plan de cours : gmn-2002 - PIXEL

PLAN DE COURS
Automne 2014
GMN-2002 80551 - Manutention des matériaux
Informations générales
3
4-0-5
Présentiel
http://cours.gmn.ulaval.ca/2014a/GMN-2002_80551/
https://pixel.fsg.ulaval.ca
Paraszczak,
[email protected]
Jacek
Responsable : à déterminer
Date d'abandon sans échec avec
16 Septembre 2014 à 23h59
remboursement :
Date d'abandon sans échec sans
11 Novembre 2014 à 23h59
remboursement :
Crédits :
Temps consacré :
Mode d'enseignement :
Site Web :
Intranet Pixel :
Enseignant(s) :
Description sommaire
Propriétés des minéraux et des matériaux pertinentes en vue de leur manutention. Équipements pour le
chargement et le halage de matériaux en vrac, en surface et sous terre (chargeuses sur pneus,
chargeuses-navettes, pelles, camions) : description et applications. Sélection et optimisation, dans les
mines souterraines et en surface, d'une flotte d'équipements du point de vue de la performance et des
coûts (utilisation de logiciels spécialisés). Transport par rails. Problématique de manutention du
minerai et du stérile dans les mines souterraines. Problématique des cheminées à minerai et à stérile.
Machines d'extraction : types de treuils et câbles d'acier (descriptions, applications et sélection).
Conception d'un treuil. Description et ingénierie des convoyeurs à courroie et à vis, calcul de la
capacité et de la puissance. Transport hydraulique des pulpes.
Horaire et disponibilités
Cours en classe : Mardi
Mercredi
Disponibilité de l'enseignant : Mardi
Mercredi
08h30 à 10h20
13h30 à 15h20
10h30 à 12h00
15h30 à 16h30
PLT-2505
PLT-2501
PLT-1722-B (du 2 sept. au 12 déc.)
PLT-1722-B (du 2 sept. au 12 déc.)
Objectifs
1/9
Ce cours est offert principalement aux étudiants en génie des mines et de la minéralurgie afin de
compléter leur formation dans certains aspects de leur profession touchant à la manutention des
matériaux dans les mines à ciel ouvert, les mines souterraines, les carrières et les usines
métallurgiques. Les connaissances de base qu'un étudiant devrait avoir maîtrisées sont contenues dans
le préalable, le cours GMN-1000 Technologies minières.
Les étudiants doivent apprendre et comprendre profondément divers aspects de l'application des
équipements de manutention des matériaux utilisés dans l'industrie minière (mines à ciel ouvert, mines
souterraines, carrières, usines métallurgiques). L'objectif général du cours est de maîtriser les
méthodes de sélection desdits équipements et de leurs systèmes, tenant compte des conditions
d'opération, des objectifs de production, des coûts, des aspects environnementaux et de la santé et de
sécurité de travail.
Déroulement du cours
Date
Matière
2 septembre Introduction, déroulement du cours, affaires administratives.
Caractéristiques des minerais et des matériaux en vue de la manutention – notions de
base et définitions. Manutention des matériaux en continu vs. cyclique. Classification des
3 septembre
équipements de chargement et de halage utilisés dans les mines métallifères et autres
(charbon, sables bitumineux…).
Caractéristiques et applications des équipements pour les mines à ciel ouvert (chargeuses,
9 septembre pelles, camions, buteurs, etc.) et pour les mines souterraines (racloirs, retrochargeuses,
chargeuses-navettes et camions). Notion de temps de cycle et son estimation.
Fiabilité, disponibilité, utilisation et durée de vie des équipements. Coûts fixes et
10
d'opération. Sélection et appariement des équipements de chargement et de halage pour
septembre
les applications à ciel ouvert et souterraines.
Sélection de la flotte et son optimisation en fonction du coût total et des tâches de
16
production. Présentation détaillée des logiciels « Talpac » (RungePincockMinarco) et de
septembre
« FPC » (Caterpillar).
17
Exemples des calculs avec Talpac. Présentation et distribution du TP-1.
septembre
Transport par rail, fonctionnement, applications et calculs de base. Énergies de
23
motorisation pour les équipements de chargement et halage. Sécurité dans les opérations
septembre
de chargement et de halage.
24
Consultation du TP-1.
septembre
30
Extraction du minerai de la mine souterraine à la surface : rampe ou puits. Problématique
septembre de hissage, types des machines d'extraction.
1 octobre Conférence industrielle – M. Paul Bertrand (Équipements SMS)
Comparaison des diverses machines d'extraction : caractéristiques, limitations,
7 octobre
applications typiques.
Conception et sélection des treuils. Calculs de la productivité des treuils : disponibilité,
8 octobre
temps de cycle, dimensionnement d'un transporteur.
Câbles d'extraction : construction, caractéristiques, applications. Réglementation
14 octobre
concernant les machines d'extraction et les câbles. Sélection du (des) câble (s).
15 octobre Exemples des calculs des treuils. Présentation et distribution du TP-2.
21 octobre Présentations orales des résultats du TP-1.
2/9
22 octobre
28 et 29
octobre
4 novembre
5 novembre
11
novembre
12
novembre
18
novembre
19
novembre
25
novembre
26
novembre
2 décembre
Présentations orales des résultats du TP-1.
Semaine de lecture – pas de cours
Examen partiel no. 1.
Transport en continu : convoyeurs – classification, caractéristiques, applications.
Convoyeurs à courroie conventionnels, caractéristiques, composantes. Types de courroies
et leurs applications.
Conception et dimensionnement des convoyeurs à corroie. Calculs de la capacité,
puissance. Calculs et sélection des courroies. Présentation et distribution du TP-3.
Exemples des calculs des convoyeurs à courroie.
Concept de « In-pit crushing and conveying » (IPCC). Convoyeurs à courroie
non-conventionnels – construction, caractéristiques, applications.
Absence de l'enseignant - le cours sera offert à une date (antérieure ou ultérieure) et à une
heure convenue avec le groupe. Consultation du TP-3 avec dépanneur.
Conférence industrielle (à confirmer)
Convoyeurs à vis – construction, applications, calculs.
Transport gravitationnel du minerai et du stérile par des cheminées – discussion des
3 décembre
problèmes.
9 décembre Écoulement des pulpes homogènes et hétérogènes. Pompage des pulpes.
10
Examen partiel no. 2
décembre
Veuillez noter que le déroulement du cours est présenté de façon approximative. Le calendrier du
cours peut subir des modifications en fonction, par exemple, de la disponibilité des conférenciers
invités (possiblement deux présentations). Vous serez avisés de changements majeurs.
Objectifs spécifiques
Le cours présente trois objectifs particuliers :
• Décrire et discuter la conception, la construction, les caractéristiques et les champs
d'application des diverses équipements et des systèmes d'équipements;
• Apprendre aux étudiants les méthodes et les outils de sélection des équipements en vue des
objectifs de la production, des conditions de travail et des coûts ;
• Sensibiliser les étudiant(e)s à l'importance du choix et de l'appariement des équipements à
l'intérieur d'un système de production d'une entreprise minière dans le contexte global (voir
objectif général).
Contenu
Propriétés des minéraux et des matériaux pertinentes en vue de leur manutention. Équipements pour le
chargement et le halage de matériaux en vrac, en surface et sous terre (chargeuses sur pneus,
chargeuses-navettes, pelles, camions) : description et applications. Sélection et optimisation, dans les
mines souterraines et en surface, d'une flotte d'équipements du point de vue de la performance et des
coûts (utilisation de logiciels spécialisés). Transport par rails. Problématique de manutention du
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minerai et du stérile dans les mines souterraines. Problématique des cheminées à minerai et à stérile.
Machines d'extraction : types de treuils et câbles d'acier (descriptions, applications et sélection).
Conception d'un treuil. Description et ingénierie des convoyeurs à courroie et à vis, calcul de la
capacité et de la puissance. Transport par gravité dans les mines souterraines. Transport hydraulique
des pulpes.
Consignes sur les examens
Chaque examen sera divisé en deux parties:
• première, ou aucun document n'est permis et;
• deuxième avec toute la documentation permise.
Chaque partie sera cotée séparément; la somme de points sera conforme à celle indiquée dans le plan
de cours pour un examen donné.
Consignes sur les travaux
Vous êtes fortement encouragés de commencer vos travaux pratiques immédiatement après la
distribution des sujets. Surtout le TP-1 demande une quantité importante de travail et il ne pourra pas
être fait en quelques jours!
Pour le travail pratique no 1, deux éléments seront évalués:
• rapport écrit (max. 13 points)
• présentation orale des hypothèses et des résultats (max. 5 points)
Pour les TP-2 et TP-3 seulement un rapport écrit est exigé.
Modalités d'évaluation
Examen
Date
Heure
Pondération
de
la note finale
Document(s) autorisé(s)
Chargement, halage,
treuils
Mardi 4
08h30 à
novembre 2014 10h20
38.00%
Aucun
Convoyeurs, transport
gravitanionnel et
hydraulique
Mercredi 10
décembre 2014
28.00%
Aucun
Travail
TP-1 Conception du
système de chargement et
halage
13h30 à
15h20
Équipes Date d'échéance Heure
3à4
Mercredi 15
octobre 2014
16h30
Date
d'activité
Heure
Pondération de
la note finale
n/a
n/a
18.00%
4/9
TP-2 Dimensionnement du
treuil
3à4
Vendredi 14
novembre 2014
16h30
TP-3 Conception d'un
convoyeur à courroie
3à4
Vendredi 5
décembre 2014
16h30
n/a
n/a
8.50%
n/a
n/a
7.50%
Détails sur les modalités d'évaluation
Tout rapport pour un travail pratique remis après la date limite se verra attribuer une pénalité de 10%
par tranche de 24 heures de retard.
Pour chaque travail pratique (il y en a 3 au cours de la session), les étudiants ont la possibilité
d'évaluer le travail de leurs coéquipiers. Une grille d'évaluation sera fournie à cet effet. En tout temps,
l'équipe peut demander à rencontrer le professeur si elle considère que l'implication de ses membres
n'est pas équitable. L'évaluation est utilisée pour calculer le facteur de contribution personnelle (FCP)
de chaque étudiant. Les résultats de la grille d'évaluation permettent de déterminer si l'équipier:
• Rencontre les objectifs du travail en équipe (FCP = 1.0)
• Présente des manquements graves aux objectifs du travail en équipe (FCP = 0.8)
• Nuit de façon importante au bon fonctionnement de l'équipe (FCP = 0.5)
La note pour les rapports des travaux pratiques pour chaque étudiant est déterminée à l'aide de
l'équation suivante:
NOTE INDIVIDUELLE POUR UN RAPPORT DE TP = FCP x NOTE COLLECTIVE
Dans l'évaluation des présentations orales pour le TP-1, l'enseignant se réserve le droit de ne pas
attribuer à tous les membres d'équipe des notes identiques.
Politiques sur les examens
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un
conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent
compléter un rapport d'anomalie sur Pixel à cet effet au début de la session. Les étudiants doivent
également rencontrer leur professeur au début de la session afin que des mesures d'accommodations en
classe ou lors des évaluations puissent être prévues et planifiées suffisamment à l'avance puis mises en
place. Ceux qui ont une déficience fonctionnelle ou un handicap, mais qui n'ont pas cette lettre,
doivent contacter le secteur ACSESH au 656-2880 le plus tôt possible.
Concernant une absence à un examen, l'étudiant doit immédiatement informer par courriel le
professeur responsable du cours. Par la suite, le plus rapidement possible, et ce dans un délai maximal
de cinq (5) jours ouvrables suite à son absence (la semaine de lecture étant composée de jours
ouvrables), l'étudiant doit se rendre au Secrétariat des études (PLT-3120) pour obtenir le formulaire à
cet effet, le compléter et le remettre à ce même secrétariat, incluant les documents justificatifs en appui
(voir ci-après). Sans quoi, une note de 0 (zéro) sera automatiquement allouée pour cet examen.
Seuls motifs acceptables pour s'absenter à un examen :
1. Incapacité pour l'étudiant de passer l'examen durant la plage horaire de cet examen, à
être mentionné comme tel par un billet précis d'un médecin (incluant les coordonnées de ce
5/9
dernier), suite à une consultation médicale. Ce billet, accompagné du formulaire, doit être
présenté au Secrétariat des études (PLT-3120). L'enseignant n'intervient pas directement dans
ce processus mais en est informé, d'où la nécessité pour l'étudiant de remplir ce
formulaire le plus rapidement possible, car dans l'attente, une note de 0 (zéro) est
automatiquement attribuée à l'étudiant pour cette épreuve.
2. Mortalité d'un proche, à être documenté par une preuve de décès de la personne et une lettre
d'une tierce personne attestant du lien de parenté ou autre entre l'étudiant et la personne
décédée. Ces pièces, accompagnées du formulaire, doivent être présentées au Secrétariat des
études (PLT-3120). L'enseignant n'intervient pas directement dans ce processus mais en est
informé, d'où la nécessité pour l'étudiant de remplir ce formulaire le plus rapidement
possible, car dans l'attente, une note de 0 (zéro) est automatiquement attribuée à l'étudiant
pour cette épreuve.
3. Aucune justification d'absence reliée à des événements sportifs (sauf pour les athlètes du
Rouge et Or ou d'équipes nationales, sur approbation préalable de la direction du
département), à un travail, à un conflit d'horaire avec d'autres cours ou examens, à des horaires
de voyage conflictuels (selon des billets d'avion déjà achetés par exemple), ou à des motifs
religieux quelconques n'est acceptable. Les conflits d'horaire doivent être résolus au tout début
de la session, avant la fin de la période de modification de choix de cours, par l'étudiant
lui-même. Un étudiant inscrit à l'un de nos cours après cette date est réputé ne pas avoir de
conflit d'horaire pour passer ses examens.
Toute absence justifiée à un examen entraîne l'obligation pour l'étudiant de passer un examen reporté.
Un seul examen reporté aura lieu pour ce cours et il s'agira d'un examen récapitulatif. L'étudiant a
l'obligation de se rendre disponible à cette date, sans quoi il obtiendra la note de 0 (zéro) pour cet
examen.
Échelle des cotes (cycle 1)
Échelle des cotes
A+ [ 90.00 - 100 ]
A [ 86.00 - 89.99 ]
A- [ 82.00 - 85.99 ]
Réussite
B+ [ 78.00 - 81.99 ]
B [ 74.00 - 77.99 ]
B- [ 70.00 - 73.99 ]
Réussite
C+ [ 66.00 - 69.99 ]
C [ 62.00 - 65.99 ]
C- [ 58.00 - 61.99 ]
Réussite
D+ [ 54.00 - 57.99 ]
D [ 50.00 - 53.99 ]
E [ 0.00 - 49.99 ]
Réussite
Échec
Abandon sans échec
(dans les délais prévus)
X
Bibliographie
Notes de cours :
• Volume 1 : « Chargement, halage et installations d'extraction » - Édition automne 2011
6/9
• Volume 2 : « Transport par convoyeurs et transport de pulpes» - Édition automne 2011
Ouvrages de référence recommandés
1. Belt Conveyors for Bulk Materials, 1997, published by Conveyor Equipment Manufacturers
Association (CEMA), Fifth Edition.
2. Matériels et méthodes – édition 34, Caterpillar, Peoria, USA. Disponible pour la consultation
sur place dans l'antichambre PLT-1722 ou une version anglaise : Caterpillar Performance
Handbook, 2003 (33th Edition), Caterpillar, Peoria, USA (disponible sur le réseau
informatique du département).
3. Classification and Definitions of Bulk Materials, 1980 (ANSI/CEMA 550). Conveyor
Equipment Manufacturers Association, Washington, D.C. 20005.
4. Hartman, H.L. and J. Mutmansky, 2002. « Introductory Mining Engineering », 2nd Edition,
Wiley Interscience.
5. RAMLU, M.A., 1996. « Mine Hoisting », A.A. Balkema, Rotterdam.
6. SME Mining Engineering Handbook, 1992 (Hartman, H.L., Editor), Littleton, Colorado, USA.
7. SME Mining Engineering Handbook, 3rd Edition, 2011 (Darling, P., editor), Society of Mining
Engineers (SME), Littleton, Colorado, USA.
8. TATIYA, R.R., 2005. « Surface and Underground excavations – Methods, Techniques and
Equipment », A.A. Balkema Publishers – Taylor & Francis Group, London, UK.
9. WALKER, S.C., 1988. « Mine Winding and Transport », Elsevier, Amsterdam.
Revues
• Canadian Mining Journal
• CIM Magazine (anciennement CIM Bulletin) et CIM Journal
• Engineering and Mining Journal
• Industrie Minérale, Mines et Carrières
• International Mining
• Mining Engineering
• Mining Magazine
• Bulk Solids Handling
Logiciels
1. Fleet Production Cost Analysis (FPC) - version 3.07 de Caterpillar Inc., disponible sur le réseau
informatique du département;
2. Talpac 10 de RungePincockMinarco (Australie), disponible sur le réseau informatique du
département.
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation
7/9
L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette,
baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre
activité durant laquelle l'enseignant l'interdit.
De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation.
Les modèles suivants sont autorisés :
Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S, HP 35S
Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35
Sharp
EL-531*, EL-535-W535, EL-546*, EL-510 R, EL-520*
FX-260, FX-300 MS, FX-350 MS, FX-300W Plus, FX-991MS,
Casio
FX-991ES
* Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro
Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP
étudiante ZONE.
Information spécifique aux étudiants de l'École d'actuariat
Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la
Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas
Instruments suivants :
• BA-35 (solaire ou à pile)
• BA II Plus
• BA II Plus Professional
• TI-30Xa
• TI-30X II (IIS ou IIB)
• TI-30X MultiView (XS ou XB)
Politique sur le plagiat et la fraude académique
Règles disciplinaires
Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de
l'Université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des
sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre
connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse
suivante:
http://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf
Plagiat
Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le
fait de:
1. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou
électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;
2. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en
mentionner la source;
8/9
3. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance;
4. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);
5. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires.
L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant
soumette vos travaux pour analyse.
Étudiants ayant un handicap, un trouble d apprentissage ou un trouble mental
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un
conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent
impérativement se conformer à la politique d'Accommodations scolaires
aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse
: http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Politique-Facultaire-Accommodements.pdf
9/9