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Dragage à Marcopper aux Philippines

La source: Asie Pacifique

La mine de cuivre porphyrique à ciel ouvert de Marcopper est située près du centre géographique de la province insulaire de Marinduque dans l'archipel des Philippines. L'île de 780 kilomètres carrés est à 170 kilomètres au sud de Manille. (Marcopper était jusqu'à récemment une filiale de Placer Dome.)

Ellicott® Série B890 Drague Dragonne

Corporation minière Marcopper a été mis en service avec une capacité de production nominale de 15000 tonnes par jour. Les résidus de l'usine ont été éliminés dans la vallée voisine de San Antonio, à 4, à un kilomètre du concentrateur. Deux barrages ont été construits avec de la latérite compactée aux deux extrémités de la vallée pour former un bassin de retenue. La partie principale des deux barrages a été construite avec des sous-écoulements allant des résidus de traitement cyclonés à une hauteur de crête éventuelle de 330 mètres au-dessus du niveau de la mer. À certains endroits, la crête du barrage était à 50 mètres au-dessus du fond de la vallée. La méthode de construction en aval consistant à construire des barrages de résidus a abouti à des plages de sable fin à proximité des barrages et à une accumulation de boue au centre de l'étang.

Après la récupération de l’investissement initial de l’usine, la construction d’un système d’élimination permettant de transporter par gravité les boues épaissies jusqu’à la mer a commencé. Des épaississants de résidus ont été construits pour récupérer l’eau aux fins de recyclage et pour contrôler la densité de la boue entre 48% et 50% en poids de solides. Les réservoirs d'eau douce ont augmenté et la capacité du concentrateur a été portée à 25,000 tonnes par jour. Le nouveau système d'élimination était composé de pipelines, de canaux en béton, de boîtes de dépôt et de réservoirs. La ligne de rejet avait une longueur initiale de 13 kilomètres du concentrateur, dont plus de 4 passaient par un tunnel spécialement aménagé à cet effet. Pour éviter la sédimentation et réduire en même temps l'eau au minimum, la pente du canal a été réglée sur -1% et la pente de la conduite ne dépassant pas -1 / 2% afin de minimiser l'usure. Des blanchissages en béton ont été construits là où la topographie le permettait et comme rendu possible avec des tunnels. Des sections de terrain accidenté ont été construites avec des boîtes de largage dans des zones sans pression et avec des bassins de récupération en acier où la tête était nécessaire pour chasser le flux dans la mer.

Après avoir foré des trous de forage au diamant 139 dans l’étang et les zones adjacentes, un corps minéralisé a été identifié et contient une réserve totale de minerai géologique de 200 millions de tonnes en moyenne 0.56% Cu utilisant la teneur de coupure 0.40% cuivre. Des études de faisabilité ont permis d’exploiter la partie à haute teneur du gisement proche de la surface. Cela a nécessité l'enlèvement précoce des résidus accumulés de l'usine du bassin en draguant et en transportant le lisier repulpé vers l'installation d'élimination des résidus de la baie de Calancan.

Sélection
Après une étude mondiale de tous les systèmes de dragage, un système de dessilage de port italien utilisant une drague pneumatique a été envisagé. La méthode nécessitait le moins de gaspillage d'eau et produisait une suspension à une densité contrôlée comprise entre 40% et 60% en poids de solides. Pour établir la pertinence de la drague, une petite unité a été testée sur le site de la mine. Après plusieurs mois d’essais intensifs, les résultats ont été jugés satisfaisants.

Les ingénieurs étrangers et Marcopper ont conçu et construit deux dragues pneumatiques d'une capacité beaucoup plus grande. Ceux-ci ont été commandés peu après. De même, l'installation d'élimination des résidus miniers a été agrandie pour accueillir les matériaux de dragage supplémentaires. Les deux dragues ont fonctionné efficacement dans le sable de plage, plus grossier et plus fluide, à une profondeur où la prise d'eau est submergée entre les mètres 15 et 20 sous la surface de l'eau.

À des profondeurs moindres et dans des matériaux plus denses et plus cohésifs, la drague pneumatique était moins efficace, car la hauteur hydrostatique était insuffisante pour forcer le matériau dans la prise d'eau de la drague. Il a été conclu que les dragues pneumatiques à action plus positive rencontraient de grandes difficultés. Des études ont montré qu'une drague à roues nouvellement mise au point pourrait être plus efficace en termes de production et de flexibilité pour traiter une large gamme de matériaux dans des eaux peu profondes.

Un ellicott® La drague de marque B890 Wheel Dragon ™ a été mise en service. Comme prévu, la drague à roue pivotante a obtenu des résultats remarquables et s'est avérée bien supérieure en performances et en coût par rapport aux dragues pneumatiques antérieures. En moyenne, la production de drague à roue a évalué 8000 tonnes par jour par rapport aux tonnes 9500 évaluées combinées par jour des deux dragues pneumatiques. Deux ans plus tard, un deuxième Ellicott® la drague de marque a été mise en service.

Drague Roue-Dragon ™ B890 de marque Ellicott®

La chute rapide du niveau d'eau a entraîné la fermeture d'une drague pneumatique. À mesure que le dragage se rapprochait du contour du sol d'origine, l'utilisation de la drague pneumatique devenait de moins en moins applicable au maintien de boues à haute densité.

La détérioration de la trésorerie générée par la récession des prix des métaux a laissé environ un million de mètres cubes de résidus à éliminer après l’achèvement des opérations de dragage.

Marcopper (suite à l’amélioration des prix des métaux) et l’épuisement prévu du gisement Tapian ont rendu le projet de cuivre de San Antonio digne d’être soumis à des études de faisabilité approfondies.

Caractéristiques de la queue
Une analyse typique des résidus de l'usine déposés dans l'étang montre la distribution de taille suivante:

 

Fraction de maillage

% Cumulatif

+20

0.2

-20

+28

0.8

-28

+35

3.6

-35

+48

9.7

-48

+65

19 / 4

-65

+100

30.4

-100

+150

40.1

-150

+200

49 / 4

-200

+325

58.5

-325

100.0

 

Une division arbitraire entre sable et slime est définie sur 70 transmettant% le maillage 270. 22.5 millions de mètres cubes de résidus principalement d’argile kaolinitique et de chlorite. Au cours de la période d’essai préliminaire, la tête de dragage pneumatique a facilement pénétré en profondeur dans les différents types de résidus. Ils se sont dirigés vers le tuyau d'entrée de la tête de dragage, formant des trous en forme de cône dans le fond du limon.

Deux ans après les essais, le dragage pneumatique a révélé que les couches visqueuses étaient devenues compactées et gélatineuses. Le dragage dans les portions de sable a cependant donné des résultats satisfaisants. La tête de drague s'enfonce facilement dans le lit, créant un cône qui s'effondre et coule facilement vers la tête de drague. Cela s'est traduit par une production élevée et des niveaux acceptables de densité de la pâte.

La drague pneumatique
Le système de dragage pneumatique utilise la pression hydrostatique du lac sus-jacent pour pousser les matériaux à travers un tuyau enterré dans un réservoir sous pression ventilé dans l'atmosphère. Lorsque le réservoir est rempli, de l’air comprimé est introduit dans le cylindre, ferme la vanne d’entrée et force le déchargement du lisier à faire surface par un orifice de sortie situé au sommet du réservoir. L'air est ensuite rejeté dans l'atmosphère et le cycle se répète à des intervalles d'environ 20 secondes. En pratique, les réservoirs 3 sont regroupés pour former une tête de drague. L'air comprimé est envoyé à chaque cylindre à travers un distributeur d'air. La boue déchargée de chaque réservoir passe dans un collecteur commun aux trois réservoirs. Le matériau est donc évacué sous forme de flux continu plutôt que par lots. L'équipement de dragage est monté sur une barge en acier compartimentée mesurant 12 mètres de large, 32 de long et 2.5 de profondeur. La tête de drague est suspendue à une tour de hauteur 15, montée au-dessus d’une ouverture du plancher de drague.

Deux méthodes de dragage ont été employées avec la pompe pneumatique, à savoir: le «trou» et le «traînage». Dans le trou, les orifices d'aspiration sont équipés de tuyaux verticaux et ceux-ci sont entraînés dans le matériau par le poids de la pompe. En traînant les ouvertures d'aspiration sont pourvues de pelles et la pompe entière est traînée le long du fond de l'étang. Au fur et à mesure que le niveau de l'eau baissait dans l'étang, l'exploitation des dragues pneumatiques se limita à des zones plus petites. Au fur et à mesure que le dragage s'approfondissait, les boues déposées devenaient plus compactées et cohésives et moins fluides. L'opération des dragues pneumatiques est devenue de plus en plus difficile à mesure qu'elle se rapprochait du terrain d'origine. Finalement, après avoir dragué quelque 16 millions de tonnes de résidus, la première drague pneumatique a été arrêtée au début de 1982 en raison des dommages causés par le typhon tandis que la seconde a également été arrêtée à la fin de la même année. Les deux dragues ont ensuite été démantelées et vendues.

La drague de Bucketwheel
La faisabilité de draguer les résidus à l'aide d'autres équipements de dragage que les dragues pneumatiques a été étudiée. Cela a conduit à l’achat d’une drague aspirante pour les couches finales de limons et de sable sur le fond accidenté du bassin de résidus.

Une drague à roue en biseau a été choisie comme drague suceuse standard, car elle peut appliquer une action de creusement direct dans les deux modes de rotation. Cette caractéristique de la drague à roue en biseau permet à la drague de décharger directement ses produits dans le système d'élimination des résidus. Après avoir évalué plusieurs offres de différents fabricants, il a été décidé d’acquérir une Ellicott® Drague «Wheel-Dragon» de marque B890.

Dragues à roues Bucketwheel de marque Ellicott «Wheel-Dragon» ™ 

Drague
L'ellicott® La marque Bucketwheel Drague est une drague à tête de coupe hydraulique pour canalisations hydrauliques dont l’ensemble des opérations peut être contrôlée par un seul homme dans une salle de contrôle centrale. L'usine de dragage repose sur trois coques sectionnelles de type ponton en acier renforcé.

La centrale de pompage de la drague est installée dans le ponton de la coque à coque.

Une échelle en acier tubulaire de dragage très robuste, montée à l'extrémité avant du ponton de coque central, transportait la roue pivotante pour excaver les matériaux à draguer.

La vitesse du godet peut varier en fonction des besoins. La roue est actionnée par un moteur hydraulique de forte puissance et couple monté sur la partie avant de l'échelle.

Un tuyau d'aspiration est monté en dessous et est fixé à l'échelle tubulaire. Une connexion flexible robuste est fournie entre le tuyau d'aspiration de l'échelle et la coque.

Il existe deux embouts tubulaires en acier avec des pointes en acier, l’un installé dans un puits d’accrochage fixe et un autre installé dans un chariot roulant pour le travail. Les spuds sont levés au moyen de treuils individuels à un tambour avec des dispositions de chute libre pour une bonne pénétration. Le système de chaussée Spud permet un déplacement en avant de la drague de trois mètres et est positionné par un rail de guidage.

Les moteurs principaux sont deux moteurs diesels: l’un pour actionner une pompe de dragage centrifuge de pouce 14 qui rejette des matières sur un pipeline flottant raccordé à l’arrière de la drague, et un pour actionner des pompes hydrauliques à usage intensif alimentant des circuits séparés pour les circuits hydrauliques respectifs. moteurs entraînant le bucketwheel, les treuils de balançoire et de spud, ainsi que le treuil d’échelle.

Opération de dragage
Lorsque la roue tourne à la fin de l'échelle de dragage, le matériau est creusé et introduit dans un système d'aspiration. La conception de la molette est telle qu'une fois le matériau coupé, il ne peut s'échapper que par le tuyau d'aspiration et la conduite de refoulement.

La drague est balancée d’un côté à l’autre de la coupe à l’aide de treuils à ligne directe individuels, de câbles et d’ancres. Le navire pivote sur la grande plage de travail très résistante. Le mouvement d’avancement dans la coupe est assuré par un chariot mobile à commande hydraulique sur lequel la spatule de travail est montée.

Lorsque la coupe est terminée une fois que le chariot a atteint sa course maximale, la patte de retenue est abaissée. La pointe de travail est levée et le chariot avance les compteurs 3-1 / 2. La plage de travail est ensuite abaissée lorsque la course désirée est atteinte, après quoi la plage de maintien est élevée. La drague est maintenant prête à faire une autre coupe.

Composants de dragage
La drague est composée de:

Composants structurels - La coque est composée de trois pontons rectangulaires en acier soudés, de deux pontons latéraux et d'un ponton central, qui sont reliés de manière rigide pour assurer la stabilité. Un châssis en A avec des pataras rigides est prévu à l'extrémité avant de la coque qui, en conjonction avec le palan d'échelle, permet de hisser, de maintenir et d'abaisser l'échelle de dragage.

Composants de dragage - Le module de roue à godets se compose d'une roue à godets rotative qui est entraînée par deux pistons radiaux, des moteurs hydrauliques à arbre lent de 106 chevaux-vapeur qui fournissent au godet de coupe un total de 1,400 livres de force de coupe. Un coude d'aspiration en acier moulé est relié à la trémie de réception de la roue à godets à une extrémité et au tuyau d'aspiration sur l'échelle à l'autre extrémité. Le tuyau d'aspiration de l'échelle est relié au tuyau d'aspiration dans le ponton de la coque centrale au moyen d'un tuyau flexible en caoutchouc renforcé, permettant l'inclinaison de l'échelle à la profondeur de creusement souhaitée.

Prime Movers - L'Ellicott® La marque «Wheel-Dragon» est équipée de deux moteurs diesel comme suit: un de 520 CV, série CAT 3412, pour entraîner la pompe de dragage principale, et un de 210 CV, CAT 3306, pour entraîner la pompe hydraulique.

Système d'alimentation hydraulique - Le système hydraulique est composé de trois circuits indépendants en boucle ouverte. Un circuit pour le bucketwheel; un circuit pour le palan d'échelle et les treuils pivotants; et un pour les treuils de spud et le cylindre de chariot de spud. La pompe aspire l'huile directement du réservoir d'huile surbaissé à travers un filtre robuste.

Système électrique - Le système électrique est conçu pour fournir les circuits suivants:

Système de démarrage 24 volt sur le moteur

Systèmes de recharge de batterie

Pompes à dragage et jauges et arrêts de moteurs auxiliaires

Distributeurs hydrauliques à solénoïde

Système d'éclairage interne et externe 24 volt

Centre de contrôle et contrôles de fonctionnement. Afin de promouvoir la sécurité, la flexibilité et l'efficacité des opérations, les commandes sont montées sur une console située dans le centre de contrôle afin de permettre à la séquence de dragage d'être exécutée par une seule personne.

Équipement de soutien et auxiliaire

235 HP monomoteur, 10m long X 3m large X 1.3m remorqueur profond. Ceci est utilisé pour déplacer les dragues sur une longue distance et pour tirer de lourdes ancres en acier.

Un bateau moteur 50 HP long, 8m long X 3m large X 1.3m deep. Des pièces lourdes pour les dragues sont chargées sur ce bateau. Il est utilisé par le personnel de maintenance mécanique.

Un moniteur hydraulique et une pompe centrifuge 12 × 10 alimentés par un moteur de 304 CV. Le tout monté sur une lourde barge de 23 m de long X 12 m de large X 1.25 m de profondeur. Ceci est utilisé pour évacuer de hautes berges abruptes de résidus au-dessus de la surface de l'eau qui peuvent s'effondrer dans le bucketwheel lors du dragage.

Une barge 10m long X 4.5m large X 1.8m deep avec un treuil 15-ton pour le levage / le tirage d'ancres, de lignes de refusion et autres.

Un bateau de service avec moteur hors-bord 9.9 HP.

Une machine à souder / équipement de découpe place à l’étranger un petit pont flottant.

Un réservoir de carburant flottant avec une capacité de litres 15,000.

Surveillance des résidus
La décharge de chaque drague est pompée à travers des conduites de refusion de 16 pouces de diamètre de tuyaux et de tuyaux flexibles dans une boîte de dérivation à trois compartiments avant d'être déchargée dans la boîte de mélange menant au canal de résidus. C'est au point de rejet dans la boîte de dérivation que la pulpe pompée par chaque drague est surveillée quant à son aptitude au transport à travers le système d'élimination des résidus. Une jauge nucléaire mesure la densité de la pulpe déchargée dans chaque compartiment. Pour vérifier la densité, un échantillonneur activé manuellement coupe et recueille la pulpe déchargée. Ces échantillons sont ensuite vérifiés pour la densité et le taux de sédimentation. Si la densité est inférieure à 45% de solides et que le taux de décantation dépasse 4 pieds par heure, le rejet de la drague est renvoyé vers l'étang. Le rejet dans le canal de matériau avec un taux de sédimentation de plus de 5 pieds par heure ou de moins de 40% de densité de solides a entraîné une manipulation et un débordement du canal. Dans ces conditions, la drague est déplacée vers un nouvel emplacement pour de meilleurs matériaux de dragage où la production sera continue. La pratique consiste à mélanger le sable grossier d'une drague avec la boue de l'autre pour produire un mélange de pâte de densité et de vitesse de sédimentation appropriées.

Planification de dragage

Un planificateur place la localisation des dragues par triangulation avec l'utilisation du sextant. La localisation des dragues est indiquée sur une carte et les mouvements de la drague pour les prochaines heures 24 sont indiqués sur la carte et sur le terrain.

La production des dragues à roue est basée sur une étude volumétrique réalisée à la fin du mois.

Dans la planification mensuelle et la planification à long terme, les performances mécaniques et opérationnelles moyennes au cours des derniers mois, la topographie de l'ensemble de l'étang compte tenu de l'épaisseur des résidus restants, la configuration du fond de l'étang et la distribution physique du sable et des boues sont tous pris en compte.

Le calendrier de production de la drague est accompagné d’un bilan hydrique mensuel projeté qui indique le niveau de l’eau dans l’étang en fonction du débit sortant des dragues, des pertes par évaporation et des infiltrations. De l'eau d'appoint dans l'étang est fournie selon les besoins, en fonction des besoins en eau. Le taux d'afflux prévu dépend des précipitations mensuelles projetées sur la base des précipitations moyennes sur une période de dix ans.

L'état du projet
L’expérience acquise lors de la première phase de dragage à l’aide des dragues pneumatiques et du dragage final à l’aide des dragues à roue pivotante a montré que le®  La drague de marque est très capable de mener à bien l'élimination des résidus miniers déposés sur le gisement minier de San Antonio. À plusieurs reprises, la drague a été utilisée pour creuser sans difficulté de la latérite compactée et du gravier dans l'étang, à l'exception de la manipulation de la latérite et du gravier au niveau du bol de mélange.

Par la suite, les deux Ellicot® Des dragues de marque Bucketwheel ont été achetées par un entrepreneur minier qui les a utilisées avec succès pour exploiter des formations de sel compacté dur dans la mer Morte. Les dragues y sont toujours utilisées aujourd'hui.

Réimprimé à partir de Asia Pacific Mining

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