Située près des plus hauts sommets à l’intérieur de l’île de l’Indonésie, et atteignable par une route sinueuse aux pentes particulièrement abruptes, Grasberg est un exemple extrême de la détermination et de l’ingéniosité qu’exige la recherche de ressources. Une partie de cette ingéniosité découle du travail de WSP sur un élément clé de l’infrastructure de Grasberg.

L’exploitant de Grasberg, PT Freeport Indonesia (PTFI), a fait appel à WSP pour la conception, l’introduction et la supervision de la mise en service d’une usine de remblai en pâte à la mine Big Gossan de Grasberg. Faisant partie du complexe minier de Grasberg, première mine d’or et deuxième mine de cuivre en importance au monde, le site n’offrait qu’une petite parcelle de terrain de niveau, qui allait être occupée par l’usine de concentration. L’usine de remblai en pâte devait donc être construite sous terre, à l’intérieur de la montagne.

TLa méthode d’exploitation par gradins est utilisée pour extraire le minerai de cuivre et d’or. Pour excaver les gradins adjacents en toute sécurité, il faut d’abord remplir les gradins déjà exploités de remblai en pâte, celui-ci étant constitué de résidus asséchés classifiés, d’eau et de ciment. Le remblai en pâte durcit jusqu’à atteindre une résistance qui lui permet de soutenir la roche au-dessus, de sorte que l’extraction puisse se poursuivre. Un approvisionnement régulier et fiable de remblai en pâte est donc essentiel à la production continue de Big Gossan, et ce, malgré l’emplacement difficile.

Usine de remblai en pâte souterraine : sortir des sentiers battus

De nombreuses usines de remblai en pâte en surface sont conçues pour que toutes leurs composantes soient localisées dans un seul bâtiment. Pour la construction souterraine à la mine Big Gossan, notre équipe a déterminé que l’ensemble des composantes ne pouvait être situé dans une seule grande excavation, compte tenu de la nécessité de garder les espaces excavés compacts, mais fonctionnels, et d’éviter que la roche au-dessus ne cède.

En conséquence, l’usine de remblai en pâte de Big Gossan est divisée en plusieurs parties. Ces parties sont installées dans une série de cavités souterraines : une contenant la série de trois filtres à disques, des espaces verticaux indépendants pour le système de mélange de la pâte et les aires de stockage des liants, et un autre espace horizontal pour l’entrée contenant les pompes à pâte, le local électrique et la salle de commande. L’infrastructure de l’usine de remblai en pâte comprend des tunnels de différentes tailles, y compris des composantes verticales et des ouvertures qui relient l’ensemble du système.

L’étroitesse des tunnels d’accès et la forte inclinaison de la route rendent l’accès à la mine difficile pour les gros véhicules. Il était donc nécessaire de modifier la façon dont le ciment, un composant essentiel de la pâte, est habituellement livré. PTFI et WSP ont ainsi choisi de recourir à des conteneurs-citernes normalisés d’une capacité de 25 tonnes, plutôt qu’aux grandes remorques de transport de masse de 40 tonnes habituelles. Il était essentiel que les responsables de l’exploitation gèrent et planifient soigneusement la circulation pour permettre un approvisionnement régulier de ciment à l’usine de remblai en pâte.

L’un des avantages de l’emplacement souterrain de l’usine de remblai en pâte était la possibilité de la situer au-dessus de la majeure partie du minerai. La distribution se fait donc principalement par gravité, sans qu’il soit nécessaire de pomper la pâte. Avec l’expansion de la mine, il faudra recourir à des pompes à piston pour acheminer la pâte vers les gradins les plus éloignés.

Les résidus produits par l’usine de concentration qui alimente l’usine de remblai en pâte de Big Gossan ont tendance à être plus fins, ce qui n’est pas optimal pour la pâte. Les résidus contenant un pourcentage trop élevé de petites particules ou de fines nécessitent un volume important de ciment pour créer une pâte à la rigidité structurale et à la capacité portante requises, ce qui rend le coût prohibitif. Afin d’éviter l’utilisation d’un volume excessif de ciment et les coûts connexes, la conception de WSP comprenait un cyclone permettant de séparer une partie des fines des résidus avant que ceux-ci ne soient utilisés pour le traitement.

Suivant sa mise en service initiale, l’usine de remblai en pâte a fonctionné à capacité partielle au cours des premières années, répondant aux besoins de la mine à l’époque. L’équipe est plus tard retournée sur le site pour aider le client à porter l’usine à sa pleine capacité, soit 300 tonnes de pâte à l’heure. La conception par WSP d’une usine de remblai en pâte souterraine permet l’exploitation efficace de la mine Big Gossan et le maintien de la stabilité nécessaire malgré le terrain montagneux difficile du remarquable district minier de Grasberg.