Les foreuses souterraines sont utilisées à des fins diverses. Elles aident les scientifiques à prélever différents types d'échantillons dans le sol.
D'autre part, elles facilitent l'obtention de minéraux essentiels. Les forages souterrains permettent d'obtenir des échantillons ou des minéraux difficiles d'accès.
Dans ce cas, différentes techniques de forage sont utilisées en fonction de divers facteurs.
Il existe différentes façons de forer sous terre dont nous allons parler aujourd'hui. En plus de ces techniques de forage, nous parlerons également de certains outils populaires. Vous pouvez utiliser ce guide pour de nombreux projets de construction, et pas seulement souterrains.
Qu'est-ce qu'un forage souterrain ?
Il s'agit d'un processus qui consiste à creuser le sol. Parallèlement à cette méthode, différentes opérations d'extraction souterraine sont utilisées pour obtenir du pétrole, du gaz et des roches.
On dit que le forage souterrain est le travail le plus important dans les mines souterraines.
Cependant, faire des trous dans le sol est une tâche compliquée.
Grâce à la technologie moderne, nous disposons aujourd'hui du matériel et des méthodes nécessaires qui peuvent être utilisés de manière sûre et rapide.
Le creusement du sol se fait en plusieurs étapes.
Tout d'abord, une technique de forage appropriée est choisie en fonction des besoins de la tâche.
Ensuite, les différents types d'équipements de forage sont soigneusement sélectionnés. Les tarières, les foreuses rotatives et les carotteuses à diamant sont des types courants d'équipement de forage.
Ensuite, la foreuse choisie est déposée au bon endroit sous la terre. En pénétrant dans la surface de la terre, la foreuse crée des trous de forage.
Enfin, il permet d'accéder à l'environnement souterrain.
Il existe différents types d'outils pour forer sous terre. Beaucoup utilisent des foreuses géantes, des tarières, des carottiers, des outils de forage et des tunneliers.
Le processus d'excavation est plus rapide avec des outils modernes. Différents types d'outils et de méthodes d'excavation sont utilisés pour diverses raisons.
Cependant, si vous les utilisez, vous pouvez bénéficier des avantages suivants :
1. Efficacité de l'extraction des ressources
2. Réduction de l'impact sur l'environnement
3. Sécurité et stabilité
4. Accès aux gisements inaccessibles
5. Exploration géologique
6. Réduction de l'empreinte de la surface
Techniques de forage souterrain : Différents types et applications
Il y a plusieurs éléments à prendre en compte pour choisir la bonne technique de forage souterrain.
La première chose à faire est de connaître les besoins du travail. Ensuite, vous devez décider pourquoi vous creusez et déterminer les conditions physiques.
Les facteurs géologiques comprennent la détermination de la nature des roches et du sol. Deuxièmement, votre évaluation doit porter sur les normes de taille et de profondeur du trou de forage.
La troisième chose à considérer est le coût et l'effet sur la terre. La cinquième est l'évaluation des risques et de la sécurité.
Après avoir réfléchi à ces questions, vous pouvez choisir les meilleures techniques de forage pour votre travail.
La plupart du temps, nous pouvons diviser ces techniques de forage en deux groupes principaux. L'un est constitué par les techniques de forage rotatif et l'autre par les techniques de forage par percussion.
Techniques de forage rotatif
Cette méthode est largement utilisée pour forer des trous de forage ou des puits à l'aide d'un trépan rotatif.
Cette technique est utilisée dans les opérations de forage en surface et souterraines.
Cependant, le trépan est généralement relié à la base d'un train de tiges de forage. Lorsque le train de tiges tourne, le trépan pénètre dans le sous-sol.
Type#1 Forage à la tarière à vol continu
Cette technique de forage souterrain utilise une simple lame pour couper et briser diverses roches.
En général, cette lame est montée à l'extrémité d'un train de tiges de forage en rotation. Vous pouvez maintenant collecter les pierres cassées de deux manières.
La première méthode utilise des vis sans fin à godets et la seconde des vis sans fin à vis.
Dans la première méthode, les tarières à godets recueillent les roches brisées dans un petit tonneau.
Une fois qu'il est terminé, il se retire simplement du sol. À l'inverse, dans la seconde méthode, le système à vis transmet généralement la roche brisée à la surface.
Type#2 Perçage rotatif à l'aide d'une lame
Ce type de méthode de forage rotatif utilise des trépans pour briser les roches. Dans ces méthodes, la lame est renforcée par l'énergie fournie par une tige de forage rotative. Dans le cas de pierres tendres, la méthode du labourage est envisagée. Le labourage est également connu sous le nom de raclage.
À l'inverse, dans le cas de roches dures, les trépans utilisent une action de broyage et d'écaillage pour couper et enlever les roches. En plus de la lame, cette méthode utilise de l'air comprimé ou de l'eau à haute pression pour enlever les roches détachées.
Type#3 Carottage au diamant
Cette méthode est également largement connue sous le nom de forage au diamant. Il s'agit d'une technique de forage spécialisée, principalement utilisée pour l'exploration géologique et l'exploitation minière. Comme son nom l'indique, cette méthode utilise un foret imprégné de diamant. Elle vise à obtenir des carottes cylindriques de roches ou d'autres matériaux souterrains.
Le carottage au diamant est réputé pour sa précision. Il permet d'obtenir rapidement des carottes intactes et de grande qualité. C'est pourquoi ils sont largement utilisés dans l'analyse géologique.
Techniques de forage rotatif à percussion
La technique de forage rotatif à percussion combine le mouvement rotatif et l'action de percussion. Cette action est également connue sous le nom de martelage. Elle améliore techniquement le processus de forage. Cette technique est utile dans les formations rocheuses complexes. Il convient de noter que, dans ces endroits, le forage rotatif peut être moins efficace.
Type#1 Techniques de sablage rotatif à l'air comprimé
L'aérogommage rotatif est la technique de forage rotatif par percussion la plus courante. Elle est également connue comme la meilleure technique de forage à faible profondeur. Cette méthode utilise un marteau à piston pour forer la roche. Il brise la surface dure en éclats qui sont ensuite remontés à la surface à l'aide d'air comprimé.
Cette méthode est très répandue pour réaliser rapidement plusieurs trous. Cependant, il se peut que vous deviez la trouver plus adaptée à la réalisation d'échantillons géologiques. La raison en est l'utilisation d'un procédé de décapage à l'air comprimé. Il peut compromettre la qualité de la roche.
Type#2 Techniques de carottage à l'air comprimé
Le forage AC ou Air Core drilling utilise des forets à trois lames. Il contient une tige creuse à l'intérieur. Une fois que la machine de forage brise les roches, de l'air comprimé passe à travers cette tige creuse. Cela permet de faire remonter les débris à la surface.
Ce processus est souvent plus lent que la technique du jet d'air rotatif. Cela signifie que les échantillons recueillis sont moins susceptibles d'être contaminés. Ils sont idéaux pour la recherche exploratoire, en particulier pour les informations géologiques en profondeur.
Type#4 Techniques de forage à circulation inverse
Cette technique de forage combine les propriétés du forage pneumatique rotatif et du carottage pneumatique. Elle utilise le même marteau à piston pour pénétrer dans la roche. Cependant, des engins plus grands sont utilisés pour pénétrer encore plus profondément dans la terre.
Ensuite, l'air comprimé propulse les fragments à la surface. Par conséquent, cette méthode offre également une excellente précision. Ainsi, on retrouve souvent cette technique de forage dans l'exploration géologique. Cette technique efficace minimise les manipulations, réduit les coûts et accélère les résultats.
Type#5 Techniques de forage à l'explosif
Comme son nom l'indique, cette technique de forage est généralement utilisée pour créer des trous afin de faire sauter des explosifs. Elle est souvent utilisée dans les mines, les carrières et la construction. À l'aide d'un équipement de forage approprié, nous pouvons créer des trous de différentes tailles. Ensuite, nous pouvons placer des charges explosives dans chaque trou.
Après l'explosion, les roches dynamitées sont collectées par diverses méthodes de nettoyage. Toutefois, dans la plupart des cas, l'air comprimé est utilisé à des fins de nettoyage.
Types de forets utilisés dans les techniques de forage ci-dessus
Les opérations de forage souterrain font appel à différents types d'engins de forage. Chaque type est conçu pour des tâches et des conditions géologiques spécifiques. Il est essentiel de comprendre les foreuses utilisées dans les différentes techniques de forage pour choisir le bon type. Par conséquent, le bon type est nécessaire pour optimiser l'efficacité, la productivité et la sécurité de l'exploitation minière.
Type#1 Appareils de forage de surface à marteau de haut en bas
Ces appareils utilisent le martelage pour briser les formations rocheuses. Les marteaux perforateurs de surface sont généralement utilisés pour des applications de forage peu profondes. À l'inverse, les marteaux perforateurs de surface sont adaptés aux trous plus profonds.
Appareils de forage pour pierres de taille de type #2
Les foreuses pour pierres de taille sont principalement utilisées dans les carrières. Elles sont utilisées pour extraire des blocs de pierre naturelle. Ces engins sont conçus pour produire des coupes et des formes précises.
Type#3 Appareils de forage rotatif à l'explosif
Les foreuses rotatives pour trous de mine sont largement utilisées dans les mines à ciel ouvert. Elles sont très populaires dans la technique de forage des trous de mine. Ces foreuses sont utilisées pour percer des trous afin d'y placer des explosifs de mine.
Appareils de forage de développement de type #4
Les foreuses de développement sont utilisées pour le forage horizontal ou incliné afin de créer des tunnels d'accès. Elles sont également utilisées pour creuser des puits de ventilation et des passages pour le minerai.
Type#5 Jumbos à tunnel
Les Jumbos de creusement de tunnels sont spécialement conçus pour l'excavation de tunnels et de passages souterrains. Parmi les exemples les plus connus, on peut citer les transports souterrains et les installations hydroélectriques. Ils sont généralement équipés de plusieurs rampes de forage et de systèmes de contrôle automatisés. Ils sont donc précis et rapides.
Appareils de forage à long trou de type #6
Les foreuses à long trou sont utilisées dans les méthodes d'exploitation minière par sous-étages et par blocs. Elles sont réputées pour réaliser des trous de forage longs et étroits pour l'extraction du minerai. Ces engins sont capables de forer des trous plus profonds avec précision.
Type#7 Autres appareils de forage
Outre les six types susmentionnés, d'autres engins de forage sont largement utilisés dans les mines souterraines. Les foreuses à profil bas sont utilisées pour forer dans un espace de faible élévation. Les foreuses pour veines étroites sont idéales pour les endroits où il y a des problèmes de hauteur. Les foreuses à cassure secondaire conviennent aux mines à veines étroites.
Conclusion
Diverses techniques de forage et engins de forage sont nécessaires pour de multiples opérations souterraines. Il s'agit notamment de
| Exploration et évaluation de la recherche | Identifier les gisements de minéraux |
| Évaluer la viabilité de la recherche | |
| Cartographie Formulations géologiques | |
| Estimer la quantité de ressources | |
| Échantillonnage du sol | |
|
Extraction de minéraux et de ressources |
Extraction des minerais |
| Exploitation minière du charbon et des métaux | |
| Récolte des réserves de pétrole et de gaz | |
| Récupérer les eaux souterraines | |
| Collecte de l'énergie géothermique | |
|
Construction et creusement de tunnels |
Construction d'infrastructures souterraines |
| tunnels pour les réseaux de transport | |
| Installation de services publics souterrains | |
| Excavation de fondations de bâtiments | |
|
Recherche et exploration scientifique |
Enquête sur les phénomènes géologiques |
| Étude de l'écosystème souterrain | |
| Mener des expériences | |
| Explorer les formations karstiques |
Nous pouvons nous rendre compte de l'importance du forage souterrain dans notre vie quotidienne. Il est également important pour notre humanité. Globalement, le forage souterrain est une pierre angulaire de la civilisation moderne. Il est particulièrement essentiel pour le progrès et la durabilité.
