Novelty Steel fabrique des équipements pour installations de concassage tels que des concasseurs, concasseurs mobiles, cribles, convoyeurs à bande et trémies.
Dans les opérations minières, la conception des installations de concassage et des équipements ou structures auxiliaires est un facteur essentiel pour répondre aux exigences de production tout en maintenant les coûts d’investissement et d’exploitation au minimum.
1. Introduction
L’objectif principal lors de la conception d’une installation de concassage est de créer une unité qui réponde efficacement aux critères de production, de manière économique, tout en respectant les réglementations environnementales. Elle doit également être réalisable à un coût raisonnable, compte tenu de l’augmentation des dépenses liées aux équipements, à l’énergie et à la main-d’œuvre.
Le processus de conception comprend trois étapes clés : la conception du procédé, le choix des équipements et la disposition de l’installation. Alors que la conception du procédé et le choix des équipements sont guidés par les exigences de production et de performance, la disposition est influencée par les retours de divers intervenants. Il peut s’agir de l’équipe d’ingénierie du propriétaire, du personnel de sécurité, des équipes d’exploitation et de maintenance, des fournisseurs d’équipements et de l’ingénieur-conseil. L’ingénieur-conseil doit trouver un équilibre entre les besoins de toutes les parties afin de fournir une conception d’installation pratique, sûre et rentable.
2. Paramètres de conception
Les principaux paramètres de conception qui influencent le choix et la configuration d’une installation de concassage comprennent :
- Exigences de production
- Coût d’investissement
- Caractéristiques du minerai
- Sécurité et environnement
- Emplacement du projet
- Durée de vie de l’installation / plans d’extension
- Considérations opérationnelles
- Exigences de maintenance
- Conditions climatiques
2.1 Exigences de production
Les exigences de production typiques sont résumées dans le tableau ci-dessous.
Tableau 1 : Exigences de production
2.2 Coût d’investissement
Les coûts d’installation d’un concasseur doivent inclure le coût des équipements ainsi que les coûts directs associés tels que :
- Terrassements
- Béton
- Charpente métallique
- Architecture
- Mécanique
- Électricité
- Instrumentation
Les coûts indirects varient généralement de 40 à 60 % des coûts directs et peuvent
inclure :
- Frais indirects de construction
- Transport des équipements de chantier
- Transport des équipements de chantier
- Pièces de rechange
- Taxes / droits de douane
- Ingénierie et approvisionnement
- Frais du maître d’ouvrage (permis, relocalisation, formation, personnel EPCM, etc.)
Une réserve pour imprévus de 10 à 20 % doit également être prévue pour couvrir les dépenses imprévues.
2.3 Caractéristiques du minerai
La nature du minerai est un facteur déterminant dans le choix du concasseur et la conception de l’installation. Les minerais secs nécessitent des systèmes de contrôle des poussières tels que des enceintes, des convoyeurs étanches et des systèmes d’aspiration ou de lavage. Les minerais humides ou collants peuvent provoquer des blocages, réduire la capacité de stockage et perturber l’écoulement du matériau.
Pour remédier à ces problèmes, les goulottes doivent être facilement accessibles pour le nettoyage, et les silos doivent disposer d’ouvertures d’alimentation larges. Si possible, des échantillons représentatifs du minerai doivent être testés pour déterminer leurs propriétés d’écoulement, qui influencent les paramètres de conception.
Comme les caractéristiques du minerai évoluent avec le temps, une conception flexible permet de réduire les coûts d’adaptation futurs. Cependant, trouver l’équilibre entre le coût initial et la flexibilité à long terme demeure un défi.
2.4 Sécurité et Environnement
Les considérations de sécurité constituent un aspect fondamental de la conception des installations minières. Les installations de concassage doivent se conformer aux réglementations locales et nationales dans le monde entier.
Dans les usines minières modernes, les mesures de sécurité comprennent l’installation de protections autour de tous les équipements en mouvement et de cordons d’arrêt d’urgence des deux côtés des convoyeurs. Le service de maintenance et l’officier de sécurité sont responsables de la bonne application et de l’entretien de ces dispositifs. Une formation continue à la sécurité du personnel est essentielle et fait l’objet d’un suivi rigoureux dans la plupart des exploitations.
Les émissions de poussière doivent être conformes aux dernières réglementations environnementales. Les concepteurs doivent intégrer dans la conception de l’installation des systèmes de confinement, de suppression ou de collecte des poussières. Des efforts doivent être entrepris pour minimiser les déversements provenant des trémies, goulottes et convoyeurs. Les goulottes doivent être conçues de manière à faciliter le nettoyage et à réduire les pertes de matériau. Les bandes transporteuses peuvent être élargies pour améliorer l’écoulement et réduire les blocages, et les jupes de protection doivent s’étendre sur au moins trois largeurs de bande après le point de chargement. Les usines propres présentent généralement des coûts d’exploitation plus faibles.
Les concasseurs, cribles et systèmes de dépoussiérage peuvent générer des niveaux sonores élevés. L’utilisation d’équipements fermés, de silencieux et de systèmes de refroidissement à eau permet de maintenir des niveaux sonores acceptables.
2.5 Emplacement du projet
La conception d’une installation de concassage est influencée par l’emplacement du projet, la topographie, les conditions géotechniques, l’isolement et le climat.
Les coûts de construction sont plus élevés dans les régions situées en altitude, à climat froid ou difficiles d’accès. Pour réduire les coûts, des structures modulaires ou préassemblées sont souvent fabriquées hors site puis transportées jusqu’au site final. Le coût local de la main-d’œuvre et des matériaux détermine les méthodes de construction les plus économiques.
Les sites isolés peuvent rencontrer des retards dans l’obtention de pièces de rechange ; il est donc essentiel de prévoir des zones de stockage et de réparation dans la conception de l’installation. Il est recommandé d’encourager les fabricants à fournir des pièces de rechange à proximité du site minier.
Implanter l’installation de concassage primaire sur une roche solide permet de réduire les coûts de béton et de charpente métallique.
2.6 Durée de vie de l’installation / Plans d’extension
La durée de vie prévue d’une mine est un facteur déterminant dans la conception d’une installation de concassage. Les exploitations à long terme nécessitent une planification détaillée, des structures robustes et des enceintes durables.
Les projets à court terme peuvent tirer parti de concasseurs mobiles permettant leur déplacement et leur réutilisation. Les exploitations à long terme peuvent juger plus rentable d’investir dans des structures en béton permanentes.
La planification de l’extension doit être envisagée dès les premières phases du projet. Choisir des équipements capables de gérer de futures augmentations de capacité est généralement plus économique qu’une modernisation ultérieure.
Les exploitants cherchent également à augmenter le débit en intégrant des camions ou concasseurs de plus grande capacité dans leurs opérations minières.
2.7 Considérations opérationnelles
Les conceptions doivent privilégier la simplicité et l’efficacité économique pour faciliter l’exploitation des installations.
Les salles de commande doivent offrir confort, ventilation, eau potable et sanitaires à proximité. Les opérateurs doivent avoir une visibilité claire sur l’ensemble de l’installation, soit directement, soit via des caméras et des écrans de contrôle.
La disposition de l’usine doit permettre un nettoyage aisé et inclure des systèmes de lavage sous pression suffisante. Un nettoyage régulier empêche l’accumulation de poussière sur les structures et équipements.
Les convoyeurs doivent être surélevés afin de permettre l’accès au nettoyage des déversements.
Les composants sujets à l’usure, tels que les goulottes et les courroies, doivent être conçus pour un entretien et un remplacement faciles. L’installation de monorails et de palans peut considérablement améliorer l’efficacité des opérations de maintenance.
2.8 Exigences de maintenance
Pour atteindre leurs objectifs de production, les installations doivent être conçues pour permettre un accès facile et une maintenance aisée. Réduire les besoins d’entretien au minimum est essentiel pour assurer une disponibilité opérationnelle maximale.
La maintenance préventive planifiée dans les installations de concassage implique plusieurs actions essentielles, notamment :
- Remplacement des pièces d’usure des concasseurs.
- Remplacement des pièces d’usure des alimentateurs.
- Entretien des systèmes d’huile et de lubrification.
- Inspections visuelles régulières.
- Entretien des plateaux de criblage.
- Réglage des jupes de convoyeur.
- Réparation des bandes transporteuses.
- Réglages électriques et d’instrumentation.
La conception doit inclure des ponts roulants pour faciliter le démontage et le remplacement des pièces d’usure des concasseurs. Des supports adéquats pour les arbres principaux et des zones de dépôt pour les bols de concasseurs à cône sont indispensables. Certains exploitants conservent un crible de rechange complet pour les opérations de maintenance majeures. Des chariots, potences et points de traction doivent être intégrés afin de simplifier la maintenance.
Les systèmes d’huile et de lubrification doivent être centralisés, automatisés et installés dans des locaux bien ventilés. Par exemple, une série de concasseurs à cône devrait disposer d’une zone centrale de gestion d’huile reliée à chaque concasseur pour faciliter les vidanges. Les goulottes d’alimentation des convoyeurs doivent permettre un accès complet via des portes pour le personnel, et non uniquement des trappes d’inspection.
Le personnel de maintenance doit disposer d’un accès clair et rapide aux plateaux de criblage pour le remplacement des panneaux. Une collaboration étroite avec les fabricants de cribles garantit l’efficacité et la conformité des capots anti-poussière. Dans de nombreux cas, des capots conçus sur mesure sont nécessaires pour respecter les normes d’émission de poussière tout en facilitant la maintenance.
2.9 Conditions climatiques
La conception d’une installation de concassage pour des climats froids ou désertiques présente des défis particuliers, notamment lorsque l’exploitation doit se faire toute l’année.
Les variations saisonnières peuvent influencer l’humidité du minerai, nécessitant une adaptation du traitement et de l’écoulement du matériau. Une humidité élevée peut exiger des angles d’évacuation plus raides et des goulottes conçues pour éviter les obstructions. Les plateaux de criblage peuvent être équipés de treillis métalliques pour la saison humide et de panneaux plastiques pour la saison sèche. Le type de crible et la conception des enceintes doivent être adaptés aux conditions climatiques locales.
Dans les climats tempérés ou désertiques, les concasseurs sont souvent installés à ciel ouvert ou avec un minimum d’enceintes. Les structures et dispositifs de protection de l’installation doivent toujours correspondre au contexte environnemental et opérationnel.
3. Conclusion
Une conception d’installation bien pensée permet d’équilibrer les coûts d’investissement et d’exploitation tout au long de la durée de vie de la mine. Les bâtiments, les infrastructures et les équipements constituent les principaux éléments de coût d’une installation de concassage. Les concepteurs doivent optimiser la disposition de l’installation en fonction des critères de conception, du flux de procédé et du choix des équipements. Minimiser les coûts structurels, garantir une maintenance aisée et intégrer des méthodes de fabrication modernes sont des éléments essentiels.
L’apport d’ingénieurs expérimentés en conception d’installations minières apporte une valeur considérable au processus de conception. Bien que les circuits de concassage aient peu évolué au fil du temps, le principe du « Rester simple » demeure une approche efficace. Les conceptions traditionnelles éprouvées offrent souvent les meilleurs résultats sur divers sites. Cependant, chaque mine est unique, et une conception adaptée à un site peut ne pas convenir à un autre.
Novelty Structures fournit divers composants pour les installations de concassage :
| Concasseur mobile | Concasseur primaire | Cribles | Convoyeurs |
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