Foreuse minière

La foreuse de carottage réalise un forage au diamant afin d’extraire une carotte cylindrique de roche intacte. Cette méthode est utilisée dans les campagnes d’exploration géologique et les études de caractérisation des gisements. Le carottage permet d’obtenir des informations sur :

• la structure géologique ;
• la minéralisation ;
• la fracturation ;
• la qualité du gisement ;
• la continuité des couches rocheuses.

La foreuse RC utilise des tiges à double paroi afin de remonter les déblais par circulation d’air comprimé. Cette technologie permet d’obtenir des échantillons rapidement tout en limitant les contaminations. Le forage RC est utilisé pour :

• l’exploration rapide ;
• les campagnes de reconnaissance ;
• les analyses géochimiques ;
• les zones arides avec faible disponibilité en eau.

Le système nécessite un compresseur haute pression dimensionné selon le diamètre et la profondeur du forage.

La foreuse DTH utilise un marteau fond de trou positionné directement derrière le trépan. Le marteau fonctionne grâce à l’air comprimé haute pression. Cette technologie est adaptée :

• aux roches dures ;
• aux trous profonds ;
• aux mines à ciel ouvert ;
• aux opérations nécessitant une forte rectitude de forage.

Les foreuses DTH sont utilisées pour les trous de mine, les forages de production et certaines opérations de reconnaissance.

La foreuse top hammer transmet l’énergie de percussion depuis la tête de forage vers le trépan à travers les tiges. Cette technologie convient aux :

• trous courts à moyens ;
• carrières ;
• travaux de dynamitage ;
• applications nécessitant de la mobilité.

Le top hammer est utilisé pour des diamètres inférieurs aux configurations DTH et présente des besoins plus limités en infrastructure pneumatique.

La foreuse rotary applique une rotation continue sur un outil de coupe afin de pénétrer la formation rocheuse. Les foreuses rotary utilisent des trépans tricônes ou des outils PDC selon la nature du terrain. Cette technologie est utilisée pour :

• les grands diamètres ;
• les formations tendres à moyennement dures ;
• les mines à ciel ouvert ;
• les puits profonds.

Le jumbo minier est utilisé dans les travaux souterrains pour le forage du front de taille avant dynamitage. Les jumbos peuvent comporter :

• un bras ;
• deux bras ;
• plusieurs bras de forage.

Ils interviennent dans le creusement de galeries, le développement minier, les tunnels et les travaux d’avancement souterrain. Les modèles récents intègrent des systèmes automatisés de forage et de positionnement.

La foreuse long trou est utilisée dans les exploitations souterraines de masse. Elle réalise des forages radiaux ou en éventail sur de grandes longueurs. Ces machines sont adaptées :

• aux chambres d’abattage ;
• aux exploitations mécanisées ;
• aux grands volumes de minerai.

La rectitude du trou représente un critère important afin de respecter le plan de tir.

La foreuse de boulonnage installe des boulons d’ancrage destinés au soutènement des galeries souterraines. Le cycle comprend généralement :

• le forage ;
• l’injection de résine ou de coulis ;
• la pose du boulon.

Ces machines participent à la sécurisation des parois et plafonds des ouvrages souterrains.

Les opérations de soutènement nécessitent des foreuses capables d’installer rapidement des boulons d’ancrage dans les zones récemment abattues. Les modèles automatisés limitent l’exposition des opérateurs aux zones instables.

Les campagnes d’exploration utilisent principalement les foreuses de carottage et les foreuses RC. Le carottage convient aux études géologiques détaillées nécessitant des échantillons intacts. Le RC permet une cadence de forage plus élevée pour les campagnes de reconnaissance et les analyses géochimiques.

Les exploitations à ciel ouvert utilisent principalement :

• les foreuses DTH ;
• les foreuses rotary ;
• les foreuses top hammer.

Le choix de la foreuse dépend de la dureté de la roche, du diamètre des trous et de la profondeur de forage.

Les travaux souterrains mobilisent plusieurs familles de machines :

• jumbo de développement ;
• foreuse long trou ;
• foreuse de boulonnage.

Les contraintes de gabarit, de ventilation et de mobilité influencent fortement le choix des équipements.

La résistance mécanique de la roche constitue un critère de sélection majeur. Les technologies DTH sont adaptées aux roches dures tandis que les systèmes rotary conviennent davantage aux formations tendres à moyennement dures.

Le diamètre et la profondeur influencent :

• la puissance de forage ;
• le couple de rotation ;
• la capacité de levage ;
• le choix des tiges ;
• le type de marteau.

Les projets de forage profond nécessitent des capacités de traction et des compresseurs plus importants.

Les mines souterraines imposent des contraintes liées :

• à la ventilation ;
• à la hauteur libre ;
• au rayon de braquage ;
• aux émissions ;
• à la circulation dans les galeries.

Les exploitations de surface nécessitent davantage de mobilité sur terrain accidenté.

Les foreuses minières existent en plusieurs configurations :

• sur chenilles ;
• sur pneus ;
• sur camion ;
• compactes ;
• transportables.

Les foreuses sur chenilles conviennent aux terrains irréguliers tandis que les versions compactes sont utilisées dans les galeries étroites.

Les foreuses minières utilisent différentes motorisations :

• diesel ;
• électrique ;
• électro-hydraulique ;
• batterie.

Les équipements électriques réduisent les émissions et la charge thermique dans les environnements souterrains.

Les équipements récents intègrent :

• des changeurs automatiques de tiges ;
• des systèmes de forage automatisé ;
• des interfaces de téléopération ;
• des fonctions de contrôle numérique.

Ces technologies améliorent la répétabilité des forages et réduisent l’exposition des opérateurs.

Le prix d’une foreuse minière varie entre 80 000 € à plus de 2 500 000 € selon la technologie, la profondeur de forage, le niveau d’automatisation et les équipements associés. Les coûts dépendent également :

• du compresseur ;
• des outils de forage ;
• des options d’automatisation ;
• des capacités de forage ;
• de la motorisation ;
• des équipements de sécurité.