Application du brise-roche hydraulique dans les tunnels miniers : sélection du modèle lourd et techniques d'amélioration de l'efficacité

Les travaux de creusement de tunnels miniers soumettent un brise-roche hydraulique aux conditions les plus exigeantes possibles : roche dure, espace confiné, ventilation insuffisante et postes de travail en continu. Le cycle d’utilisation d’un brise-roche conçu pour une banquette de carrière en surface diffère de celui d’un appareil utilisé en souterrain. Les techniques d’optimisation de l’efficacité applicables en plein air ne sont pas toutes transposables. Choisir le modèle adapté et appliquer les bonnes pratiques d’exploitation pour un brise-roche lourd dans un tunnel minier constitue un défi différent de celui rencontré dans tout autre contexte.

Sélection de modèles lourds pour roche dure souterraine

La contrainte liée au porteur souterrain est différente de celle qui s'applique en surface. Une pelleteuse de 20 tonnes sur une carrière à ciel ouvert bénéficie d'une extension complète de sa flèche et d'une hauteur libre verticale non restreinte. En souterrain, c'est le profil du tunnel qui détermine les dimensions maximales acceptables. Dans des galeries étroites — souvent de 3 à 5 mètres de largeur et de 3 à 4 mètres de hauteur — le porteur peut être limité à une machine compacte de 10 à 15 tonnes. Pour le creusement de tunnels dans le rocher dur, cela signifie choisir un brise-roche capable de délivrer une énergie maximale dans la classe de poids que le tunnel est en mesure d’accueillir. Une machine compacte de 15 tonnes équipée d’un brise-roche haute pression de 155 mm fonctionnant à 200–220 bar injecte plus d’énergie de fracturation dans le granite dur par poste de travail qu’une unité plus grande incapable de pivoter correctement avec sa flèche dans la section de front.

Les recherches chinoises sur le forage et le percement hydraulique dans les tunnels rocheux durs (DHIHT) menées par l’Université de Taiyuan ont montré que l’espacement des pré-perçages ne devrait pas dépasser 0,20 mètre pour créer efficacement une surface libre devant la zone de percement. Le même principe s’applique à tout tunnel minier dans roche dure : le percement hydraulique seul contre une face intacte, sans pré-perçage de décharge, est plus lent que le percement réalisé en présence de certaines surfaces libres vers lesquelles travailler. Associez le foreur et le brise-roche en séquence, et non comme des solutions alternatives.

Amélioration de l’efficacité au front de taille

Dans une avance en tunnel, chaque cycle pendant lequel l’opérateur s’arrête pour repositionner coûte davantage que sur un banc de surface, car la machine dispose de moins d’espace pour manœuvrer et la face est plus étroite. Positionner précisément l’outil briseur au début de chaque cycle de frappe — sur une fissure, une jointure ou un trou percé — et travailler en partant de la face libre permet d’obtenir du matériau plus rapidement que de frapper à plusieurs reprises la même surface pleine. Ne jamais utiliser le briseur au même point plus de 30 à 60 secondes consécutivement : la pointe de la bêche chauffe, sa dureté diminue à l’extrémité, et l’outil s’émousse plus rapidement sur une surface déjà résistante.

La maîtrise des poussières dans une avance de tunnel n’est pas facultative. La réglementation OSHA 29 CFR 1926.800 exige un débit d’air frais d’au moins 200 CFM par travailleur dans les opérations souterraines comportant des activités génératrices de poussières. Le perçage humide et la pulvérisation d’eau sous forme de brouillard au niveau de la zone de la pointe permettent de réduire les poussières de silice à leur point de génération. Le carter fermé du marteau-piqueur empêche les poussières rocheuses de pénétrer dans la douille — dans un tunnel creusé dans du rocher dur, la charge de poussière exposée est suffisamment élevée pour que le joint anti-poussière d’un marteau-piqueur de type ouvert s’use nettement plus rapidement que dans des travaux en carrière à ciel ouvert.

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Tunnel minier : défis et adaptation

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