Le temps de soutirage-transport par chargeuse navette

L’utilisation d’une chargeuse navette va combiner le soutirage du minerai et son transport sur des distances variables, avant le chargement des camions qui alimentent l’usine. Pour cela, l’estimation du temps effectif de travail et/ou du temps de cycle de la chargeuse, ainsi que la charge utile du godet, sont des facteurs déterminants dans le calcul du temps de soutirage final d’un chantier en exploitation.

 Temps effectif de travail et temps de cycle de la chargeuse

Concernant le temps effectif de travail, la chargeuse navette (scooptram) 1520 est retenue pour cette étude, une disponibilité de 80% et un facteur d’utilisation de 70% ont été considérés. Le temps effectif qui en découle est évalué par rapport à la durée effective du poste, calculée dans la section 3.5.1, soit 9,5 heures sur 12 heures. L’Équation 3.11 sert à déterminer ce temps effectif.

𝑇_𝑒𝑓𝑓 = 𝑇_𝑞 𝑥 𝐷_𝑖 𝑥 𝐹_𝑢 É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3.11

𝑇_𝑒𝑓𝑓 = 9,5 𝑥 0,8 𝑥 0,7 𝑥 60 = 319,2 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑒𝑠

Où :

Teff : représente le temps effectif de travail de la chargeuse navette, exprimé en minutes.

Tq : est la durée effective du quart, exprimée en heures.

Di : est la disponibilité de la chargeuse, exprimée en pourcentage.

Fu : est le facteur d’utilisation de la chargeuse, exprimée en pourcentage.

Pour ce qui est du temps de cycle de la chargeuse navette, les distances et les vitesses sont des facteurs clés. A ce titre, les distances à parcourir par la chargeuse ont été estimées pour chaque type

de chantier, selon sa position par rapport au point de chargement du camion. Quant aux vitesses, elles varient entre 15 km/h et 20 km/, pour les chargeuses navettes ayant un opérateur à bord (Larsson et al. ,2010). Mais, pour respecter les prescriptions du fabriquant, sur une pente de 2% avec un godet vide, la vitesse aller moyenne de 11,7 km/h est applicable. Par contre, pour les équipements opérés à distance au moyen d’une commande, la vitesse maximale admise pour la transmission automatique est la deuxième vitesse (Larsson et al. ,2010). Cette restriction, qui est liée à la difficulté de contrôler de tels équipements, limite ainsi leur vitesse à 10 km/h. Cette valeur de vitesse est par conséquent retenue, pour la détermination du temps de retour de la chargeuse navette chargée.

Les temps de parcours aller-retour sont déterminés au moyen de l’Équation 3.12. Le temps de cycle est la somme des temps aller-retour, auxquels s’ajoutent les temps de diverses actions et manœuvres. Il s’agit notamment du chargement du godet, du chargement du camion et autres actions, dont les valeurs maximales respectives estimées dans une mine souterraine sont de 20 secondes, 70 secondes et 40 secondes (Salama et Greberg, 2012). Certaines de ces valeurs, jugées faibles, ont été augmentées de 50% pour tenir compte de la spécificité des opérations minières et le Tableau 3.17 est le récapitulatif des temps estimés.

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 (𝑚𝑖𝑛) = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 (𝑚)

𝑉𝑖𝑡𝑒𝑠𝑠𝑒 (𝑚/𝑚𝑖𝑛) É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3.12

Actions Unités Mine X Mine Perkoa

Chargement du godet secondes/godet 20 30

Chargement du camion secondes/godet 70 70

Manœuvres diverses secondes/godet 40 60

Total secondes/godet 130 160

Tableau 3. 17: Temps des principales actions et manœuvres de la chargeuse

Le temps de cycle de la chargeuse varie selon la distance parcourue. Ainsi, les chantiers longitudinaux, localisés aux extrémités, ont un temps de cycle prolongé, ayant pour valeur maximale 4,54 minutes. Ceci est illustré par le Tableau 3.18 et la Figure 3.10.

Niveau Chantiers

Temps de cycle de la chargeuse navette Distance à

parcourir (m) Temps d’aller (s)

Temps de

retour (s) aller- retour Temps (s) Actions et manœuvres (s) Temps cycle (min) 310 310-15 115,84 35,64 41,70 77,35 160 3,96 310-16 81,77 25,16 29,44 54,60 160 3,58 310-17 63,51 19,54 22,86 42,41 160 3,37 310-18 50,14 15,43 18,05 33,48 160 3,22 310-19 51,22 15,76 18,44 34,20 160 3,24 310-20 166,51 51,23 59,94 111,18 160 4,52 310-21 144,37 44,42 51,97 96,39 160 4,27 310-22 128,07 39,41 46,11 85,51 160 4,09 310-23 141,47 43,53 50,93 94,46 160 4,24 310-24 168,73 51,92 60,74 112,66 160 4,54

Tableau 3. 18: Temps de cycle de la chargeuse navette

Figure 3. 10: Courbe du temps de cycle de la chargeuse en fonction de la distance

 Détermination de la capacité réelle du godet de la chargeuse

Le minerai abattu est un TV dilué, dont la densité va varier avec l’ajout de stérile. Cette densité, le coefficient de remplissage du godet et son volume, ainsi que le facteur de foisonnement, permettent de déterminer la capacité réelle du godet de la chargeuse en termes de tonnage par voyage.

Pour ce faire, le foisonnement (k) du minerai et du stérile sont supposés identiques, de l’ordre de 27%; soit un coefficient de foisonnement de 1,27. La densité moyenne (d) calculée du TV vaut 3,46 tonnes/m3 _{; le volume du godet de la chargeuse (Vg), et son facteur de remplissage (f’) sont}

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 50 51 63 81 115 128 141 144 166 168 Te mps de cy cl e (min ) Distance (m)

respectivement de 5,2 m3 _{et 0,90. Par application numérique des Équations 3.13 et 3.14, la densité}

foisonnée (df)et la charge utile (Cu) ont été estimées à 2,72 tonnes/m3 et 12,73 tonnes/voyage.

𝑑_𝑓= 𝑑

𝑘 É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3.13 𝐶_𝑢 = 𝑉_𝑔 𝑥 𝑑_𝑓 𝑥 𝑓′ É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3.14  Temps de soutirage final des chantiers

C’est le rapport entre le tonnage restant à soutirer et le tonnage journalier de la mine.

Pour chaque chantier, ce dernier a été évalué en fonction du temps de cycle, de la capacité de la chargeuse et du temps effectif par jour de travail.

Le tonnage final à soutirer représente le tonnage restant de TV, après abattage et soutirage progressif dans les chantiers.

Les Équations 3.15 et 3.16 donnent les formules respectives de détermination du tonnage journalier et du temps de soutirage final, tandis que le Tableau 3.19 donne l’exemple du niveau 310.

𝑇_𝑗 (tonnes/jour) =𝑇𝑒𝑓𝑓 (𝑚𝑖𝑛/𝑗𝑜𝑢𝑟) 𝑥 𝐶𝑟(𝑡𝑜𝑛𝑛𝑒𝑠)

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 (𝑚𝑖𝑛) É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3.15

𝑁_𝑗 = 𝑇𝑎𝑏− (𝑇𝑗 𝑥 𝑁𝑎𝑏 )

𝑇_𝑗 É𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠 3.16

Où :

Tj : est le tonnage journalier, exprimé en tonnes.

Teff : est le temps effectif de travail de la chargeuse, exprimé en minutes par jour.

Cr : est la capacité réelle de la chargeuse, exprimée en tonnes par voyage.

Nj : est le nombre de jours de soutirage final.

Tab : est le tonnage à abattre, exprimé en tonnes.

Tableau 3. 19: Tonnage journalier et temps de soutirage des chantiers du niveau 310