Les opérations minières souterraines dépendent d’un débit constant des matériaux. Les convoyeurs, les alimentateurs et les points de transfert doivent fonctionner en continu dans des espaces confinés où l’accès est limité et les temps d’arrêt coûteux.
Lorsque des arrêts de convoyeur surviennent, l’attention est souvent portée sur les composants mécaniques. Cependant, dans de nombreuses mines souterraines, la cause profonde provient en amont de comment les matériaux interagissent avec l’humidité — et comment cette interaction est contrôlée chimiquement .
En pratique, chlorure de calcium (CaCl₂) et Chlorure de magnésium (MgCl₂) font partie des produits chimiques de conditionnement les plus couramment utilisés pour gérer le comportement de l’humidité dans les minerais fins, le charbon, le sel et les matériaux évaporités. Lorsque ces contrôles sont absents, mal appliqués ou adaptés aux caractéristiques du matériau, le capping induit par l’humidité devient un facteur persistant de l’arrêt du convoyeur.
Comprendre le capping dans des environnements souterrains confinés
Le cajetage se développe grâce à une combinaison de facteurs environnementaux et spécifiques aux matériaux courants dans les mines souterraines :
- Humidité ambiante élevée due aux eaux souterraines et ventilation restreinte
- Condensation causée par les différences de température entre l’air d’admission et la masse rocheuse
- Distributions fines de la taille des particules avec une grande surface
- Sels solubles et surfaces minérales réactives à l’intérieur du matériau
L’humidité n’a pas besoin d’être excessive pour créer des problèmes. Même de petites quantités, lorsqu’elles sont réparties de manière inégale, peuvent générer des forces capillaires qui lient les particules entre elles. Sous une charge soutenue dans les trémies, les goulottes et les convoyeurs, ces liaisons se renforcent, transformant progressivement les matériaux libres en masses compactées.
Le rôle chimique des chlorures de calcium et de magnésium
L’accroquement induit par l’humidité n’est pas un phénomène purement physique. La chimie des matériaux influence fortement si l’humidité provoque une accumulation de nuisances ou une restriction sévère de l’écoulement.
Chlorure de calcium (CaCl₂)
Le chlorure de calcium est largement utilisé dans l’extraction souterraine en raison de ses fortes propriétés hygroscopiques. En attirant et en retenant l’humidité à la surface des particules, CaCl₂ aide Réduire la migration libre de l’eau , qui est un facteur principal des zones humides localisées et du capping dur.
CaCl₂ est couramment appliqué sous plusieurs formes physiques :
- Pellets ou éclats pour un conditionnement contrôlé et plus durable
- Poudre lorsque une couverture de surface rapide est requise
Le choix dépend de la méthode d’application, de la taille du matériau et de la persistance souhaitée. Un dosage incorrect ou une application inégale peuvent cependant entraîner un surhumidification ou un conditionnement irrégulier.
Chlorure de magnésium (MgCl₂)
Le chlorure de magnésium offre un contrôle de l’humidité similaire mais avec une plus grande stabilité sous des conditions d’humidité fluctuante . Dans les environnements souterrains où les cycles de ventilation varient ou où des variations saisonnières d’humidité se produisent, le MgCl₂ assure souvent une rétention d’humidité plus uniforme au fil du temps.
MgCl₂ est fréquemment utilisé dans :
- Systèmes de traitement du charbon
- Extraction du sel et de la potasse
- Courants minéraux fins sujets au comportement hygroscopique
Des formulations calcium-magnésium mélangées sont parfois utilisées pour équilibrer un contrôle immédiat de l’humidité et une stabilité à long terme.
Taille des particules et forme chimique de la matière
L’efficacité du conditionnement chimique dépend non seulement de la chimie mais aussi de Taille des particules et forme produit .
- Poudres fines Elles offrent une interaction rapide à la surface mais peuvent s’agglomérer en cas de surdose
- Produits granulaires ou granulés Offrir une dissolution plus lente et une répartition de l’humidité plus uniforme
- Flocons Équilibre de la couverture et de la persistance dans de nombreuses applications souterraines
Adapter la forme chimique à la répartition des tailles du matériau est essentiel. Un traitement efficace pour les matériaux grossiers de la mine peut mal fonctionner sur des cours d’eau fins concassés.
Pourquoi les convoyeurs sont particulièrement vulnérables
Les convoyeurs amplifient les conséquences d’un mauvais contrôle de l’humidité :
- Les environnements fermés limitent l’évaporation
- Les zones de pression continue favorisent la compactation
- Des vitesses basses de courroie augmentent le temps de maintien
- Retards d’accès restreint intervention précoce
Comme l’humidité non gérée chimiquement entraîne l’englutissement, les opérations subissent une augmentation du retour, des points de transfert bloqués, des erreurs de tracage sur la courroie et une augmentation des charges de transmission — des symptômes souvent confondus avec des problèmes purement mécaniques.
Gérer l’humidité avant qu’elle ne devienne un problème de convoyeur
L’atténuation efficace se concentre sur conditionnement du comportement des matériaux en amont , ne réagissant pas au convoyeur.
Les meilleures pratiques incluent :
- Application de CaCl₂ ou MgCl₂ lors du concassage, du transfert ou du stockage
- Sélection de formes en poudre, en flocons ou en granule en fonction de la taille des particules
- Surveillance des tendances d’humidité et de température parallèlement au débit
- Ajustement de la stratégie chimique à mesure que les propriétés du matériau changent
Lorsque le conditionnement chimique correspond à la chimie des matériaux, les convoyeurs fonctionnent dans les paramètres de conception, et les temps d’arrêt deviennent prévisibles plutôt que récurrents.
La fiabilité opérationnelle commence par le contrôle chimique
Dans l’exploitation minière souterraine, les temps d’arrêt des convoyeurs sont rarement aléatoires. C’est souvent le résultat cumulatif de interactions incontrôlées entre l’humidité, la chimie des matériaux et les conditions de fonctionnement confinées .
Le chlorure de calcium et le chlorure de magnésium ne sont pas des ajouts — ce sont des outils opérationnels qui influencent si les matériaux restent libres ou évoluent en masses compactées et restrictives de flux. Lorsqu’ils sont appliqués correctement et adaptés aux caractéristiques du matériau, ces produits chimiques aident à restaurer les convoyeurs à leur rôle initial : des systèmes de transport fiables plutôt que des goulets d’étranglement récurrents.
La fiabilité souterraine commence en amont — avec un contrôle chimique du comportement des matériaux.