Foreuse carotteuse intégrée
La CR600I est une foreuse de carottage sur chenilles entièrement hydraulique intégrée conçue pour les opérations de carottage à profondeur moyenne en surface. L'équipement intègre le système de puissance, le système hydraulique, la tête de puissance, le mât et le mécanisme d'avance, le dispositif de serrage, le treuil à câble, le système de circulation de boue et le mécanisme de déplacement sur chenilles sur une même plateforme, réduisant ainsi le travail d'assemblage sur site et de connexions répétées des équipements séparés. Il est plus adapté aux projets d'exploration dans les zones minières, montagneuses, vallonnées, forestières et nécessitant des transferts fréquents.
Ce modèle est positionné avec une profondeur de forage de référence de 600 m en taille N, tout en prenant en charge les besoins de carottage en taille B (800 m) et en taille H (300 m). L'angle de forage prend en charge 45° à 90°, permettant le forage de trous verticaux et inclinés, adapté à l'exploration de surface, à l'évaluation des ressources, à la vérification des limites du corps minéralisé et au forage d'extension en profondeur pour les mines d'or, de cuivre, de lithium, de fer, de plomb-zinc, de nickel et d'autres minéraux métalliques et non métalliques.
CR représente la foreuse de carottage, 600 représente la profondeur de forage de référence de 600 m en taille N, et I représente la structure intégrée. Par rapport aux foreuses de carottage portables ou aux grandes foreuses modulaires, la CR600I met davantage l'accent sur l'intégration de la machine, la mobilité sur chenilles et le déploiement rapide sur site. Par rapport aux machines intégrées de plus grande profondeur, la classe 600 m est plus adaptée aux projets d'exploration de surface de profondeur moyenne, multi-trous et à fonctionnement continu en termes de transport, d'organisation du chantier et d'investissement en équipement.
Selon les valeurs de référence des conditions de travail typiques dans les documents, la capacité de forage de la CR600I est de 800 m en taille B, 600 m en taille N et 300 m en taille H. Différentes tailles correspondent à différents systèmes de tiges et de carottage. La profondeur de forage réellement atteignable n'est pas une valeur fixe et peut être influencée par l'angle de forage, l'intégrité de la roche, le poids des tiges, les outils de fond, les performances de la boue, la stabilité de la paroi du trou et la méthode d'opération.
La CR600I prend en charge le forage dans une plage de 45° à 90°, permettant de choisir des trous verticaux ou inclinés en fonction de la géométrie du corps minéralisé, de la direction des structures et de la disposition des lignes d'exploration. Pour les corps minéralisés inclinés, les filons, les structures de faille, les zones d'altération et les corps minéralisés cachés, un choix raisonnable de l'angle du trou peut augmenter la probabilité de traverser la cible, évitant que la direction du forage soit trop parallèle à la direction du corps minéralisé, ce qui réduirait la longueur effective de minéralisation rencontrée.
La tête de puissance adopte une combinaison d'entraînement direct/engrenage, avec un couple maximal de 960 N·m, une vitesse maximale de 1150 tr/min, un rapport de conversion d'engrenage direct/1:2,4, et prend en charge le déplacement latéral hydraulique. Les vitesses plus élevées conviennent au forage de carottage au diamant. En adaptant raisonnablement le trépan, la vitesse, la force d'avance et les paramètres de boue, il est possible d'équilibrer l'efficacité de forage et la qualité de la carotte. Après le déplacement latéral de la tête de puissance, un espace de travail plus pratique est libéré pour le montage/démontage des tiges, les opérations à l'embouchure du trou, le traitement des outils de carottage et la maintenance.
Le mât adopte une structure repliable, avec une course d'avance de 1,9 m, capable de traiter des tiges de 1,5 m. La vitesse d'avance est réglable en rapide et lent, avec une force d'avance de 42 kN et une force de levage de 130 kN. Le mât repliable contribue à réduire la hauteur en position de transport et la difficulté de transfert, tout en assurant la stabilité du forage, adapté aux projets de carottage de surface à profondeur moyenne en continu.
Le système de treuil à câble utilise un câble en acier de 6 mm, avec une capacité de 800 m, une force de levage de 11 kN et une vitesse de levage de 98 m/min. Le carottage par câble permet de récupérer le tube intérieur et la carotte sans soulever fréquemment toute la colonne de tiges, réduisant ainsi le temps auxiliaire, particulièrement adapté aux opérations de carottage continu à profondeur moyenne. Pour les trous de taille N de 600 m, une vitesse de treuil et une capacité de câble raisonnables contribuent à améliorer l'efficacité par équipe.
Le dispositif de serrage a un diamètre de passage de 127 mm, compatible avec les systèmes de tiges courants tels que NQ, HQ, PQ, NTW, HTW. Le serrage est effectué hydrauliquement avec une structure anti-chute par gravité en forme de coin, fournissant un maintien stable lors de la connexion, du démontage, de l'ajout et du retrait des tiges et des opérations à l'embouchure du trou, contribuant à réduire les risques de glissement accidentel des tiges et de fausses manœuvres.
Le débit de référence de la pompe principale est de 220 L/min, avec une pression de 20 MPa ; la pompe auxiliaire a un débit de référence de 60 L/min et une pression de 17 MPa, avec un refroidissement par air. Le système hydraulique à haut débit alimente la tête de puissance, l'avance, le mât, le déplacement et les mécanismes auxiliaires. L'équipement est également équipé d'une filtration haute pression pour réduire l'usure causée par les contaminants dans l'huile hydraulique sur les pompes, les vannes de contrôle et les actionneurs.
Le système de boue a un débit de référence de 100 L/min, une pression de 7 MPa, une vitesse de 360 tr/min et une puissance de 14 kW. La circulation de boue joue un rôle dans le refroidissement du trépan, le transport des cuttings, la stabilisation de la paroi du trou, la lubrification des outils et l'amélioration de l'environnement du trou pendant le carottage. Lorsque l'on pénètre dans des zones de fracture, des couches fortement altérées, des zones de fissures ou des zones de perte, la viscosité de la boue, le débit et les mesures de protection de la paroi doivent être ajustés en temps opportun en fonction du retour de boue.
Le système de puissance adopte un moteur diesel à quatre cylindres turbocompressé à injection directe de type 4BTA3.9 de 3,9 L, avec une puissance nominale de 97 kW, une vitesse nominale de 2200 tr/min, un refroidissement par eau et un système électrique de 24 V. Cette configuration de puissance peut répondre aux besoins de fonctionnement coordonné de la tête de puissance, du système hydraulique, du déplacement sur chenilles et du système de boue, adapté au fonctionnement continu sur le terrain et aux opérations de carottage à profondeur moyenne dans des conditions complexes.
Le châssis à chenilles présente une stabilité élevée, une force de traction importante, une bonne capacité tout-terrain et une meilleure adaptabilité aux sols meubles, adapté aux pistes minières, aux zones montagneuses, vallonnées, aux routes en gravier, aux sols argileux et aux scénarios d'exploration nécessitant des changements fréquents de position de forage. La structure intégrée réduit le travail de levage et de connexion répétée des équipements séparés, particulièrement adapté au forage continu de plusieurs trous dans une même zone minière.
La machine peut être équipée d'une télécommande sans fil, permettant l'opération à distance de certaines actions dans une certaine portée. Les déplacements de l'équipement, les ajustements de posture et certaines actions auxiliaires peuvent être effectués à distance, réduisant le temps pendant lequel le personnel reste à proximité des pièces mobiles telles que les chenilles, le mât et la tête de puissance. La télécommande sans fil ne remplace pas la gestion de la sécurité sur site ; il est toujours nécessaire de définir une zone de sécurité, de coordonner les opérations et de s'assurer que personne ne se trouve autour de l'équipement avant de l'actionner.
La CR600I est adaptée à la prospection de l'or, à l'exploration détaillée, au forage de densification, ainsi qu'à la vérification des filons de quartz, des zones d'altération et des corps minéralisés cachés. Grâce à des carottes continues, il est possible d'observer l'épaisseur de la zone minéralisée, le développement des fractures, les caractéristiques d'altération, les relations de contact avec l'encaissant et l'extension en profondeur, fournissant des données de base pour l'échantillonnage, l'analyse de la teneur et la modélisation géologique 3D.
Dans les projets de mines de cuivre, de plomb-zinc, de nickel et de métaux polymétalliques, la CR600I peut être utilisée pour le contrôle des limites du corps minéralisé, la vérification des structures, le jugement de l'extension en profondeur et la mise à niveau des ressources. Les carottes continues peuvent préserver plus complètement les contacts lithologiques, les structures minéralisées et les informations d'altération, facilitant la stratification, la description et l'échantillonnage par les géologues.
Pour les projets d'exploration de lithium, de pegmatites et d'autres métaux rares, des carottes continues peuvent être obtenues par une combinaison de trous verticaux et inclinés, afin de déterminer l'épaisseur, la géométrie, la direction d'extension, l'association minérale et les variations de teneur des corps de pegmatite. Pour les zones de pegmatite montagneuses avec un relief important, la structure intégrée à chenilles facilite le transfert entre plusieurs plates-formes.
La CR600I peut également être utilisée pour la prospection géologique et la vérification des ressources de minéraux métalliques et non métalliques tels que le fer, le graphite, le phosphate et le calcaire. Pour les projets nécessitant l'obtention de données stratigraphiques continues, l'observation des variations de couches et l'évaluation de la structure de la roche, le forage de carottage fournit des informations géologiques plus complètes que le forage produisant uniquement des cuttings.
Outre l'exploration minière, ce modèle est également adapté à la prospection géologique régionale, à la vérification des strates, à l'étude des structures, au forage géotechnique complémentaire, à la recherche de minéralisation en périphérie des zones minières et à la vérification de l'extension en profondeur des corps minéralisés connus. Grâce à la description géologique des carottes, aux statistiques RQD, à l'observation des surfaces de discontinuité et aux tests en laboratoire, des données peuvent être fournies pour l'évaluation des ressources et les décisions techniques.
La structure intégrée à chenilles convient aux travaux dans les zones montagneuses, vallonnées, forestières et minières éloignées. Avant le début des travaux, il est essentiel d'évaluer la largeur des routes de transport, les pentes, les rayons de courbure, la capacité de charge des ponts et des ponceaux, les dimensions de la plate-forme, la capacité portante du sol et les conditions de drainage. Pour les travaux sur pente, la plate-forme doit d'abord être nivelée et des supports fiables doivent être installés ; on ne peut pas compter uniquement sur la friction entre les chenilles et le sol pour maintenir la stabilité de l'équipement.
Dans les formations rocheuses dures et intactes telles que le granite, le basalte et le quartzite, il convient de choisir le trépan au diamant, la dureté de la matrice, la vitesse, la force d'avance et les paramètres de boue appropriés en fonction de l'abrasivité et de l'intégrité de la roche. Une force d'avance excessive augmentera l'usure du trépan et le risque de déviation du trou, tandis qu'une force d'avance trop faible peut réduire l'efficacité du forage. Il est donc nécessaire d'ajuster dynamiquement en fonction de la pression de forage, de la pression de pompe et du retour des cuttings.
Lorsque l'on pénètre dans des zones de faille, des zones très fracturées ou des formations où l'intégrité de la carotte est médiocre, il convient de réduire la vitesse d'avance et la vitesse de rotation, de raccourcir la longueur de carottage par passe, et de renforcer la protection de la paroi avec de la boue. Si nécessaire, des tubages, des matériaux de colmatage ou d'autres mesures de stabilisation de la paroi peuvent être utilisés pour réduire les risques d'effondrement, de coincement, de perte et de perte de carotte.
Les sols de surface, les couches de gravier, les couches d'argile et les roches fortement altérées ont généralement une stabilité de paroi médiocre. Il est recommandé de privilégier la protection de la partie supérieure du trou et le tubage. Une fois la roche saine atteinte, les paramètres de carottage normaux peuvent être progressivement ajustés en fonction de la dureté et de l'intégrité de la roche. La qualité du traitement des morts-terrains affecte directement la verticalité du forage en profondeur et la stabilité de la paroi.
En cas de rencontre d'eaux de fissure, d'aquifères importants ou de zones de perte, il convient de surveiller en temps opportun les changements de retour de boue, de pression de pompe, de niveau de boue dans le trou et de consommation de boue. Les pertes légères peuvent être améliorées en ajustant les propriétés de la boue ; les pertes graves peuvent nécessiter un colmatage, un tubage ou un traitement par sections. Continuer à forer intensivement sans traitement peut entraîner un nettoyage insuffisant du fond du trou, un coincement ou une usure anormale des outils.
Le cœur du forage de carottage n'est pas seulement de forer profondément, mais aussi de garantir la qualité de la carotte. Pendant le processus, il convient de choisir le trépan, le tube intérieur et les outils de carottage appropriés en fonction des conditions de la formation, et de contrôler raisonnablement la longueur de chaque passe. Après la sortie de la carotte, elle doit être disposée, numérotée, photographiée et enregistrée en temps opportun dans l'ordre de profondeur, afin d'éviter le mélange des échantillons, l'inversion de l'ordre ou la contamination.
L'efficacité réelle dépend de l'adéquation entre le trépan et la formation, de la pression de forage, de la vitesse de rotation, du débit de boue, du nettoyage du fond du trou, de l'efficacité de connexion des tiges et de l'expérience de l'opérateur. Les paramètres de l'équipement ne sont que des conditions de base et ne représentent pas à eux seuls la productivité sur site. Pour les projets en continu, la disponibilité des trépans de rechange, des pièces d'usure, des matériaux de boue et le programme de maintenance quotidienne affectent également directement l'avancement mensuel effectif.
Lors de la sélection des outils de forage, il convient de confirmer d'abord la profondeur cible, la taille B/N/H, l'angle de forage, la lithologie principale, l'épaisseur des morts-terrains et la position prévue des zones de fracture, puis de déterminer les tiges, les trépans, les aléseurs, les tubes carottiers, les tubages et le plan de boue. Si le projet présente des conditions particulières telles qu'une haute altitude, un froid extrême, une chaleur élevée, un transport sur de longues distances ou un fonctionnement prolongé dans des zones éloignées, il convient de confirmer à l'avance la configuration du moteur, du refroidissement, de l'huile hydraulique, du carburant et des pièces de rechange.
| Capacité de forage | |
|---|---|
| Profondeur de forage de référence en taille B | 800 m |
| Profondeur de forage de référence en taille N | 600 m |
| Profondeur de forage de référence en taille H | 300 m |
| Angle de forage | 45°-90° |
| Longueur de tige manipulée | 1,5 m |
| Tête de puissance | |
| Mode d'entraînement | Entraînement direct / engrenage |
| Couple maximal | 960 N·m |
| Vitesse maximale | 1150 tr/min |
| Conversion d'engrenage | Entraînement direct / 1:2,4 |
| Mode de déplacement | Déplacement latéral hydraulique |
| Système de mât et d'avance | |
| Course d'avance | 1,9 m |
| Vitesse d'avance | Rapide + lente réglable |
| Mode d'installation du mât | Repliable |
| Force d'avance | 42 kN |
| Force de levage | 130 kN |
| Système de treuil à câble | |
| Diamètre du câble en acier | 6 mm |
| Capacité du câble | 800 m |
| Force de levage | 11 kN |
| Vitesse de levage | 98 m/min |
| Dispositif de serrage | |
| Diamètre de passage | 127 mm |
| Tiges compatibles | NQ, HQ, PQ, NTW, HTW |
| Mode de serrage | Serrage hydraulique + anti-chute par gravité en forme de coin |
| Système hydraulique | |
| Débit de référence de la pompe principale | 220 L/min |
| Pression de la pompe principale | 20 MPa |
| Débit de référence de la pompe auxiliaire | 60 L/min |
| Pression de la pompe auxiliaire | 17 MPa |
| Mode de refroidissement | Refroidissement par air |
| Système de boue | |
| Débit | 100 L/min |
| Pression | 7 MPa |
| Vitesse | 360 tr/min |
| Puissance | 14 kW |
| Système de puissance | |
| Modèle du moteur | 4BTA3.9 |
| Cylindrée du moteur | 3,9 L |
| Puissance du moteur | 97 kW |
| Vitesse du moteur | 2200 tr/min |
| Type de moteur | Moteur diesel à quatre cylindres turbocompressé à injection directe |
| Mode de refroidissement | Refroidissement par eau |
| Système électrique | 24 V |
La profondeur de forage est une valeur de référence dans des conditions de travail typiques et ne doit pas être interprétée comme une profondeur atteignable dans toutes les formations, à tous les angles et avec toutes les configurations d'outils. Avant la mise en œuvre du projet, le plan de forage final doit être confirmé en fonction de la profondeur cible, de la taille de la carotte, de l'inclinaison du trou, de l'intégrité de la formation, du poids des outils de fond et des conditions de circulation de boue.
Avant que l'équipement ne pénètre dans des zones montagneuses, en pente, forestières ou sur des sols meubles, la route de transport et la capacité portante de la plate-forme doivent être vérifiées. Lors du levage du mât, du forage en trou incliné et des opérations de levage importantes, il convient de s'assurer que l'équipement est de niveau et que les vérins sont correctement supportés, en évitant de forcer dans des zones où le sol peut s'affaisser ou où la stabilité de la pente est insuffisante.
Le système hydraulique doit maintenir l'huile propre, vérifier régulièrement les filtres, l'huile hydraulique, les flexibles, les raccords, la température de l'huile et la dissipation de chaleur. En cas de mouvements lents, de pression anormale, de température d'huile trop élevée ou de bruits anormaux, arrêter la machine pour inspection, en évitant de continuer à fonctionner avec un défaut.
Le système de boue doit être ajusté en temps opportun en fonction de la formation. Un nettoyage insuffisant du fond du trou augmente l'usure du trépan, le risque de blocage de la carotte et de coincement ; une boue trop épaisse ou un débit excessif peut également augmenter la résistance dans le trou. Il est donc nécessaire d'ajuster dynamiquement en fonction de la pression de pompe et du retour de boue.
Le treuil de carottage par câble, le dispositif de serrage et les connexions de tiges sont des zones à haute fréquence d'utilisation. Il convient de vérifier à chaque équipe l'usure du câble, l'état de serrage, le serrage des connexions et le mécanisme anti-chute. En cas de rupture de fils du câble, de force de serrage insuffisante ou de fuite hydraulique, traiter immédiatement.
La télécommande sans fil est uniquement destinée à améliorer la commodité d'utilisation et à réduire le temps pendant lequel le personnel reste à proximité des pièces mobiles de l'équipement ; elle ne remplace pas la surveillance sur site. Avant l'opération à distance, vérifier le personnel, les obstacles et l'état des tiges autour de l'équipement, et maintenir une coordination unifiée.
En raison des différences dans les conditions géologiques réelles, les outils de fond, l'angle de forage et les méthodes d'opération, l'efficacité de forage finale, la profondeur et le taux de récupération de la carotte doivent être basés sur les conditions réelles du site.
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