de tuyauteries étant reliée, à la surface, à un système de traitement de boue, alors que l'autre extrémité se termine au niveau du plancher de ladite surface soumise à l'exploitation, (b) la connexion d'au moins l'une desdites paires à un système de transport de boue comprenant une trémie à minerai et un appareil de broyage pour limiter les dimensions maximales du matériau qui est pompé dans ladite conduite à boue, (c) l'extraction dudit minerai sur une certaine surface jusqu'à la portée maximale dudit système de transport de boue, puis la déconnexion dudit système de transport de ladite paire de tuyauteries et la reconnexion de ce système à la paire de tuyauteries suivante adjacente, et - (d) l'extension de la tuyauterie préalablement utilisée à tra- vers la zone dans laquelle ledit minerai a été extrait. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pompe surpresseuse est montée sur ladite ligne à boue. t