Sterling Ventures : l'exploitation minière à la fine pointe
Sterling Ventures possède 1000 acres de terrain montagneux vallonné à l'extérieur de Verona, à 30 miles au sud de Cincinnati. En surface, les lieux ont tout d'une importante exploitation de concassage dotée de volumineux stocks de pierre calibrée acheminée depuis l'entrée de la mine par un système de convoyeurs en boucle.
L'action principale se déroule sous terre, où des équipes se relaient jour et nuit pour extraire plus de un million de tonnes de calcaire chaque année, réparties sur trois niveaux d'exploitation.
« Nous croyons être l'une des plus grandes mines souterraines de calcaire au Kentucky en fonction de la taille de notre gisement », déclare Timothy Stout, chef des opérations. « Avoir des gisements sur trois niveaux nous offre un accès formidable à des réserves qui dureront plusieurs centaines d'années. »
Ce qui a commencé en 1999 comme un nouveau site destiné à approvisionner le marché des granulats et des matériaux de construction a pris une tournure plus lucrative lorsqu'un filon de carbonate de calcium pur à 97 % de haute qualité a été découvert dans les profondeurs de la mine dix ans plus tard, incitant Sterling à développer un troisième niveau d'exploitation.
Cette découverte a mené à l'implantation directe sur le site d'un four à chaux (appartenant à une entreprise externe). Le four cuit le calcaire chimique à 1800° F pour le transformer en un produit utilisé par l'industrie sidérurgique pour fabriquer du laitier (qui élimine les impuretés du procédé de réduction du minerai de fer), ainsi que par les usines de traitement de l'eau pour ajuster le pH et l'alcalinité.
Le défi consistait à exploiter ce filon de calcaire à haute teneur en calcium, qui s'étend à plus de 900 feet sous la surface, et à le remonter efficacement sur trois niveaux jusqu'à la surface. Gérer la nouvelle dynamique de la mine imposait de repenser le flux de travail et le parc d'équipement, le four fonctionnant 24/7 toute l'année.
Il s'agit d'un cycle continu de forage, de dynamitage, de purgeage, de marinage, de transport et de concassage pour les 44 employés qui travaillent par quarts de 10 à 12 heures, ainsi que pour les équipements qui fonctionnent 24 heures sur 24 en continu. La mine est divisée en quadrants et exploitée selon la méthode des chambres et piliers. À mesure que les équipes forent horizontalement dans les filons rocheux, des piliers de roche intacte soutiennent le toit. Les chambres ainsi dégagées, d'environ 40 feet de hauteur par 40 feet de largeur, sont vidées de la roche abattue.
Qu'il s'agisse d'exploitation à ciel ouvert ou souterraine, les temps de cycle dictent la production. Comme les pistes de transport hors de la mine s'étiraient sur des miles, Sterling a adopté une approche peu commune : installer deux concasseurs primaires souterrains aux niveaux 1 et 3, et bâtir une usine souterraine dédiée au traitement de la pierre à haute teneur en calcium pour le four. Plus de 24,000 feet de convoyeurs sont utilisés pour acheminer la pierre à travers la mine, puis jusqu'à la surface. Les systèmes de concassage ont été démontés, transportés sous terre, puis réassemblés pour s'intégrer autour des parois des piliers.
La flotte compacte de tombereaux, de chargeuses et de pelles de la mine de Verona est entièrement composée de machines Volvo. « Il y a trois ans, dans le cadre d'une évaluation de l'ensemble de notre équipement, j'ai fait une analyse détaillée des trois principaux fabricants d'équipement lourd concernant la consommation de carburant, les coûts de garantie et l'entretien préventif. J'ai choisi les tombereaux articulés et les pelles Volvo, car ils nous offrent la bonne combinaison technologique pour être non seulement performants et efficaces, mais aussi rentables », ajoute Tim.
Il a fallu un peu plus de temps à Tim pour analyser les chiffres des chargeuses sur pneus, mais il a finalement changé de marque également, optant pour les modèles Volvo L220G d'après une analyse de la consommation de carburant, de l'usure des pneus, des coûts d'entretien et du calcul location contre achat. Aujourd'hui, la flotte d'équipements Volvo de Sterling comprend :
- (3) tombereaux articulés A40G
- (2) chargeuses sur pneus L220G(H)
- (1) chargeuse sur pneus L110H
- (1) pelle sur chenilles EC340D
- (1) pelle sur chenilles EC350E
- (1) chargeuse compacte MC60C et (1) MCT85C
Une équipe de sautage passe un quart complet à forer, charger et préparer la mise à feu des charges. Rudd représente également les équipements de forage de front de taille Sandvik et a fourni un nouveau jumbo de foration DT912D à Sterling (une entente conclue à CONEXPO 2017). Ce nouveau modèle fore 2 feet plus profondément que celui qu'il remplace, permettant aux équipes de forer un trou de tubage de 16 feet de profondeur en une minute.
La dynamite est chargée dans les trous de mine selon un ordre précis pour produire un abattage à la granulométrie homogène. Le tout est déterminé par un plan de tir minutieusement établi et la synchronisation des explosions individuelles.
« Chaque front de taille est chargé avec 29 trous, et chaque tir abat environ 1400 tons de calcaire. L'équipe vise 8 à 10 tirs par jour, déclenchés après le départ du premier quart de la mine vers 17 h », explique R.L. Maxwell, surintendant de la mine. Deux sismographes mesurent et enregistrent les vibrations du sol et de l'air générées par chaque détonation.
Le délai de deux heures entre les quarts permet aux gaz de calcaire de se dissiper. « La qualité de l'air est surveillée en permanence. C'est l'une des plus grandes préoccupations en matière de sécurité dans les mines souterraines », précise Steve Brierly, directeur principal de la sécurité et de la conformité. Le second danger dans une mine réside dans les roches instables. C'est ici que la pelle Volvo fait ses preuves.
Avant tout chargement, une Volvo E340D et une EC220E, toutes deux équipées d'une fraise Rockwheel, purgent les blocs de pierre instables des parois latérales et du toit du front de taille. Les pelles sont munies d'un ensemble de protections de démolition installé en usine, comprenant des structures de protection ROPS/FOPS sur les cabines.
Tim souligne : « La raison pour laquelle nous sommes passés à Volvo est le temps de disponibilité. Nous pouvons purger complètement un front de 40 x 35 feet en moins d'une heure, de haut en bas. La puissance est inégalée. Les pelles Volvo sont aussi tout simplement plus durables. Par exemple, les protège-chenilles et le train de roulement renforcé protègent contre le calcaire abrasif. » Une fois les parois et le toit purgés, des boulons d'ancrage sont installés pour protéger le toit contre les éboulements.
Pour Steve, l'environnement à l'intérieur de l'équipement est tout aussi important que l'extérieur.
« La qualité de l'air dans une mine, c'est primordial. Nous surveillons les gaz miniers et enregistrons les relevés toutes les deux heures. La beauté de cet équipement réside dans le fait qu'à l'extérieur, il peut être recouvert de poussière, mais à l'intérieur de la cabine, on respire comme dans son salon », dit-il. Cela s'explique par les 14 filtres à air de la cabine des pelles Volvo, un record dans l'industrie.
Les tombereaux ont été sélectionnés pour leur capacité, leur maniabilité et leur système de pesage intégré permettant de gérer les charges utiles et d'équilibrer le flux de travail. Leur profil et leur châssis articulé leur permettent de manœuvrer avec aisance autour des parois des piliers. Les camions transportent la roche du front de taille jusqu'au concasseur primaire du niveau 3, soit un aller-retour de 4,800 feet, sur une route inégale qui a tendance à onduler comme le filon chimique. Les opérateurs effectuent parfois 100 allers-retours par quart de travail. « Le système de commande automatique de la traction des articulés Volvo est un incontournable pour nous. Nous ne pourrions pas nous en passer », affirme R.L.
La plupart du temps, les équipes entrent dans la mine lorsqu'il fait nuit et en ressortent lorsqu'il fait nuit. « Le travail minier n'est pas fait pour tout le monde », déclare Steve. Les candidats à l'embauche sont emmenés dans les profondeurs de la mine pour s'acclimater avant de s'engager. « Si un nouvel employé reste pendant un an et demi, nous savons qu'il a la piqûre. On a ça dans le sang », dit-il. « Je travaille dans les mines depuis plus de 20 ans et il n'y a rien d'autre que je préférerais faire que d'être sous terre. C'est ce que je connais, c'est ma passion. J'aime savoir que j'ai fait une différence pour la santé et la sécurité dans cette mine. »
Et l'exploitation minière est également inscrite dans l'ADN des équipements Volvo qui résistent à ces conditions exigeantes.
