L’efficacité est optimale lorsque le trou de mine est parallèle à une surface libre. En mine souterraine, on cherche à créer, dans le front du chantier, une coupure ou un redent permettant d’avoir les trous parallèles à une surface libre ; en l’absence de redent, ou pour préparer celui-ci, on fore les trous en biais sur le front, mais l’efficacité de l’explosif y est moindre. En carrière, on travaille par gradins presque verticaux ; les trous de mine sont verticaux ou à l’inclinaison du gradin.
Le tir coup par coup est rare. On géné-
ralise le tir en volée d’un grand nombre de trous allumés simultanément, ce qui n’exige l’évacuation du chantier que pour chaque volée et améliore l’efficacité de l’explosif ; dans une carrière, la détonation d’une ligne de trous parallèle au gradin disloque la tranche de terrain délimitée par cette ligne, alors qu’un coup isolé n’abat que le dièdre dont il est l’arête. Les détonateurs allumés électriquement, amorces électriques instantanées, ont remplacé les mèches lentes et assurent la simultanéité des détonations. Habituellement, un détonateur est placé dans chaque trou. On peut aussi, en carrière notamment, relier les trous par un cordeau détonant ; il suffit alors d’un détonateur pour la
mise à feu de la volée. Si la volée comporte des trous à inégales distances de la surface libre, ceux qui sont situés le plus près doivent détoner les premiers, créant ainsi une nouvelle surface libre utilisée par les trous suivants ; pour cela, on emploie des amorces à retard dans lesquelles une pastille combustible constituant le retard est intercalée entre l’allumette électrique et le détonateur.
Les retards ordinaires sont calibrés en demi-secondes. On utilise souvent les microretards échelonnés en centièmes de seconde : l’ébranlement provoqué par les premiers coups n’est pas terminé quand survient la détonation des suivants, d’où une meilleure efficacité.
Dans les exploitations à ciel ouvert, on tire avec microretards plusieurs lignes de trous parallèles, réalisant l’abattage de dizaines de milliers de tonnes, parfois un million de tonnes.
Forage des trous de mine
• Exploitation souterraine. Les trous sont de faible diamètre (30 à 45 mm) parce qu’ils sont relativement rapprochés et de faible profondeur (2 à 3,5 m).
S’il y a peu de trous à forer dans un quartier, on utilise actuellement encore un outil individuel tenu à la main : marteau perforateur pneumatique ou, dans les terrains plus tendres comme le charbon, perforatrice rotative pneumatique ou électrique. L’emploi d’une canne té-
lescopique pneumatique qui supporte le marteau diminue la fatigue de l’ouvrier.
En terrain siliceux, le forage se fait avec injection d’eau à travers le fleuret creux pour éviter la silicose des poumons, provoquée par les poussières.
S’il y a un grand nombre de trous à forer, on utilise un jumbo qui porte une ou plusieurs perforatrices lourdes permettant de forer rapidement les trous et, éventuellement, de les faire de plus gros diamètre. Le jumbo est généralement automoteur sur pneus ou sur chenilles, plus rarement sur rails, pour aller d’un chantier au suivant.
• Exploitation à ciel ouvert. Les trous de mine verticaux sont de longueur un peu supérieure à la hauteur du gradin, habituellement 8 à 15 m. Les trous lé-
gèrement inclinés par rapport à la pente
du gradin sont plus efficaces, mais plus difficiles à forer. Dans quelques exploitations, on fore des trous jusqu’à 40 m.
Les diamètres utilisés s’échelonnent de 70 à 350 mm. Les Suédois forent des trous de faible diamètre, mais rapprochés ; les Américains préfèrent les gros trous espacés. Dans l’un et l’autre cas, le poids d’explosif au mètre cube abattu est le même, mais le prix de revient du forage et de la préparation du tir peut différer, de même que la fragmentation du terrain.
Les trous de faible à moyen diamètre sont forés soit avec un lourd marteau perforateur qui reste en surface, soit avec un marteau qui descend dans le trou, soit encore avec une petite sondeuse rotative ; le curage est fait par injection d’air à travers les tiges ; le tout est monté sur un châssis qui, si la machine est lourde, est automoteur sur pneus ou sur chenilles pour aller d’un trou au suivant ; ces machines peuvent généralement forer des trous inclinés.
Les trous de gros diamètre sont maintenant forés avec une machine rotary travaillant comme les sondeuses pour pétrole, par rotation d’un trépan à mo-lettes, mais ici avec curage par injection d’air. Ces grosses machines à moteur Diesel, automotrices sur chenilles, ne forent en principe que des trous verticaux.
Dans des terrains relativement
tendres, comme les bauxites latéritiques, on fore avec une tarière rotative dont les tiges en vis d’Archimède remontent les débris de forage.
Dans des terrains durs cristallins comme les taconites (quartzites ferrifères) ou les granites, on peut employer le jet piercing, chalumeau à fuel et oxygène alimenté à partir d’un réservoir à oxygène liquide, avec refroidissement du brûleur par injection d’eau. La flamme sort à 3 000 °C et à 5 700 km/h ; elle creuse le trou par érosion et décré-
pitation de la roche provoquées par les tensions internes dues aux différences de température et de dilatation des cristaux. Actuellement, on expérimente des flame jet, qui utilisent des corps analogues aux propergols (composés nitriques, etc.).
Havage
Dans les mines de charbon dur, pour améliorer le travail de l’explosif et en réduire fortement la consommation, on creuse dans la couche une saignée parallèle à son mur, de faible épaisseur et de la profondeur des trous de mine, appelée havage, faite par une haveuse ; cette machine possède un cadre long et mince engagé dans le massif, autour duquel circule une chaîne munie de pics qui scie progressivement le charbon sur le front du chantier. En longue taille, on utilise une haveuse ripante halée par un treuil incorporé le long du front, au fur et à mesure de son travail. Habituellement, afin de réduire le porte-à-faux du soutènement, la haveuse est placée sur le convoyeur blindé et glisse sur les rebords de celui-ci.
Dans les houillères américaines, où l’exploitation est faite par l’avancement d’une série de chantiers parallèles de 5 à 9 m de front, les haveuses sont automotrices sur chenilles ou, mieux, sur pneus pour se déplacer d’un chantier au suivant ; le havage d’un chantier se fait par un mouvement de fauchage du bras de la haveuse, dont le corps reste fixe. Ces machines sont souvent à tête universelle, permettant de haver des chantiers plus larges, de régler la hauteur du havage et de faire des rouillures verticales en croix sur le havage, ce qui améliore l’efficacité de l’explosif : celui-ci travaille alors par rapport à deux surfaces libres orthogonales, ce qui permet de réduire le nombre de trous.
Diverses mines dans lesquelles le terrain n’est pas trop coriace pour les pics (potasse, gypse, sel) pratiquent aussi le havage. Dans les mines de fer lorraines, les rognons durs ont fait échouer les essais de havage.
Explosifs utilisés
Dans les houillères, leur choix est strictement limité pour des motifs de sécurité.
Afin de ne pas risquer d’allumer le grisou ou les poussières de charbon, on n’utilise, en exploitation, que des explosifs faibles dont les gaz de détonation sortent à température relativement basse, tout en étant libérés avec une grande rapidité pour ne pas avoir le temps d’enflammer le grisou. Ce sont les
explosifs de sécurité ; il entre généralement dans leur composition une forte proportion de chlorure de sodium, comme élément de refroidissement, et du nitrate d’ammoniaque mêlé à d’autres matières explosives.
Pour le charbon, la brisance n’est pas recherchée ; on désire fracturer le massif et non le broyer en poussières de moindre valeur commerciale.
Dans les mines métalliques, on recherche les explosifs bon marché, donnant le prix de revient minimal. Dans les mines de fer lorraines, le tir à l’oxygène liquide, économique, est très employé. Les cartouches contiennent des matières combustibles finement concassées (sciure de bois, de liège, etc.) ; on les imbibe d’oxygène liquide par trempage dans un vase à double paroi avant de les introduire dans les trous. Les chantiers sont approvisionnés en oxygène liquide à downloadModeText.vue.download 10 sur 543