Pourquoi les joints des perceuses à roche se détériorent-ils plus rapidement dans les sites miniers en haute altitude ?

À 4 200 mètres d’altitude — soit approximativement l’altitude de fonctionnement de plusieurs mines de cuivre et d’or des Andes au Pérou et au Chili — la pression atmosphérique n’est que de 61 % de sa valeur au niveau de la mer. Cette réduction affecte la perceuse hydraulique pour roche de trois manières qui se cumulent et entraînent une défaillance accélérée des joints d’étanchéité : une efficacité réduite du refroidissement par l’eau de rinçage, un risque accru d’aération de l’huile hydraulique et une dissipation thermique dégradée depuis toutes les surfaces du circuit exposées à l’air ambiant. Aucun de ces effets n’est important pris isolément. Ensemble, ils élèvent la température de perçage par percussion de 12 à 18 °C par rapport à celle produite par la même perceuse à 1 000 mètres, ce qui suffit à faire entrer le composé polyuréthane Shore 90 dans le régime de vieillissement accéléré, au-delà de sa température optimale de retour de 78 °C.

La mine d’Antamina, située dans la région d’Ancash au Pérou (à une altitude de 4 300 m), fonctionne Atlas Copco avec des foreuses à percussion dans des skarns cuivre-zinc présentant une résistance à la compression uniaxiale (UCS) de 140 à 180 MPa. Les ingénieurs en maintenance y ont constaté que la durée de vie des joints à percussion était réduite de 18 à 22 % par rapport à celle des mêmes modèles de machines utilisés dans des exploitations souterraines norvégiennes au niveau de la mer — après ajustement pour la dureté de la formation et la pression de fonctionnement. Le mécanisme principal identifié : la densité de l’air, plus faible en haute altitude, diminue de 35 à 40 % l’efficacité du refroidissement par air forcé du circuit hydraulique, et le système de régulation thermique de la machine ne compensait pas suffisamment ce phénomène. La solution consistait à recalibrer la vanne de dérivation du refroidisseur d’huile sur un point de consigne de température plus bas — ce qui ramenait la température de l’huile en retour de 86 °C à 78 °C — permettant ainsi de rétablir la durée de vie des joints à moins de 8 % de celle observée au niveau de la mer.

Ajustements de la gestion des joints en haute altitude

La correction d’altitude du point de consigne du contournement du refroidisseur ne coûte rien, hormis le temps passé par l’ingénieur de maintenance pour régler le thermostat. Ignorer cette correction réduit de 18–22 % la durée de vie des joints à chaque cycle de remplacement, sur toute la durée de fonctionnement de la machine. HOVOO fournit des facteurs de correction d’altitude pour la gestion thermique hydraulique et l’ajustement des intervalles de remplacement des joints dans les opérations minières d’Amérique du Sud. Références complètes sur hovooseal.com.