Durabilité. Systèmes de fondation innovants. Plus de stockage dans un encombrement réduit. Et un chargement et un déchargement plus simples des produits. Ces avantages ont séduit le charbon, le cuivre, le calcaire, le molybdène, la potasse, la bentonite et d'autres santé respiratoire exploitation minière entreprises à choisir le stockage en dôme pendant des décennies. Et avec des systèmes de plus en plus sophistiqués, les entreprises qui choisissent un dôme investissent également dans la longévité.
Deux options de stockage en vrac dominent l'industrie minière aujourd'hui : les dômes et le stockage à plat (entrepôts). Lors du choix d'une installation de stockage, les entreprises doivent tenir compte de la capacité nécessaire, des conditions du site, des exigences en matière de produits stockés et des fonctionnalités intégrées aux deux options.
Espace requis et capacité de stockage
Les premiers dômes Dome Technology étaient hémisphériques - ils nécessitaient une grande empreinte au sol et leur diamètre était supérieur à leur hauteur. Ce modèle reste l'option de choix pour le stockage minier, le meilleur lorsque la capacité est reine et que la terre est peu coûteuse.
Les dômes stockent un grand volume dans un encombrement réduit, empilant les produits plus profondément et occupant moins de propriété sur le site. Alors que certains clients ont besoin de trois à cinq entrepôts pour stocker leurs produits, un seul dôme pourra probablement contenir la même quantité de matériel. La double courbure d'un dôme se prête à la capacité de s'accumuler, plutôt que de s'effondrer, et la courbe fournit de la force à tous les points de la structure. Parce que les dômes sont des structures monolithiques, toutes les forces interagissant avec le dôme sont réparties uniformément à travers la coque plutôt que d'être concentrées sur les zones faibles comme les coins ou les joints. Cela donne au dôme un cycle de vie plus long qu'une structure en acier. De plus, la capacité du dôme à supporter de lourdes charges au sommet signifie un support suffisant pour les maisons de tête, les convoyeurs de remplissage et les systèmes de dépoussiérage.
Le stockage à plat nécessite en général une plus grande empreinte car le produit est généralement empilé à une profondeur maximale de 20 à 30 mètres. Les clients peuvent s'attendre à ce qu'un entrepôt utilise 100 à 150 % de surface en plus qu'un dôme contenant une quantité similaire de produits. Bien sûr, chaque dôme est conçu en tenant compte du produit stocké et maximisé pour une capacité et une protection optimales du produit.
Étude de cas : Climax Molybdène
Molybdène Climax avait besoin d'un espace de stockage suffisant dans sa mine de Leadville, au Colorado, mais il y avait un hic : pour rendre ce projet économiquement réalisable, la nouvelle structure devait utiliser un système de convoyeur existant et être suffisamment robuste pour supporter le poids du convoyeur, de la maison mère et des chutes de neige prévues .
Après avoir sérieusement envisagé un autre type de dôme, un dôme en béton monolithique de Dome Technology a été sélectionné. Un dôme capable de stocker 130,000 XNUMX tonnes métriques a été construit pour accueillir un système de convoyeur existant, qui a été réassemblé pour alimenter directement le sommet.
Les économies de coûts étaient donc doubles : le client réutilisait un système de convoyeur existant, et des systèmes de support supplémentaires coûteux n'étaient pas nécessaires pour partager la charge. "L'utilisation de l'équipement existant a permis au client de réaliser d'énormes économies", a déclaré Brent Hardy, directeur des opérations de Dome Technology.
La force du dôme offrait un autre avantage. Avec son emplacement dans un climat enneigé, la structure a été conçue pour dépasser une charge de neige de 5.27 kN/m2 (110 PSF) tout en supportant la charge mécanique au sommet. Un autre type d'installation de stockage à portée libre et sans colonne ne pourrait pas supporter une charge similaire à elle seule.
« Il est très difficile de trouver un bâtiment de stockage capable de supporter le poids de la charge de neige et de la charge du convoyeur en même temps, mais le dôme peut y parvenir », a déclaré le vice-président des opérations de Dome Technology, Dan South.
Le projet est venu avec d'autres défis aussi. À une altitude supérieure à 3,353 11,000 mètres (XNUMX XNUMX pieds), les conditions météorologiques propices à la construction ne dureraient que quatre mois de l'année; étant donné que le processus de construction rapide d'un dôme est idéal pour une construction rapide, les chefs de projet et les équipes ont maximisé les journées de travail pour accélérer la construction et achever le travail dans le temps imparti.
Le contrôle de la poussière était une autre préoccupation, et les capacités de stockage transparentes du dôme contiendraient facilement le produit, réduisant la poussière sur tout le site et minimisant l'impact environnemental.
Fondations
Le stockage à plat est souvent construit avec un mur en béton surmonté d'une structure en bois ou en acier. Étant donné que le stockage à plat est construit avec des matériaux différents, tout tassement différentiel entraînera la séparation des « morceaux ». Une fondation profonde est souvent nécessaire à moins que la structure ne soit construite sur un sol ferme.
À mesure que les ingénieurs de dôme sont devenus plus avertis, les options de fondation ont augmenté. La résistance et la géométrie d'un dôme offrent une tolérance au tassement différentiel, une considération importante pour les matériaux lourds.
L'ingénierie géotechnique et l'analyse du site garantissent une bonne performance des fondations. Contrairement à un stockage à plat, le dôme est soutenu en continu par la fondation annulaire ; en conséquence, un certain tassement différentiel n'affecte pas négativement la structure, alors qu'un certain tassement différentiel dans un stockage à plat n'est généralement pas acceptable.
Dans un dôme, une poutre annulaire est parfois le seul système de fondation nécessaire, et les clients peuvent économiser des millions lorsque la fondation profonde d'un dôme est réduite ou éliminée. Mais lorsqu'une plus grande stabilité est requise, les entreprises ont des options :
- Pour les sites avec des conditions de sol préférables ou acceptables, une poutre annulaire offre une alternative de fondation peu profonde. Le cas échéant, la profondeur de gel déterminera la profondeur du faisceau annulaire, mais généralement le faisceau annulaire est placé entre deux et quatre pieds dans le sol.
- Pour les sites où les six à huit pieds supérieurs du sol sont constitués d'un matériau moins qu'idéal, les équipes creusent le matériau et le remplacent par un remblai structurel contrôlé. Ce modèle permet un certain tassement, mais le montant sera dans les paramètres tolérables pour un dôme.
- Lorsque les 15 à 50 premiers pieds de sol sont douteux, les colonnes de pierre sont souvent une option. Tout d'abord, les équipes utilisent une tarière pour enlever la terre dans un trou d'environ 30 pouces de diamètre jusqu'à ce qu'une couche de sol plus stable soit atteinte. La roche remplit alors le trou et est compactée, augmentant la rigidité du sol sous le dôme.
Lorsque des fondations plus profondes sont nécessaires, d'autres systèmes sont disponibles. L'équipe d'ingénierie de Dome Technology peut identifier les solutions les plus susceptibles de fonctionner pour un projet.
Par Rebecca Long Pyrer pour Dome Technology
NDLR : Ce qui précède est un extrait d'un article publié dans le numéro de septembre 2021 de Revue minière mondiale.