Les foreuses à béquille ont été utilisées, sans aucune modification importante à leur conception, pour forer des trous de mines et pour poser des supports dans les mines souterraines depuis que la révolution industrielle moderne a vu le jour il y a près d’un siècle. Ces lourdes et portatives foreuses rotatives à percussion causent plus de chutes dans les mines de métaux souterraines que toute autre foreuse aux États-Unis, mais elles sont difficiles à remplacer; quelques outils fonctionnent très bien sur  un terrain inégal lors d’une exploration minière à filons étroits.

Le groupe minier CMAC-Thyssen, entrepreneur et fabricant minier établi au Québec,  a commencé à élaborer un système de manutention de forage hydraulique il y a environ quatre ans en vue d’insuffler un nouveau souffle à la foreuse à béquille afin de la rendre plus sécuritaire et plus facile à utiliser pour les opérateurs. En tant qu’entrepreneur minier et fabricant d’équipement, CMAC-Thyssen a compris les problèmes liés aux foreuses à béquille traditionnelles du point de vue de l’utilisateur et du concepteur. La solution développée par l’entreprise a été empruntée au secteur de la construction, lequel utilise un bras de positionnement hydraulique pour casser le béton.

Au début de l’année 2013, CMAC-Thyssen s’est associée à RNP, l’entreprise de construction qui a conçu et construit la foreuse d’écaillage de béton, afin de concevoir à nouveau la foreuse à béquille pour les exploitations minières modernes où la sécurité est la priorité.

« Tout s’est assez bien déroulé : tout était alors en place pour obtenir un produit adéquat », a expliqué Guillaume Julien, le directeur technique de CMAC-Thyssen, qui est responsable de la recherche et du développement. « Il a fallu environ un an, depuis les toutes premières réunions avec  RNP jusqu’aux tests ultimes. »

Essai de prototype souterrain

CMAC-Thyssen a rapidement installé le prototype souterrain initial à la mine LaRonde d’Agnico Eagle – qui était déjà l’un de ses clients – pour effectuer une série de tests en octobre 2014, en apportant des améliorations au produit avant de présenter le système de manutention de forage aux nouveaux clients. Après avoir discuté avec Rene Scheepers, le président de CMAC-Thyssen, à propos de la nouvelle technologie, David Swisher de la Stillwater Mining Company a convenu de tester le prototype amélioré du système de manutention de forage à l’East Boulder Mine qu’il dirige depuis le mois de janvier 2016. L’exploitation East Boulder est une grande exploitation souterraine, l’une des deux mines au Montana à exploiter les filons étroits du platine et du palladium dans le récif J-M.

Swisher cherchait une solution pour rendre les foreuses à béquille plus sécuritaires pour les travailleurs de l’East Boulder Mine et des mines avoisinantes de Stillwater, où la méthode de coupe et de remplissage est utilisée pour atteindre le gisement étroit et irrégulier. Comme dans toutes les opérations de coupe et de remplissage, les travailleurs se déplacent à l’intérieur pour boulonner les murs, et ce, après avoir foré, dynamité et retiré le matériel.

« Le boulonnage nécessite l’utilisation de foreuses à béquille », a dit Swisher. « Les foreuses individuelles sont utilisées par des gens et elles peuvent demander beaucoup de travail. Elles peuvent épuiser une personne sur une longue période. »

Une analyse récente portant sur les blessures causées par une foreuse à béquille publiée dans la revue Mining Engineering Journal a indiqué qu’environ 20 pour cent des blessures sont dues au surmenage. Le poids lourd de la foreuse et de la base, le positionnement difficile dans des espaces restreints, le fait de travailler sur des surfaces inégales et la vibration de l’équipement peuvent tous entraîner des troubles musculosquelettiques.

Repensé pour réduire les blessures

L’approche de CMAC-Thyssen était de réduire considérablement la manutention manuelle de la foreuse. Au lieu d’empiéter la foreuse sur place, CMAC-Thyssen a conçu le nouveau système de manutention de forage muni d’un bras hydraulique pour contrôler le mouvement et  positionner le bras du marteau-piqueur. Les opérateurs ont encore le contrôle, mais la foreuse est beaucoup plus facile à positionner grâce au pivot à double axel en impesanteur qui  affine la position de la foreuse au lieu de la puissance.

« On dit ‘’en impesanteur’’ parce que la base et la foreuse sont équilibrées de manière à réduire au minimum l’effort physique », a dit Julien. « Les pivots sont positionnés de manière à pouvoir tourner la base entière et la foreuse à toute position voulue sans difficulté. » Par ailleurs, les opérateurs travaillent sur une plateforme nivelée, plutôt que sur un sol non consolidé et rocailleux, et ils n’ont aucune chance de laisser des roches s’échapper au cours du boulonnage.

Il est important de souligner que le nouveau système de manutention de forage n’est pas un système entièrement informatisé, a dit Julien. Il y a d’autres foreuses à boulon qui sont entièrement informatisées et qui fonctionnent à distance par le biais d’écrans et de manettes, mais CMAC-Thyssen a créé expressément un outil qui était facile à faire fonctionner et qui nécessitait seulement une courte période de formation afin d’apprendre comment l’utiliser. « Essentiellement, si un mineur sait comment forer avec une foreuse à béquille, il apprendra à utiliser cette machine en plus ou moins une heure », a dit Julien.

Lorsque CMAC-Thyssen a fourni la première unité prototype du système de manutention de forage à la Stillwater Mining Company en 2016, Swisher l’a rapidement transmis directement aux opérateurs souterrains à East Boulder. « La meilleure façon de bien comprendre comment une pièce d’équipement fonctionnera lors de toute opération est de la remettre aux gens qui l’utiliseront jour après jour », a dit Swisher.

« Notre département de la sécurité a subi une analyse sur les risques liés à l’emploi et a déterminé tout risque potentiel associé à l’opération de la nouvelle pièce d’équipement, et ce qu’ils ont constaté c’est que le système de manutention de forage comporte beaucoup moins de risques pour les employés que les foreuses à béquille », a dit Swisher. « La raison principale pour laquelle nous sommes passés au système de manutention de forage était d’accroître la sécurité et de réduire les risques pour nos travailleurs. »

Au cours des mois suivants, les opérateurs ont suggéré plusieurs modifications, lesquelles ont été communiquées à CMAC-Thyssen pour des itérations futures, telles que l’augmentation de la portée du bras et l’amplitude des mouvements de la foreuse sans avoir à déplacer la base. « La plateforme demeure fixe, mais le bras avance de trois pieds, ce qui donne assez d’espace pour terminer le boulonnage », a dit Swisher.

Ensemble, les équipes ont effectué des modifications supplémentaires à la base en raison de la petite taille de la dérive. Julien, de concert avec l’équipe d’ingénierie de CMAC-Thyssen, a conçu une autre petite plateforme sur palettes et a ajouté un rail autour de la base. Après avoir passé plusieurs mois à modifier le système de manutention de forage, la Stillwater Mining Company a désormais acheté dix unités du système de manutention de forage à des fins d’utilisation souterraine dans les mines de Stillwater et d’East Boulder, et elle espère remplacer toutes les foreuses à béquille avec des modèles plus récents sur chaque site d’ici la fin de l’année 2017. Une unité de base sur une plateforme coûte 70 000 $.

« Nos employés étaient très bons pour opérer des foreuses à béquille de manière sécuritaire, mais ce que le nouveau système de manutention de forage fait est de réduire les risques potentiels tout en étant novateur et intuitif », a dit Swisher.

Sept autres unités du système de manutention de forage sont en cours d’utilisation dans le cadre du projet Hope Bay à haute teneur aurifère de TMAC Resources au Nunavut et CMAC-Thyssen a envoyé des unités prototypes aux sites situés au Mexique et au Maroc. Depuis le mois d’août dernier, CMAC-Thyssen est dans un processus de développement de nouvelles caractéristiques et de modifications au prototype actuel, comme augmenter la rotation et l’inclinaison du bras afin de permettre aux opérateurs de forer toute la série d’angles autour du devant de la dérive, et être capable d’y déposer des explosifs.

« Nous avons réglé beaucoup de problèmes de santé et de sécurité liés à la foreuse à béquille puisque l’opérateur ne manipule plus la foreuse dorénavant », a dit Julien. « C’est la meilleure façon de résoudre tous ces problèmes. »

Traduit par Annick Vallée