CHAPITRE XX GÉNÉRALITÉS SUR LE REMBLAYAGE

NATtJRB DU BBIHBLAI

^S*? — Nature minéralogique du remblai. — La nature du remblai influera évidemment au plus haut degré, sur les éléments techniques et économiques des méthodes fondées sur le troisième principe fondamental de l'exploitation souterraine : celui du remblayage. Si le choix était arbitraire, il serait facile de formuler une définition du type qui mérite la préférence. Mais, dans la réalité, l'on se trouve presque toujours étroitement circonscrit à cet égard par les nécessités locales.

tes matières argileuses fournissent un bon remblayage, qui fait prise et permet de passer sous le remblai. Elles procurent un excellent corroi contre l'eau, les feux, la fumée, la déperdition du courant d'air. Mais elles tassent beaucoup, et se laissent pénétrer par les bois, quand la charge donne. Il faut avoir soin de ne pas les introduire humides, ou gelées, car elles dégèlent dans les travaux, et y forment une boue sans aucun talus naturel.

Les pierres, les galets de rivière, la gangue des filons, constituent un type diamétralement opposé. Ce remblai est très solide et se tasse peu. Mais il ne fait pas prise ; n'arrête ni l'eau, ni l'incendie, ni la fumée, et laisse perdre le courant d'air.

Le sable et le gravier, le laitier et les scories, réunissent les inconvénients précédents, sans les compenser par les mômes avantages. Ils ne font pas prise, se tassent encore et laissent tamiser les fluides.

Les résidus de la préparation mécanique des minerais se tassent bien également, et forment un bon pisé. t

Les schistes bitumineux ou pyriteux, en un mot ceux qui sont susceptibles de fermenter, de s'échauffer et de s'enflammer, doivent être proscrits d'une manière absolue. Loin de songer à en introduire du dehors, on doit les sortir avec le même soin que la matière utile. Ils brûlent alors sur les haldes, en donnant, pendant la nuit, le spectacle d'incendies très pittoresques. On peut ensuite, après ce grillage, les rentrer sans inconvénient ; et l'on y trouve cet avantage de se procurer ces remblais sans nouveaux frais spéciaux, tout en limitant l'extension des haldes.

En vue du môme danger, et en raison du renchérissement du combustible, on a vu disparaître en France l'antique habitude de remblayer avec du charbon menu, lequel était souvent invendable avant la création de l'industrie des agglomérés. Les nouveaux perfectionnements des foyers, qui permettent, dans beaucoup de cas, la combustion directe de ces menus, ne peut que confirmer dans cette voie. Cependant on rencontre, encore aujourd'hui, des exemples de cette pratique dans le sud du pays de Galles (^), où Ton abandonne environ 15 7o du gite, sous la forme de menus 1*601blayés.

11 faut ajouter à la liste des matériaux employés pour combler le vide des travaux souterrains, la maçonnerie proprement dite. Ce dernier remblai est parfait comme solidité, étanchéité, prise, et absence de tassement. Mais son prix de revient le rend inabordable, en dehors de circonstances exceptionnelles (*).

438 — Sources de 7'emblat. — Les sources susceptibles de fournir ces diverses substances sont elles-mêmes très variées.

La plus simple est l'existence du stérile à pied d'œuvre. On lo trouve ainsi dans la gangue des filons, quand la partie utile n\ est

(*) PA, Angl., 16i. — Lecornu, Annale», î% XIV, 540.

(*) On remploie sur quelques point» spéciaux des mines de limite de la Bohême, 9oa« Ibrine de piliers destinés à soutenir des vides immenses, qui ont atteint jusqu'à 6G mètres de longueur sur 6 de largeur et 8 de hauteur. L'emploi de la maçonneri? forme également la base essentielle de la méthode d'exploitation d'AImaden (n* 5(U\ parfaitement justinée, dnns ce cas particulier, par l'énorme valeur du minerai.

pas flnement disséminée ; dans les nerfs intercalés entre les lits de la houille, et trop peu importants pour être respectés à Tétat d'entre-deux ; dans les faux toits et faux murs, épontes sans solidité, que Ton est obligé de supprimer dans Tenlèvement du minerai, pour aller chercher un meilleur plafond ou une sole plus satisfaisante.

On peut encore renconti^er le stérile, à peu près sur place, quoique au prix d*un faible transport ; par exemple dans Tentaillement du toit ou du mur, nécessaire pour établir, dans les gîtes trop minces, les voies de communication ; dans le percement des travers-bancs, et autres travaux au rocher. Des frais de roulage et d'extraction seraient, dans tous les cas, nécessaires pour sortir ces matières, si on ne les employait pas à Tintérieur. Cette utilisation, et la dépense qu'elle économise, viendront donc en déduction des frais de percement des voies en question.

Les résidus de la préparation mécanique des minerais fournis par Texploitation, ou des usines métallurgiques qui s'y rattachent directement, à proximité du carreau de la mine, donnent lieu à une appréciation analogue. Des frais de transport seraient toujours nécessaires pour les éliminer des ateliers. En outre, la formation des haldes est une question d'une certaine gravité. On est obligé de leur affecter des terrains, quelquefois coûteux, presque toujours considérables, quand on ne trouve pas, dans le lit d'un torrent, un véhicule naturel pour les entraîner au loin. Bien des fois, des chantiers ou des usines ont dû être transportés sur d'autres points, en raison de l'encombrement. L'emploi de ces matériaux pour le remblayage intérieur présentera donc, à ce point de vue, une double utilité.

439 — A côté de ces matières, fournies occasionnellement par l'exploitation elle-mémci se placent celles que l'on exploite tout exprès pour fournir au remblayage.

En premier Heu» nous devons citer les matériaux fournis par l'intérieur : on s'en procure, quoique rarement à la vérité, au moyen dechambresd'éboulement pratiquées dans le toit (n*" 418), ou dans le remplissage de certaines failles, formé de matières chaotiques

tombées de la partie supérieure, et restées depuis sans consistance.

Viennent ensuite les matériaux de Tcxtérieur, fournis par le découvert que l'on pratique sur l'affleurement f). Il est certain que les frais d'abatage de ces terrains de recouvrement doivent figurer dans le budget des dépenses de l'exploitation, mais une seule fois : soit pour établir le prix de revient des travaux à ciel ouvert, en déchargeant l'intérieur de l'abatage de remblai, soit réciproquement. En outre, on dégage ainsi, de la manière la plus utile, l'aménagement du découvert, en faisant disparaître les stériles, pour lesquels il eût fallu trouver des places de dépôt, si l'intérieur ne les eût absorbés. Enfin, les frais d'extraction de ces matières se trouveront supprimés ou très simplifiés, si, au lieu de les remonter du fond de l'excavation jusqu'à la surface, on établit des communications souterraines, pour les faire descendre directement dans la mine.

Nous arrivons enfin aux carrières spéciales, que Ton établit au jour, dans le but de fournir du remblai. A l'inverse de ce que nous présentent tous les cas précédents, on aura pour celui-ci, au moins dans une certaine mesure, le choix de la roche à exploiter en vue de cet usage. Indépendamment de sa nature, la proximité de son emplacement devra être prise en considération, surtout si elle peut permettre l'installation de communications souterraines, destinées, comme dans la combinaison précédente, à éviter l'enlevage de ces matières jusqu'à la surface, en les faisant au contraire descendre directement dans les travaux.

Je citerai, en terminant, un mode de remblayage tout à fait excep* tionnel (*). Il consiste à se servir indéfiniment, de procheen proche, du môme remblai, sauf, bien entendu, à compenser une déperdition inévitable, mais en supprimant la nécessité, inhérente à tous les modes précédents, de se procurer une quantité de remblai exactement proportionnelle aux vides à combler. On fait couler ce remblai de tranche en tranche, ou de sous-étage en sous-étage, au fur et à mesure que l'exploitation progresse dans le sens descendant. Il est bon d'ajouter que les chantiers que l'on vide ainsi, ne se trouvant plus

(*) Houillères de Blanzy, Commentry, Saint-Éloy (Puy-de-Dôme) ; mines de fer Ac Uokta-el-lladid près Bône (n" 551).

(') Appliqué à La Mure, et dans la deuxième brûlante de la Béraudièrc.

GËNÉRALITÉS SUR LE REMBLAYAGE. IGO

soutenus, finiront par s*effondrer, mais ce sera seulement lorsque le personnel n'a plus à y rentrer, et que le remblai a rempli, pendant tout le temps nécessaire, son rôle de protection et d'échafaudage. C'est une sorte de compromis assez original, entre les principes de remblayage et de foudroyage, analogue au boisage suivi de dcboisage.

MODE D'EMPLOI DU DEMDIiAI

440 — Introduction du remblai. — La première idée qui se présente à l'esprit, pour l'introduction du remblai, est de le jeter dans des puits spéciaux ; mais on s'expose par là à des bourrages dangereux. Tout au moins faut-il, quand on emploie ce moyen, évaser vers le bas la maçonnerie en forme de tronc de cône, atin de faciliter le débourrage. Les frais de reprise et de chargement à la recette inférieure viennent encore compliquer la question.

Il est plus rationnel, pour ce motif, de descendre les wagonnets eux-mêmes tout chargés. Le poids mort du véhicule reste théoriquement sans influence, car il est équilibré par celui du chariot vide, que l'on remonte par la même manœuvre. Il ne figure donc dans la dépense de travail que par les résistances passives dont il est l'occasion.

On descend ainsi les Temhhh à charge ^ c'est-à-dire en usant avec le frein le travail de la gravité. On peut.se servir pour cela d'appareils spéciaux que nous décrirons plus tard (chap. XXXVI, § 4), ou de la machine d'extraction ordinaire, en engageant son frein, ou la contre-vapeur, dans les intervalles du trait ascensionnel du charbon.

Userait assez naturel de concevoir, d'après cela, l'idée d'opposer les deux opérations l'une à l'autre, et de faire figurer comme moteur pour l'ascension du charbon, la descente du remblai correspondant (*). Mais il en résulterait, en général, un assujettissement inadmissible pour l'extraction, tandis que celle-ci tend partout à redoubler d'activité, et que l'on cherche tous les moyens de la sim-

(*] Ce service fonctionne régulièrement à Commentry.

HlïTnODES D'K^^MAHTATION.

plilier le plus possible. De plus, celte combinaison est incompatible avec la séparation, dans des postes distincts, des deux services du charbon et du remblayage, qui est adoptée pour beaucoup de méthodes. Enfin, il arriverait, en faisant au même accrochage le roulage du remblai et du combustible pour la même taille, que le chemin parcouru en descendant par le charbon, deviendrait une rampe à gravir pour le remblai, ce qui tend à faii-c éviter ce système.

441 — Cette dernière difficulté a été écartée d'une manière très ingénieuse à la Grand'Combe, par l'organisation du roulage circulaire (').

D'après la disposition de la mine de Champclauson, le charbon sort en galerie, et n'a qu'à descendre au niveau du chemin de fer Paris-Lyon-Mêditerranée.

En même temps, on a eu soin d'ouvrir les camères de remblai au-dessus de la mine; et, par suite, le remblai n'a luimême qu'à descendre jusqu'à ce point. Ce n'est donc pas entre ces deux substances que

(') CB-W. IMÎ, 1!0.

GÉNÉRALITÉS SFR LE REMBLAWCE. 471

Ton peut établir l'antagonisme. Le travail cie In descente de la matière utile est employé à remonter le poids mort des véhicules, non seulement, comme nous l'avons dit pour le cas général, sur la hauteur parcourue par le charbon, mais, en outre, jusqu'au niveau supérieur où se trouvent les carrières de remblai, et même un peu au-dessus. C'est l'objet d'un organe très ingénieux, appelé plan bisaulomoteur, et qui sera décrit plus tard (n" 657).

Dans ces conditions, le wagonnet partant de la taille plein de charbon, est roulé jusqu'au plan incliné intérieur, et y descend au frein jusqu'à la voie de fond, par laquelle il sort au jour. 11 se rend alors spontanément, sans aucune traction, par des pentes calculées dans ce but, à l'accrochage inlermédiaire du plan bisaulomoteur. 11 descend au pied de ce plan, en remontant un véhicule vide, de ce dernier point au sommet du plan. Ce wagon, toujours vide, roule alors de lui-même sur une pente automotrice, pour atteindre la carrière, où on le remplit de „ . , ^, , , ,

' '^ Fi|t.3M.ClieiniD«edan> le remblsi {coupe verticale].

remblai. H reprend ensuite

sa course spontanée vers l'entrée de la mine de Champclauson, dans laquelle il pénètre par le plan incliné intérieur. On l'y descend au frein, jusqu'au sous-étage où se trouve la taille à laquelle il est destiné. Il y parvient enfin par la costresse correspondante en terminant son circuit. On obtient ainsi une circulation du charbon et du lemblai par la seule action de la gravité, et sans l'intervention d'aucun moteur étranger, si l'on excepte les herschages ordinaires dans les galeries de niveau de la mine.

4Î2 MÉTHODES T1RM'1/)1T,\TI0N.

44S — Cheminées. — Quand la hauteur n'est pas Iri's grande, gn emploie des cheminées, appareils qui figurent également, danscertaines méthodes d'exploitation, pour la descente du charbon à un niveau inférieur. On appelle ainsi de petits bures \erticaux, ou des montages 1res raides, percés en plein massif (fig. 307), ou ménagés pendant ta pose du remblai (fig. 508). Ces ouvrages sont fermés à la partie inférieure par une trappe. Les cheminées sont maintenues pleines. En ouvrant plus ou moins la trappe, on déverse dans les wagonnets amenés audessous, une partie du contenu de la cheminée. De celte manière, les matières descendent doucement, à la demande du roulage, et non en se précipitant dans le vide, avec beaucoup de dangers et de détériorations. Pour faciliter le glissement, on garnit l'intérieur de coulantages en planches, ou encore, lorsque la pente est insuffisante, en lAIe, pour réaliser un moindre coefficient de frottement.

Ce mode de fonctionnement expose, à la vérité, à l'ancrage de la cheminée.

les matières s'arc-boutant en voûte, cl refusant de descendre; circonstance qui porte encore tes noms de bourrage, obstruction, engorgement. Comme le àétancrage est une opération dangereuse, Fig. 309. voio d'jTitemeiit Qf^ g ménagé, dans certaines cheminées,

pour les cheminées

. (coup« boriionULe). un couloiF latéral avec guichets de com-

munication. Des gamins s'y engagent, et. en ouvrant les guichets, remettent les matières en mouvement avec des ringards. Mais un moyen plus simple et plus efficace

fiËNfiRALITÉS SUR LE REMBLAYAGE. 473

consiste à donner à l'ouvrage, comme aux puits de remblai (u° 440), au lieu de la forme prismatique , celle d'un tronc de pyramide légèrement évasé vers le bas. Dans ces conditions, quelques ébranlements suffisent pour déclancher les arc-boutements, et remettre la charge en mouvement.

On doit, au moins dans la mesure du possible, avoir le soin, trop négligé en général, de ne pas faire déboucher les cheminées, par le haut ou par le bas, dans Taxe d'une galerie ou d'un chantier. On dispose quelquefois à cet effet une voie latérale (fig. 309), sur laquelle les wagonnets viennent se charger au pied des cheminées, sans interrompre la circulation générale.

Dans les chantiers, il faut tenir la main à ce que la bouche de la cheminée soit toujours couverte de planches, excepté au moment même où l'on y veut taper le minerai. Quand il s'agit d'un véritable bure intérieur, on doit, pour la même raison, barrer avec des chaînes la galerie qui y accède, en ne les enlevant que pendant le temps strict de la manœuvre.

4143 — Mise en place du remblai. — On prend pour principe de ne jamais remonter le remblai, si ce n'est d'un jet de pelle. C'est ce que les mineurs appellent restaper. On cherchera donc à constituer les méthodes d'exploitation, de manière que les matériaux, arrivant par le sommet du chantier, y soient simplement versés, et coulent à leur place par la seule action de la pesanteur.

Pour régler cette mise en place, on commence par dresser les parois à l'aide de murs en pierres sèches. On a soin notamment de garnir de pareils revêtements toutes les parois formées par du charbon. Ces portions sont, en effet, destinées à disparaître à un moment quelconque, et le remblai, que l'on aurait appuyé contre elles sans cette précaution, s*éboulerait infailliblement dans la nouvelle taille. Dans certains cas ('), au lieu de murs, on établit des cloisonnements en planches, pour maintenir les terres. On entasse ensuite celles-ci à la pelle par derrière.

On apporte un soin spécial à bien bourrer le remblai, et à le cla-

[*] Comme n la Duchne (Aubin, Avcyroii).

474 MÉTHODES D*EXPL0ITAT[ON,

ver au faite, pour le mettre de suite en tension avec le plafond. C'est afin de soutenir celui-ci dès l'abord, de diminuer le tassement futur, et d'éviter la déperdition du courant d'air, ainsi que la formation de nids de grisou. Ce dernier point est d'une importance tellement capitale, dans les houillères sujettes adonner du gaz, que le bourrage des remblais y doit être l'objet d'une surveillancedesplus attentives, pendant l'opération même, car le résultat est impossible à contrAler, une fois que les parements sont refermés.

444 — Dans une seule circonstance, on peut admettre que le remblai soit remonté à force de bras. C'est quand il s'agit debmicher

Fig, 310. Ronibkyage d'une clocbc (coupe rerlkitc}.

une cloche, qui s'est déclarée dans le plafond. Celte irrégularité ne doit jamais, en effet, subsister dans une exploitation bien tenue, car le grisou a tendance à s'y loger, en raison de sa légèreté spécifique.

On commence, dans ce cas (Gg. 510), parétablïr un grillage solide il la base de celte cloche. On y stratifié en A, B, C, D, E, F des lits de remblai bien bourré. Puis les hommes se glissent dans Tintervatle qui reste, pour disposer un parçment G. Enfin, des gamins,

se hissant dans l'espace H, qui a été réduit autant que possible, montent, jusqu'au sommet, de petits sacs d'argile, qu'ils bourrent dans les moindres vides en reculant, après quoi l'on achève de fermer le boisage inférieur.

AVANTAGES UV WLEMBM^AI

— Enlèvement complet. — Le principal avantage (*) que présente le principe du remblayage est de permettre de tout enlever, sans rien laisser. Ce résultat, dii'ectement inverse du principe de l'abandon des massifs, ne se concilie qu'en partie, et d'une manière théorique, avec celui de foudroyage. Dans l'application, et surtout pour les couches puissantes, il y a toujours, quoi qu'on fasse, un gaspillage plus ou moins important. Avec l'emploi du remblai, au contraire, on peut toujours arriver effectivement à l'enlèvement complet.

Pour mieux dire, ce résultat n'est qu'une question de dépense. Quant à savoir si l'on peut l'obtenir économiquement, cela dépendra beaucoup moins de la méthode elle-même, que de la valeur absolue de la matière. Par exemple, le minerai de mercure d'Âlmaden vaut en moyçnne 1200 francs le mètre cube massif ('). On pourra donc utilement grever d'une dépense supplémentaire de 12 francs le prix de revient du mètre cube d'abatage, en vue d'éviter une déperdition d'un centième. Au contraire, cette somme de 12 francs est supérieure, ou très comparable au prix total de revient du mètre cube de charbon massif. Par conséquent, les mômes dépenses ac-

(<) Bien avant ressor qu'ont pris dans ces derniers temps les méthodes de remblayage, les avanta^çes de ce principe avaient été mis en relief par Baillet du Belloy, professeur d'exploitation à l'Ecole des mines de 1790 à 1832. H y a eu pour successeur Combes, et, après lui. Gallon, suppléant à partir de 1848, titulaire en 1856, suppléé de 1872 à 1875. Le cours avait été créé le 19 mars 1783 pour Duhamel, en même temps qae l'École des mines elle-même, qui ne comprenait, au moment de sa fondation, que deux chaires. Sage occupait celle de minéralogie et docimasie.

{*) Certains échantillons des tellurures d'or de Mountain Lion et Keystone (Colorado) ont atteint la valeur de 25000 francs la tonne. (Rolland, Ânnaleê, 7% XIII, 159.)

cessoires, destinées à augmenter le rendement de la méthode d*exploitation, auraient une bien autre portée dans un charbonnage.

446 — Montée sur le remblai^ passage sous le remblai. — Le remblayage présente encore Tavantage de fournir aux hommes un sol factice, et variable à volonté, qui leur sert à s'échafauder pour atteindre le faite. Nous avons vu que les éboulis jouent en pallie ce rôle dans les méthodes de foudroyage, mais d*une manière moins commode et plus dangereuse. Le piétinement sur le remblai dans ces conditions ne peut d'ailleurs qu'être favorable, en diminuant d'autant l'importance du tassement futur.

Non seulement l'ouvrier peut profiter du remblayage pour s'exhausser dans son chantier, mais, en envisageant l'ensemble de la méthode, on s'élève de tranche en tranche en montant sur le remblai. Cependant la nature des matières employées influera très directement à cet égard. Si elles sont trop meubles, les bois y pénétreront sans résistance, et, le point d'appui se dérobant, le boisage perdra son efficacité.

Lorsqu'il en est ainsi, de même que si la masse est incapable de se tenir en couronne, on renverse l'ordre d'exploilation 'des tranches. On les prend de haut en bas, en passant sous le remblai; mode relativement nouveau, et qui, bien que destiné parla nature des choses à rester d'une application plus rare que le précédent, s'est cependant beaucoup répandu depuis quelque temps. On retrouve ainsi l'ordre descendant de tranche en tranche, qui est inhérent au foudroyage, tandis que le principe du remblayage a ordinairement pour mode d'application l'ordre ascendant.

Pour pouvoir opérer ainsi, il est avantageux d'avoir un remblai capable de faire prise, et de présenter une certaine tenue au-dessus du vide, afin de ne pas se trouver conduit à exagérer les moyens de soutènement. A défaut dépareilles matières, on commencera par disposer sur la sole les morceaux les plus gros et les plus plats, en entassant le reste par-dessus, en vue de retrouver, en tranche inférieure, un plafond plus aisé à soutenir. On étale même, s'il est nécessaire, des garnissages en bois, qui se trouvent ainsi tout placés quand on revient par-dessous, et facilitent alors la pose des cha-

G£:\ÊRÂUf£S SUR LE REMBLAYAGE. 477

peaux et des montants. Ces derniers seront placés le gros bout en haut, pour que la conicité apporte un certain obstacle à leur enfoncement, quand la charge donne. On voit, en effet, les bois supérieurs percer dans la taille, et Ton est obligé d*en scier des tronçons. Si le remblai est trop mauvais, on écarte définitivement le mode descendant. Il n'en faut pas moins exceptionnellement, lorsqu'on montant de tranche en tranche, on arrive au sommet d'un étage, passer sous les remblais de l'étage supérieur. On obvie alors à cette difliculté, en abandonnant un cstau, ou eh jetant, à la base de chaque étage, destinée à devenir plus tard le sommet du suivant, des voûtes de maçonnerie, pour soutenir la masse de ses remblais et en reporter la charge sur les épontes.

INCOIVWÉIVIENTS DU REMBLAI

447 — Tassement. — Le tassement est le phénomène opposé à celui du foisonnement, et il en est d'ailleurs la conséquence. C'est la rentrée des matières ameublies, dans un espace moindre que leur volume factice, mais encore supérieur néanmoins à celui qu'elles occupaient en place, avant d'être exploitées.

La proportion du tassement est extrêmement variable. Très réduite pour des pierres disposées à la main, elle s'élève, avec des matières argileuses, à 50 pour 100, et peut même approcher de 75 pour 100. Le tassement est plus grand le long des voies que dans l'intérieur des massifs, à cause du supplément de charge qu'impose à ces zones frontières, la charge delà partie qui surmonte le vide de la galerie. On observe à cet égard des différences de iO à 30 pour 100 à la Grand'Combe, et jusqu'à 40 pour 100 à Commentry.

Le tassement est évidemment un inconvénient, puisque c'est la négation partielle du but que Ton se propose dans le remblayage, à savoir le maintien du toit. Il a pour résultat de fendiller le charbon en couronne, de permettre la diffusion de l'oxygène dans

cette masse crevassée, et, par suite, l'oxydation des carbures d*hydrogène, l'échauflementqui accompagne cette combustion lente, et, finalement, Tincendie. De plus, le charbon ainsi froissé donne plus de menu que dans son état naturel.

Ces divers effets tendent à limiter le nombre de tranches que Ton peut prendre en ordre ascendant, et forceront, dans certains cas, ù lui substituer le passage sous le remblai.

Il existe cependant certains combustibles d*une dureté excessive, pour lesquels ce léger brisement a plutôt pour résultat de faciliter utilement le travail d'abatage en tranches supérieures. U faut toutefois noter, à titre d'exception très rare, une circonstance inverse, qui a été observée à Commentry et à la Grand'Combe. C'est une sorte de coincement du charbon, qui se resserre sur lui-même dans les porte-à-faux, et devient par là plus difficile à abattre en seconde tranche qu'en première.

— Fracture du terrain. — Il semble, qu'aux avantages énumérés dans le paragraphe précédent, l'on doive joindre la conservation de la surface, puisqu'en même temps que l'on crée le vide intérieur, on le supprime par le remplissage. Mais, dans la réalité, il y a beaucoup à rabattre de cette abstraction.

En raison du tassement, en eflet, le plafond ne saurait rester en place. U s'aflaissera en suivant le remblai, sur une portion de la hauteur du chantier. Dans li3 foudroyage (n^ 410), les premîâ'es zones tombaient de toute cette hauteur, puis la propagation allait en s'atténuant, et s'arrêtait à un certain niveau. Ici, l'on n'aperçoit aucun motif, pour que la masse entière ne descende pas d'un seul bloc. S'il en était ainsi réellement, la surface resterait inaU térée. Sa cote d'altitude aurait seule éprouvé une certaine modifia cation, circonstance qui serait d'ailleurs sans aucun intérêt.

Les choses se passeraient en eflet de cette manière, s'il était possible que le gîte se trouvât supprimé à la fois sur toute son étendue. Mais, dans la réalité, ce dépècement marche progressivement* d'après le déplacement qu'éprouvent de proche en proche les fronts de taille. 11 existe donc des portions de la superficie qui se trouvent suspendues sur le remblai, tandis que d'autres portent

GÉISÉRALITÉS SUR L£ REMBLAYAGE. 479

encore directement sur le ferme ; et la séparation est nette et précise entre les deux. Le plafond joue, d'après cela, par rapport au remblayage qui se dérobe au-dessous de lui par le tassement, le rôle d'une poutre encastrée, chargée sur sa face supérieure. Il aura, par suite, tendance à se rompre dans cet encastrement, c cst-à-dire le long du front de taille. Celte fracture une fois opérée, toute cette partie du terrain s'affaisse avec le remblai, puis les mêmes phénomènes recommencent, quand Favancement s'est porté plus loin.

Il s'ensuit que la surface sera sillonnée par une série de fentes plus ou moins parallèles, qui auront pour résultat de hacher suc-^ ccssivement le terrain. De plus, ces affaissements verticaux s'accompagneront de mouvements de bascule, qui feront bâiller et ouvrir les lèvres des fentes. On comprend donc combien il s'en faut que le remblayage respecte la superficie. Il est même, en un sens, à cet égard, le moins favorable des trois principes fondamentaux, en ce que le foudroyage peut au moins atténuer ses ravages en raison de la profondeur, par l'influence du foisonnement (n* 410), tandis que, cette circonstance n'existant pas pour le remblayage, la propagation est à peu près indépendante de la hauteur f). Le principe de l'abandon de massifs suflisants, reste donc seul pour sauvegarder d'une manière absolue la surface.

449 — Investisons. — Aussi a-t-on soin, comme nous l'avons déjà dit (n'' 383), de réserver, sous les parties les plus essentielles, des massifs de protection. Mais, si l'idée est des plus simples, sa réalisation se trouve environnée de grandes difficultés. La détermi-* nation rationnelle de ces investisons devrait, en effet, 8*appuyer sur une notion précise des lois qui président à la propagation des fractures à travers le terrain, afin de défiler la région critique, dans un périmètre enveloppé par toutes les cassures que pourront déteiTOiner les bords de cet inveslison. Or la connaissance de ces lois est encore enveloppée d'une grande obscurité (*)*

(^) C'est te (}ac iilet encore en évidence la formule (i) (n" 4lO), cai^ H augmente au delà de toutes limites, lorsque n se rapprache indéûniment de l'unité^

{*) Leur importance, au point de vue théorique, augmente encore par cette cii^con-s stanCe, que des tilles entières, assises sur des formations houillères, comme Saint-^

Elles ont pourtant été l'objet de travaux remarquables ('), mais on comprend à quel point la question est complexe, en réfléchissant au grand nombre d'éléments dont dépend la résultante, ainsi qu'à la difficulté et à la rareté des observations. M. Dumont assimile, comme nous venons de le faire, un banc horizontal du toit, à une poutre encastrée, qui doit rompre dans l'encastrement. 11 admet que cette loi subsiste, lors même que la couche s'incline jusque vers 68 degrés. La propagation de proche en proche de cet effet dans les strates parallèles, a, dans ce cas, pour effet d'atteindre le sol dans une direction oblique, parfois assez éloignée de la verticale des chantiers. Des effets de ce genre ont en effet été observés. Il est vTai que Ton peut objecter à cette manière de voir que, l'oblique étant plus longue que la perpendiculaire, la règle de la moindre résistance devrait produire, au contraire, un détachement du terrain suivant un plan vertical. Mais Gallon fait observer à juste titre que ce raisonnement, qui serait plausible pour une rupture effectuée d'un seul coup à travers toute la masse, perd sa valeur dans la réalité, car les couches cèdent l'une après l'autre, et chacune, par conséquent, suivant sa propre ligne de moindre résistance qui est la normale.

Lorsque des terrains se trouveront superposés en discordance de stratification, la ligne de propagation de la dislocation se déviera elle-même, et se dirigera suivant la normale des nouveaux plans de joint. Si une couche est contournée, les cassures cessent d'être parallèles entre elles, pour rester normales à la surface courbe. La tendance à la rupture diminue d'ailleurs d'intensité, lorsque l'inclinaison augmente, car la pesanteur n'y intervient plus que par l'une de ses composantes. Il est clair également que, si des failles existent d'avance à travers le terrain, le plan de moindre résis-

Etienne, Liège, Esscn, etc., se voient serrées de près, ou d^à minées par les exploitations.

(^) II. Von Decken, pour le bassin de la Ruhr (Bev, unit. d. m. et u., XXVIU, 197» 260), et U. Schuitz (ibidem, 1873, 455) se sont spécialement occupés de cette recherche. M. G. Dumont a publié en 1871 un mémoire considérable sur ce siget [Det affaiuementt du iol produite par V exploitation houillère^ in-4*, Liège, 1871) ; et il y a été répondu, en 1875, par un travail analogue de V Union des charbonnages belge» [CRM, février 1876, p. 7). Quelques ingénieurs français ont également publié des observations de ce genre {(MM, 1875, avril, 6; septembre, i ; octobre, 5; 1876, février, 6\

GÉNËIIAUTÊS SUR LE KENBLAYAGE. 481

tance pourra quitter la normale de la stratification et s'étendre dans leur plan.

Ces divers énoncés, bien que rationnels, paraissent trop absolus pour se trouver complèti'ment vérifiés dans la pratique. On a fait remarquer notamment que, pour les couches très redressées, la tendance à la rupture par écrasement venant se mêler à celle de la fracture par flexion transversale, devra incliner les plans de sëparalion suivant des angles variables, sans qu'il soit aisé d'endiscer- .ner la loi a priori.

460 — Si l'on accepte néanmoins ces foimulesà titie provisoire.

Fig. 311. InirealiMn [coope nrUcile'.

elles apportent ud grand secours à la détermination rationnelle des investisons. Nous prendrons comme exemple la préservation d'un puits (')-

L'usage, en pareil cas, pour ne pas dire la routine,împose un certain rayon de protection, c'est-à-dire la conservation de la masse à

(■) Callon, Court dexplmtalion dtê minet, If, 334.

l'intérieur d'une gaine, concentrique au puits, dont le rayon est déterminé arbitrairement d'après la solidité du terrain. Mais celte solution est plus nuisible qu'utile pour un gite incliné.

Si, en effet (Gg. 311), on réserve autour du puits P le cylindre &fN; c'est-à-dire, dans la couche exploitée, le massif M'N', on peut remarquer, d une part, qu'une de ses moitiés FiM' est inutile, puisque la propagation MT' mp des désordres produits par son déhouil- Icmcnt n'aifectera en rien le puits. Quant à l'autre moitié FN', elle ne peut être que nuisible, attendu que la cassure N' se propagera suivant N'n, et déterminera en R la rupture du cuvelage. Pour assurer, au contraire, la protection de toute la colonne P'P, il faut conserver sa projection orthogonale P'P^, sur le plan de la couche. Si, en outre, on désire protéger autour de l'orifice une zone P2 recouverte de constructions, on devra réserver également le massif P^Z', limité à la projection Z' du bord z de cette étendue. Quanta Favalpendage, il pourra être pris entièrement. Sur les flancs, en direction, on se limitera à deux plans tangents au cylindre concentrique qui passe par £, menés perpendiculairement au plan de la couche.

451 — Êchauffement par r affaissement. — Indépendamment delà production des fractures, on a rapporté au tassement un inconvénient d'un autre ordre. Parmi les causes, en effet, qui peuvent produire réchauffement, précurseur de l'incendie des charbonnages, certains ingénieurs ont mis en avant la transformation en chaleur, du travail développé par la pesanteur, dans raffaissemcnt qui suit le déhouillement. Cette explication présente, en effet, un côté spécieux, en raison de l'énorme masse qui se trouve alors mise en mouvement, et de laquelle on peut attendre des effets calorifiques intenses. Mais il me parait facile d'en préciser la véritable valeur (^). Elle réside entièrement, à mon sens, dans une distinction fondamentale, suivant que Taffaissement s'opère ou non d'une manière régulière, au-dessus du champ d'exploitation.

Supposons, en premier lieu, que tout le terrain descende uniformément. Alors rimportance de la masse disparait ; car si le travail,

(') Haton de la Goupillière. De l'échAuffemetit dd à rafTaissemcnt(^njialef, 7*, ITII 322.) — Durand. Incendies des houillères {BuUi mmiim ^« XII i 66}*

GÉNÉRALITÉS SUR LE REMBLAYAGE. Uo

et par suite la chaleur développée, sont proportionnels au poids en mouvement, sa répartition s'efTectuant sur cette même masse, elle développe une température qui en devient indépendante. S'il s'agit de méthodes de remblai, la masse sera plus grande en général que pour le foudroyage, puisque l'afTaissement du terrain se fait alors tout d'une pièce, tandis qu'avec ce dernier principe il se limite en hauteur. Mais cela ne constitue, quant au résultat calorifique, aucune différence entre ces deux cas, puisque nous venons de dire que la masse est sans influence. Au contraire, le remblayage échaufiera moins que l'éboulement, en raison du second facteur qui figure dans l'expression du travail, à savoir la tombée. En eflet, le tassement sur le remblai n'est jamais qu'une fraction de la hauteur du chantier, tandis que l'éboulement s effectue sur toute cette hauteur. Si donc nous montrons que l'effet est sans importance dans le cas du foudroyage, cette conclusion s'étendra à fortiori à celui du remblayage.

Je viens de dire que, lors de l'éboulement, les matières tombent de toute la hauteur h de la taille. Ceci n'est vrai cependant que pour la partie inférieure. Les régions les plus élevées de la propagation n'éprouvent en ce qui les concerne qu'un déplacement insignifiant. On pourrait donc admettre pour l'ensemble une moyenne, qui serait la demi-hauteur. Mais il sera, cependant, plus juste d'acceptei', comme je l'ai dit tout à l'heure, la hauteur totale A, car nous devons ici nous préoccuper, non de la moyenne, mais du maximum; et, d'ailleurs, la partie inférieure, qui éprouve ce déplacement A, est en même temps celle qui se trouve le plus immédiatement à portée de mettre le feu dans les travaux, s'il y a lieu.

Si donc nous envisageons l'unité de poids, elle fournit un nom-

bre de kilogrammètres égal à h. Ceux-ci se convertiront en -^^ calories, et développeront une élévation de température marquée par f^ p, en désignant par C la chaleur spécifique des matières. La valeur de cette dernière donnée, pour les matériaux analogues à des roches ou du charbon, ne puralt pus s'éloigner beaucoup do ^, ce

qui fournit pour le nombre de degrés r^p. D'ailleurs, sauf desexceptions dangereuses, on peut admettre que la hauteur h des chantiers ne dépasse pas 5 mètres, ce qui réduit la valeur définitive à j= de

degré centigrade, résultat absolument insignifiant. Il importe, en outre, de remarquer, qu'en transformant en chaleur la totalité du travail de la pesanteur, nous avons encore exagéré l'élévation de température, puisqu'une partie de ce travail est employée à effectuer des déformations.

4512 — On voit par là que, si l'on suppose le tassement rigoureusement uniforme dans sa répartition, son influence doit être considérée comme nulle pour réchauffement. Mais il n'en sera plus de même si l'on admet des porte-à-faux, des renvois de pression, des arc-boutements ; en un mot, un mécanisme quelconque de concentration des forces, et par suite du travail de frottement, ou enfin de la chaleur, sur des points spéciaux. Alors la masse ne disparaît plus comme dans le cas précédent, car le travail reste proportionnel au poids en mouvement, tandis que la chaleur ne se répartit plus, pour une grande partie du moins, que sur une quantité de matière beaucoup plus restreinte. On peut ainsi atteindre par la pensée tous les degrés d'échauffement, et, bien certainement, on en rencontrera parfois plus qu'il n'est nécessaire, pour déterminer l'inflammation des charbons qui s'y trouveraient prédisposés par leur nature. 11 en sera surtout ainsi, lorsque des substances spéciales, telles que les pyrites, viendront à subir une friction intense. On doit remarquer de même que, si des masses d'air confinées dans un milieu étanche, venaient à être comprimées par un tassement brusque, elles pourraient s'échaufler, comme dans le briquet à air, et provoquer l'inflammation du combustible.

L'affaissement uniforme n'existe pour ainsi dire pas dans la réalité, et le phénomène procède, au contraire, par coups de chai^ successifs. Mais la conclusion pratique n'en doit pas moins être de développer le plus possible, dans les méthodes d'exploitation, Ma tendance à l'uniformisation et à la régularité des aflaissements,

GËNËRALITÉS SUR LE REMBLAYAGE. 485

en évitant, autant qu*on le pourra, les mouvements brusques dont l'influence a été, en efîet, constatée dans la pratique, en ce qui concerne l'inflammation des gites de combustible.

453 — Dépense du remblayage. — Il faut enfin mentionner, comme l'un des plus notables inconvénients du remblayage, la dépense supplémentaire qu'il ajoute au prix de revient.

La quantité de remblai, rapportée à celle de houille dont elle prend la place, oscille pratiquement depuis 30 7o jusqu'à 85 7o' et se tient, en général, entre 50 et 70 Voie volume qu'un homme peut mettre en place, par poste de travail, varie, suivant les circonstances, de 6 à 15 mètres cubes.

Le prix du remblai de carrière reste compris, pour une toime de houille, entre 0',45 et 1S60; et, le plus souvent, entre 0',80 et l',20. Si on le rapporte au mètre cube de remblai, l'on peut prendre pour les valeurs extrêmes 0^80 et 2^50 ; et, comme limites plus ordinaires : 1^50 à 2^00 f ). Dans ce total, et sauf la variabilité particulière à chaque cas, les frais d'exploitation du remblai peuvent entrer pour les trois cinquièmes environ, et ceux de la mise en place, pour les deux cinquièmes.

— En vue de diminuer ces dépenses, tout en conservant, au moins en partie, les avantages du remblayage, on emploie dans certaines mines (*) des remblais partiels. C'est ordinairement sous l'empire de la nécessité, en raison, tout à la fois, de l'insuffisance des remblais que l'exploitation fournit à pied d'œuvre , et du prix trop élevé qu'exigerait l'introduction de matériaux extérieurs.

On dispose alors, de distance en distance, des piliers à bras en pierres sèches, et, surtout, des parements continus, le long des galeries que l'on veut maintenir, pour les communications et la circulation de l'air. La pénurie de remblai devient souvent telle, que ces méthodes finissent par se rapprocher plutôt du principe de fou-

(«) Amiot. Annales. 7% IV, 165. ~ Fayol, CRM, 1878. 121.

(«) Beaubrua, Uarles, Ronchamp, Marieinonf, Sarre-et-Moselle, Albertschachi (Sarrebrûck)« Carpano (I»U*ie), et un trè» grand nombre de houillères angloises*

48ft MÉTflODES D'EXPLOITATION.

droyage, que de celui du remblayage, appliqué d'une manière aussi insuffisante.

455 — La réalisation effective du principe général de l'emploi du remblai, comporte encore plus de variations, que nous ne l'avons vu pour le foudroyage. Nous commencerons par répartir ces méthodes en deux groupes, relatifs aux gîtei mincei et aux giiei puissants.

En ce qui concerne les gîtes minces, nous envisagerons d'abord le cas, où le degré de solidité du gisement et de son toit, amène à restreindre les dimensions du chantier dans d'étroites limites, cl à terminer toute son élaboration : attaque et remblayage, sur celle échelle réduite, avant d'en ouvrir u.n autre semblable. Cette locaU* sation ne s'en concilie pas moins avec une activité de production aussi grande que l'on voudra, par la mise en train simultanée, sur divers points, d'un nombre suffisant de pareilles tailles. Celte succession d'alvéoles juxtaposés finit par embrasser tout le champ d'exploitation. De là un premier système, auquel nous donnerons le nom de méthode des chambrée.

Le système opposé consiste à se développer en grandes tailles, en imprimant au chantier un caractère d'unité, qui le sépare du mode précédent, de môme que dans l'application du foudroyage, le longwall se différencie des méthodes des massifs. La grande taille envahit progressivement tout le champ d'exploitation qui lui est offert, en s'y propageant d'une manière continue, par le déplacement incessant de son front de taille, et non plus par l'accumulation successive de chantiers distincts, dont l'un termine son évolution, tandis que d'autres commencent à naître. On trouverait encore, pour exprimer cette différence, une analogie avec celle qui sépare, dans l'analyse mathématique, les grandeurs continues, capables de dépasser toutes limites, sans avoir omis aucune valeur inlermé-

GËNËRALITÉS SUR LE REIIBUYAGE. 487

diaire, et les nombres entiers, qui arrivent au même résultat par l'addition successive d'unités distinctes et indivisibles, sui&samment multipliées. Ce second système constitue la méthode deê grandes tailles.

Son dispositif présente, sous le rapport géométrique, une grande analogie avec celui des longwall. Il n'en diffère au fond que par la substitution de l'emploi du remblai à la chute du toit. On y trouve donc, pour les mômes motifs, un ensemble de décrochements, soit en plateures, soit en dressant. Mais, la pesanteur inter venant de manières très diverses, suivant ces deux cas, sur les éléments de cette configuration, il s'ensuit, dans l'application, des différences assez profondes, pour qu'il convienne d'envisager à part l'hypothèse du redressement de ce diagramme dans un plan très incliné ; nous en ferons alors la méthode des gradins.

4S6 — En ce qui concerne, en second lieu, les gites puissants, l'artifice de la division en tranches ramène ce cas à celui des gisements minces. Nous rencontrerons donc, tout d'abord, les deux modes essentiels qui ont déjà figuré dans l'application du foudroyage, suivant que l'on emploie, pour cette subdivision, des plans horizontaux ou parallèles à la stratification. Us nous fourniront la méthode inclinée et la méthode horizontale. C'est à ces deux types que l'on peut rapporter l'exploitation de l'immense majorité des gites puissants.

Il y a lieu toutefois d'en ajouter un autre : la méthode verticale ^ qui répond à une nécessité toute particulière, et s'applique spécialement aux charbons très inflammables. La condition sine qua non est en effet, alors, de s'élever rapidement de la base au faite, en colonne verticale, au-dessus d'une projection horizontale assez restreinte, pour que la durée de ce déhouillement n'atteigne pas celle d'un échauffement notable de la pile.

Nous terminerons, enfin, par la description d'une méthode spéciale, appelée le rabatage, dont le principe, élégant et ingénieux, qu'il serait prématuré de décrire en ce moment, peut se superposer à un certain nombre des méthodes précédentes, pour en constituer autant de variantes.

En résumé donc, l'application du principe du remblayage à la constitution des méthodes d'exploitation peut être formulée par le tableau suivant :

Gîtes minces

Pri!>icipe du remblayage

GItES PinSSANT.4

Méthode des chambres »

Méthode des grandes tailles.

Méthode des gradins ;

Méthode INCLINÉE, Méthode horizontale.

Méthode verticale.

Méthode de rabatage.