Les convoyeurs terrestres tiennent la distance

Mar 13, 2023

Dans le monde de la manutention de matériaux en vrac au sein d'une exploitation minière, les clients ont des options à leur disposition en ce qui concerne la meilleure façon de transporter un produit d'un point A à un point B. Ces options sont souvent évaluées et échangées les unes contre les autres aux premières étapes d'un projet et les aspects qui sont souvent pris en compte comprennent (mais sans s'y limiter) les éléments suivants :

1la valeur du produit,

2la quantité de matériel à transporter,

3la zone physique (montagneuse, marécageuse, urbaine, traversant un complexe industriel, etc.) des tracés proposés,

4budgets,

5distance (par exemple, 10 km contre 500 km)

6impacts environnementaux (bruit, visuel, poussière, etc.),

7les délais prévus,

8la sécurité (par exemple, les camions devant traverser ou à proximité de villages ruraux ou descendre des pentes), et

9capacité future

Aux fins de cet article, l'objectif est de partager avec les acteurs de l'industrie certains des records mondiaux (en longueur) en ce qui concerne les "convoyeurs terrestres", mais limités aux bandes à câbles, aux bandes en auge et aux convoyeurs tubulaires, car ces types de convoyeurs peuvent être inclus dans le terme "convoyeur terrestre", et en tant que tels, sont les principaux prétendants pour revendiquer le titre de plus long convoyeur à vol unique au monde.

Une volée de convoyeur est une section de convoyeur unique, de la goulotte de chargement de queue à la goulotte de déchargement de tête. Un convoyeur à plusieurs volées est une chaîne de convoyeurs à une volée dans laquelle la décharge d'un convoyeur charge le convoyeur suivant en ligne. Il existe actuellement de nombreux convoyeurs à plusieurs volées dont la longueur totale combinée dépasse 80 km. Le plus long système de convoyeurs multi-vols jamais enregistré est le convoyeur Bu Craa de 98 km au Maroc et au Sahara occidental, et il existe actuellement plusieurs systèmes de longueur similaire en construction dans le monde. Cependant, aucun des vols individuels de ces convoyeurs n'est aussi long que le plus long convoyeur à vol unique.

Dans une ceinture à câbles, la ceinture est relativement plate, soutenue par des câbles externes qui passent sur des poulies.

Le record du monde du plus long convoyeur à vol unique au monde est actuellement détenu par le vol de 31 km du système de convoyeur à bande de câble de 51 km à la mine Worsley Alumina près de Boddington, WA, Australie. Ce convoyeur a été conçu et construit par Cable Belt Conveyors en 1982. Cable Belt a depuis été acquis par Metso.

Une courroie en auge fonctionne sur un berceau de rouleaux qui plient la courroie dans une auge trapézoïdale, lui permettant de contenir plus de matériau dans une section transversale plus étroite que celle utilisée pour une courroie de câble de capacité équivalente et de négocier des courbes horizontales plus serrées. Les câbles en acier qui supportent la ceinture sont pris en sandwich entre les couvercles supérieur et inférieur de la ceinture, où ils sont plus résistants à la corrosion. Le deuxième convoyeur à une volée le plus long au monde est un convoyeur en auge installé à la mine Impumelelo de SASOL à Secunda, en Afrique du Sud. Il s'agit de la plus longue ceinture en auge à un seul vol qui existe. Conçu par CDI et construit par ELB, il transporte jusqu'à 2 500 t/h de charbon vers une usine de traitement qui transforme le charbon en carburant diesel.

Les convoyeurs tubulaires sont parfois appelés tapis tubulaires, probablement pour éviter toute confusion avec les systèmes de transport pneumatique utilisant des tubes en acier. Un convoyeur à tuyaux utilise une construction de courroie similaire à la courroie en auge, mais entre les poulies de tête et de queue, où la courroie est plate, un ensemble de six rouleaux force la courroie en forme de tuyau fermé. Cela empêche la sortie de matériaux, ce qui réduit les pertes de matériaux et l'impact environnemental dus aux déversements et aux particules transportées par le vent et empêche la contamination des matériaux transportés par l'eau de pluie et d'autres sources externes. En raison du frottement plus élevé de la roue libre, la courroie de tuyau a généralement un coût d'énergie de fonctionnement qui est environ le double du coût d'énergie d'une courroie en auge avec la même capacité, mais peut négocier des courbes horizontales et verticales beaucoup plus serrées, ce qui peut réduire considérablement le coût d'investissement de l'emprise du convoyeur. Le plus long convoyeur à tubes à un seul tuyau fait partie du système de convoyeur Hebi de la mine de charbon Hebi, dans le Henan, en Chine. Connu sous le nom de Yubei B, il a été conçu par CDI et construit par HHI. Il mesure 15 km de long et transporte 1000 t/h de charbon par heure.

Pas spécifiquement un "type", mais une circonstance géographique et politique, un transporteur international franchit les frontières nationales. Le convoyeur multi-vols de Bu Craa de 61 km mentionné ci-dessus traverse une frontière contestée entre le Maroc et le Sahara occidental et pourrait être considéré par beaucoup comme un système de convoyeur international. Cependant, le plus long convoyeur à un seul vol qui traverse une frontière internationale s'étend sur 17 km de Meghalaya, en Inde, à Chhatak, au Bangladesh. Conçu et construit par Larsen & Toubro de l'Inde pour Lafarge Cement, il transporte 960 t/h de calcaire ou de schiste utilisé pour produire du ciment pour des projets de construction au Bangladesh. Ces deux convoyeurs sont des convoyeurs en auge.

Le tableau 1 fournit une comparaison des détenteurs actuels du record du monde pour les convoyeurs terrestres de chaque type. Ces enregistrements ont été faits en déplaçant la pierre mais ne sont pas gravés dans la pierre. Quelque part, en ce moment, quelqu'un travaille sur le prochain projet record.

Une question fréquemment posée est pourquoi les convoyeurs ? Pourquoi pas des camions ou des trains ?

La réponse se trouve dans les empreintes, à la fois les empreintes physiques des plates-formes et des structures nécessaires pour les supporter, et l'empreinte carbone créée par le fait de transporter le matériau.

Les empreintes physiques sont les largeurs et les profondeurs des plates-formes nécessaires pour supporter la charge. Un convoyeur typique, y compris sa route d'accès parallèle pour l'entretien, occupe environ la moitié de l'espace qu'une autoroute à deux voies occuperait. Dans le cas des convoyeurs surélevés, même l'accès pour la maintenance peut être aménagé dans le cadre de la structure surélevée. Aucune plate-forme large requise ; aucune surface de route profonde et multicouche n'est nécessaire pour faire face aux charges d'essieu concentrées. De plus, les convoyeurs peuvent prendre des pentes plus raides que les rails, pour un chemin plus direct du point A au point B que ce qui est possible avec les trains. Alors que les camions peuvent gérer des pentes plus raides, ils nécessitent une chaussée plus épaisse pour supporter le poids concentré de la charge et du véhicule. Les coûts d'investissement et l'altération physique de l'environnement peuvent être considérablement réduits, surtout s'il n'existe pas déjà de route ou de voie ferrée, comme c'est souvent le cas.

Les empreintes carbone peuvent être envisagées en comparant les capacités des convoyeurs énumérés ci-dessus avec la capacité des plus gros camions de transport de ressources en vrac autorisés sur les principales autoroutes de l'ouest des États-Unis. Il y a beaucoup de petites autoroutes aux États-Unis et dans le monde où ce camion ne peut pas aller en raison des restrictions de poids sur les plates-formes et les ponts. Le transporteur de ressources à 10 essieux, illustré dans l'image ci-dessous, a un poids maximal autorisé d'environ 58 513 kg GVW (poids brut du véhicule). Environ 44 % de ce GVW, soit environ 25 628 kg, est le poids du véhicule. Le poids net du matériel transporté est d'environ 32 885 kg ou 33 tonnes.

Le convoyeur Chhatak peut charger 29 de ces camions par heure. Le tapis de Boddington peut charger 103 de ces camions par heure. Imaginez si vous voulez ajouter 30 à 100 de ces énormes semi-remorques toutes les heures au flux de trafic le long de votre itinéraire de travail actuel, puis imaginez ce même trafic traversant 17 à 31 km (ou plus) de l'arrière-pays australien accidenté, de la forêt vierge amazonienne, des groupes densément peuplés de villages et de champs du Bangladesh ou de Chine, ou n'importe quel port maritime industriel très fréquenté partout dans le monde.

Ces camions reviennent vides, brûlant 44 % du carburant requis pour un camion entièrement chargé. Le côté retour vide d'une bande transporteuse revient automatiquement à un coût d'environ 20 % de toute l'énergie nécessaire au processus de transport. Même si le coût du carburant d'exploitation pour les camions chargés peut être réduit pour être égal au coût de l'énergie électrique d'exploitation pour déplacer le côté chargé de la bande, la puissance de la bande de retour vide représente 50 % ou plus d'économies sur le coût énergétique du voyage de retour.

Michael E. Thompson, ing. est ingénieur mécanique senior chez Conveyor Dynamics Inc.

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