Techniques d’extraction du charbon

Pendant plusieurs siècles, l’extraction minière a été un élément central des débats portant sur l’économie, l’environnement et la santé et sécurité au travail. Les produits de l’extraction minière comme l’or, le fer, le nickel et le charbon font partie de notre vie de tous les jours, que nous en soyons conscients ou non.

Sans aucun doute, un des plus anciens produits de l’extraction minière utilisé par les humains est le charbon. L’histoire de l’extraction de ce produit est fascinante et les avancées de ses techniques de traitement sont incroyables.

Qu’est-ce que le charbon?

Le charbon est un combustible fossile fait d’hydrogène, de soufre, d’oxygène et de carbone. Il peut porter, selon sa teneur en carbone, les noms suivants : lignite, charbon sous-bitumineux, charbon bitumineux ou anthracite.

Le charbon, alors et maintenant

Le charbon a été une source d’énergie essentielle au cours de la révolution industrielle européenne du 18e siècle. Au Canada, la première mine de charbon a été ouverte au Nouveau-Brunswick, en 1720. Jusqu’au 18e siècle, les autochtones et les premiers colons ont été les premiers à utiliser et à vendre du charbon. Peu après, celui-ci est devenu la source d’énergie principale pour les chemins de fer, les bateaux à vapeur, les machines industrielles, l’éclairage résidentiel et le chauffage dans les grandes villes canadiennes. À ce moment, il s’agissait du seul carburant qui, lors de sa combustion, dégageait assez de chaleur pour créer de la vapeur.

La fin de la Deuxième Guerre mondiale a marqué le début du déclin de la production de charbon au Canada. La production canadienne chuta de 17 millions de tonnes par année en 1949 à moins de 10 millions de tonnes. Selon vous, quelles étaient les causes de ce déclin? L’arrivée du pétrole! En 2015, au Canada, la production de charbon comptait pour pas moins de 39 % de la production mondiale d’électricité.

Deux types de mines de charbon

Deux types de mines sont utilisées pour extraire le charbon : souterraines et à ciel ouvert. Jusqu’au 19^e siècle, l’extraction du charbon était extrêmement difficile, puisque la plupart des mines étaient souterraines. De longs tunnels étaient creusés pour permettre aux mineurs d’extraire les roches, qui étaient ensuite acheminées à la surface à l’aide de convoyeurs ou de petits chariots. Alors que les mineurs brisaient les roches à l’aide de pics et de pelles, l’eau était pompée des tunnels à l’aide de chevaux, de chaînes et de seaux. Le charbon était ensuite nettoyé dans de l’eau dans laquelle se trouvaient des particules de magnétite. Ce mélange causait la séparation naturelle des éléments.

Comme vous l’avez deviné, l’extraction souterraine du charbon était extrêmement dangereuse pour les mineurs à cette époque. Les envahissements d’eau, les accidents, les effondrements de tunnels et les explosions de poches de méthane causaient de nombreux décès chaque année. En fait, saviez-vous que les fuites de gaz étaient une des causes principales de décès dans les mines? Les mineurs apportaient des serins dans la mine afin de détecter et de prévenir les fuites de gaz. Lorsque l’oiseau cessait de gazouiller et de bouger, cela indiquait la présence d’une fuite de gaz et le risque d’explosion était très élevé.

Les mines à ciel ouvert étaient beaucoup plus sécuritaires et offraient de meilleures conditions de travail. L’extraction souterraine était plus courante, mais l’extraction à ciel ouvert était plus rentable.

Aujourd’hui, la plupart des mines de charbon canadiennes sont des mines à ciel ouvert.

De plus, nous avons la chance de vivre à une époque où la santé et la sécurité des mineurs et des transformateurs de minerai sont une préoccupation beaucoup plus grande. La technologie est bien meilleure aussi! Au lieu de chevaux, de pics et de pelles, les sociétés modernes peuvent profiter de  produits de traitement des minerais innovants..

Techniques de traitement du carbone au cours des ans

Le traitement du charbon a fait des progrès considérables. Le triage à la main nécessitait un grand nombre de personnes qui retiraient les pierres et le schiste d’un tapis mécanique; les rejets étaient ensuite jetés dans une goulotte. Tout ce processus était exigeant sur le plan physique et inefficace sur le plan technique. Alors que la taille des usines de traitement du charbon augmentait, cette méthode est devenue moins efficace et des techniques plus puissantes ont été développées. De nos jours, nous employons des rhéolaveurs qui utilisent un puissant flux d’eau pour faire tomber le charbon extrait dans une goulotte. La séparation en milieu dense (DMS), qui tire parti des densités différentes du schiste et du charbon, rend ce processus plus précis et plus facile à exécuter. Elle améliore aussi la qualité du charbon récupéré.

Quelles sont les techniques les plus modernes?

De nos jours, la méthode la plus moderne est la séparation en milieu dense, qui utilise des  cyclones DMS pour exécuter la séparation. Cette méthode fait augmenter la productivité et la séparation. Utiliser des cyclones avec point de coupure précis permet à du charbon de différentes densités d’être séparé, ce qui serait impossible à faire à la main. La DMS utilise la magnétite comme milieu de séparation afin d’améliorer la précision du point de coupure. La magnétite est ensuite récupérée du charbon au moyen de la séparation magnétique.  

La fine de charbon (charbon de moins de 0,5 mm de diamètre) est lavée au moyen de séparateurs à  spirale 

Les produits et les rejets sont séparés au moyen de lames réglables positionnées à différents endroits dans le flux d’eau, qui séparent les produits de la qualité désirée. Ils sont ensuite recueillis dans des tuyaux et acheminés à un laveur de produits ou de rejets, respectivement. Certaines installations sont aussi munies de séparateurs à spirale à deux étages, où le produit subit un traitement supplémentaire dans un deuxième ensemble de spirales. Les séparateurs à spirale sont faits de fibre de verre enduite de polyuréthane.

Vous voulez en apprendre plus à propos du traitement du charbon ou des meilleurs produits à utiliser?  Contactez un de nos experts et il se fera un plaisir de vous aider. 

Sources:

Techniques d'exploitation des mines de charbon
Connaissance des energies.org -  Fiche pedagogique/charbon
Les canaris dans les mines de charbon
Underground and surface mines
The canadian encyclopedia - Coal mining