‹ Géologie appliquée à l'art de l'ingénieurChapitre 69 sur 219 · NOMBRE GROUPES BASSINS PRODUCTION · texte numérisé non relu

NOMBRE GROUPES BASSINS PRODUCTION

d'ouvriers

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641. Méthodes d'exploitation de la houille, — Les procédés d'exploitation des gisements houillers sont irès variés ; ils dépendent d'un grand nombre de particularités, dont les principales sont la puissance du gite, sa régularité plus ou moins grande, l'inclinaison des couches, la solidité du toit, la présence du grisou, le degré d’inflammabilité du charbon, etc.

Il convient de remarquer à cet égard que les conditions dans lesquelles se trouvent les veines de charbon en France créent à l'industrie minière une situation beaucoup moins favorable qu’en Angleterre. Nos bassins tourmentés, comme ceux du Plateau Central, ou masqués par des terrains à niveaux aquifères, comme dans le Nord et le Pas-de-Calais, imposent aux ingénieurs un perfectionnement incessant des moyens d'action pour pouvoir soutenir la lutte commerciale. L'existence d'énormes amas tels que ceux de l'Aveyron ne conslitue pas un avanlage, ainsi qu'on pourrait le croire au premier abord, et il vaudrait certainement mieux pour la facilité de l'extraction que ces amas fussent répartis en plusieurs couches distinctes de 1 à 3 mètres d'épaisseur.

On n’exploite guère la houille que souterrainement. Les diverses méthodes à suivre, dont le choix doit être déterminé pour chaque cas particulier par les circonstances dans lesquelles se présente le gisement, peuvent se classer en trois catégories :

1° Exploitation par piliers, qui consiste à laisser dans la masse exploitable des piliers assez solides pour soutenir le toit, que l’on abandonne définitivement en se résignant ainsi à une perte pure et simple ; |

2 Exploitation par éboulement, dans laquelle on laisse tomber le Loit, après avoir pris toutefois les précautions nécessaires pour enlever la plus grande partie possible du charbon et sauvegarder la sécurité des ouvriers ;

3° Exploitation par remblayage, qui convient surtout aux couches puissantes et qui consiste à combler les vides produits par l'abatage avec des matières stériles fournies par la mine elle-même ou des matériaux provenant de l'extérieur,

Il n'entre pas dans notre plan de décrire les procédés d’exploitation de la houille. Mais nous ne pouvons nous dispenser de dire quelques mots des effets qu’ils sont susceptibles de produire sur le sol, en raison de l'intérêt que présente cette question au point de vue des travaux publics.

645. Effets de l'exploitation de la houïille sur le sol. — Tout le monde s'accorde à reconnaitre que la méthode d'exploitation par piliers est la seule qui inspire une sécurité absolue en ce qui concerne la conservation du sol. Avec les autres méthodes, on n'a pas trouvé jusqu’à présent de moyen plus efficace de s'opposer aux affaissements que de réserver, au-dessous de la surface à protéger, une partie du gîte qu’on laisse inattaquée sous le nom de massif de protection ou d'investison.

Ces dernières méthodes exposent le sol à des mouvements dont :l est d’ailleurs très difficile, sinon impossible, de prévoir l'importance. Pour résoudre le problème en face duquel on se trouve, il faut en effet tenir compte d’une foule de facteurs tels que la surface et la hauteur des excavations souterraines, leur profondeur au-dessous du sol, la nature des terrains, l'allure et la disposition des couches, les accidents géologiques, l’action des eaux, etc.

En général, l'amplitude verticale des affaissements est d’autant plus faible que la couche est plus profonde et qu'elle est plus mince. Dans la méthode par éboulement, le toit se brise en tombant, mais les morceaux s’enchevètrent irrégulièrement les uns dans les autres et donnent lieu à une augmentation de volume. Comme le vide à remplir est limité, il en résulte que l'importance de la fragmentation dans les assises superposées va en s’atténuant peu à peu jusqu à ce que l’on arrive à une zone qui offre à peine quelques brisures sans descente appréciable de la masse. La surface peut donc être complétement respectée par des exploitations suffisamment profondes.

Quand on applique la méthode du remblayage,le toit s'affaisse plus ou moins, suivant la compressibilité des remblais,employvés. Tandis que des pierres disposées à la main se compriment très peu,les matières argileuses se tassent de 50 et même

15 0/0 ; les remblais en fragments de schiste et de grès, dont on se sert si souvent dans les mines de houille. perdent 20 à 30

0/0 de leur volume. Mais ici l’affaissement ne se fait plus de la

même manière que précédemment ; comme il n'y a pas de fragmentation et par suite pas de foisonnement des assises supérieures, cet affaissement est à peu près indépendant de la hauteur, d'après une remarque de M. Haton, et il se propage presque toujours jusqu’à la surface. Il peut mème arriver que l'exploitation d'une couche mince remblayée se manifeste. à la

surface d'une manière plus apparente que celle d'une couche

plus puissante. exploitée par éboulement.

La déformation du sol consiste le plus souvent en un affaissement en cuvette. Quand les couches sont à peu près horizontales, le point le plus affaissé correspond au centre de l’excavation et les limites de la cuvette se trouvent rarement en

dehors des plans verticaux passant par celles de cette excava-

tion. Il n’en est plus de même quand les veines sont inclinées et il peut y avoir alors une distance considérable entre l’affaissement maximum du sol et le centre de l’excavation souterraine. On observe généralement vers le périmètre de la partie déprimée des crevasses sinueuses, irrégulièrement distribuées, dont la largeur peut atteindre plusieurs mètres, tandis qu'au milieu les fissures sont rares ou à peine visibles.

Les failles, les fissures des roches, les discordances de stratification, en détruisant la. continuité, modifient ces carac-

tères. Les mouvements ont alors une tendance à se produire de préférence suivant les plans de facile glissement qui traversent le terrain ou, en cas de discordance, à se propager suivant la normale des nouveaux joints.

La manière dont se manifestent ces dislocations du sol

est d’ailleurs très variable. Tantôt l’affaissement suit pour

ainsi dire pas à pas les progrès de l'exploitation; tantôt il

n'arrive que longtemps après ou par SOUDE de charge suc-

cessifs.

On a cherché à formuler des lois relatives à la robe Still

des mouvements de dislocation à travers les roches. Plusieurs

ingénieurs appliquent une règle, posée d'abord par Gonnot, affirmée par Callon et dite règle de lanormale, d'après laquelle

les effets de l'exploitation se feraient sentir de loutes profon-

deurs jusqu'à la surface, en suivant des plans de cassure nor-

maux aux surfaces des couches exploitées. Dans cette théorie, les bancs sont assimilés à des poutres encastrées, qui doi-

vent rompre dans l’encastrement, et on admet que, même

pour une inclinaison de 68 degrés, les brisures se font suivant le périmètre du quartier ptite sauf RENE il y a dés accidents stratigraphiques.

Mais la lai de la normale, trop absolue, se trouve souvent en contradiction avec les faits. Il est te de comprendre notamment que pour les couches très redressées, la tendance à la rupture par écrasement vient s'ajouter à celle de la rupture par flexion transversale, d’où résulte une inclinaison des plans de séparation sous des PTE variables.

M. Fayol a proposé, dans le Bulletin de la Socièlé de l'industrie minérale de 1885, une formule qui nous parait très rationnelle et dont voici l'énoncé : Les mouvements de terrain sont limités par une sorte de dôme qui a pour base la surface exploitée ; leur amplitude diminue à mesure qu'on s'éloigne du centre de l’excavation.

Cette formule, que l'auteur a vérifiée expérimentalement, est vague à la vérité, mais par cela même elle a l’élasticité nécessaire pour comprendre lous les cas qui peuvent se présenter. Seulement, pour qu'elle ait une utilité pratique et qu’elle serve à prévoir l'importance des affaissements, il faut la compléter par un grand nombre d'observations permettant de fixer, suivant les circonstances, la forme et les dimensions du dôme.

M. Fayol est déjà arrivé à donner quelques indications pratiques qui s'appliquent aux terrains analogues à ceux du bassin de Commentry, dans lesquels le grès prédomine et où l'inclinaison des couches est inférieure à 40 degrés. Aïnsi, lorsque la surface exploitée est vaste, pour ainsi dire illimitée, la hauteur du dôme d’affaissement ne dépasse pas 200 fois la hauteur de l’excavation dans la méthode par éboulement, ou 200 fois la hauteur du tassement daris la méthode par remblayage. Si la surface exploitée est restreinte, la hauteur du dôme est comprise entre deux et quatre fois:la largeur de

cette surface ; elle est de deux fois environ pour des excava-

tions ou des tassements de remblai ayant moins de 2 mètres

de hauteur ; plus grande si ce dernier chiffre est plus élevé. D'après ces indications, l'exploitation d’une couche de 4

mètres de puissance, par exemple, déterminerait une zone d’affaissement dont la hauteur serait donnée par les chiffres

suivants :

Surface exploitée indéfinie sans remblais ......... ME à 800 mètres, — — avec remblais à 40 0/0 de tassement re Na ME EAN ie SRE AS . 320 — Surface exploitée de 50 mètres de largeur sans remblais... 200 —

a a, Le avec remblais... 100 —

Bien entendu, ces chiffres ‘n'ont rien d'absolu et ils pourraient varier beaucoup dans des terrains autrement constitués.

616. Relief ct agronomie du terrain houiïller en France. — Le terrain houiller ne recouvrant pas en France de très grandes étendues n'imprime pas au sol de caractères particuliers: Néanmoins son relief présente en général, ainsi que le fait remarquer Dufrénoy, une multitude de collines dont il est difficile de saisir l’ensemble, ce qui tient à ce que ce terrain a été affecté par des dislocations qui en ont relevé les couches dans différents sens. En outre, les roches houillères se décomposant facilement sous les influences atmosphériques, les formes qui résultent des mouvements qu'elles ont subis ont été fortement altérées. Les bassins de Saint-Etienne, de l'Aveyron, d'Autun et du Creusot nous offrent des exemples saillants de cette disposition : les collines s’y succèdent sans ordre, et de petits vallons assez évasés les découpent dans toutes les directions.

Les poudingues et les grès, formés de l'agglomération de galets et de grains où domine la silice, réunis par de l'argile, produisent en se désagrégeant une terre sablonneuse,mélée de cailloux, sèche et de faible épaisseur. Aussi la végétation y est peu active, et le seigle lui-même n'y fournit que de maigres récoltes. Cependant, grâce à la couleur foncée de cette terre,la vigne y réussit quand l'exposition est favorable.

Quant aux schistes et aux grès tendres, qui se divisent faci-

lement, 1ls donnent une terre forte et profonde, propice aux prairies et aux pâturages, connue dans le Roannaïis souslenom de beluze. En l’'amendant avec la chaux, on peut lui faire produire de bonnes récoltes de froment.

Quoi qu'il en soit, on peut dire qu’à l'exception de quelques vallées couvertes de riches dépôts alluviens, le sol des régions houillères est généralement peu fertile. Des bruyères, de vastes châtaigneraies entrecoupées de champs deseigle occupent le sommet et le flanc septentrional des collines, tandis que des prairies recouvrent le fond des vallées et les parties basses des coteaux. Le meilleur parti qu’on puisse tirer des pentes arides consiste à les boiser ou à les gazonner. Celte opération est facilitée par les nombreuses sources qui, grèce aux fissures qui traversent les bancs de grès et à la présence de couches de schistes ou d’argiles imperméables, sourdent souvent à différents niveaux. Mais si ces sources ont l'avantage d'entretenir la fraicheur dans ces terrains, elles ont par contre l'inconvénient d'amener parfois des glissements et des éboulements considérables.

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