Sable Frac : Comment est-il extrait ?
Étapes d’une opération typique d’extraction de sable par fracturation
Cette photographie aérienne est numérotée dans l’ordre des étapes, du début à la fin. Chaque étape est décrite ci-dessous. Bien que les opérations minières individuelles puissent gérer différentes étapes légèrement différemment, l’ordre de base reste le même.
Image reproduite avec l’aimable autorisation de Sables siliceux Supérieurs.
Enlever la végétation
Avant que l’exploitation minière puisse avoir lieu, toute la végétation doit être retirée d’une zone.
Enlever la couche arable et les couches rocheuses indésirables
Pour atteindre le grès cible, le sol sus-jacent et les couches rocheuses indésirables doivent être enlevés. Ces matériaux sont souvent stockés séparément sur le site pour être utilisés lors de la remise en état de la mine (étape 10).
Exposer le dessus du grès, placer des charges explosives
Contrairement au sable de plage meuble, le grès extrait pour le sable de fracturation est cimenté ensemble sous forme de roche. Selon la dureté de la roche, il peut être nécessaire de placer des charges explosives dans des trous percés près du bord du mur de la mine pour briser le grès en petits morceaux.
Excavation du grès
Des équipements d’excavation tels que des pelleteuses et des chargeuses frontales sont utilisés pour ramasser le grès près du mur de la fosse de mine.
Concasser des morceaux de grès
Les camions transportent des charges de grès de la fosse de la mine vers un concasseur qui brise les morceaux de grès en grains de sable individuels. Les grains qui sont trop gros pour être utilisés comme sable de fracturation sont séparés et vendus comme produit de sable industriel de remplacement ou ajoutés au tas de récupération (étape 10). Le sable restant est ensuite mélangé à de l’eau et conduit à la laveuse (étape 6).
Lavage sable
Les grains de sable sont lavés pour éliminer les particules de limon et d’argile indésirables. L’eau de lavage est ensuite pompée dans un décanteur à proximité où des floculants (polyacrylamides) sont ajoutés pour éliminer les particules en suspension. Ces particules, ainsi que le sable trop fin pour la fracturation hydraulique, représentent environ 20 à 30% du poids total du grès brut. Alors que les fines particules de limon et d’argile sont couramment utilisées pour la récupération des mines (étape 10), le sable trop fin peut être vendu comme sable industriel.
En raison des dépenses et des efforts liés à l’utilisation de bassins de décantation et d’étangs, certains sites (y compris la mine illustrée ici) utilisent maintenant des presses à bande pour extraire l’eau des sédiments floculés. En plus d’être plus rapide, ce système recycle plus d’eau et nécessite moins d’eau pour le lavage et le traitement du sable.
Sable de stockage pour le séchage, le tri et l’expédition finale
Du sable propre est stocké jusqu’à ce qu’il puisse être chargé dans des camions pour le tri final et le séchage hors site. (Certaines mines trient et sèchent le sable sur place plutôt que de l’envoyer.) Parce que le sable contient encore de l’humidité lorsqu’il est stocké, les tuiles de drainage sous les piles canalisent l’eau vers un bassin d’eau de traitement doublé. Cette eau est réutilisée pour laver et transporter le sable (étapes 5 et 6).
Une étape importante du traitement du sable de fracturation, qui se produit hors site pour cette opération, consiste à sécher et à trier le sable dans des plages de granulométrie pour répondre aux besoins de l’industrie. Le sable est ensuite expédié hors de l’état par chemin de fer ou par barge.
Laisser le matériau rejeté se déposer hors de l’eau
Le matériau rejeté (limon et argile) du processus de lavage est déplacé vers des bassins de rétention pour permettre au matériau de se déposer hors de l’eau. L’eau est réutilisée pour laver et transporter le sable (étapes 5 et 6).
Matériau de rejet sec
Les boues des bassins de décantation sont déplacées ici pour permettre au matériau de s’écouler une dernière fois avant de l’ajouter à la pile de récupération.
Remblayer les roches non désirées et les matériaux fins (remise en état de la mine)
Pendant la remise en état, la fosse extraite est remblayée avec un mélange de roches non désirées (à partir de l’étape 2) et de matériaux rejetés (à partir des étapes 5, 6 et 9). Au fur et à mesure que le mur de la mine est excavé, la zone derrière celui-ci est continuellement comblée. La nouvelle surface sera éventuellement nivelée, recouverte de terre végétale stockée (à partir de l’étape 2) et replantée conformément au plan de remise en état approuvé.