Impact des dimensions des chambres souterraines sur la securite des mineurs et du materiel

TABLE DES MATIERES

1. INTRODUCTION

2. PRESENTATION DE SITE ET DE L’OUVRAGE

3. CONTEXTE GEOSTRUCTURALE
3.1. Repérage géométrique des discontinuités
3.2. Traitement statistique des données
3.3. Interprétation des résultats

4. IMPACT DES DIMENSIONS DES CHAMBRES SUR LA SECURITE
4.1. Le rayon hydraulique (HR)
4.2. Le nombre de stabilité modifié (N’)
4.3. Détermination des paramètres utilisés
4.3.1.Rayon hydraulique (HR)
4.3.2. Nombre de stabilité modifié (N’)
4.3.3. Détermination du facteur Q’ :
4.3.4. Détermination du facteur A:
4.3.5. Détermination du facteur B :
4.3.6. Détermination du facteur c :
4.4.Graphe de stabilité
4.5.Densité des boulons.
4.6.Longueur des boulons.

CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIE

1. INTRODUCTION

Une bonne marche des exploitations minières tient compte de la stabilité du terrain. Celle des excavations est la condition sine qua non de la sécurité du personnel et du matériel. Le rôle principal du soutènement est d’assurer la sécurité des excavations dans les géomatériaux.

L’exploitation des mines souterraines s’accompagne souvent de nombreux problèmes relatifs au maintien de la stabilité. Pour résoudre ces derniers, plusieurs techniques ont été élaborées, en vue de prévoir et de porter remède aux dangers et risques causés par ces travaux d’excavation.

La recherche et l’extraction des substances minérales implique une connaissance et une observation des certains paramètres.

En effet, une exploitation non ordonnée peut provoquer inévitablement des difficultés dans la suite des travaux de tout un niveau de la mine (Sage Ng., 2009)

Dans le projet d’élargissement des chambres telle la GL2 de la mine souterraine de KAMOTO, nous avons entrepris de faire des études géomécaniques et géostructurales en vue de contrôler la stabilité de l’excavation.

Sur le terrain nous nous sommes employés à faire l’identification des formations géologiques, l’appréhension des éléments structuraux et leur repérage géométrique.

L’instabilité peut être causée par les discontinuités structurales. Ces dernières constituent des surfaces de moindre résistance. Leur orientation, leur longueur, leur remplissage, leur espacement, etc. sont à la base de l’instabilité des masses rocheuses. La présence des vides dans un massif rocheux, en dehors des caractéristiques géostructurale et géomécaniques de terrain, peuvent perturber son état d’équilibre et provoquer des instabilités.

Ainsi dans une mine souterraine, la stabilité d’une chambre en exploitation dépend intensément de sa forme et de ses dimensions. Cet article, où il est question d’apprécier l’impact des dimensions des chambres souterraines (cas de la GL2 et GL3) de la mine souterraine de Kamoto s’appuiera sur la méthode des graphes de stabilité.

2. PRESENTATION DE SITE ET DE L’OUVRAGE

La mine de Kamoto se trouve à l’Ouest du centre de la ville de Kolwezi dans le Katanga méridional. Elle reprend un gisement dont l’exploitation a commencé en mine à ciel ouvert (carrière de Musonoi). Le carreau de la mine est situé à 1445 mètres d’altitude considérée comme niveau zéro, en profondeur. Les premiers travaux préparatoires et de fonçage des puits ont commencé en 1955. Quant à l’extraction proprement dite du minerai, elle n’a débuté que cinq ans après, c'est-à-dire en 1964.

La mine est constituée principalement des galeries (drift) creusées du Nord au Sud et des refentes, ouvrages reliant les galeries d’un même niveau. Les ouvrages de jonction de deux niveaux différents sont appelés rampes. Il y a un chassage au toit supérieur (CTS) et un autre au toit inférieur (CTI) qui ont la même configuration que les drifts en plateure. Les ouvrages recoupant ces chassages sont appelés tranches. On note aussi la présence de petits ouvrages tels que les cheminés, les tenues, etc. (figure 1)

Sur le plan géologique, le gisement de Kamoto compte deux écailles principales, à savoir :

- Kamoto principal ;
- Kamoto étang.

- 3. CONTEXTE GEOSTRUCTURALE

La création des excavations pendant l’exploitation d’une mine souterraine entraîne de nouveaux systèmes d’équilibre et de nouveaux états d’équilibre. Si ces derniers ne sont pas contrôlés ou suivis, des catastrophes peuvent se produire, d’où la permanence d’une étude géomécanique et géostructurale sur la stabilité des ouvrages miniers.

L’analyse structurale d’une région ou d’un gisement donné peut être faite sur base de trois échelles, à savoir :

- A l’échelle de la lame mince ;
- A l’échelle de l’affleurement ;
- A l’échelle de kilométrique.

Dans le cadre de cet article, les observations ont été faites à l’échelle de l’affleurement.

L’objectif principal défini dans le cadre de ce point est de tenter de ressortir les principaux réseaux de fractures pour en déduire leurs angles avec les interfaces (voûtes, piédroits et radiers)

3.1. REPERAGE GEOMETRIQUE DES DISCONTINUITES

Le repérage géométrique est une opération qui consiste en la détermination des directions et pendages des discontinuités. A cette étape, il a été question d’user de la règle de la main droite, laquelle règle consiste à faire la lecture de la direction avec le pouce au moment où les quatre autres doigts indiquent le sens du pendage (tableau 1)

Tableau 1 : Lever structural des plans des discontinuités fait dans la chambre GL2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.2. TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNÉES

Une présentation statistique de toutes les données de la chambre est fournie par le tableau ci-après (tableau 2), ainsi que la rosace de fréquence correspondante (Figure 2).

Tableau 2 : Fréquences des différentes directions des plans des discontinuités de la chambre GL2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Figure 1 : Rosace de fréquences des discontinuités

3.3. INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS

En examinant la rosace des fréquences des discontinuités, il est possible de distinguer une famille principale et des accessoires.

La première famille comporte des discontinuités de direction N 90° E et représente 11,2% sur les mesures prises sur terrain. Quant à la deuxième, elle est de direction N150°E.

Avec cette méthode de la main droite il est possible de voir sur la rosace, l’orientation du front de la chambre lors d’une excavation.

Dans ce cas précis, la direction de la ligne de plus grande pente du front de la chambre doit être N 170° E ou N 350° E.

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