abattage (suite)
En 1955, pour la première fois, du nitrate d’ammoniaque granulé du commerce, malaxé avec 6 à 9 p. 100 de fuel ou de gas-oil, a été employé comme explosif aux États-Unis ; depuis, en raison de son très bas prix, le nitrate-fuel est utilisé dans toutes les carrières du monde. Le mélange est amené tout fait dans un camion-citerne ou préparé sur place dans une bétonnière ; après avoir placé au fond du trou une cartouche d’explosif classique servant d’amorce, on verse les granulés en vrac dans le trou ou, si celui-ci est humide, on les met dans des sacs en plastique. Cet explosif est maintenant employé aussi en mines souterraines ; le mélange est projeté dans les trous par un éjecteur à air comprimé ; il doit être bien dosé pour que les fumées du tir n’aient pas de vapeurs nitriques nocives.
Les bouillies, ou gelées, sont des mélanges complexes de nitrates et de substances diverses explosives (trinitrotoluol) ou non (poudre d’aluminium) avec environ 15 p. 100 d’eau gélifiée au moment de l’emploi par une gomme. Ces nouveaux explosifs sont plus chers que le nitrate-fuel, mais plus efficaces dans les roches dures, l’eau augmentant la densité et la vitesse de détonation, ainsi que la pression.
La consommation d’explosif à la tonne abattue dépend essentiellement de la dureté du terrain et des conditions du tir ; elle varie entre 50 et plus de 500 g/t. Elle est plus grande en mine souterraine qu’en exploitation à ciel ouvert.
Emploi de fluides gazeux comprimés
L’échappement brutal d’un gaz à très haute pression au fond d’un trou de mine produit un effet comparable à celui d’un explosif faible, utilisable pour l’abattage du charbon. Dans le procédé Cardox, on chauffe par un allumeur électrique une charge de bioxyde de carbone liquide placée dans un cylindre d’acier. Dans le tir à l’air comprimé, procédés Airdox et autres, un cylindre d’acier fermé par un opercule, placé dans le trou de mine, reçoit de l’air comprimé à environ 800 bars. Sous la pression, l’opercule se rompt, et l’échappement de l’air produit l’abattage. Il faut un compresseur spécial, un réseau de tuyaux de cuivre de très faible diamètre, des vannes de tir ; mais on économise le prix de l’explosif. Ce procédé est assez répandu dans les charbonnages américains et dans quelques houillères françaises.
Emploi de l’explosif nucléaire
D’après des essais américains, l’explosif nucléaire peut être employé dans des régions subdésertiques pour broyer in situ un gros amas de minerai à basse teneur ou pour déblayer des terrains de recouvrement d’une épaisseur supérieure à 60 m, en creusant une excavation d’une dimension jusque-là impossible. Dans l’essai SEDAN du désert du Nevada, un explosif thermonucléaire d’une puissance de 100 kt placé à 190 m de profondeur dans un trou de sonde tubé de 90 cm de diamètre, bourré avec du sable, a fait un cratère de 370 m de diamètre et de 100 m de profondeur en projetant environ 5 millions de mètres cubes de matériaux. Un essai dans du basalte a donné des fragments d’une dimension moyenne de 3 à 30 cm et quelques morceaux de 3 m à l’intérieur du cratère. Rapporté à l’énergie libérée, l’explosif nucléaire est meilleur marché que l’explosif classique. La contamination radio-active est diminuée par des matières absorbant les neutrons, placées autour de l’explosif.
Abattage hydraulique
L’infusion d’eau sous pression dans le massif de charbon pour l’attendrir et diminuer les poussières soulevées par l’abattage est devenue de pratique courante dans les houillères européennes. On fore dans le front de taille des trous analogues à des trous de mine et dans lesquels on introduit une canne creuse raccordée à une canalisation d’eau sous pression. Le but recherché était, au début, d’humidifier le charbon, mais on s’est aperçu qu’avec une forte pression d’eau on créait une fracturation qui facilitait l’abattage.
À ciel ouvert, un gros jet d’eau sous 5 à 10 bars, sortant d’une lance géante d’au moins 75 mm de diamètre montée sur affût, appelée monitor, peut être utilisé pour l’abattage de terrains meubles tels que des alluvions récentes. Les sables et graviers entraînés par l’eau s’écoulent dans des rigoles. Cette technique, qui utilise environ 20 m3 d’eau par mètre cube abattu, est employée pour des alluvions (aurifères, stannifères, titanifères, etc.).
Dans des houillères souterraines, les Soviétiques réalisent l’abattage par jet d’eau à très haute pression (environ 100 bars). Le jet qui sort à environ 500 km/h de la lance, distante de moins de 10 m du massif de charbon, est tellement dangereux que la lance, montée sur patins, doit être télécommandée. Les morceaux de charbon, disloqués par le jet, s’écoulent avec l’eau dans des gouttières et des tuyaux. Dans la formule d’hydromécanisation complète, le mélange d’eau et de charbon est remonté au jour par pompage. En Tchécoslovaquie, on utilise aussi cette technique. Des essais d’abattage hydraulique sont en cours dans plusieurs pays avec des pressions allant jusqu’à 300 bars.
D’autres techniques d’abattage font l’objet de recherches : vibrations par ultrasons, électrodynamique, choc thermique, etc.
Abattage mécanique en mine souterraine
Actuellement, quelle que soit la dureté d’un charbon, on sait l’abattre mécaniquement par des machines appropriées, munies de robustes pics, mais il faut que la couche soit suffisamment régulière pour permettre la marche normale de ces coûteux engins. Ces machines sont des abatteuses-chargeuses, qui chargent dans l’engin de transport ce qu’elles abattent. La plupart des minerais sont beaucoup plus durs que le charbon, et les pics des abatteuses-chargeuses ne peuvent les attaquer ; mais certains, comme ceux de potasse ou de phosphate, peuvent être abattus mécaniquement avec les mêmes types de machines que ceux des houillères. Dans les exploitations à ciel ouvert, la puissance des engins de chargement permet à ceux-ci d’attaquer directement un gradin relativement tendre.