Introduction
Le plan de tir à ciel ouvert est une composante essentielle des opérations d'extraction minière et de carrière. Il s'agit d'un document précis qui détaille l'emplacement, les caractéristiques des trous de mine, et la manière dont les produits explosifs seront utilisés pour fragmenter la roche. Cet article explore en profondeur la définition, la conception et les aspects opérationnels d'un plan de tir, en mettant l'accent sur la sécurité et l'efficacité.
Définition du Plan de Tir
Un plan de tir est un document technique qui spécifie l'ensemble des paramètres nécessaires à la réalisation d'un tir de mines. Il inclut l'emplacement précis de chaque trou de mine, leurs dimensions, la quantité et le type d'explosif à utiliser, ainsi que le séquençage des détonations. Le plan de tir est conçu pour optimiser la fragmentation de la roche, minimiser les vibrations et les projections, et assurer la sécurité des personnes et des équipements.
Composants Clés d'un Plan de Tir
1. Forage des Trous de Mine
Le forage des trous de mine est la première étape de la mise en œuvre d'un plan de tir. Les trous sont généralement forés de manière sub-verticale, parallèles à une surface libre, telle qu'un gradin ou un front de taille. La taille des taillants utilisés pour le forage varie généralement entre 38 mm (1,5") et 380 mm (15").
Profondeur et Inclinaison : L'inclinaison et la profondeur des trous de forage dépendent de la hauteur du front de taille et des conditions de stabilité de la roche.
- Hauteur faible (inférieure à 10 m) : Inclinaison entre 0 et 5 degrés.
- Hauteur élevée (de 10 m à 35 m) : Inclinaison entre 5 et 30 degrés.
2. Implantation et Géométrie des Trous de Mine
Le concept de base de l'abattage à l'explosif repose sur la réalisation d'un plan de tir méticuleux. Plusieurs approches existent pour concevoir ces plans, allant de règles empiriques basées sur l'expérience à des modèles sophistiqués intégrant les caractéristiques mécaniques des roches et les discontinuités géologiques.
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Calcul de la Banquette et de l'Espacement : Des formules simples permettent de déterminer la banquette (distance entre les rangées de trous) et l'espacement (distance entre les trous d'une même rangée).
- Banquette : Banquette = 40 x diamètre de foration. Par exemple, pour un diamètre de 56 mm, la banquette est de 2 mètres.
- Espacement : L'espacement doit être compris entre 1 et 1,3 fois la banquette.
| Diamètre (mm) | Banquette (m) | Espacement (m) |
|---|---|---|
| 56 | 2,0 | 2,0 à 2,6 |
| 76 | 3,0 | 3,0 à 3,9 |
| 89 | 3,6 | 3,6 à 4,6 |
| 102 | 4 | 4 à 5,2 |
| 127 | 5 | 5 à 6,5 |
| 165 | 6,6 | 6,6 à 8 |
3. Choix et Mise en Œuvre des Explosifs
Le choix de l'explosif est crucial pour l'efficacité du tir. Il dépend de la nature de la roche, de la taille des fragments souhaités, et des contraintes environnementales.
Accessoires de Tir : Les accessoires de tir comprennent les détonateurs, les mèches, les cordeaux détonants, etc. Ils sont utilisés pour amorcer ou transmettre une inflammation ou une détonation.
Amorçage : L'amorçage consiste à mettre en place un détonateur dans la charge explosive. L'amorçage peut être "antérieur" (détonateur placé du côté du bourrage) ou "postérieur" (détonateur placé du côté du fond du trou).
Charge Amorce : Une cartouche amorce est une cartouche munie d'un détonateur. Elle est placée à l'une des extrémités de la charge et orientée de manière à initier la détonation de l'ensemble de la charge.
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Composition des Charges : La composition des charges s'entend de la nature, de la quantité et de la répartition des explosifs dans chaque trou de mine.
4. Bourrage
Le bourrage consiste à insérer un matériau neutre dans le trou de mine après la mise en place de la charge explosive. Le bourrage facilite le travail de l'explosif pendant la détonation et réduit les projections.
Matériaux de Bourrage : Le bourrage doit être constitué de matériaux appropriés remplissant toute la section du trou, ou par un dispositif spécial adapté à cet usage.
5. Circuit de Tir et Mise à Feu
Le circuit de tir est l'ensemble des circuits électriques raccordés entre eux au moment de la mise à feu. La ligne de tir est la partie du circuit de tir entre le poste de tir et les lieux du tir.
Matériel de Tir : Le matériel de tir comprend l'appareil de mise à feu, le vérificateur de circuit de tir, le bourroir, etc.
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Séquence de Retard : Les conditions d'amorçage portent sur la nature et la position de l'amorçage ainsi que sur la séquence des retards utilisés pour la charge de chaque trou de mine.
6. Sécurité et Prévention des Risques
La sécurité est une priorité absolue dans la mise en œuvre d'un plan de tir. Plusieurs mesures de sécurité doivent être mises en place pour prévenir les accidents.
Règles Générales de Transport des Explosifs :
- Toutes dispositions doivent être prises pour que, pendant leur transport, les produits explosifs ne risquent pas de se déplacer sur leur support ni d'être soumis à des chocs ou à des frottements.
- L'utilisation pour le transport de produits explosifs d'un support de charge basculant nécessite un verrouillage interdisant toute possibilité de basculement dudit support.
- Lorsqu'un véhicule contenant des produits explosifs est amené à se déplacer sous une ligne de contact électrique, les produits explosifs doivent être protégés contre les risques d'étincelles et les risques de chute de ladite ligne.
- Les produits explosifs, au cours de leur transport, doivent rester protégés par leur emballage d'origine ou un emballage approprié.
- Chaque fois que cela est possible, le transport est à effectuer sous la surveillance effective et permanente d'un unique responsable jusqu'au dépôt ou l'entrepôt ou jusqu'aux chantiers où les explosifs sont pris en charge par les boutefeux.
Précautions Avant le Tir :
- L'accès aux trous de mines dont le chargement est terminé doit être interdit à toute personne autre que le boutefeu, ses aides et le personnel de surveillance.
- Le boutefeu doit quitter le chantier le dernier.
Après le Tir :
- A l'expiration du délai d'attente, un boutefeu, assisté au besoin d'une autre personne, doit procéder à la reconnaissance du chantier afin de rechercher les anomalies éventuelles.
- Lorsque le boutefeu a terminé la reconnaissance du chantier et qu'aucune anomalie n'a été constatée, il lève l'interdiction d'accès au chantier.
Gestion des Ratés :
- En cas de raté, il est procédé, si cela est possible, à la vérification du dispositif d'amorçage conformément au dossier de prescriptions et à une nouvelle tentative de mise à feu, le cas échéant par volées partielles.
- Avant le traitement d'un raté une nouvelle tentative régulière de mise à feu est normalement effectuée si cela est possible.
7. Rôle du Boutefeu
Le boutefeu est un travailleur qualifié qui effectue ou surveille les opérations de mise en œuvre des produits explosifs. Il est responsable de la sécurité et de la bonne exécution du plan de tir. Le boutefeu doit notamment :
- Vérifier l'état des explosifs et des accessoires de tir.
- Superviser le chargement des trous de mine.
- Effectuer les raccordements électriques.
- Mettre à feu les charges.
- Inspecter le chantier après le tir.
8. Réglementation et Conformité
L'utilisation des produits explosifs est soumise à une réglementation stricte. L'exploitant de l'industrie extractive doit tenir à la disposition de l'autorité administrative les déclarations de conformité, les attestations d'examen "CE de type, les agréments et les autorisations d'utilisation ou les attestations en vue d'utilisation, les notices ou les modes d'emploi et les fiches de données de sécurité rédigées en langue française des produits explosifs qui sont utilisés dans l'exploitation.
Conditionnement des Produits Explosifs :
- Sauf pour l'amorçage ou lorsque la décision d'agrément le prévoit, le conditionnement des produits explosifs ne doit pas être modifié.
- Les produits explosifs détériorés, suspects ou dont la date limite d'emploi est dépassée ne doivent pas être utilisés.
Types de Tirs Spécifiques
- Tir par charge superficielle (ou tir à l'anglaise) : Tir effectué sans trou de mine.
- Tir fente : Tir effectué en plaçant l'explosif dans une fente naturelle du massif.
Analyse des Risques et Mesures de Prévention
Une analyse des risques approfondie est essentielle pour identifier les dangers potentiels associés à chaque étape du plan de tir. Cette analyse doit inclure :
- Les risques liés à la manipulation et au transport des explosifs.
- Les risques de projections et de vibrations.
- Les risques liés à la présence de personnes non autorisées sur le chantier.
- Les risques de ratés et d'explosions différées.
Sur la base de cette analyse, des mesures de prévention doivent être mises en place pour minimiser ces risques. Ces mesures peuvent inclure :
- La mise en place de zones de sécurité et de périmètres d'exclusion.
- L'utilisation de signaux d'avertissement clairs et audibles.
- La formation du personnel aux procédures de sécurité.
- Le contrôle strict de l'accès au chantier.
- La mise en place de procédures d'urgence en cas d'incident.
Optimisation du Plan de Tir
L'optimisation du plan de tir est un processus continu qui vise à améliorer l'efficacité de la fragmentation, à réduire les coûts et à minimiser les impacts environnementaux. Cette optimisation peut impliquer :
- L'ajustement des paramètres de forage (diamètre, profondeur, inclinaison).
- La modification de la quantité et du type d'explosif utilisé.
- L'optimisation du séquençage des détonations.
- L'utilisation de techniques de modélisation et de simulation pour prédire les résultats du tir.
- L'analyse des résultats des tirs précédents pour identifier les points d'amélioration.
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