CHAPITRE XVII

METMOSBS DBS PILIBRS, DES GLOISSNS, DBS BSTAUS

388 — Généralités. — Le principe de Tabandon pur et simple d'une fraction importante du gitc, doit rester limité à des matières de peu de valeur, incapables de rémunérer les frais accessoires qu*occasionnerait Tapplication plus onéreuse du foudroyage ou du remblayage, pour Tenlèvement des parties délaissées.

Ce système d'exploitation se recommande, il est vrai, par sa simplicité. Elle est telle, que ce principe a dû, sans nul doute, être seul suivi à l'origine de l'exploitation souterraine. Mais il a été constamment en se restreignant depuis lors.

Ajoutons que l'abandon de massifs présente sur les deux autres principes, l'avantage de respecter beaucoup plus nettement la superficie, en évitant le payement d'indemnités aux propriétaires*du sol, et l'introduction des eaux de surface. Cette considération peut dans certains cas devenir assez décisive pour imposer son choix, par exemple dans les exploitations sous-marines (n"* 394).

Elle motive également l'intervention partielle de ce principe, dans les mines exploitées par remblayage ou foudroyage, lorsqu'il s'agit d'assurer la conservation absolue d'une région particulièrement importante de la surface : habitations, ouvrages d'art, voies de communication, cours d'eau, etc. On réserve alors au-dessous d'elle une partie du gîte qui restera inattaquée, sous le nom

398 MÉTHODES D*EXPL01TATI0N.

de maisif de protectiotij ou encore à'investiton. On agit de même, au besoin, pour sauvegarder des organes essentiels de Texploitation elle-même, tels que puits, chambres de machine, galeries d'écoulement, etc. Nous examinerons plus tard (n*" 449) les règles qui doivent présider à la détermination très délicate de ces réserves.

Le principe de Tabandon de massifs est mis en pratique d'après quatre méthodes distinctes d'exploitation, auxquelles nous donnerons les noms suivants (') :

Méthode des piliers tourinés,

^ , , Méthode des piuers longs,

Principe de l abandon < .

Méthode des cloisons,

Méthode des estaus.

384 — Supposons, en premier lieu, un gisement horizontal ou peu incliné, et dont la puissance ne soit pas trop disproportionnée avec sa solidité, de telle sorte que Ton puisse entreprendre de le dépecer d'un seul coup sur toute son épaisseur. Cette limite de hauteur est d'ailleurs absolument relative. Tandis que dans certains gites de consistance médiocre, une élévation de 5 ou 10 mètres constituerait déjà pour les chanlieï's un excès téméraire, on a pu pratiquer, dans les salines de Marmaros, des chambres de 147 mètres de hauteur. La méthode est alors dite en une seule tranche, mais elle peut s'appliquer de trois manières différentes.

Bans un premier cas, le plafond est soutenu par une série de massifs isolés les uns des autres, et les vides forment autour d'eux un espace continu. C'est la méthode des piliers tournés.

Dans un mode inverse, on pratique une série de vides isolés les uns des autres, appelés chambres ^ et c'est, au contraire, la masse minérale qui reste continue, à l'état de squelette servant à cloisonner ces chambres, pour les séparer les unes des autres. Ce sera pour nous la méthode des cloisons.

On aperçoit entre ces deux systèmes la difFérence qui se retrouve

(*) lia ton de la Goupillièrc, Bulletin de la Société des Sciences tiatweUes de Ximes, juin 1885, p. 60.

ÂBÂNDOIN DE MASSIFS.

pour les constructions habituelles de la surface. Dans les conditions ordinaires, un ensemble continu de murailles supporte le plafond au-dessus de chambres distinctes, isolées les unes des autres. Pour une très grande salle, au contraire, ce plafond se trouve soutenu, au-dessus d'un vide continu, par une série de colonnes isolées. Dans le premier cas, il repose sur un réseau de lignes àe soutènement, et dans le second sur un système de points isolés.

La méthode des piliers longs forme une sorte d'intermédiaire entre ces deux conceptions, et comme un passage de Tune à l'autre. Le pilier rectangulaire s'allonge indéfiniment suivant l'une de ses dimensions, et cloisonne alors, l'un par rapport à l'autre, les espaces situés sur ses deux faces. Mais il existe un nombre illimité de pareils piliers. Le plafond se trouve donc, dans ce cas, soutenu sur un ensemble de lignes, comme dans la méthode des cloisons ; seulement ce n'est plus un réseau continu dans toutes ses parties ; c'est un système de lignes détachées les unes des autres, comme le sont les appuis isolés, dans la méthode des piliers tournés.

— Méthode des piliers touimés. — Les piliers tournés ont en principe la forme rectangulaire. Si le gîte présente une pente appréciable , on établit leurs côtés suivant sa direction et son inclinaison. L'ensemble est quadrillé en forme de damier ou de quinconce (fig. 267). Il présente pour le roulage deux systèmes de voies rectangulaires.

Dans certains gisements , le toit est traversé par de nombreuses fissures ou filières, sensiblement parallèles, qui lui enlèveraient toute solidité, si on les laissait régner au-dessus d'un vide continu. On croise alors les

Fig. 267. Piliers tournés. Quadrillage à double voie (coupe horizontale;.

MÉTHODKS D'EXI'LUITATION.

piliers (fig. 268)» en déjetant d'une case, sur le damier, leurs files, de deux en deux. Il ne reste plus, dans ces conditions, qu*un seul système de voies, que l'on dispose, autant que possible, perpendiculairement à la direction des filières.

Quand le gite pèche par défaut de solidité, on trouve avantage à faire l'opération en deux fois. On embrasse tout le champ d exploitation par un traçage à larges mailles, et, pendant ce temps,

Fig. 968. Piliei-s tournés. Quadrillage à simple voie (coupe horiiontale).

les massifs, de dimensions surabondantes, présentent toute sécurité. Puis on bat en retraite à partir des limites du champ, eu refendant en quatre les lopins par deux galeries en croix, de manière à n'abandonner , en définitive , que des piliers réduits au strict nécessaire , mais dans des régions où l'on n'a plus à rentrer (*).

(') Les exemples de l'application de la méthode des piliei*s tournés sont innombrables. Je citerai notamment : les carrières de haute et basse masse, de calcaire ou de gyp^i des environs de Paris ; les mines domaniales de lignite de Brux (Bohème), et oclk» de Trcts (Bouches-du-Rhône), avant la transformation qu*eUes viennent de subir; l'ancienne méthode Liégeoise, un essai du môme genre dans les charbonnages de Kônigsgrube (Silésie), la méthode de* larges galanes très usitée auti'^fois dans le Yorkshire et le Lancashire, le Teu-Yards~Coal du Stafforshire (n* 306) ; les salines de Varangéville, de Dieuze, de Northwich, de Wieliczka (n** 390); la fçlaubénte de Cieu- Pozzuclos (Espagne); les pyrites cuivreuses de Tharsis et de Rio-Tinto; les mines de fer oxydé de Saint -Rémy-sur-Orne, de Beauregard (Côte-d'Or) ; le fer protosilicaté de la sien*a de Garthagéne ; les gi*ès de Gommern (pays de Siegen), imprégnés de galène, ainsi que les mines de plomb d'Oncnbanya et de Roduau (Uongi'ie).

886 — Méthode des piliers longs. — Les massifs longs sont disposés suivant la direction du gite, de manière à laisser entre eux des galeries horizontales pour le roulage. Quelquefois, cependant, comme dans le wicket-system (n* 395), ils sont dirigés suivant l'inclinaison (*).

Dans les ardoisières de Rimogne (Ardennes) (n* 393), la cloison, au lieu d'être rectiligne, affecte une forme dentelée en décrochements (fig. 269), propre à donner au pilier plus de maintien ; de même que la tôle ondulée présente plus de raide que la tôle plane.

Fig. 269. Piliers longs en décrochements (coupe horiiontale).

387 — Méthode des cloisons. — On adopte, en général, pour plus de simplicité et de solidité dans les chambres souterraines, le type du cylindre de révolution surmonté d'une coupole. La forme ronde peut également s'ovaliser, pour tenir compte de la direction du gite, ou de différences de consistance dans les divers sens. Cette méthode comporte deux variantes. Dans Tune, les chambres sont isolées les unes des autres, et l'on descend dans chacune d'elles par un puits distinct. Ces cavités sont foncées en gradins droits. Avec la seconde. On procède par cheminements horizontaux, en les épanouissant en forme de chambre, que l'on ouvre en montant, en gradins renversés, sur les points où la teneur parait devoir être rémunératrice.

La méthode des cloisons peut offrir des avantages au point de

(*) La méthode des piliers longs se renconti*e, par exemple, dans les ardoisières de Fiimay (Ardennes], les mines d'anthracite de Pennsylvanie (n^'SQO), et les mines de fer de Mondalazac (Âvepon) ; du moins pendant la période de traçage, pour cette dernière exploitation, de môme que dans celle de Mazenay(Saône-et-Loire), qui est tracée avec des piliers tournés. l\ est, en effet, à noter qu'avec ces deux dispositifs, les massifs peuvent être seulement réservés à titre temporaire, sauf à devenir, à une époque éloignée Tobjet d'un dépilage suivi de foudroyage au lieu d'éti'e abandonnés sans retour. Au contraire, cette circonstance ne saurait se présenter avec les métliodcs des cloisons et des estaus, qui restent absolument sjiêcialcs au principe de l'abaiidor.

402 MÉTHODES ITEXPLOITATION.

vue des eaux ; soit que l'on redoute leur invasion du dehors, car alors un coup d'eau qui fait irruption dans une chambre ne compromet que ce chantier, sans atteindre les autres; soit, inversement, que Ton veuille maintenir le liquide dans cette capacités pour y utiliser son pouvoir dissolvant, comme à Hallstadt (n*403), ou à Bex (n"156). En revanche, elle serait contre-indiquée au point de vue du mauvais air, attendu que, chaque capacité étant isolée. Ion ne sauraitétablir de ventilation d'ensemble ; et que, dans le cas des cheminements intermédiaires, les énormes épanouissements qu'éprouverait le courant en débouchant dans les chambres y rendrait sa vitesse illusoire (*).

388 — Méthode des eslaus. — Lorsque la hauteur exploitable du gite est hors de proportion avec celle qu'il serait prudent de donner au chantier, on la fractionne en étages, séparés les uns des autres par des tranches horizontales abandonnées, qui portent le nom à'estaus (fig. 270). Ce système se distinguera des ti*ois premières méthodes, dites en une seule tranche, sous le nom de méthode des estaus. Il s'applique, soit pour des gisements horizontaux ou peu inclinés, et d'une grande puissance verticale, soit dans des gîtes très redressés, et d'une traversée horizontale suflisante pour offrir l'espace nécessaire au développement d'un chantier. Chacun des étages s'exploite d'ailleurs d'après l'un quelconque des trois types précédents.

On doit avoir soin de faire coïncider en projection, d'une tranche à l'autre, le réseau des massifs abandonnés, de manière à ne jamais faire porter le plein sur le vide. En outre, on réduit dans la profondeur les dimensions des excavations, en augmentant d'autant celles des parties pleines, afin de rapprocher, dans une certaine

(') On ti'ouve des exemples de la première vai*iante dans les ardoisières d^Angcrs (n** 303)« les grès de Blaukenstein (Saxe royale), l'exploiUtion des houiUères de Belmei (Espagne) dans la première moitié de ce siècle, la méthode deê bouieiliet des salines de Marmai*os (n« 402), les mines de plomb argentifère des sierras de Gador et d'Almagrera vers 1825.

La seconde variante est représentée par la mine d'étain d'Altenberg (n*406;, les salines de Bocknia (Pologne), les soufrières de Sicile (Lcdoux, Annales, 7«, VH, 1). les mines de fer de Biiclienbcrg (Hartz).

ABàMWN VE MASSIFS. M3

mesure, les colonnes massives qui régnent ainsi sur toute la hauteur de l'édifice souterrain, de la forme théorique du solide d'égale résistance, qui est évasé vers le bas suivant un profil logarithmique (Chap. XXXI, § 1). Les divers estaus ont d'ailleurs pour

t'ig. lïO. Piliers «t eilaui (coupe Terlicalej.

efTcl de contrcventer ces immenses piles, et de tes relier les unes aux autres en divers points de leur hauteur.

Même dans les méthodes en une seule tranche, on abandonne, s'il y u lieu, une portion de la masse, sous forme deaemelle a la base. et de couronne au faite ( fig. ^7i}, pour réaliser cette solidarité entre tous les piliers ; et pour obtenir, le cas échéant, une sole de roulage plus favorable.

Les massifs peuvent , „, .„ ,,. . sans grand inconvénient, ifoupc renicaie}.

reposer sur ta semelle par

un angle vif. Mais ce dispositif doit être soigneusement évité à leur insertion sous l'estau. Sans cela, il se produirait des criques dans ces angles rentrants. On adoucit ces derniers par des congés de raccordement, qui peuvent même prendre une importance conduisant au plein cintre, ou à des voûtes ogivales, plus ou moins élancées(').

(■) CoiDDie eieui|ilcs île l'ipplicalioii Je la uiùlluxtc îles pilien et ttlaiu, je citerai

40 \ MÉTHODES D*ËXPLOITATION

§2 CAIiCVL DU RENDBHBNT

880 — Méthodes des piliers. — Désignons par p, p' les deux dimensions horizontales des piliers (fig. 267), et par g, ^ la largeur des deux systèmes de galeries. L'élément du quadrillage général, auquel appartient le pilier, est un rectangle qui a pour dimensions p + g, p' -^g'' La perte proportionnelle, à laquelle il donne lieu, a donc pour valeur :