Cet article a paru à l'origine dans GeoDrilling International, Édition d'octobre 2018, pages 16-17.

Le MDR500 était l’enfant de longue date de Geoff Moroney (responsable de la flotte et des immobilisations pour les services de forage en Asie-Pacifique) et de John Kirkwood (directeur régional des services de forage pour la région Asie-Pacifique). Le projet a été approuvé au troisième trimestre de 2016 après que des études de marché eurent révélé que certaines parties du marché australien souhaitaient un appareil de forage au diamant souterrain de moyenne profondeur, en grande partie autosuffisant et capable de passer rapidement de trou à trou. La conception du concept a débuté début décembre 2016 et la première plate-forme achevée a été sortie de l'atelier début décembre 2017.

L'idée de base était de convertir les MDR150 existants de la flotte australienne en MDR500. Le MDR150 original a été conçu et construit par Geoff Moroney et Nathan Kaesler (aujourd'hui directeur mondial de l'ingénierie de la recherche et développement) près de 10 ans plus tôt, alors que Geoff travaillait sur l'outillage et que Nathan était un nouvel ingénieur novateur chez Boart Longyear. Le MDR150 comprend un bloc d'alimentation de 75 kW et un cadre d'alimentation agile de la série 400, montés sur la flèche télescopique d'un porteur Normet très solide, dotés de 144 m de stockage intégré. Il est parfait pour les trous courts et rapides sur les sites où la manipulation manuelle des tiges dans le train de forage est autorisée. Le MDR500 répond à la demande croissante sur le marché pour une plate-forme mobile pour les trous plus profonds, combinée à la volonté sans cesse croissante de réduire la manutention manuelle. Cela fait que le MDR150 a presque 10 ans et qu'il a besoin d'une reconstruction majeure et que plusieurs composants clés du système de contrôle sont obsolètes, il était donc logique de convertir ces MDR150 en nouveaux MDR500.

Le projet coïncidant avec les premiers prototypes d'essais de la future plate-forme de bloc d'alimentation souterraine LMi, le groupe de conception a eu la décision facile de choisir le nouveau modèle LMi de 110 kW pour alimenter et contrôler le foret constitué d'une tête de forage haute vitesse Boart Longyear HQ monté sur un cadre d’alimentation de la série 700 et utilisant un dispositif de manutention de barres souterrain standard. Une fois que le concept de base a été décidé, le projet est devenu une tâche d’emballage complexe pour l’équipe d’ingénierie des services de forage de la région Asie-Pacifique. Trouver le moyen de faire passer toutes les composantes LMi sur le porte-bagages, puis de concevoir un bras capable de tenir la foreuse beaucoup plus lourde à l’avant de la plate-forme, tout en permettant un angle de 360 degrés à l’horizontale et une distance de 90 à 90 ° degrés de forage à atteindre n’était pas une tâche facile.

Un concept innovant de Stewart Jones permettant au bac à canne avant de s’asseoir sur l’essieu avant pendant le transport puis de basculer dans une configuration verticale de chaque côté de la plate-forme pendant l’utilisation, permettant une manipulation ergonomique de la canne était un avantage supplémentaire en cours de route. Le projet n’a certainement pas été sans difficultés avec un certain renforcement du châssis Normet et un essieu avant plus volumineux, nécessaire pour supporter la charge nettement plus lourde supportée à présent par l’avant de la machine.

Le calendrier serré du projet signifiait que la conception et la construction devaient se dérouler simultanément et l'équipe de l'atelier, sous la direction de l'installateur principal du projet, Darren Watson, a réalisé un travail remarquable en construisant et en assemblant le premier -des dessins finis et des dessins partiels au début. La conception des conduites pour le MDR500 était une tâche gigantesque, étant donné la quantité de mouvement requise du bras avant et de l'équipe de l'atelier, qui ont été au cœur de la conception et de la construction de celui-ci, une grande partie étant conçue dans l'atelier de la plate-forme.

Alors que les tâches lourdes pour le compte de l'équipe mécanique étaient presque terminées, le bâton de conception avait bel et bien déjà été passé au groupe des ingénieurs en produits électriques et systèmes de commande de l'époque, Bernie Chia et Glen Verrall, pour donner vie à cette installation avec tout contrôle. des fonctions de configuration et de l’exercice manipulé via l’interface à écran tactile de la cabine du transporteur ou depuis le panneau de commande électronique LMi. Glen a travaillé avec sa magie pour incorporer de manière transparente les fonctions supplémentaires du MDR dans une version modifiée du logiciel LMi.

Tout au long du projet, l'équipe d'ingénierie était en contact étroit avec les utilisateurs finaux sur le terrain, notamment Matt Barnes, qui dirige l'équipe opérationnelle de la mine MMG Dugald River dans le Queensland où les deux premiers MDR500 ont été déployés. Cette collaboration a eu lieu à toutes les étapes du projet, à commencer par une visite du site par l'équipe du projet d'ingénierie pour cerner les exigences de la plate-forme avec Matt et son équipe afin de s'assurer que le résultat final correspondait exactement à ce qui était requis. La participation de l'équipe s'est poursuivie tout au long de son parcours, Matt étant un expert inestimable et un participant clé dans les revues de conception et les évaluations des risques. Le projet a été clôturé par une visite du site d'ingénierie début janvier 2018, puis à nouveau en mars, ce qui a coïncidé avec le déploiement opérationnel de chacun des MDR500 à Dugald River. Le but principal de ces visites était de former les opérateurs aux caractéristiques de la nouvelle plate-forme et d’être sur place pour résoudre tout problème immédiatement, le cas échéant. Heureusement, il n’ya eu aucun problème important et Glen a pu utiliser les voyages comme source précieuse de retour d’information des foreurs pour le développement ultérieur de logiciels LMi.

Le premier MDR500 est arrivé sur le site et, après avoir effectué ses inspections de dégagement de routine, il est allé directement au travail pour forer son premier trou sans problème. Cela était dû en grande partie aux contributions importantes de l'équipe des opérations tout au long du projet et à l'adoption rapide du nouveau dispositif de forage par les foreurs. Les foreurs de Dugald River ont vite compris le nouveau système de contrôle LMi du MDR500 et leur niveau d’acceptation de l’interface a été très satisfaisant. L’équipe de Dugald River a rapidement surperformé son compteur obtenu avec les précédents MDR150 et affiche maintenant une moyenne impressionnante de 2 mètres supplémentaires par heure.

Un troisième MDR500 est sur le point d'être achevé dans l'atelier d'Adélaïde et, une fois terminé, sera utilisé comme une carotte pour attirer de nouveaux travaux sur plusieurs sites potentiels en cours de discussion. Si la demande du marché reste forte, l’intention est de convertir progressivement le parc vieillissant de 8 MDR150 restants en MDR500 au cours des prochaines années, avec la possibilité de faire appel à des transporteurs supplémentaires pour en faire encore plus si nécessaire.

Le MDR500 est et continue d’être un succès sur le terrain et un point d’intérêt essentiel pour l’équipe Asia Pacific Drilling Services lorsqu’elle négocie des contrats de forage souterrain. Le succès du projet est évidemment le fruit d’un travail acharné, mais aussi de l’excellent travail d’équipe et de la collaboration manifestés par les différents groupes fonctionnels de Boart Longyear, beaucoup plus de personnes ne pouvant être mentionnées ici et jouant un rôle important dans le projet. .

Avec la procédure actuelle, la plate-forme StopeMaster devait être escortée par une pelle devant et derrière l'équipement à chaque mouvement. L’appareil StopeMaster est essentiel pour le forage de production dans la mine, mais il est lent à se déplacer et gênerait la circulation sur la rampe lors de son déplacement dans la mine. Ce processus coûtait du temps et des ressources à la mine.

Afin de relever ce défi, l'équipe d'ingénierie des services de forage de Boart Longyear a créé un plan en plusieurs étapes visant à ajouter des fonctionnalités et de la mobilité aux équipements StopeMaster existants. La première phase du plan consistait à concevoir et à construire une plate-forme StopeMaster plus mobile, puis à passer à la manipulation des tiges en mode mains libres et, enfin, au forage semi-autonome.

With the combined dedication of many remarkable Boart Longyear employees around the world, the team started engineering a new Stopemaster MDR rig that would solve the issues the mining company was experiencing.

Quelques semaines avant la livraison de la plate-forme MDR, des représentants de l'équipe des services de forage de Boart Longyear ont accompagné l'équipe de pré-évaluation de la mine afin d'explorer chaque recoin de la plate-forme prototype afin d'identifier et de traiter de manière proactive la conformité aux normes du client.

Pour garantir le succès du déploiement de la nouvelle foreuse mobile StopeMaster MDR, une équipe spécialisée de Boart Longyear a passé 16 jours sur site pour traiter tous les détails et veiller au bon fonctionnement de l'installation. L’équipe comprenait des foreurs spécialisés dans la percussion et un concepteur principal de la production.

Dans l'après-midi du 10 mars 2018, la toute première plate-forme MDR de Stopemaster est montée sur la rampe d'accès au portail pour son déploiement inaugural dans une mine du nord de l'Ontario, au Canada. Peu de temps après, il a encaissé son tout premier trou.

From the moment the rig arrived at the mine, the Boart Longyear team worked diligently with the customer to rapidly address any new concerns identified by the onsite reviewers. Over the subsequent days, the drilling team quickly learned the new LMi interfaces - a couple of joysticks, a knob, and a touchscreen had replaced the recognizable matrix of gauges and controls native to the stalwart StopeMaster machine. 

(De gauche à droite) Employés de Boart Longyear: Willie Coderre, Tyler Allin, Zane Clark, Al Portugie, James Forest et Dan Kirkey.

Après des jours de mise au point de la plate-forme et de mise au point du logiciel contrôlant les aspects de manipulation de la tige, les foreurs ont finalement été autorisés à forer. Ces hommes enthousiastes ont collaboré en tant qu'équipe pour compléter le premier trou de 17 mètres qui a permis de percer une faille d'eau connue qui a projeté de l'eau à 4 ° C sur la perceuse et les foreuses. 

Le moment était venu de changer d’équipage et de nouveaux foreurs se sont lancés dans le projet. Le trou suivant a dû être foré dans le chantier avec une cascade d’eau souterraine rafraîchissante canadienne qui crache sans cesse sur la foreuse. Sans trop se plaindre, le foreur attitré a revêtu ses graisseurs et a consciencieusement bravé les conditions humides et glacées, tige après tige. La foreuse avait du mal à creuser avec les dernières tiges. Le foreur dédié les a toutes tirées pour vérifier le foret, puis a renvoyé le train de tiges à fond. Ce n'est que plus tard que le problème de pénétration a été attribué à un clapet défectueux, mais que le foreur a traversé péniblement. À un demi-mètre de la fin, le travail était terminé et il était temps d'arrêter de fumer pour la journée.

En raison des difficultés logistiques qui ont suivi, certains membres de l'équipe de forage ont été, pour une raison ou une autre, temporairement indisponibles. Un autre membre de l'équipe a accepté le défi de s'entraîner sur le nouvel exercice.

Willie Coderre piétinant le MDR dans son premier Stope.

Il lutta assidûment pour résoudre le dernier demi-mètre du trou précédent à travers le problème des vannes, qui n'avait toujours pas été diagnostiqué. Il poursuivit ensuite cette performance en complétant un trou de 17 mètres de long. Avec le forage sur site depuis plus d'une semaine à ce stade, le dernier foreur détenait désormais le titre «Le plus grand nombre de mètres forés» pour la nouvelle plate-forme StopeMaster MDR. 

Après avoir souffert du taux de pénétration extrêmement lent, la barre de frappe sur le dériveur s’est cassée et il ne restait que trois mètres dans le trou. L’équipage a remplacé la barre de frappe et complété le trou têtu. 

Tout en repositionnant la foreuse pour le trou suivant, le foreur a rapidement pu identifier une faiblesse dans l'un des actionneurs qui déploie les stabilisateurs de la foreuse. L'exercice a de nouveau été arrêté et sécurisé avant que l'équipe ne remonte à la surface pour réfléchir à un plan visant à renforcer le stabilisateur. Avec un plan en main, l'équipe a pris une autre journée de maintenance pour exécuter le correctif.

Les problèmes liés aux stabilisateurs étant maintenant résolus, le semoir a été repositionné avec succès et a ouvert un autre trou. Cette fois-ci, l’équipe a porté son attention sur les micro-comportements détaillés tout au long du processus de forage. L'équipe de forage a été en mesure d'identifier et de diagnostiquer la valve qui se comporte mal et, en un rien de temps, la nouvelle perceuse a reçu une pièce de rechange. Quelques tuyaux ici, quelques boulons et le contrôle de la pression d’alimentation a été retiré du contrôleur de logique programmable (PLC) et temporairement remis aux mains d’un foreur de trous longs expérimenté.

Enfin, plusieurs problèmes ayant été résolus, l'équipe s'est unie pour tenter de percer des compteurs sans problème. La foreuse se comportant beaucoup mieux, cinq trous ont été forés facilement pour un total de 83 mètres ce jour-là.

Bien que le prototype ait rencontré des difficultés au départ, le fait que l'équipe de Boart Longyear soit disponible sur place a permis de s'adapter rapidement, de régler et de corriger les problèmes. Grâce à leur travail d'équipe dédié, l'équipe a été en mesure de donner suite à la demande du client visant à transformer le StopeMaster en un appareil de forage mobile avec manutention de la tige et forage semi-autonome.

La plate-forme StopeMaster MDR récemment mise en service a résolu le problème du déplacement du StopeMaster, permettant de passer plus rapidement d'un poste à un autre et nécessitant moins de temps et de ressources de la part de la mine. L’équipement StopeMaster MDR est également plus sûr avec ses capacités de manipulation de tiges et son forage semi-autonome avec un nouveau panneau de commande LMi qui contrôle à la fois le manipulateur de tiges et l’appareil StopeMaster MDR.

Près de la côte du nord-est de Terre-Neuve se trouve la mine Ming, exploitée par Rambler Metals and Mining. Rambler avait besoin d'une importante hauteur de ventilation pour installer des ventilateurs d'extraction de 400 000 cfm pour son système de ventilation jusqu'à la surface. 

Rambler a commencé par le projet en utilisant deux forets de surface différents, mais sans succès. Ensuite, ils ont envisagé d’utiliser un alpiniste Alimak ou d’exploiter une augmentation conventionnelle à l’aide de foreuses.

Cependant, ces deux solutions de rechange n'étaient pas attrayantes en raison de leur temps et de leur coût.

Rambler a ensuite discuté de la situation avec Brian Winsor, foreur de trous longs Boart Longyear, qui a proposé d’utiliser un Boart Longyear Stopemaster pour compléter la relance complexe du largage.

Brian a foré son premier trou mais n'a pas réussi à percer. Sans se décourager, Brian a approché l'emplacement de ce trou en utilisant la distance de déviation et a compensé son deuxième trou de forage qui a finalement percé. Brian a foré les trous restants en utilisant un motif basé sur le trou de percée initial. Les forages se sont déroulés sans heurts et conformément au plan créé par Brian, basé sur le trou de percée initial.

Brian a fait sauter la relance, en alignant le visage et en amenant la coupe à la surface. Il a fait sauter les trous restants jusqu'à la conception complète de la gaine d'aération.

Aucune des lignes électriques à haute tension et des installations de surface situées à proximité du collet de surface n’a subi de dommages et l’explosion a été achevée sans retard sur l’exploitation souterraine.

Brian a pu mener à bien ce projet à la satisfaction de Rambler en utilisant son intuition de forage, sa pensée critique et son travail acharné. Dan Kirkey, chef de division, Services de forage et services de forage de production, a commenté: «Percez la relance par" toucher "plutôt que par des dessins artificiels, ce qui rendra particulièrement frappant son talent de foreur." Bravo ! récompense et reconnaissance du client pour son succès. Toutes nos félicitations!

En savoir plus sur les services de forage de production de Boart Longyear

Boart Longyear a travaillé chez Olympic Dam dans le cadre d'un accord à long terme avec BHP Billiton. Au fur et à mesure de la croissance de l'exploitation, l'amélioration de la productivité et de la sécurité est requise pour l'exploitation des zones minéralisées nouvellement définies. Boart Longyear a répondu à ce besoin en développant des technologies et des méthodes de forage pour améliorer le forage au diamant.

Boart Longyear a introduit dans le passé les manutentionnaires de barres, réduisant ainsi l'exposition des entrepreneurs en forage à la manipulation manuelle des tiges, ce qui limite le nombre de blessures à la main. Boart Longyear a également participé à une étude impliquant le déplacement d'appareils de forage, ce qui a permis d'améliorer de 11% le temps de transfert des sites. Boart Longyear a maintenant développé et mis en œuvre le Interface de contrôle de forage (DCi) to increase the efficiency, productivity and safety of the LM series of underground diamond core drill rigs.

Augmenter la productivité du forage au diamant souterrain

Boart Longyear fournit des services de forage au diamant sur le site de la mine Olympic Dam. Le forage au diamant est utilisé pour extraire des échantillons de roche (carottes) afin d’analyser la géométrie du corps minéralisé d’Olympic Dam et de collecter des informations géochimiques qui serviront à créer des modèles de blocs pour la planification et l’extraction de ressources futures.

Boart Longyear a pu présenter le DCi non seulement pour augmenter la productivité, mais aussi pour améliorer la sécurité des entrepreneurs de forage.

DCi augmente les mètres forés

Sur une période de six mois (mai à octobre 2013), Boart Longyear a utilisé un LM75 L’appareil de forage avec le DCi permet de forer un total de 5 726,3 mètres à l’aide d’un foret diamant. Il s’agit d’une augmentation de 907,7 ​​mètres forés par rapport à la moyenne des six mois précédents, ce qui a entraîné une amélioration du coût unitaire de 2,90 USD par mètre et une augmentation de productivité mensuelle de 13,5%.

Avec la profondeur de forage la plus profonde de 700 mètres sur le site, le DCi a permis à Boart Longyear de continuer à forer pendant les pauses et le changement de poste. Cela est possible car le DCi intègre un système de contrôle logique (PLC) dans lequel un superviseur peut prédéfinir des paramètres pour le forage. Ces paramètres créent un système de forage semi-autonome permettant au LM75 d’atteindre une course de trois mètres en l’absence de foreur.

Le système PLC DCi réduit le nombre de flexibles, de fuites et l’encombrement autour du foret. Un superviseur peut définir des paramètres de forage pour des opérateurs inexpérimentés et un arrêt automatique aura lieu à la fin d'un forage ou lorsque les paramètres programmés seront dépassés. De plus, une proximité au laser arrêtera la plate-forme en cas de brèche - ce qui maintiendra les foreurs à une distance de sécurité en tout temps.

Une interface utilisateur entièrement électronique signifie le DCi a une armoire de commande plus légère et plus portable que les commandes hydrauliques. La différence de poids de 50 kg (110,23 lb) et le nombre limité de composants permettent aux foreurs de déplacer l’appareil plus facilement et plus rapidement. Il n'y a que trois bouchons à déconnecter du DCi et aucun tuyau hydraulique.

Le PLC permet d'appuyer sur un bouton pour un forage sans surveillance. En explorant dans les paramètres prédéfinis définis par un superviseur, le LM75 peut augmenter la durée de vie des équipements et accroître la productivité des foreurs inexpérimentés. En outre, un système d'alimentation et de tirage automatique permet une manipulation manuelle moindre et une descente filaire mains libres.

Le DCi fournit des données de performances clés en temps réel qui sont enregistrées, stockées et faciles à télécharger pour une analyse rapide. Cette information actuelle permet à un foreur de faire des ajustements à la foreuse, ce qui augmente la productivité lors de déplacements. Étant donné que le DCi fournit des données d'instrumentation importantes, un diagnostic système peut être exécuté pour déterminer les performances de la plate-forme, les performances de l'opérateur et détecter les défaillances précoces de l'équipement.