treuil d'extraction

Un treuil d'extraction est une puissante machine rotative installée à la surface d'une mine qui contrôle la descente et la remontée des cages transportant le personnel et le minerai à travers le puits. Il se compose d'un grand tambour (ou d'une paire de tambours) sur lequel s'enroule et se déroule un câble d'acier, relié à un moteur qui peut être entraîné par la vapeur, l'électricité ou le diesel. La cage elle-même est suspendue à ce câble; à mesure que le tambour tourne, le câble s'allonge ou se raccourcit, déplaçant la cage verticalement à travers le puits.

La conception mécanique varie en fonction de la profondeur du puits et des exigences de charge. Les mines peu profondes avec des charges légères utilisent des treuils à tambour unique avec des freins à friction; les mines plus profondes emploient des systèmes à double tambour où un tambour s'enroule pendant que l'autre se déroule, équilibrant la charge sur le moteur et réduisant la contrainte sur les freins. Les tambours eux-mêmes sont généralement en fonte ou en acier, leur diamètre variant de 2 à 5 mètres, selon l'épaisseur et la profondeur du câble. Les diamètres de câble varient généralement de 16 à 28 millimètres pour les câbles en acier étiré dur, avec des charges de travail sûres calculées de manière conservative pour assurer de multiples facteurs de sécurité.

Un opérateur de treuil qualifié contrôle la vitesse et la direction depuis une cabine en surface, surveillant les indicateurs de profondeur (positions de contrepoids ou jauges de profondeur électroniques) pour éviter le survirage, ce qui provoquerait la collision de la cage avec le chevalement ou un mou dangereux du câble. La plupart des treuils intègrent plusieurs systèmes de freinage indépendants: un frein mécanique actionné au pied pour les arrêts d'urgence et un frein automatique qui s'engage si la tension du câble chute soudainement. La vitesse est généralement limitée à 10 à 15 mètres par seconde en exploitation de production, bien que la descente contrôlée puisse se faire plus lentement.

Les modes de défaillance incluent l'usure ou la défaillance des freins (ce qui peut entraîner une descente incontrôlée), la dégradation du câble due à la corrosion ou à la fatigue (nécessitant une inspection régulière et un remplacement périodique), et l'erreur de l'opérateur due à la fatigue. L'entretien régulier implique la vérification de l'état du câble, du fonctionnement des freins, de l'alignement du tambour et de l'enroulement du câble; tout signe d'effilochage, de pliage ou d'usure inégale exige un remplacement immédiat du câble. Les réglementations dans la plupart des juridictions imposent des essais de freinage hebdomadaires et des inspections annuelles des câbles par du personnel certifié.

Le terme «winder» (treuil) dérive simplement de l'action d'enroulement du tambour; il est utilisé dans toutes les régions minières anglophones et reste courant malgré un certain déclin de l'exploitation minière souterraine de charbon et de métaux. Le moteur de treuil représente l'un des plus anciens systèmes mécaniques continus en usage industriel, avec des conceptions de base établies au 19e siècle et affinées régulièrement tout au long du 20e siècle. Les installations modernes utilisent de plus en plus des moteurs électriques avec des variateurs de fréquence pour améliorer l'efficacité et la précision du contrôle.