Machines de forage pour la roche de carrière

Types de machines de forage de roches de carrière

Les machines de forage de roches de carrière se présentent sous diverses formes et modèles, selon le type et l'échelle de la carrière. Le principal facteur de distinction entre les machines est leur source d'énergie. Si la majorité des machines sont alimentées pneumatiquement, des options hydrauliques, électriques et à moteur diesel sont également disponibles.

• Foreuses pneumatiques

  Ces foreuses nécessitent un compresseur, qui peut être monté sur la foreuse ou placé séparément, se connectant à la foreuse par des tuyaux. Les compresseurs qui se montent sur l'unité sont idéaux pour les petites carrières où les foreuses mobiles sont plus applicables à la tâche à accomplir, tandis que les compresseurs séparés sont meilleurs pour les besoins de puissance plus importants.

• Foreuses hydrauliques

  Les foreuses hydrauliques fonctionnent à partir du système hydraulique propre de la carrière ou de pompes hydrauliques séparées. Elles sont plus courantes dans les grandes entreprises commerciales où la machinerie est plus largement utilisée.

• Foreuses électriques

  Une foreuse électrique nécessite un câblage électrique pour l'alimenter. Bien qu'il s'agisse d'une application de puissance plus simple, elle limite les options de placement de la foreuse et la liberté de mouvement.

• Foreuses diesel

  Les foreuses diesel sont des unités d'alimentation autonomes qui permettent une plus grande mobilité autour de la carrière, mais elles nécessitent un ravitaillement régulier en diesel pour fonctionner.

Outre la source d'énergie, d'autres types de machines se distinguent en fonction du type de roche et du style de forage.

• Marteau de fond de trou (DTHH)

  Un type de foreuse standard de l'industrie pour la roche dure, le marteau de fond de trou ou foreuse DTHH, est souvent utilisé dans les zones de roche à impact élevé et à densité élevée en raison de sa taille, de son poids et de son transfert d'énergie efficace. Situé au niveau du trépan, cet outil pneumatique utilise des impacts à haute fréquence pour briser la roche. L'air comprimé entraîne le marteau, des impacts de haute énergie sont transmis directement à la roche par un trépan en carbure de tungstène cémenté. Un trépan de forage DTH se compose généralement de plusieurs percuteurs (marteaux) qui frappent séquentiellement la tige de forage pendant sa rotation, ce qui permet un forage continu. Avec son marteau positionné à l'intérieur du tube de forage, la conception DTH facilite un meilleur transfert d'énergie et un meilleur contrôle, améliorant ainsi la productivité du forage.

• Foreuses à marteau supérieur

  Une foreuse à marteau supérieur est un type courant de foreuse utilisé pour les formations rocheuses de dureté moyenne à dure. Elle convient aux trous de grand diamètre et aux applications de carrière fortement utilisées. Comme son nom l'indique, cette foreuse fonctionne en utilisant une puissance pneumatique ou électrique pour frapper et faire tourner une barre de forage, qui frappe et brise ensuite la roche. L'air comprimé contrôle les trépans qui évacuent les fragments de roche. Les marteaux supérieurs sont souvent considérés comme rentables en termes d'investissement initial et de coûts d'exploitation.

• Foreuses rotatives

  Les foreuses rotatives sont souvent utilisées dans des formations rocheuses relativement plus molles, notamment le grès, le calcaire et la schiste. Parfois, les foreuses rotatives sont utilisées après qu'une étude géologique indique l'existence de zones de roche plus molles avec des ressources potentiellement précieuses. Une foreuse rotative fonctionne en écrasant et en brisant la roche par rotation. Pendant que la colonne de forage tourne, le poids est appliqué à l'outil pour fracturer la roche. L'air ou l'eau peuvent être utilisés pour que le trépan évacue les débris de roche pendant le processus de forage.

Spécifications et maintenance

Les spécifications des machines de forage de roches de carrière peuvent varier selon le type et le modèle.

• Marques réputées : Les marques populaires et réputées comme Atlas Copco, Sandvik et Metso fabriquent généralement des machines durables et performantes. Les machines fabriquées par ces marques sont souvent bien utilisées et connues dans le secteur des carrières.
• Puissance de forage : La puissance du moteur de la machine de forage doit se situer entre 100 et 400 kW. Plus la puissance est importante, plus elle peut forer rapidement des roches dures. Un exemple est la machine de forage Atlas Copco DML, qui a une puissance de 250 kW.
• Diamètre et profondeur de forage : La taille des trous que la machine peut réaliser est très importante. Les tailles de trous courantes se situent entre 90 et 250 mm de large. La profondeur des trous varie également, mais les machines peuvent généralement forer de 12 m à 20 m de profondeur. Le modèle Sandvik DE812 a un diamètre de trou allant de 89 à 152 mm et peut forer jusqu'à 20 m.
• Systèmes pneumatiques et hydrauliques : La vitesse de forage d'une machine de forage de carrière est souvent liée à sa puissance pneumatique (à base d'air) ou hydraulique (à base de liquide). Certaines machines utilisent des vérins hydrauliques pour un forage plus rapide. D'autres s'appuient principalement sur une action de martelage pneumatique. La foreuse Sandvik DE812 utilise une alimentation hydraulique pour un fonctionnement efficace dans différents types de roches.
• Automatisation et contrôle : Les systèmes de contrôle automatique et de forage efficace sont de plus en plus courants. Ces foreuses peuvent donner la taille des trous qu'elles ont forés en utilisant des systèmes de contrôle numérique et d'alimentation automatique. Cela permet d'optimiser le travail effectué dans une carrière. Un exemple est le moteur Volvo Penta TAD1143GE utilisé dans certains appareils de forage de carrière, qui est doté d'un contrôle électronique avancé pour une efficacité de forage.

Les machines de forage pour carrières de roches doivent être réparées et vérifiées régulièrement pour garantir leur bon fonctionnement et leur précision de forage. Il est important de suivre attentivement le manuel d'entretien fourni par le fabricant de la machine. Cela garantit que toutes les pièces de rechange sont adaptées au modèle de foreuse spécifique. Une maintenance régulière permet de prévenir les problèmes et de garantir le bon fonctionnement de la foreuse dans le temps.

La première étape de l'entretien d'une machine de forage est de l'inspecter en profondeur et avec soin. Tous les composants et systèmes majeurs doivent être vérifiés pour détecter tout signe de dommage, d'usure excessive ou de problèmes de fonctionnement. Une inspection approfondie permet de détecter précocement les besoins de réparation potentiels. Cela permet de réaliser les réparations nécessaires avant qu'elles ne provoquent une panne majeure de l'équipement. La réparation rapide des petits problèmes permet d'éviter des besoins d'entretien plus importants qui pourraient entraîner des temps d'arrêt plus longs de la foreuse. Des inspections régulières permettent de garantir que la foreuse reste en parfait état de fonctionnement.

Il faut également effectuer quelques tâches de réparation de routine à intervalles réguliers. Ces opérations de maintenance périodiques sont également essentielles pour garantir le bon fonctionnement et l'efficacité de la foreuse. Le nettoyage fait partie intégrante de l'entretien général essentiel. Il est également important de laver régulièrement la foreuse et d'éliminer toute saleté ou accumulation de matériaux. En particulier, il est essentiel de rincer soigneusement le système de refroidissement pour éviter une surchauffe et garantir un refroidissement adéquat du moteur. Le respect de ces tâches programmées de nettoyage et de maintenance permet de maintenir des performances optimales de la machine de forage.

Scénarios d'utilisation des machines de forage de roches de carrière

Sans tâches difficiles, le forage des roches n'est pas possible. Seules des équipes d'experts utilisent des machines de forage de roches de carrière. Ces scénarios permettront de mieux comprendre comment et pourquoi les foreurs utilisent ces machines.

• Carrières de pierres : L'utilisation la plus courante et principale de la machine de forage au diamant pour les carrières se trouve dans les industries d'extraction de pierres. Ces machines permettent de trouver des trous pour les pierres qui valent la peine d'être forées et de sortir les roches. Les trous deviennent alors soit des canaux pour couper des types de pierres spécifiques (comme le granit ou le marbre), soit des voies pour extraire des blocs ou des dalles de pierre de bonne qualité qui peuvent être utilisées.
• Opérations minières : Dans le domaine de la géologie et des mines, le forage au diamant joue un rôle important. Tout au long du processus de forage, les machines de forage de roche spécialisées produisent ce qu'on appelle des "échantillons de carottes". Ces échantillons sont très utiles pour les ingénieurs et les scientifiques afin d'évaluer les gisements minéraux. Ils les aident également à déterminer les formations géologiques sous la surface de la terre. Les machines de forage au diamant permettent d'identifier l'emplacement des minerais précieux comme l'or, le cuivre et les diamants avant que les opérations minières n'aient lieu.
• Projets de construction : Un grand nombre de personnes savent que les machines de forage permettent d'extraire des roches pour les utiliser dans la construction. La plupart de ces faits simples sont tenus pour acquis. Peu de gens savent que les machines de forage pour carrières sont également populaires dans le domaine de la construction. Lorsque de grands projets de construction ont lieu, les ingénieurs peuvent avoir besoin de superposer ou de renforcer des structures géologiques déjà existantes. C'est alors que les machines de forage sont utiles. Elles fournissent la composition géologique exacte du terrain. Ainsi, les ingénieurs peuvent prendre des décisions architecturales en toute confiance, en se basant sur des données scientifiques solides.
• Surveillance environnementale : Un grand nombre de machines de forage ont été utilisées pour un seul objectif environnemental : surveiller la stabilité des terrains et d'autres conditions qui se situent bien à l'intérieur des limites d'une zone géologique donnée. Il existe des trous permanents qui ont été créés à des fins environnementales, telles que la surveillance ou l'observation des formations géologiques ou même des niveaux d'eau. Une telle observation ne peut être effectuée que grâce à la machine de forage, qui aide les hydrologues à prélever des échantillons environnementaux dans les profondeurs de la Terre où les personnes ne sont pas accessibles.

Comment choisir des machines de forage de roches de carrière

• Utilisation de la machine

  Lors de la sélection d'une machine de forage de roche, l'objectif visé est essentiel. Si l'objectif est d'extraire de la pierre ou du minerai, une machine de forage conçue pour les carrières sera plus adaptée qu'une machine conçue pour l'exploitation minière. Une machine destinée à l'extraction sera dotée de caractéristiques qui améliorent le processus, telles que des trépans capables de gérer différents types de roches ou un appareil de forage qui offre une grande maniabilité.

• Type de machine

  Il est important de choisir le bon type de machine de forage. Il existe différentes machines disponibles qui conviennent à des applications et des environnements spécifiques. Pour les projets à grande échelle où des performances lourdes sont nécessaires, une machine hydraulique ou pneumatique peut être plus appropriée. Ces machines ont la force et la capacité de gérer les conditions exigeantes des carrières. D'autre part, les foreuses électriques sont mieux adaptées aux projets à plus petite échelle qui nécessitent une plus grande portabilité.

• Mobilité

  La mobilité est un facteur important à prendre en compte lors de la sélection d'un appareil de forage de roche pour les carrières. Elle fait référence à la facilité avec laquelle la machine peut se déplacer autour du site de forage. Une bonne mobilité permet de positionner et de déplacer rapidement le foret sans temps d'arrêt excessif. Cela permet d'améliorer l'efficacité du travail en garantissant des opérations de forage fluides et ininterrompues. La mobilité d'un appareil de forage de roche peut être affectée par plusieurs facteurs, notamment sa taille et son poids, le type de chenilles ou de pneus qu'il utilise et sa capacité de levage.

• Alimentation hydraulique/pneumatique/électrique

  Lors du choix d'une machine de forage de roche, la source d'énergie est un élément important à prendre en compte. Les foreuses nécessitent beaucoup d'énergie pour pénétrer efficacement dans la roche dure. Les options d'alimentation comprennent l'énergie hydraulique, l'air comprimé ou l'électricité. L'air comprimé ou l'énergie hydraulique ont la capacité de fournir le couple et la poussée élevés nécessaires pour forer des matériaux durs. Les deux méthodes sont couramment utilisées dans les opérations de carrière à grande échelle où les exigences de résistance sont plus élevées. L'air et l'énergie hydraulique peuvent gérer les tâches de forage lourds, ce qui les rend adaptés à une utilisation industrielle. Les foreuses électriques offrent une solution plus pratique pour les projets à plus petite échelle qui nécessitent une plus grande portabilité.

Machines de forage de roches de carrière Q&A

Q1 : Quelle est la différence entre une foreuse à carotte et un trépan ordinaire ?

A1 : Les foreuses à carotte sont spécialement conçues pour forer des trous de grand diamètre. Contrairement aux trépans ordinaires, qui créent des trous pleins, les trépans de foreuses à carotte retirent une carotte cylindrique de matière, laissant un trou creux. Cela les rend idéaux pour des applications telles que le passage à travers une isolation ou la création d'ouvertures pour des tuyaux et des câbles.

Q2 : Quelles sont les dernières tendances en matière de technologie de forage ?

A2 : Le marché des machines de forage de roches de carrière connaît plusieurs tendances, notamment l'adoption croissante des machines automatisées, l'émergence de solutions de forage écologiques et la popularité croissante des machines de forage en profondeur dans diverses applications industrielles.

Q3 : Quels sont les types de trépans qui existent ?

A3 : Il existe de nombreux types de trépans différents. Les principales catégories sont les trépans hélicoïdaux, les trépans à éperon et à gorge, les trépans à clé, les trépans à pointe en brad, les trépans à frange, les trépans à contre-alésage, les trépans à béton, les trépans à mortaiser et les scies cloches. Chacun d'eux est conçu pour des utilisations et des effets spéciaux.

Q4 : Une perceuse à percussion est-elle la même chose qu'une perceuse rotative ?

A4 : Rien n'est exactement pareil. Une perceuse à percussion est utilisée pour le perçage à percussion et peut être utilisée comme une perceuse ordinaire. Les perceuses à percussion rotatives sont plus puissantes pour les projets lourds. Une perceuse à percussion est plus adaptée aux travaux légers à moyens.

Q5 : Quel est le principal avantage d'un trépan au diamant ?

A5 : Les trépans au diamant sont les trépans de forage les plus durables et les plus résistants, grâce à leurs diamants synthétiques de haute qualité. Ils sont capables de réaliser des trous précis dans des matériaux durs comme le béton, le verre et la céramique.