Développement minier
Planification et aménagement de la fosse
L'objectif économique global de l'exploitation minière à ciel ouvert est d'extraire le moins de matière tout en obtenant le meilleur retour sur investissement en traitant le produit minéral le plus commercialisable. Plus la teneur du gisement minéral est élevée, plus sa valeur est élevée. Afin de minimiser l'investissement en capital tout en accédant au matériau le plus précieux d'un gisement minéral, un plan de mine est élaboré qui détaille précisément la manière dont le corps minéralisé sera extrait et traité. Comme de nombreux gisements de minerai n'ont pas une forme uniforme, le plan de la mine est précédé de vastes forages exploratoires pour profiler la géologie et la position du corps minéralisé. La taille du gisement minéral dicte la taille et l'aménagement de la mine. La disposition d'une mine à ciel ouvert est dictée par la minéralogie et la géologie de la région. La forme de la plupart des mines à ciel ouvert se rapproche d'un cône, mais reflète toujours la forme du gisement minéral en cours d'exploitation. Les mines à ciel ouvert sont constituées d'une série de saillies ou de banquettes concentriques qui sont coupées en deux par des routes d'accès à la mine et de transport inclinées du bord de la fosse vers le fond dans une orientation en spirale ou en zigzag. Indépendamment de la taille, le plan minier comprend des dispositions pour le développement de la mine, l'infrastructure (par exemple, le stockage, les bureaux et l'entretien), le transport, l'équipement, les taux et les taux d'extraction. Les taux et ratios d'extraction influencent la durée de vie de la mine qui est définie par l'épuisement du corps minéralisé ou la réalisation d'une limite économique.
Les mines à ciel ouvert contemporaines varient en taille, allant de petites entreprises privées traitant quelques centaines de tonnes de minerai par jour à des complexes industriels étendus exploités par des gouvernements et des sociétés multinationales qui extraient plus d'un million de tonnes de matériaux par jour. Les opérations les plus importantes peuvent impliquer plusieurs kilomètres carrés de superficie.
Décapage des morts-terrains
Les morts-terrains sont des stériles constitués de matériaux consolidés et non consolidés qui doivent être enlevés pour exposer le corps minéralisé sous-jacent. Il est souhaitable d'enlever le moins de morts-terrains possible pour accéder au minerai d'intérêt, mais un plus grand volume de stériles est excavé lorsque le gisement minéral est profond. La plupart des techniques d'enlèvement sont cycliques avec interruption des phases d'extraction (forage, dynamitage et chargement) et d'enlèvement (transport). Cela est particulièrement vrai pour les morts-terrains en roche dure qui doivent d'abord être forés et dynamités. Une exception à cet effet cyclique sont les dragues utilisées dans l'exploitation hydraulique à ciel ouvert et certains types d'exploitation de matériaux en vrac avec des excavatrices à roue à godets. La fraction de stériles par rapport au minerai excavé est définie comme le taux de décapage. Des taux de décapage de 2:1 à 4:1 ne sont pas rares dans les grandes exploitations minières. Les ratios supérieurs à 6:1 ont tendance à être moins viables économiquement, selon le produit. Une fois retirés, les morts-terrains peuvent être utilisés pour la construction de routes et de résidus ou peuvent avoir une valeur commerciale non minière en tant que terre de remblai.
Sélection d'équipement minier
Le choix de l'équipement minier est fonction du plan minier. Certains des facteurs pris en compte dans la sélection de l'équipement minier comprennent la topographie de la fosse et de la zone environnante, la quantité de minerai à extraire, la vitesse et la distance sur lesquelles le minerai doit être transporté pour le traitement et la durée de vie estimée de la mine, entre autres. En général, la plupart des opérations d'exploitation minière à ciel ouvert reposent sur des appareils de forage mobiles, des pelles hydrauliques, des chargeuses frontales, des racleurs et des camions de transport pour extraire le minerai et initier le traitement du minerai. Plus l'exploitation minière est importante, plus la capacité de l'équipement nécessaire pour maintenir le plan minier est grande.
L'équipement est généralement le plus grand disponible pour correspondre à l'économie d'échelle des mines à ciel ouvert tout en tenant compte de l'adéquation des capacités de l'équipement. Par exemple, une petite chargeuse frontale peut remplir un gros camion de transport, mais la correspondance n'est pas efficace. De même, une grande pelle peut charger des camions plus petits mais oblige les camions à réduire leurs temps de cycle et n'optimise pas l'utilisation de la pelle puisqu'un godet de pelle peut contenir suffisamment de minerai pour plus d'un camion. La sécurité peut être compromise en essayant de ne charger que la moitié d'un godet ou si un camion est surchargé. En outre, l'échelle de l'équipement sélectionné doit correspondre aux installations de maintenance disponibles. Les gros équipements sont souvent entretenus là où ils fonctionnent mal en raison des difficultés logistiques associées à leur transport vers des installations de maintenance établies. Dans la mesure du possible, les installations d'entretien de la mine sont conçues pour s'adapter à l'échelle et à la quantité d'équipement minier. Par conséquent, à mesure que de nouveaux équipements plus gros sont introduits dans le plan de la mine, l'infrastructure de soutien, y compris la taille et la qualité des routes de transport, des outils et des installations d'entretien, doit également être abordée.
Méthodes conventionnelles d'exploitation à ciel ouvert
L'exploitation à ciel ouvert et l'exploitation à ciel ouvert sont les deux principales catégories d'exploitation minière à ciel ouvert qui représentent plus de 90% de la production minière à ciel ouvert dans le monde. Les principales différences entre ces méthodes d'extraction sont l'emplacement du corps minéralisé et le mode d'extraction mécanique. Pour l'extraction de roches meubles, le processus est essentiellement continu, les étapes d'extraction et de transport se déroulant en série. L'extraction de roche solide nécessite un processus discontinu de forage et de dynamitage avant les étapes de chargement et de transport. Exploitation minière à ciel ouvert (ou exploitation à ciel ouvert) concernent l'extraction de corps minéralisés proches de la surface et de nature relativement plate ou tabulaire et de couches minérales. Il utilise une variété de différents types d'équipements, y compris des pelles, des camions, des lignes de dragage, des excavatrices à godets et des grattoirs. La plupart des mines à ciel ouvert traitent des gisements de roche non dure. Le charbon est la denrée la plus courante qui est extraite à ciel ouvert des veines de surface. En revanche, l'exploitation minière à ciel ouvert est utilisé pour enlever le minerai de roche dure qui est disséminé et/ou situé dans des couches profondes et est généralement limité à l'extraction par pelle et équipement de camion. De nombreux métaux sont extraits par la technique à ciel ouvert : l'or, l'argent et le cuivre, pour n'en nommer que quelques-uns.
Extraction en carrière est un terme utilisé pour décrire une technique spécialisée d'exploitation à ciel ouvert dans laquelle de la roche solide avec un degré élevé de consolidation et de densité est extraite de gisements localisés. Les matériaux extraits sont soit concassés et concassés pour produire des agrégats ou des pierres de construction, tels que la dolomie et le calcaire, soit combinés avec d'autres produits chimiques pour produire du ciment et de la chaux. Les matériaux de construction sont produits à partir de carrières situées à proximité du site d'utilisation des matériaux afin de réduire les coûts de transport. Les pierres de taille telles que la dalle, le granit, le calcaire, le marbre, le grès et l'ardoise représentent une deuxième classe de matériaux extraits. Les carrières de pierres de taille se trouvent dans des zones présentant les caractéristiques minérales souhaitées qui peuvent être géographiquement éloignées ou non et nécessiter un transport vers les marchés utilisateurs.
De nombreux corps minéralisés sont trop diffus et irréguliers, ou trop petits ou trop profonds pour être exploités par des méthodes à ciel ouvert ou à ciel ouvert et doivent être extraits par l'approche plus chirurgicale de l'exploitation minière souterraine. Pour déterminer quand l'exploitation minière à ciel ouvert est applicable, un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte, notamment le terrain et l'élévation du site et de la région, son éloignement, le climat, les infrastructures telles que les routes, l'alimentation en électricité et en eau, les exigences réglementaires et environnementales, la pente la stabilité, l'élimination des morts-terrains et le transport des produits, entre autres.
Relief et dénivelé : La topographie et l'élévation jouent également un rôle important dans la définition de la faisabilité et de la portée d'un projet minier. En général, plus l'altitude est élevée et le terrain accidenté, plus le développement et la production de la mine sont susceptibles d'être difficiles. Une teneur supérieure en minerai dans un endroit montagneux inaccessible peut être extraite moins efficacement qu'une teneur inférieure en minerai dans un endroit plat. Les mines situées à des altitudes plus basses connaissent généralement moins de problèmes liés aux conditions météorologiques défavorables pour l'exploration, le développement et la production des mines. Ainsi, la topographie et l'emplacement affectent la méthode d'exploitation ainsi que la faisabilité économique.
La décision de développer une mine intervient après que l'exploration a caractérisé le gisement de minerai et que des études de faisabilité ont défini les options d'extraction et de traitement du minerai. Les informations nécessaires pour établir un plan de développement peuvent inclure la forme, la taille et la qualité des minéraux dans le corps minéralisé, le volume total ou le tonnage de matériau, y compris les morts-terrains et d'autres facteurs, tels que l'hydrologie et l'accès à une source d'eau de traitement, la disponibilité et la source d'énergie, les sites de stockage des stériles, les besoins en transport et les caractéristiques de l'infrastructure, y compris l'emplacement des centres de population pour soutenir la main-d'œuvre ou la nécessité d'aménager un lotissement urbain.
Les exigences en matière de transport peuvent comprendre les routes, les autoroutes, les pipelines, les aéroports, les chemins de fer, les voies navigables et les ports. Pour les mines à ciel ouvert, il faut généralement de grandes superficies de terrain qui peuvent ne pas avoir d'infrastructure existante. Dans de tels cas, les routes, les services publics et les conditions de vie doivent être établis en premier. La fosse serait aménagée en lien avec d'autres éléments de traitement tels que les aires d'entreposage des stériles, les concasseurs, les concentrateurs, les fonderies et les raffineries, selon le degré d'intégration requis. En raison de la grande quantité de capital nécessaire pour financer ces opérations, le développement peut être réalisé par phases pour tirer parti du minerai vendable ou louable le plus tôt possible pour aider à financer le reste du développement.
Production et équipement
Forage et dynamitage
Le forage mécanique et le dynamitage sont les premières étapes de l'extraction du minerai de la plupart des mines à ciel ouvert développées et sont la méthode la plus couramment utilisée pour enlever les morts-terrains de roche dure. Bien qu'il existe de nombreux dispositifs mécaniques capables de détacher la roche dure, les explosifs sont la méthode préférée car aucun dispositif mécanique ne peut actuellement égaler la capacité de fracturation de l'énergie contenue dans les charges explosives. Un explosif de roche dure couramment utilisé est le nitrate d'ammonium. L'équipement de forage est sélectionné en fonction de la nature du minerai et de la vitesse et de la profondeur des trous nécessaires pour fracturer un tonnage spécifié de minerai par jour. Par exemple, dans l'exploitation d'un banc de minerai de 15 m, 60 trous ou plus seront généralement forés à 15 m en arrière du front de taille actuel selon la longueur du banc à exploiter. Cela doit se produire avec suffisamment de temps pour permettre la préparation du site pour les activités de chargement et de transport ultérieures.
chargement
L'exploitation minière à ciel ouvert est désormais généralement effectuée à l'aide de pelles à table, de chargeuses frontales ou de pelles hydrauliques. Dans les mines à ciel ouvert, l'équipement de chargement est jumelé à des camions de transport qui peuvent être chargés en trois à cinq cycles ou passages de pelle; cependant, divers facteurs déterminent la préférence de l'équipement de chargement. Avec des roches pointues et/ou des travaux de creusement durs et/ou des climats humides, les pelles sur chenilles sont préférables. À l'inverse, les chargeuses sur pneus ont un coût d'investissement beaucoup plus faible et sont préférées pour charger des matériaux de faible volume et faciles à creuser. De plus, les chargeurs sont très mobiles et bien adaptés aux scénarios miniers nécessitant des déplacements rapides d'une zone à une autre ou pour les besoins de mélange de minerai. Les chargeurs sont également fréquemment utilisés pour charger, transporter et déverser des matériaux dans des concasseurs à partir de piles de mélange déposées à proximité des concasseurs par des camions de transport.
Les pelles hydrauliques et les pelles à câble présentent des avantages et des limites similaires. Les pelles hydrauliques ne sont pas préférées pour creuser la roche dure et les pelles à câble sont généralement disponibles dans des tailles plus grandes. Par conséquent, les grandes pelles à câble avec des charges utiles d'environ 50 mètres cubes et plus sont l'équipement préféré dans les mines où la production dépasse 200,000 XNUMX tonnes par jour. Les pelles hydrauliques sont plus polyvalentes sur le front de mine et permettent un meilleur contrôle de l'opérateur pour charger sélectivement la partie inférieure ou supérieure du front de mine. Cet avantage est utile lorsque la séparation des déchets du minerai peut être réalisée au niveau de la zone de chargement, maximisant ainsi la qualité du minerai qui est transporté et traité.
Transport
Le transport dans les mines à ciel ouvert et à ciel ouvert est le plus souvent effectué par des camions de transport. Le rôle des camions de transport dans de nombreuses mines à ciel ouvert se limite au cycle entre la zone de chargement et le point de transfert, comme une station de concassage dans la fosse ou un système de transport. Les camions de transport sont favorisés en raison de leur flexibilité de fonctionnement par rapport aux chemins de fer, qui étaient la méthode de transport préférée jusqu'aux années 1960. Cependant, le coût de transport des matériaux dans les fosses métalliques et non métalliques à ciel ouvert est généralement supérieur à 50 % du coût total d'exploitation de la mine. Le concassage et le transport dans la fosse à travers des systèmes de convoyeurs à bande ont été un facteur primordial dans la réduction des coûts de transport. Les développements techniques dans les camions de transport tels que les moteurs diesel et les entraînements électriques ont conduit à des véhicules de capacité beaucoup plus grande. Plusieurs fabricants produisent actuellement des camions d'une capacité de 240 tonnes et s'attendent à produire des camions d'une capacité supérieure à 310 tonnes dans un proche avenir. De plus, l'utilisation de systèmes de répartition informatisés et de la technologie de positionnement mondial par satellite permet de suivre et de programmer les véhicules avec une efficacité et une productivité améliorées.
Les systèmes de routes de transport peuvent utiliser un trafic à sens unique ou à double sens. La circulation peut être configurée sur la voie de gauche ou de droite. La circulation sur la voie de gauche est souvent préférée pour améliorer la visibilité de l'opérateur sur la position des pneus sur les très gros camions. La sécurité est également améliorée avec la circulation à gauche en réduisant le risque de collision côté conducteur au centre d'une route. Les pentes des routes de transport sont généralement limitées entre 8 et 15 % pour les transports soutenus et, de manière optimale, sont d'environ 7 à 8 %. La sécurité et l'évacuation des eaux nécessitent de longues pentes pour inclure des sections d'au moins 45 m avec une pente maximale de 2 % pour chaque 460 m de forte pente. Les bermes de route (bordures de terre surélevées) situées entre les routes et les excavations adjacentes sont des dispositifs de sécurité standard dans les mines à ciel ouvert. Ils peuvent également être placés au milieu de la route pour séparer le trafic opposé. Lorsqu'il existe des routes de transport en sens inverse, des voies d'évacuation à élévation croissante peuvent être installées à la fin de longues pentes abruptes. Les barrières de bord de route telles que les bermes sont standard et doivent être situées entre toutes les routes et les excavations adjacentes. Des routes de haute qualité améliorent la productivité maximale en maximisant les vitesses de sécurité des camions, en réduisant les temps d'arrêt pour l'entretien et en réduisant la fatigue du conducteur. L'entretien des routes des camions de transport contribue à réduire les coûts d'exploitation grâce à une consommation de carburant réduite, à une durée de vie des pneus plus longue et à des coûts de réparation réduits.
Le transport ferroviaire, dans les meilleures conditions, est supérieur aux autres méthodes de transport pour le transport du minerai sur de longues distances à l'extérieur de la mine. Cependant, en pratique, le transport ferroviaire n'est plus largement utilisé dans les mines à ciel ouvert depuis l'avènement des camions électriques et diesel. Le transport ferroviaire a été remplacé pour tirer parti de la plus grande polyvalence et de la flexibilité des camions de transport et des systèmes de convoyeurs dans la fosse. Les chemins de fer exigent des pentes très douces de 0.5 à un maximum de 3% pour les trajets en montée. L'investissement en capital pour les moteurs de chemin de fer et les besoins en voies est très élevé et nécessite une longue durée de vie de la mine et de grands rendements de production pour justifier le retour sur investissement.
Manutention du minerai (convoyage)
Le concassage et le transport en fosse sont une méthodologie qui a gagné en popularité depuis sa première mise en œuvre au milieu des années 1950. L'emplacement d'un concasseur semi-mobile dans la fosse de la mine avec le transport ultérieur hors de la fosse par un système de convoyeur a entraîné des avantages de production significatifs et des économies de coûts par rapport au transport par véhicule traditionnel. La construction et l'entretien des routes de transport à coût élevé sont réduits et les coûts de main-d'œuvre associés à l'exploitation des camions de transport et à l'entretien des camions et au carburant sont minimisés.
Le but du système de concasseur en fosse est principalement de permettre le transport du minerai par convoyeur. Les systèmes de concassage en fosse peuvent aller d'installations permanentes à des unités entièrement mobiles. Cependant, le plus souvent, les concasseurs sont construits sous une forme modulaire pour permettre une certaine portabilité à l'intérieur de la mine. Les concasseurs peuvent être déplacés tous les un à dix ans ; cela peut prendre des heures, des jours ou des mois pour terminer le déménagement selon la taille et la complexité de l'unité et la distance de réinstallation.
Les avantages des convoyeurs par rapport aux camions de transport incluent un démarrage instantané, un fonctionnement automatique et continu et un degré élevé de fiabilité avec une disponibilité allant de 90 à 95 %. Ils ne sont généralement pas gênés par les intempéries. Les convoyeurs ont également des besoins en main-d'œuvre beaucoup plus faibles par rapport aux camions de transport ; l'exploitation et l'entretien d'un parc de camions peuvent nécessiter dix fois plus de membres d'équipage qu'un système de convoyage de capacité équivalente. De plus, les convoyeurs peuvent fonctionner à des pentes allant jusqu'à 30 %, tandis que les pentes maximales pour les camions sont généralement de 10 %. L'utilisation de pentes plus raides réduit la nécessité d'enlever les matériaux de mort-terrain de faible qualité et peut réduire la nécessité d'établir des routes de transport à coût élevé. Les systèmes de convoyeurs sont également intégrés dans les pelles à godets dans de nombreuses opérations de charbon de surface, ce qui élimine le besoin de camions de transport.
Méthodes d'exploration de solutions
L'extraction par solution, le plus courant des deux types d'extraction aqueuse, est utilisée pour extraire le minerai soluble là où les méthodes d'extraction conventionnelles sont moins efficaces et/ou moins économiques. Également connue sous le nom de lixiviation ou lixiviation en surface, cette technique peut être une méthode d'extraction primaire, comme pour l'extraction d'or et d'argent par lixiviation, ou elle peut compléter les étapes pyrométallurgiques conventionnelles de fusion et d'affinage, comme dans le cas de la lixiviation de minerais d'oxyde de cuivre à faible teneur. .
Aspects environnementaux de l'exploitation minière à ciel ouvert
Les effets environnementaux importants des mines à ciel ouvert attirent l'attention partout où les mines sont situées. L'altération du terrain, la destruction de la flore et les effets néfastes sur les animaux indigènes sont des conséquences inévitables de l'exploitation minière à ciel ouvert. La contamination des eaux de surface et souterraines pose souvent des problèmes, en particulier avec l'utilisation de lixiviants dans l'extraction par dissolution et le ruissellement de l'extraction hydraulique.
Grâce à l'attention accrue des écologistes du monde entier et à l'utilisation d'avions et de photographies aériennes, les entreprises minières ne sont plus libres de « creuser et courir » lorsque l'extraction du minerai souhaité est terminée. Des lois et des règlements ont été promulgués dans la plupart des pays développés et, grâce aux activités des organisations internationales, sont imposés là où ils n'existent pas encore. Ils établissent un programme de gestion de l'environnement comme partie intégrante de tout projet minier et stipulent des exigences telles que des études préliminaires d'impact sur l'environnement; des programmes de réhabilitation progressive, y compris la restauration des contours des terres, le reboisement, la replantation de la faune indigène, le repeuplement de la vie sauvage indigène, etc. ; ainsi que des audits de conformité simultanés et à long terme (PNUE 1991, ONU 1992, Agence de protection de l'environnement (Australie) 1996, ICME 1996). Il est essentiel que celles-ci soient plus que des déclarations dans la documentation requise pour les licences gouvernementales nécessaires. Les principes de base doivent être acceptés et pratiqués par les managers sur le terrain et communiqués aux travailleurs à tous les niveaux.
Indépendamment de la nécessité ou de l'avantage économique, toutes les méthodes de solution de surface partagent deux caractéristiques communes : (1) le minerai est extrait de la manière habituelle, puis stocké ; et, (2) une solution aqueuse est appliquée au sommet du stock de minerai qui réagit chimiquement avec le métal d'intérêt à partir duquel la solution de sel métallique résultante est canalisée à travers le tas de stock pour la collecte et le traitement. L'application de l'extraction par solution de surface dépend du volume, de la métallurgie du ou des minéraux d'intérêt et de la roche hôte associée, ainsi que de la surface et du drainage disponibles pour développer des décharges de lixiviation suffisamment grandes pour rendre l'opération économiquement viable.
Le développement de terrils de lixiviation dans une mine à ciel ouvert dans laquelle l'extraction par dissolution est la principale méthode de production est le même que pour toutes les opérations à ciel ouvert, à l'exception que le minerai est destiné uniquement au terril et non à une usine. Dans les mines utilisant à la fois des méthodes de broyage et de dissolution, le minerai est séparé en portions broyées et lessivées. Par exemple, la plupart du minerai de sulfure de cuivre est broyé et purifié en cuivre de qualité marchande par fusion et affinage. Le minerai d'oxyde de cuivre, qui ne se prête généralement pas au traitement pyrométallurgique, est acheminé vers des opérations de lixiviation. Une fois le terril développé, la solution lixivie le métal soluble de la roche environnante à un rythme prévisible qui est contrôlé par les paramètres de conception du terril, la nature et le volume de la solution appliquée, ainsi que la concentration et la minéralogie du métal dans le terril. minerai. La solution utilisée pour extraire le métal soluble est appelée lixiviant. Les lixiviants les plus couramment utilisés dans ce secteur minier sont des solutions diluées de cyanure de sodium alcalin pour l'or, d'acide sulfurique acide pour le cuivre, de dioxyde de soufre aqueux pour le manganèse et de sulfate ferrique d'acide sulfurique pour les minerais d'uranium ; cependant, la plupart de l'uranium et des sels solubles lessivés sont collectés par in situ exploitation minière dans laquelle le lixiviant est injecté directement dans le corps minéralisé sans extraction mécanique préalable. Cette dernière technique permet de traiter des minerais à faible teneur sans extraire le minerai du gisement minéral.
Aspects santé et sécurité
Les risques pour la santé et la sécurité au travail associés à l'extraction mécanique du minerai dans l'extraction par dissolution sont essentiellement similaires à ceux des opérations minières à ciel ouvert conventionnelles. Une exception à cette généralisation est la nécessité pour le minerai sans lixiviation de subir un concassage primaire dans la fosse de la mine à ciel ouvert avant d'être acheminé vers une usine de traitement conventionnel, alors que le minerai est généralement transporté par camion directement du site d'extraction à la décharge de lixiviation en extraction de solutions. Les travailleurs des mines par dissolution seraient donc moins exposés aux principaux risques d'écrasement tels que la poussière, le bruit et les risques physiques.
Les principales causes de blessures dans les mines à ciel ouvert comprennent la manutention des matériaux, les glissades et les chutes, la machinerie, l'utilisation d'outils à main, le transport d'énergie et le contact avec une source électrique. Cependant, l'exposition potentielle aux lixiviants chimiques pendant le transport, les activités de lixiviation et le traitement chimique et électrolytique est unique à l'exploitation minière par dissolution. Des expositions aux brouillards acides peuvent se produire dans les réservoirs de récupération électrolytique de métaux. Les risques liés aux rayonnements ionisants, qui augmentent proportionnellement de l'extraction à la concentration, doivent être pris en compte dans l'extraction de l'uranium.
Méthodes minières hydrauliques
Dans l'exploitation minière hydraulique, ou « hydraulicking », la pulvérisation d'eau à haute pression est utilisée pour creuser des matériaux faiblement consolidés ou non consolidés dans une boue pour le traitement. Les méthodes hydrauliques sont appliquées principalement aux gisements de métaux et d'agrégats de pierre, bien que les résidus de charbon, de grès et de métallurgie se prêtent également à cette méthode. L'application la plus courante et la plus connue est exploitation de placers dans lequel des concentrations de métaux tels que l'or, le titane, l'argent, l'étain et le tungstène sont extraites d'un gisement alluvial (placer). L'approvisionnement en eau et la pression, le gradient de pente du sol pour le ruissellement, la distance entre le front de mine et les installations de traitement, le degré de consolidation du matériau exploitable et la disponibilité de zones d'élimination des déchets sont tous des considérations primordiales dans le développement d'une exploitation minière hydraulique. Comme pour les autres exploitations minières à ciel ouvert, l'applicabilité est spécifique à l'emplacement. Les avantages inhérents à cette méthode d'exploitation comprennent des coûts d'exploitation relativement faibles et une flexibilité résultant de l'utilisation d'équipements simples, robustes et mobiles. En conséquence, de nombreuses opérations hydrauliques se développent dans des zones minières éloignées où les besoins en infrastructure ne sont pas une limitation.
Contrairement à d'autres types d'exploitation minière à ciel ouvert, les techniques hydrauliques reposent sur l'eau comme moyen d'extraction et de transport des matériaux extraits ("sluicing"). Des jets d'eau à haute pression sont livrés par des moniteurs ou des canons à eau à une banque de placers ou à un gisement minéral. Ils désintègrent le gravier et les matériaux non consolidés, qui sont emportés dans les installations de collecte et de traitement. Les pressions d'eau peuvent varier d'un écoulement gravitaire normal pour les matériaux fins très meubles à des milliers de kilogrammes par centimètre carré pour les dépôts non consolidés. Des bulldozers et des niveleuses ou d'autres équipements d'excavation mobiles sont parfois utilisés pour faciliter l'extraction de matériaux plus compacts. Historiquement, et dans les opérations modernes à petite échelle, la collecte du lisier ou du ruissellement est gérée avec des vannes et des prises de petit volume. Les opérations à l'échelle commerciale reposent sur des pompes, des bassins de confinement et de décantation et des équipements de séparation qui peuvent traiter de très grands volumes de lisier par heure. Selon la taille du gisement à exploiter, le fonctionnement des moniteurs d'eau peut être manuel, télécommandé ou contrôlé par ordinateur.
Lorsque l'extraction hydraulique se produit sous l'eau, on parle de dragage. Dans cette méthode, une station de traitement flottante extrait les dépôts meubles tels que l'argile, le limon, le sable, le gravier et tous les minéraux associés à l'aide d'une ligne de godets, d'une ligne de traînée et/ou de jets d'eau submergés. Le matériau extrait est transporté hydrauliquement ou mécaniquement vers une station de lavage qui peut faire partie de la plate-forme de dragage ou physiquement séparée avec des étapes de traitement ultérieures pour séparer et terminer le traitement. Bien que le dragage soit utilisé pour extraire des minéraux commerciaux et des agrégats de pierre, il est surtout connu comme une technique utilisée pour nettoyer et approfondir les canaux d'eau et les plaines inondables.
Santé et sécurité
Les risques physiques dans l'exploitation minière hydraulique diffèrent de ceux des méthodes d'exploitation minière à ciel ouvert. En raison de l'application minimale d'activités de forage, d'explosifs, de transport et de réduction, les risques pour la sécurité ont tendance à être associés le plus souvent aux systèmes d'eau à haute pression, au déplacement manuel de l'équipement mobile, aux problèmes de proximité liés aux alimentations électriques et à l'eau, aux problèmes de proximité associés à l'effondrement du le front de mine et les activités d'entretien. Les risques pour la santé concernent principalement l'exposition au bruit et aux poussières et les risques ergonomiques liés à la manipulation des équipements. L'exposition à la poussière est généralement moins problématique que dans l'exploitation minière à ciel ouvert traditionnelle en raison de l'utilisation de l'eau comme milieu minier. Les activités de maintenance telles que le soudage non contrôlé peuvent également contribuer à l'exposition des travailleurs.