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1. Objectifs d'une méthode d'exploitation.

L'objectif d'une méthode d'exploitation est de récupérer le minerai en place le plus complètement possible, en assurant le maximum de sécurité, au meilleur coût.

 

Pour exploiter un gisement minier, le mineur va creuser des cavités. On peut résumer sa démarche vis à vis des terrains de la manière suivante : " le mineur cherche à faire les cavités les plus grandes possibles, qui tiennent pendant un certain temps, sans beaucoup de travail".

 

Dans cette phrase apparaissent les trois notions fondamentales pour le mineur, (taux de récupération, sécurité, prix de revient), dans ses efforts pour optimiser la méthode d'exploitation :

 

- " cavité la plus grande possible " est lié à la notion de taux de récupération.

Les ressources minières étant limitées, le mineur a pour souci de récupérer au mieux le gisement, il mesure son résultat par le taux de récupération, c'est à dire le rapport entre le tonnage extrait et le tonnage gisant.

 

- " qui tienne pendant un certain temps " introduit la notion de sécurité et plus particulièrement de sécurité minière.

La caractéristique la plus importante d'une mine est que l'homme y est confronté à la pression des terrains. Les cavités réalisées dans une mine sont soumises au poids des terrains sus-jacents, c'est à dire à des contraintes verticales, ce qui explique que les puits verticaux, ne subissant pas ces contraintes, ont une excellente tenue. Tout banc de terrain, aussi résistant soit-il, ne tient au dessus du vide créé par la cavité, que parce que le poids des terrains sus-jacents est dévié et se reporte sur le massif encore en place. Il faut que ce poids soit supporté et supportable par ce massif pendant un certain temps, car à terme, de toutes façons, la cavité se refermera.

La démarche du mineur vis à vis des terrains est de trouver les dimensions maximales que peut avoir une cavité pour qu'il y ait un équilibre quasi naturel, que la cavité tienne pratiquement toute seule. Cet équilibre se dégrade avec le temps, on ne fera pas des cavités de même dimension, si elles doivent rester ouvertes pendant quelques jours (taille) ou quelques années ( infrastructures ), mais également suivant la profondeur et la nature des terrains dans lesquels sont faites ces cavités.

 

- " sans beaucoup de travail " est lié à la notion de prix de revient.

Le coût du travail est l'élément le plus important dans le prix de revient d'une tonne extraite (environ 50 %)

Il existe dans certains gisements des méthodes d'exploitation, où aucun travail pour faire tenir les cavités, c'est à dire aucun soutènement, n'est nécessaire. C'est le cas des méthodes à piliers abandonnés. Mais ces méthodes ne permettent en général d'obtenir que des taux de récupération faibles.

2. L'étude d'une méthode d'exploitation.

Une méthode d'exploitation s'étudie habituellement en quatre chapitres : l'abattage, le chargement, le soutènement, les services :

 

- l'abattage : c'est l'opération qui consiste à disloquer le gisement, à obtenir des blocs suffisamment petits pour qu'ils puissent être chargés et évacués.

Deux grands types de méthodes existent :

- l'abattage à l'explosif,

- l'abattage par coupe à l'aide d'outils, pics, couteaux,…

 

- le chargement : c'est l'opération qui consiste à ramasser le minerai abattu, pour l'évacuer vers le puits et la surface.

On peut distinguer deux grands types de méthodes :

- le chargement en continu où le minerai est évacué au fur et à mesure de son abattage,

- le chargement en discontinu par des engins navette.

 

- le soutènement : l'objectif de cette opération est de soutenir le toit pour éviter une trop grande déformation qui conduirait à un risque d'effondrement des terrains dans la zone de travail.

Là aussi deux grands types de méthodes :

- le soutènement naturel : un dimensionnement adapté des cavités et des parties de gisement laissé en place permet d'assurer un équilibre naturel des terrains.

- le soutènement artificiel : des éléments extérieurs au gisement, amenés par l'homme, soutiennent de façon mécanique les terrains.

Dans ce chapitre on examinera également le mode de traitement de l'arrière-taille : piliers abandonnés, remblayage ou foudroyage.

 

Le chapitre soutènement est celui qui est le plus spécifique de la mine.

Il faut bien comprendre ce que le mineur cherche à obtenir à travers le soutènement.

Si l'objectif d'éviter l'effondrement des terrains est évident, cela ne peut pas se faire n'importe comment. Il ne s'agit en aucun cas, contrairement à ce que peuvent penser les non mineurs, d'empêcher les terrains de bouger, de leur opposer une résistance absolue.

Quand on connaît le poids des terrains sus-jacents à une exploitation se situant à quelques centaines de mètres de profondeur, cela est impossible, quelque chose cassera, si ce n'est pas le soutènement, ce seront les terrains.

Tout est affaire d'équilibre. Contrôler, ralentir les mouvements des terrains, c'est cela que doit permettre un soutènement.

 

- les services : ce sont les opérations complémentaires aux opérations d'exploitation proprement dites et dont l'objectif est de faciliter ou même de rendre possible la vie au fond : transport au sens large (personnel, matériel, minerai), aérage, dépoussiérage, climatisation,… .

Ces services sont à assurer quelle que soit la méthode d'exploitation et ne sont pas spécifiques d'une méthode.

3. La géométrie de l'exploitation.

Le gisement de potasse est un gisement sédimentaire, dans lequel pour des surfaces importantes (plusieurs centaines de mètres dans les deux directions) on peut définir une hauteur ou "puissance" de couche à peu près constante.

 

La potasse est exploitée par "tailles". Dans une taille, le mineur réalise une saignée dans la couche, s'adaptant le mieux possible à la hauteur de celle-ci. La taille avance perpendiculairement à sa longueur, (c'est à dire parallèlement à elle même), en exploitant le minerai au fur et à mesure de sa progression. Le front de la taille peut être plus ou moins long : de quelques dizaines (taille courte) à quelques centaines de mètres (longue taille).

 

On appelle taille "montante" ou "descendante" une taille dont le front est dirigé suivant une ligne de niveau de la couche et dont la progression se fait soit en montant soit en descendant.

 

Dans les tailles "chassantes" ou "rabattantes", le front progresse en général parallèlement à la ligne de plus grande pente.

 

Pour les tailles "chassantes", le front s'éloigne à partir d'une galerie initiale parallèle à ce front. Les galeries d'extrémité de taille sont creusées perpendiculairement au front au fur et à mesure de l'avancement et maintenues à travers les vieux travaux en "châssis" pour relier la taille aux galeries principales. Ce mode d'exploitation exige peu de creusements préparatoires et permet l'étalement des investissements d'infrastructure et d'équipement.

 

Pour les tailles "rabattantes", au contraire, les galeries d'extrémité de taille sont tracées au préalable jusqu’en limite de concession, la taille progresse en se rapprochant du puits d'extraction, en raccourcissant les galeries d'extrémité de taille.

 

Un "quartier d'exploitation" est une partie de la mine constituant un sous-ensemble cohérent avec ses propres circuits de services, (aérage, transport, desserte des produits), greffés sur les circuits principaux. Un quartier peut être constitué d'une seule taille, mais en général il en comporte plusieurs, alignées, qui progressent simultanément. L'intérêt est de gagner en concentration et d'allonger les fronts, ce qui favorise la chute du foudroyage et réduit les pressions.

 

Réaliser des schémas de principe permettant de visualiser les termes définis ci-dessus : front, voies d'extrémité, chassant, rabattant…

Michel Streckdenfinger. Mai 2003

Travail de Roger Weissenberger

Date de création : 08/02/2013 @ 13:22
Dernière modification : 10/02/2013 @ 20:31
Catégorie : Les sites miniers - Le bassin d'Alsace-Divers
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