FR2573475A1 - Novel method for mining ore deposits - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un nouveau procédé d'extraction de minerai. The present invention relates to a new ore extraction process.
Le procédé selon l'invention est particulierement bien adapté à l'exploitation de gisements de minerai d'uranium, notamment de ceux présentant une teneur importante en uranium, qui en raison de la présence de radon, ont un caractère assez fortement radioactif. The method according to the invention is particularly well suited to the exploitation of uranium ore deposits, in particular those having a significant uranium content, which due to the presence of radon, have a fairly highly radioactive character.
L'invention a pour objet un procédé d'exploitation d'un gisement de minerai du type selon lequel on réalise une galerie marchante à partir de laquelle le minerai est extrait pour être envoyé au jour par un ou plusieurs puits, caractérisé par le fait que l'on réalise 12 galerie marchante à un niveau légèrement supérieur au niveau du gisement de minerai de maniere à pouvoir surplomber successivement chaque point du gisement que l'on désire exploiter et qu'à l'aide d'un dispositif d'excavation travaillant sous boue ou sous coulis, on extrait le minerai en réalisant des forages d'excavation contigus successifs, au droit de la galerie marchante et sur l'épaisseur voulue du gisement, en substituant au minerai qui est ainsi extrait un mélange durcissant, par exemple, à base de ciment. The subject of the invention is a method of operating an ore deposit of the type according to which a shopping arcade is produced from which the ore is extracted to be sent out by one or more wells, characterized in that 12 shopping malls are made at a level slightly higher than the level of the ore deposit so as to be able to overhang successively each point of the deposit that we wish to exploit and that using an excavation device working under mud or under slurry, the ore is extracted by carrying out successive contiguous excavation drilling, in line with the shopping gallery and over the desired thickness of the deposit, by replacing the ore which is thus extracted with a hardening mixture, for example cement base.
On sait qu'une galerie marchante est constituée par un toit composé d'une série d'éléments horizontaux supportant le terrain au-dessus de la galerie, ces éléments étant eus-mêmes supportés par des étançons ou poteaux qui prennent appui sur le sol de la galerie. Cette galerie est appelée "marchante" car à l'aide d'engins appropriés, on creuse le sol sur un coté de la galerie en mettant immédiatement en place les étançons et les éléments horizontaux qui sont nécessaires pour soutenir le terrain qui est ainsi découvert, tandis que de l'autre-côté de la galerie, on enleve les étançons et les éléments correspondants en laissant s'effondrer le terrain situé au-dessus ce qui aura pour effet de combler le vide laissé par la galerie. We know that a walking gallery is constituted by a roof made up of a series of horizontal elements supporting the ground above the gallery, these elements being themselves supported by props or posts which are supported on the ground of the gallery. This gallery is called "walking" because with the help of appropriate machines, we dig the ground on one side of the gallery by immediately setting up the props and the horizontal elements which are necessary to support the ground which is thus uncovered, while on the other side of the gallery, we remove the props and the corresponding elements by letting the ground located above collapse which will have the effect of filling the void left by the gallery.
C'est ainsi qu'une telle galerie marchante se déplace progressivement en permettant de balayer latéralement une zone de terrain située à une profondeur quelconque. This is how such a shopping gallery gradually moves, allowing it to sweep laterally an area of land located at any depth.
Cette galerie est de préférence située dans un plan horizontal ou sensiblement horizontal. This gallery is preferably located in a horizontal or substantially horizontal plane.
La technique d'excavation sous boue ou sous coulis, est actuellement couramment utilisée dans le domaine des travaux publics, notamment pour construire des parois verticales dans le sol. Selon cette technique, on enlève progressivement le terrain à la place duquel on désire constituer la paroi, à l'aide d'un engin d'excavation, en même temps que l'on remplit le trou ainsi obtenu par une boue thixotropique, généralement à base de bentonite, qui par sa densité sensiblement égale à celle des terrains
MN/JD/DCP - 72762 environnants, assure l'équilibre des terres et évite le comblement du trou qui peut avoir plusieurs dizaines de mètres de profondeur.The technique of excavation under mud or under grout, is currently commonly used in the field of public works, in particular to build vertical walls in the ground. According to this technique, the ground is gradually removed in place of which it is desired to constitute the wall, using an excavation machine, at the same time as the hole thus obtained is filled with a thixotropic mud, generally at bentonite base, which by its density substantially equal to that of the terrains
MN / JD / DCP - 72762 surrounding, ensures the balance of the land and avoids filling the hole which can be several tens of meters deep.
Selon une technique connue, il est possible de procéder ensuite à la substitution de la boue par un mélange durcissant à base de ciment. According to a known technique, it is then possible to replace the mud with a hardening mixture based on cement.
Selon une autre technique également connue, il est possible de procéder à l'excavation directement sous protection d'un liquide de forage composé d'un coulis de ciment, qui avant de durcir reste liquide et sert à maintenir le terrain autour du trou résultant de l'excavation, après quoi, le coulis durcit pour constituer une substitution rigide au terrain qui a été enlevé. According to another technique also known, it is possible to excavate directly under the protection of a drilling liquid composed of a cement grout, which before hardening remains liquid and serves to maintain the ground around the hole resulting from the excavation, after which, the grout hardens to constitute a rigid substitution for the land that has been removed.
Les engins d'excavation qui peuvent être, par exemple, utilisés conformément à l'invention, sont des bennes excavatrices avantageusement parallèlépipédiques qui suspendues à des câbles, descendent en position ouverte, pour se refermer au fond du trou et permettre de remonter la partie du sol qui a été ainsi emprisonnée entre les mâchoires de la benne. The excavation machines which can be, for example, used in accordance with the invention, are advantageously parallelepipedic excavating buckets which hang on cables, descend in the open position, to close at the bottom of the hole and allow the part of the soil which was thus trapped between the jaws of the grab.
Conformément à l'invention, il est également possible et même particulièrement avantageux, d'utiliser les dispositifs de fraise qui sont constitués par des roues cylindriques munies de dents qui attaquent le sol pour le réduire en morceaux, lesdites roues étant entratnées en rotation par des moteurs généralement hydrauliques. In accordance with the invention, it is also possible and even particularly advantageous to use the milling cutter devices which consist of cylindrical wheels provided with teeth which attack the ground to reduce it to pieces, said wheels being driven in rotation by generally hydraulic motors.
Le matériau qui est ainsi réduit en fragments, est extrait du sol par une circulation du liquide de forage pour être ensuite traité dans un dispositif approprié qui permet de séparer le matériaudu liquide de forage. The material, which is thus reduced to fragments, is extracted from the ground by a circulation of the drilling liquid to then be treated in an appropriate device which makes it possible to separate the material from the drilling liquid.
En d'autres termes, le minerai qui est directement broyé en milieu liquide, se trouve mis sous forme de particules et est entratné par le courant de boue ou de coulis pour être ensuite remonté au niveau du dispositif de séparation où il a été conduit par des canalisations appropriées. In other words, the ore, which is directly ground in a liquid medium, is placed in the form of particles and is entrained by the stream of mud or grout and then is reassembled at the level of the separation device where it has been led by appropriate piping.
Contrairement à ce qui est le cas dans les techniques minieres antérieurement connues, la galerie marchante utilisée conformément à l'invention, se situe non point au niveau du minerai que l'on désire extraire mais au-dessus de ce dernier. Ainsi, le minerai qui est attaqué par l'excavation, est entièrement immergé dans une boue ou un coulis liquide, ce qui évite le dégagement de gaz contenus dans le minerai tels que le radon, et la contamination consécutive de l'air de la galerie. Contrary to what is the case in the previously known mining techniques, the walking gallery used in accordance with the invention is located not at the level of the ore which it is desired to extract but above the latter. Thus, the ore which is attacked by the excavation, is entirely immersed in a mud or a liquid grout, which avoids the release of gases contained in the ore such as radon, and the consequent contamination of the air of the gallery .
Par ailleurs, l'invention permet de réaliser une exploitation totale du minerai étant donné que les trous réalisés par les excavatrices sont adjacents l'un à l'autre en ne laissant aucune zone entre eux non excavée. Furthermore, the invention makes it possible to carry out total exploitation of the ore since the holes made by the excavators are adjacent to each other, leaving no area between them not excavated.
Cet avantage est particulièrement marqué lorsque l'on utilise des dispositifs d'excavation à section rectangulaire tels que des bennes ou des fraises. This advantage is particularly marked when using rectangular section excavation devices such as tippers or cutters.
Le procédé selon l'invention permet de réaliser une exploitation simple, complète, économique et sans danger. The method according to the invention makes it possible to carry out simple, complete, economical and safe operation.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif un mode de mise en oeuvre pris comme exemple et représenté sur le dessin annexe. In order to better understand the invention, we will describe by way of illustration and without any limiting character an embodiment taken as an example and shown in the accompanying drawing.
- La figure 1 représente une vue schématique en coupe de ltexploitation d'un gisement de minerai conforme à l'invention. - Figure 1 shows a schematic sectional view of ltexploitation of an ore deposit according to the invention.
- La figure 2 représente une vue schématique de dessus correspondant à la figure 1. - Figure 2 shows a schematic top view corresponding to Figure 1.
- La figure 3 représente une vue en coupe à plus grande échelle de la galerie marchante et de son environnement. - Figure 3 shows a sectional view on a larger scale of the shopping mall and its environment.
- La figure 4 représente une vue en coupe de la galerie marchante proprement dite. - Figure 4 shows a sectional view of the shopping mall itself.
- La figure 5 est une vue schématique en élévation de la grue supportant la fraise d'excavation. - Figure 5 is a schematic elevational view of the crane supporting the excavating cutter.
- ta figure 6 est une vue schématique en élévation de la fraise. - Your Figure 6 is a schematic elevational view of the cutter.
- La figure 7 est une vue latérale correspondant à la figure 6. - Figure 7 is a side view corresponding to Figure 6.
- et la figure 8 est une vue schématique en coupe du gisement en cours d'exploitation. - And Figure 8 is a schematic sectional view of the deposit during operation.
On a représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 le minerai 1 qui dans le cas présent, se trouve sous la forme de loupe située à une certaine profondeur de la surface du sol 2. FIG. 1 and 2 show schematically the ore 1 which in the present case is in the form of a magnifying glass situated at a certain depth from the surface of the ground 2.
A titre d'exemple, la loupe de minerai peut être constituée par une loupe de minerai d'uranium à forte concentration, d'une épaisseur de 10 à 30 mètres et présentant quelques centaines de mètres selon ses dimensions horizontales. As an example, the magnifying glass of ore can be constituted by a magnifying glass of uranium ore at high concentration, with a thickness of 10 to 30 meters and having a few hundred meters depending on its horizontal dimensions.
Cette loupe peut être, par exemple, située à plusieurs centaines de mètres au-dessous de la surface du sol. This magnifying glass can be, for example, located several hundred meters below the surface of the ground.
Conformément à l'invention, on réalise à partir d'au moins un puits tel que le puits 3 schématiquement représenté sur ledessin, une galerie marchante susceptible de se déplacer dans la direction des flèches F. According to the invention, a walking gallery capable of moving in the direction of the arrows F is produced from at least one well such as the well 3 schematically shown in the drawing.
Comme on le voit sur la figure 1, le sol de la galerie marchante est situé au-dessus du gisement de minerai que l'on désire exploiter. As can be seen in Figure 1, the floor of the shopping gallery is located above the ore deposit that we want to mine.
La galerie marchante 4 a une longueur qui correspond à la largeur du gisement, étant entendu que si la largeur du-gisementvarie au fur et à mesure de l'exploitation, la galerie marchante peut être allongée ou raccourcie. The gallery 4 has a length which corresponds to the width of the deposit, it being understood that if the width of the deposit varies as the operation progresses, the gallery can be lengthened or shortened.
On voit sur la figure 3 comment se réalise 11 exploitation du gisement de minerai conformément à l'invention. FIG. 3 shows how the exploitation of the ore deposit is carried out in accordance with the invention.
A partir de la galerie marchante 4, l'on creuse des trous verticaux 5 à l'aide de l'appareil d'excavation 6, suspenduà des câbles 7 et qui travaille en étant immergé par exemple dans de la boue. Lorsque la partie inférieure du minerai 1, a été évacuée et remplacée par de la boue, on remonte l'appareil d'excavation 6, et la boue est remplacée par un mélange durcissant, par exemple un coulis de ciment ou un mortier ou béton de ciment, de sorte que ce mélange peut faire prise et durcir de manière à reconstituer le terrain sur la droite du gisement 1 du minerai, comme cela est représenté en 8 sur le dessin. From the walking gallery 4, vertical holes 5 are hollowed out using the excavation device 6, suspended from cables 7 and which works by being immersed for example in mud. When the lower part of the ore 1 has been removed and replaced by mud, the excavation device 6 is reassembled, and the mud is replaced by a hardening mixture, for example a cement grout or a mortar or concrete of cement, so that this mixture can set and harden so as to reconstitute the ground on the right of deposit 1 of the ore, as shown at 8 in the drawing.
On a représenté à plus grande échelle sur la figure 4, la section de la galerie marchante qui comporte des éléments supérieurs articulés supportant le toit de la galerie constitué par le terrain qui se trouve au-dessus. Ces éléments supérieurs 9 sont eux-mêmes supportés par des étançons 10 ou poteaux qui reposent sur des plaques supports ll disposées sur le fond de la galerie. Un dispositif d'excavation 12 permet d'élargir la galerie vers la gauche et un dispositif 13 d'évacuation des déblais vers l'extérieur évacue les matériaux qui sont ainsi détachés du sol. Is shown on a larger scale in Figure 4, the section of the walking gallery which has articulated upper elements supporting the roof of the gallery formed by the land which is located above. These upper elements 9 are themselves supported by props 10 or posts which rest on support plates ll arranged on the bottom of the gallery. An excavation device 12 makes it possible to widen the gallery to the left and a device 13 for evacuating the cuttings towards the outside evacuates the materials which are thus detached from the ground.
La galerie peut ainsi se déplacer vers la gauche par des déplacements successifs des étançons 10, selon une technique bien connue en exploitation minière. Une paroi articulée 14 évite que les matériaux d'éboulis provenant de l'abattage du toit à l'arrière de la galerie ne viennent combler cette dernière. The gallery can thus move to the left by successive displacements of the props 10, according to a technique well known in mining. An articulated wall 14 prevents the scree materials from the felling of the roof at the rear of the gallery from filling the latter.
On remarque que la galerie marchante 4 se trouve située au-dessus du minerai, et qu'elle abrite l'engin d'excavation 16 qui, dans le cas présent, est une fraise à tambours 17, qui est descendue verticalement à la limite entre le minerai 1 et le remblai qui a été constitué par le coulis durci 8 qui a été substitué au minerai lors de la taille précédente. Note that the walking gallery 4 is located above the ore, and that it houses the excavation machine 16 which, in this case, is a drum cutter 17, which descended vertically to the limit between the ore 1 and the embankment which was constituted by the hardened grout 8 which was substituted for the ore during the previous cutting.
On a- schématiquement représenté en 18 dans la partie voisine de la galerie marchante, les canalisations de circulation des liquides de forage et des fluides qui permettent de réaliser l'excavation selon la technique conventionnelle utilisée dans les travaux publics. Certaines de ces canalisations évacuent les liquides de forage chargés des déblais vers le dispositif de séparation non représenté, qui peut être installé au même niveau que celui de la galerie marchante. There is schematically shown in 18 in the adjoining part of the shopping mall, the pipes for circulation of drilling liquids and fluids which make it possible to carry out the excavation according to the conventional technique used in public works. Some of these pipes evacuate drilling fluids loaded with cuttings to the separation device, not shown, which can be installed at the same level as that of the shopping mall.
On a schématiquement représenté sur les figures 5, 6 et 7 l'engin d'excavation supporté par sa grue. Schematically shown in Figures 5, 6 and 7 the excavation machine supported by its crane.
Cette dernière représentée dans son ensemble par le chiffre de référence 19 est montée sur deux rails 20, de manière à pouvoir être déplacée le long de la galerie. Grâce à un axe vertical 21, elle peut pivoter pour amener le dispositif dsexcavaton 16 dans l'axe longitudinal de la galerie. The latter represented as a whole by the reference numeral 19 is mounted on two rails 20, so that it can be moved along the gallery. Thanks to a vertical axis 21, it can pivot to bring the dsexcavaton device 16 into the longitudinal axis of the gallery.
En dehors du fait quelle ne possède pas de flèche, cette grue est de structure conventionnelle. Elle comporte notamment un moteur, un treuil et des systèmes de câbles qui permettent de descendre verticalement l'excavatrice 16 sur toute la profondeur qui est nécessaire pour atteindra la surface inférieure du gisement du minerai. Apart from the fact that it does not have a jib, this crane is of conventional structure. It notably includes a motor, a winch and cable systems which allow the excavator 16 to be lowered vertically over the entire depth which is necessary to reach the lower surface of the ore deposit.
La grue 19 est réalisée avec un encombrement réduit de manière à limiter au minimum la section de la galerie marchante. A titre d'exemple, cette galerie peut avoir une hauteur de l'ordre de 5 mètres. The crane 19 is made with a reduced size so as to minimize the section of the shopping mall. For example, this gallery can have a height of around 5 meters.
On a représenté sur les figures 6 et 7, un mode de réalisation d'une excavatrice à fraises, ou tambours 17 munis de dents, qui comporte sur chacune de ses faces) des guide-poussoirs latéraux constitués par des plaques 22, lesquelles grâce à un système mécanique ou hydraumécanique schématlquement représenté sur le dessin peuvent être déplacées vers l'ertérieur comme cela est représenté pour l'un de ces guide-poussoirs sur chacune des figures 6 et 7. There is shown in Figures 6 and 7, an embodiment of a strawberry excavator, or drums 17 provided with teeth, which comprises on each of its faces) lateral pusher guides constituted by plates 22, which thanks to a mechanical or hydraumechanical system shown diagrammatically in the drawing can be moved inwards as shown for one of these push guides in each of FIGS. 6 and 7.
On comprend que lorsque l'excavation est engagée à une profondeur quelconque du trou qu'elle creuse, il est possible en repoussant vers l'extérieur certains des guide-poussoirs 22, d'orienter dans une direction quelconque, l'action de la fraise de manière à réaliser l'excavation à l'endroit exact où on le veut. We understand that when the excavation is engaged at any depth of the hole it digs, it is possible by pushing outwards some of the push guides 22, to orient in any direction, the action of the cutter so as to carry out the excavation in the exact place where it is wanted.
On peut de cette manière, procéder à des excavations successives de trous de forme rectangulaire qui sont positionnées de manière particulièrement précise et qui permettent une exploitation systématique du minerai. In this way, it is possible to carry out successive excavations of holes of rectangular shape which are positioned in a particularly precise manner and which allow systematic exploitation of the ore.
C'est ainsi que sur la figure 8, qui est une vue en coupe horizontale du front de taille, on voit la partie 8 qui est constituée par le remblai obtenu après prise du coulis, mortier ou béton, ainsi que les trous 23 qui ont été précédemment creusés et qui sont remplis de coulis complètement durcis ou en cours de durcissement. Thus in Figure 8, which is a horizontal sectional view of the working face, we see the part 8 which is constituted by the fill obtained after grout, mortar or concrete, as well as the holes 23 which have previously excavated and which are filled with grout that is completely hardened or in the process of hardening.
On voit également les emplacements 24 des nouveaux trous qui vont etre creusés par l'excavatrice. On a également représenté sur la partie gauche qui se situe dans le gisement de minerai, par des lignes en trait interrompu, les emplacements des trous qui seront ultérieurement creusés. We also see the locations 24 of the new holes that will be dug by the excavator. Also shown on the left side which is located in the ore deposit, by dashed lines, the locations of the holes which will be subsequently dug.
On comprend que conformément à l'invention, en procédant à l'excavation de trous verticaux qui peuvent avoir une section par exemple de 1,50 mètre sur 2,50 mètres et une profondeur correspondant à la distance qui sépare le plancher de la galerie marchante de la surface inférieure du gisement, on peut réaliser une exploitation complète et systématique du minerai. It is understood that according to the invention, by excavating vertical holes which may have a section for example 1.50 meters by 2.50 meters and a depth corresponding to the distance between the floor of the shopping mall from the lower surface of the deposit, a complete and systematic exploitation of the ore can be carried out.
Il est bien entendu que le mode de mise en oeuvre qui a été décrit ci-dessus ne présente aucun caractére limitatif et qutil pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. It is understood that the mode of implementation which has been described above has no limiting character and that it can receive any desirable modification without departing from the scope of the invention.
Claims (7)
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