processus de forage dans l'industrie minière

LE FORAGE MINIER
REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE
UNION – DISCIPLINE - TRAVAIL
NOVEMBRE 2014
1

Présenter par: Abou COULIBALY
 Ingénieur de conception en mines, pétrole
et énergies
CONTACTS:
47 57 43 59 / 41 7373 69
coulabou@hotmail.com
2

Objectif principal
• La réalisation d’un forage minier
Objectifs spécifiques
 Connaître les équipements requis pour la réalisation du forage
 Maitriser les différents types de forage
 Assurer la sécurité pendant les opérations
 Être capable d’évaluer les travaux de forage
3

PLAN DE TRAVAIL
INTRODUCTION
1. Les différents techniques de forages
• Le Diamond
• Le RAB
• Le Aire Core
• Le RC
2. Les équipements et matériels utilisés
3. La sécurité
4. l’évaluation des travaux
• Les Réunions de sécurité
• Equipements de Protection Individuelle (EPI)
• Personnel qualifié
• Les éléments essentielles du RIG
• Les matériels supplémentaires au RIG
• Les matériels intermédiaires du dispositif de forage
• présentation du cahier de rapport de forages journaliers
• présentation de la fiche d’évaluation
CONCLUSION
• Le positionnement du RIG (setup)
• Dispositif du matériel de forage
4

INTRODUCTION
Le forage est une activité fondamentale dans le domaine
minier en occurrence, dans
• l’évaluation des potentiels
• et aussi pour tester l’enracinement des anomalies.
Le forage est un trou creusé dans la terre par des foreuses.
C’est un ouvrage qui permet la mise en valeur des ressources
minérales.
Les multiples techniques de forage (RAB, AIRE CORE, RC,
DIAMOND) constituent un large éventail d’investigation mis
à la disposition du client qui devra choisir la méthode
appropriée en fonction de ses motivations. 5

LES TYPES DE FORAGES
 LE FORAGE DIAMOND (forage carotté)
 Outil : une couronne avec des dents en diamant dans la roche
dure et les échantillons sont récupérés sous forme de carotte.
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Cette technique permet d’avoir du matériel représentatif sur lequel
seront possibles toutes les mesures de directions, d’angle des
différentes structures observées et aussi une bonne description de la
roche.
 Méthode : carottage
 Domaine : dans la roche dure

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 LE FORAGE RAB
Le forage RAB ou forage par roto percussion permet d’effectuer les
premiers pas en exploration. Cette une technique simple, économique et
facile à réaliser
 Outil : le tricône. Cet outil n’est pas approprier à forer dans la roche dure,
Pendant l’investigation, lorsque la roche est atteinte, on passe au trou
suivant
 Méthode : méthode directe
une méthode qui consiste à envoyer de l’air comprimé par le tube intérieur et
les échantillons sont recueillis en surface en passant par les parois du trou.
Pour ce type de forage, le risque de contamination des échantillons est élevé
 Domaine : dans les latérites

8
LE FORAGE AIRE CORE
 Outil: un tricône
C’est une technique qui utilise la méthode inverse consiste à :
• envoyé de l’air comprimé par l’espace annulaire
• et les échantillons remontent à la surface par le tube intérieur.
 Domaine: s’effectue dans les latérites
 Méthode: circulation inverse

9
LE FORAGE RC ( reverse circulation)
 Outil : un bit monté sur un marteau fond de trou (MFT) d’un mètre de
longueur
 Méthode: circulation inverse
C’est une technique qui permet de récupérer les échantillons en continue et
évite toutes contaminations des échantillons.
 Domaine: creuse dans la roche dure jusqu'à 250 mètres de profondeur
Cet assemblage est fixé sur la première tige. Chaque tige a une masse de
150 Kilogramme avec un diamètre de 124 millimètres

13
 Schéma de principe du forage RC

• A l’aide des commandes hydrauliques, le sondeur envoie l’air
comprimé depuis le compresseur. Cet air est amplifié par le booster
(400 bars) et circule dans les flexibles d’air jusqu’ à l’outil en passant par
les tiges.
• Cette méthode de forage génère suffisamment d’air et une pression de
rotation sur l’outil. Le marteau fond de trou(MFT) et un train de tige
double(10) génère la percussion et crée des échantillons de roches.
• L’air comprimé injecté par le touret(1), se déplace par la chambre
extérieur de la tige de forage (entre le diamètre extérieur du tube
intérieur et le diamètre intérieur de la tige externe : flèche bleue)
jusqu’au marteau(2) qui aura pour effet d’entrainer un piston entre deux
chambres de haut en bas.
14

• L’air est évacué par des ports qui s’ouvrent et se ferment en
fonction des déplacements du piston avec un cycle pouvant
atteindre 2000 mouvements par minutes.
• En fin de course le piston entre en contact avec l’outil(3) et
l’énergie transmise au bit (taillant RC) est suffisante pour briser
la roche.
• Ainsi Les échantillons remontent par la partie intérieure de la
tige double (donc par le tube intérieur : flèche verte) sous l’effet
de la pression d’air injectée et arrive au cyclone(4) en passant
par le déviateur(6) des cuttings (échantillons).
15

TABLEAU COMPARATIF
Méthode de carottage Méthode par
circulation inverse
Méthode par
circulation direct
Application Utilisation pour les
prélèvements très précis
Utilisée pour des
prélèvements en masse
où l’analyse géochimique
est importante.
Utilisée pour des
prélèvements en
masse.
Echantillon L’analyse peut se faire
directement sur le site car
l’échantillon est intact, Les
grains sont visibles
Les échantillons sont
récupérer en masses.
Les échantillons sont
récupérés en masse.
Vitesse de forage Vitesse d’avancement
lente, peut variée
considérablement suivant
le type de formation.
Taux de pénétration
rapide, peut varier
considérablement en
fonction des
conditions du sol et la
profondeur du trou.
Taux de
pénétration très
rapide.
Capacité de
profondeur
1 kilomètre au maximum 250 mètres au
maximum
80 mètres au
maximum
16

TABLEAU COMPARATIF
Flexibilité
Possibilité de
sélectionner des outils
pour une variété de
formations rocheuses et
sol.
Limitée à des
formations
consolidées
seulement où le
forage à trou ouvert
est possible.
Limitée aux
formations pas
trop consolidés.
Coût
Faible investissement
initial, mais
généralement plus
coûteux au mètre foré à
cause de la limitation de
la rapidité de cette
méthode.
Investissement initial
important mais cette
méthode de forage est
plus rapide et donc le
prix au mètre foré est
plus intéressant.
Moins couteux
Risques de
contamination
Très faible faibles élevé
17

MATERIELS ET EQUIPEMENTS
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La foreuse (RIG)
Le RIG est un engin à roue ou à chaine qui est manipulable et a une composition
complexe d’éléments. Chaque élément a un rôle prépondérant dans l’exécution
des ouvrages (forages).
Fig 4: la foreuse

19
 EQUIPEMENTS ESSENTIELS DU RIG
 LE MOTEUR : il permet le démarrage du RIG.
 LE SYSTEME HYDRAULIQUE : Il permet le contrôle de tous les
mouvements du mât par le biais des flexibles hydrauliques.
 LE MAT : avec une longueur de 9 mètres, le mât est composé de plusieurs
éléments qui sont : le GIP, la tête de rotation, le clamp et les flexibles
hydrauliques.
-LE GIP : situé à l’extrémité de la partie supérieure du mât, il sert à soulever
les tiges.

20
-LA TETE DE ROTATION : Sous l’effet de son poids, et aussi
par le biais des commandes hydrauliques, elle produit des
mouvements de rotation. Elle est reliée au flexible d’échantillons
par le AIR SWIVELL et à la tige par le SPINDLE SUB.
Air swivell
Tête de
rotation
Spindle sub
Fig 5: la tête de rotation

22
-LE CLAMP : C’est la partie inférieure du mât à l’intérieur de
laquelle la tige pénètre pour atteindre le point à forer.
-LES FLEXIBLES: le flexible du mât, du moteur, de la tête de
rotation, du GIP, du AIR SWIVELL et du CLAMP.

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Air swivell
Tête de
rotation
flexibles
clamp
Staffing box
cyclone

24
Figure 8: vue générale des équipements d’un RIG

25
 LES MATÉRIELS SUPPLÉMENTAIRES AU RIG
-LE COMPRESSEUR : il permet d’envoyer de l’air comprimé à haute
pression dans le forage pour permettre la remontée des échantillons à
la surface à travers le cyclone.
Figure 9: le compresseur

26
-LE BOOSTER : c’est un amplificateur qui vient en soutient au
compresseur à des profondeurs ou la pression d’air générer par
celui-ci est faible. Le BOOSTER permet aussi de chasser les
remontées d’eau afin d’avoir des échantillons secs.
Figure 10: le booster

27
-LE CYCLONE : c’est un engin par lequel les échantillons sont
recueillis à la surface.
Figure 11: le cyclone

28
- LE SPLITTER:
Figure 12: le splitter à grille Figure 13 : le splitter à cône

29
-STAFING BOX : C’est un outil qui permet d’orienter la tige lors du
forage. Il est aussi composé d’un orifice lié à un flexible permettant
l’évacuation en surface, d’eau et de boue rencontrée dans le trou de
forage.
Figure 14: le staffing box

30
-LES TIGES : Ce sont des tubes à l’intérieur desquelles, on a des tiges
intérieurs. Sur ces tubes, on fixe le marteau sur lequel est emboité le
bit.
Figure 15: Les tiges de forage

31
Figure 16: tiges de forage intégrées

32
Figure 17a: le bit vu de face
Figure 17b: le bit vu de profil
Figure 17c: le hammer

33
Figure 18: le bit sur chantier

34
 LES MATÉRIELS INTERMEDIAIRES DU DISPOSITIF DE
FORAGE
-LE FLEXIBLE D’AIR : c’est le trajet par lequel l’air est envoyé à
partir du compresseur et de booster au AIR SWIVELL situé sur
la tête de rotation.
-LE FLEXIBLE D’ECHANTILLONS : C’est le conduit qui relie
la tête de rotation au cyclone, par lequel les échantillons transitent.

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 LE POSITIONNEMENT DU RIG (SETUP)
 la délimitation de l’espace
 on positionne le RIG dans la direction souhaitée
 Le sondeur descend les jacks pour stabiliser la foreuse à
l’horizontal. Cet équilibre est vérifié par un clinomètre.
 on lève le mât à un angle défini au préalable, puis on confirme
l’exactitude de la déclinaison par le même clinomètre.

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 DISPOSITIF DU MATERIEL DE FORAGE
 C’est un dispositif composé de compresseur, de booster, du
RIG et du cyclone liée les uns aux autres par des raccords
soutenus par des câbles de sécurité.
 Le compresseur, le booster et le RIG sont liés par deux
flexibles d’air. De même, la foreuse est relié au cyclone par
le flexible d’échantillons.

WORK-OVER
37
Figure 19a: Blow back adaptor sub
Figure 19b: Blow down adaptor sub

WORK-OVER
38
Blow down
adaptor
sub
Figure 20: débouchage du train de tige ou de l’outil

WORK-OVER
39
Blow
back
adaptor
sub
Figure 21: débouchage de la partie superficielle des équipements

LA SECURITE
40
 LES RÉUNIONS DE SÉCURITÉ
 Des réunions hebdomadaires sur la sécurité sont tenues afin
de passer en revue les questions générales en ce qui concerne
la sécurité.
 les réunions quotidiennes (PRESTART MEETING)
comprennent une révision des risques et problèmes spécifiques
liés aux activités de l’employé.
 Le superviseur technique du projet envoie une copie du procès-
verbal de la réunion hebdomadaire au client.
 Une autre copie sera gardée à des fins de vérification.

LA SECURITE
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 EQUIPEMENTS DE PROTECTION INDIVIDUELLE
(EPI)
 Des casques
Des casques pour éviter de se prendre des projectiles sur
la tête lors des mouvements de rotation de la foreuse,
atteignant 2000 tours par minutes.
 Des bouchons d’oreilles
Des bouchons d’oreilles pour se protéger des bruits
assourdissants émis par les moteurs, le compresseur et le
booster qui peuvent brisés les tympans.

LA SECURITE
42
(EPI)
 Des chaussures de sécurité
Des chaussures de sécurité qui vous protège de la boue et des
chocs aux pieds.
 Des gans
Les gans sont utilisés pour la saisie des matériels et aussi vous
protègent des écorchures.

LA SECURITE
43
(EPI)
 Des masques anti-poussière
Les masques anti-poussières protègent contre les nuages de
poussière dégagée lors du forage. Et aussi des infections
pulmonaires et de la sinusite etc.…
 Des lunettes de sécurité
Les lunettes de sécurité protègent les yeux contre la poussière et
les rayons solaires.

LA SECURITE
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 PERSONNEL QUALIFIÉ
 Une attention particulière est accordée au tri et à la sélection
des travailleurs compétents, qualifiés et agrées pour le projet.
 Les connaissances techniques, les besoins de formation et
l’approche d’un employé à l’ égard des questions primordiales de
sécurité sont régulièrement passées en revue par le superviseur
technique du projet.
 Et aussi s’assuré si le personnel peut faire son travail.
 Il doit être composé de sondeur ou DRILLER (chef de l’équipage),
d’un sondeur adjoint (TRAINEE DRILLER) et de trois
ouvriers(OFFSIDERS).

EVALUATIONS DES TRAVAUX
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 PRÉSENTATION DU CAHIER DE RAPPORT DE FORAGES
JOURNALIERS (DAILY DRILLING RAPORT)
 Ce cahier est composé de plusieurs fiches techniques détachables.
Ces fiches se présentent sous trois couleurs en fonction de leur
attribution.
 La fiche jaune représente la facture de toutes les opérations tandis
que la fiche verte est considérée comme une fiche témoin des
activités effectuées.
 La fiche blanche est remise au client alors que la fiche jaune et la
fiche verte reste chez la société sous-traitante

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 PRÉSENTATION DE LA FICHE D’EVALUATION
• La fiche de rapport de forage journalier présente en entête gauche,
le nom de la société, son numéro de téléphone, et sa boite postale.
• En entête droite, on a la date, le nom du client, le jour des
opérations, le site des ouvrages, la mention indiquant si la fiche est
de jour ou de nuit et le numéro du RIG.
• En dessous de l’entête, nous avons 05 tableaux qui mentionnent des
informations sur le forage, le temps d’activité (ACTIVITY TIMES), le
nom de l’équipage (NAMES OF CREW), les consommables
(CONSUMABLES), la signature du sondeur(DRILLER), du
géologue(GEOLOGISTS) et du client.

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PRÉSENTATION DE LA FICHE D’ÉVALUATION
Informations sur le forage
-HOLE N° : signifie le numéro du trou. Ce numéro est donné par la
compagnie minière. Comme exemple, on a : DXZC38, DXZC39,
DXZC40, DXZC41, DXZC42 et DXZC43.
-FROM TO : C’est l’intervalle indiquant le nombre de mètres forés.
Exemple : De 0 mètres à 44 mètres
-TYPE OF DRILLING: C’est le type de forage : forage RC par ex.

48
 PRÉSENTATION DE LA FICHE D’ÉVALUATION
Informations sur le forage
-HOLE SIZE : c’est le diamètre du trou. Il est de 124 millimètres.
A la fin de la journée, on enregistre le total des mètres
forés par trou et le total des heures d’activités.
-ANGLE : c’est l’inclinaison à laquelle le mât est levé. L’angle
est 50 degré.

49
temps d’activité (ACTIVITY TIMES)
Dans les activités minières, les coûts des opérations sont
déterminés en fonction du temps d’exécution des travaux. On a:
MOBILISATION, STANDBY, CHANGE DRILL METHODE
,TRAMMING, CONDITION HOLE, FREEING RODS,
REAMING ROODS, PULLING ROODS, RUNNING CASING,
REPAIRS/BREAKDOWN et SERVICE.

50
- MOBILISATION : c’est l’étape qui consiste a transporté le RIG à
l’aide d’un porte-char d’un point à un autre (d’ABIDJAN à
TENGRELA par ex.). Le RIG est un engin lent et lourd qui ne peut
pas parcourir de longue distance.
-STANDBY : c’est le temps perdu par la faute du client.
-CHANGE DRILL METHODE : c’est une activité qui consiste à
changer la méthode de forage. Le choix de la méthode est laissé, suite
aux motivations du client.

51
-CONDITION HOLE : Après le passage du marteau, la boue et les
graviers coincent la tige. Cela rend très difficile les mouvements de
rotation.
-FREEING RODS : Les tiges sont coincées dans le sol à telle point
qu’on ne puisse pas les dégager.
-REAMING : C’est remettre les tiges dans le trou de forage.
- PULLING RODS : c’est retiré les tiges du trou de forage.

52
-RUNNING CASING : C’est une étape qui consiste à faire sortir les
tubages ou CASING ou PVC du trou de forage.
-REPAIRS/BREAKDOWN : Ce sont des pannes techniques.
-SERVICES : C’est l’entretient des engins.

53
Nom de l’équipage
• Dans cette partie de la fiche, est marqué le nom et les heures de
travail de l’équipage.
• Il est composé de sondeur(DRILLER), de sondeur adjoint
(TRAINEE DRILLER) et trois ouvriers(OFFSIDERS).

54
consumables
• Ce sont les produits qu’on utilise pendant le forage pour la
stabilité des parois.
• Le produit utilisé est HAMMER OIL.
signature
A la fin des opérations, les représentants marquent leur signature
sur la fiche de production. On a : sondeur, le géologue et le client.

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