Une carrière souterraine se caractérise par un puits d’où partent des galeries , voies d’accès menant au matériau .
Le puits et les galeries sont établis au rocher et doivent dure au moins aussi longtemps que l’exploitation .
On recherche à exploiter le matériau à son maximum , mais c’est difficile : on doit laisser du matériau pour le toit de protection de la galerie et pour le soutènement par piliers .
Cependant , les vides ainsi créés entraîneront l’effondrement des excavations qui peut se répercuter jusqu’en surface.

An underground quarry is characterized by a well from which galleries, access roads leading to the material.
The well and galleries are established rock and must last at least as long as exploitation.
We are looking to exploit the material to its maximum, but it is difficult: we must leave material for the protective roof of the gallery and for the support pillar.
However, the gaps thus created will cause the collapse of excavations which may affect up to the surface.

LES METHODES D’EXPLOITATION

Exploitation avec piliers

Pour des matériaux résistants , afin d’éviter les effondrements , on n’exploite qu’une partie du gisement , laissant ainsi une partie du matériau sous forme de piliers .
Les piliers ne doivent pas être trop étroits ou localement trop écartés .
Quand on exploite plusieurs niveaux , les piliers doivent être à la verticale l’un de l’autre .
De plus ,il faut faire attention à l’existence de grandes cassures , c’est-à-dire laisser des piliers le long de ces fractures et ne pas les suivre pour l’exploitation car il y a risque d’effondrement .

Exploitation avec foudroyage

Pour des matériaux tendres , friables , altérables , les piliers se détruiront avec le temps .
Pour des carrières anciennes dont l’exploitation n’a pas été assez pour assurer la pérennité , une menace d’affaissement à long terme existe .
On provoque donc l’effondrement pour enlever ce risque .
Par cette méthode , une extraction totale du gîte est possible . Il y a deux méthodes principales :

Exploitation par  » chambres et piliers  » : les galeries sont élargies jusqu’à ce que les piliers deviennent très minces .
On fait sauter ces piliers pour provoquer l’effondrement du toit .
Entre les chambres  » voisines  » , le travail est coordonné afin d’assurer une progression régulière de la limite d’affaissement du toit ; cette limite est oblique car les chambres voisines sont à des degrés d’avancement différents .

Exploitation par  » longue taille  » : le front de taille est rectiligne , le toit est soutenu sur une largeur suffisante par un soutènement afin d’assurer le travail .
On enlève le soutènement ligne par ligne pour provoquer la descente du toit .
Parfois le toit fléchit tout seul (il est assez plastique ) et vient combler le vide quelques mètres derrière le front ( exemple : les couches de potasse dans le sel ) .
Très souvent , les bancs du toit se brisent , mais quand ça n’arrive pas la rupture est faite par tirs de mines .
La phase ultime de ces deux méthodes est donc la descente do toit qui vient combler le vide .
Cependant , il arrive que le vide ne soit pas complètement comblé!

METHODS OF OPERATIONS

Operating with pillars

For resistant materials , to avoid collapse , it operates only part of the deposit , thus leaving a portion of material in the form of pillars .
The pillars should not be too narrow or too wide locally .
When operating several levels , the pillars must be vertical to each other .
In addition, attention must be paid to the existence of large cracks, that is to say, let the pillars along these fractures and does not follow for the operation because there is a risk of collapse.

Operating with caving

For soft materials , friable , alterable , pillars will destroy over time.
For old quarries whose operation was not enough to ensure sustainability, a sagging long-term threat exists.
It therefore causes the collapse to remove this risk.
By this method, a total extraction of the house is possible. There are two main methods :

Exploitation  » room and pillar  » : the galleries are extended until the pillars become very thin .
We blew these pillars to cause the roof to collapse .
Between rooms  » adjacent  » the work is coordinated to ensure smooth progress of the roof collapse limit and this limit is oblique because other rooms are different degrees of advancement.

Exploitation  » longwall  » : the face is straight on the roof is supported by a wide enough support to ensure working.
The support line by line is removed to cause the descent of the roof.
Sometimes the roof flexes alone ( it is quite plastic) and fills the void a few meters behind the front ( example : layers of potash salt).
Very often banks roof break, but when it does not happen break is made by blasting .
The final phase of these two methods is the descent do roof that fills the void.
However, it happens that the vacuum is not completely filled !

PROBLEMES POUVANT SURVENIR

Formation de fontis ou cloche dans les exploitation avec piliers

Le toit est constitué en général d’un banc résistant mais il est possible qu’un bloc s’effondre entre les piliers .
Si les bancs supérieurs , à chacun leur tour , en font autant , il se forme une sorte de cloche ou fontis au-dessus du tas de matériau éboulé .
Le fontis peut remonter jusqu’au jour , il s’ouvre alors un trou de quelques mètres carrés ou un vide assez profond surmontant un cône d’éboulis.

PROBLEMS ARISING

Formation of sinkholes or wrong operation with the pillars

The roof consists generally of a strong bench but it is possible that block collapses between the pillars.
If senior at each turn benches, do the same, it forms a kind of bell or subsidence above the pile of crumbling material.
Sinkholes can go back to the day it opens a hole of a few square meters or a deep enough vacuum above a talus cone.

Effondrement en masse par destruction des piliers dans les exploitation par piliers

Le sol descend brusquement , sur une surface parfois assez considérable .
Les piliers se sont effrités donc réduits , la charge a augmenté .
Un premier pilier s’effondre reportant ainsi la charge du toit sur les autres qui petit à petit s’effondrent aussi .

Collapse by mass destruction of the pillars in the operating pillar

The ground drops suddenly, sometimes on a considerable surface.
The pillars have crumbled so reduced, the load increased.
First pillar collapses thereby deferring the roof load on the others gradually collapse too.

Effondrement brusque lié au foudroyage

Le mouvement de descente du toit accuse un retard plus ou moins prolongé .
Ce mouvement risque de se produire brusquement sur une étendue considérable et parfois se répercute à la surface .
Dans la méthode par chambre et piliers , cela peut se produire au début de l’ouverture d’un nouveau quartier .
Lors de la destruction des piliers , le toit reste horizontal , seuls quelques bancs chutent , se constitue ainsi un faux toit .
Petit à petit ce faux toit gagne la surface , laissant plus haut des bancs rigides non soutenus , qui à un certain moment s’effondrent brusquement .
Dans la méthode par longue taille , la même difficulté est là au démarrage d’une taille .
Le toit reste , seuls quelques bancs tombent , formant ainsi un faux toit .
Pour provoquer sa descente , il faudra tirer des coups de mine .
Autrefois , pour limiter l’affaissement successif à l’exploitation , on remblayait .
Mais , les remblais mal compactés se tassaient , ce qui les rendait non solidaires au toit , n’empêchant pas le foudroyage .
Cependant , le remblai régularisait le foudroyage ( limitant l’épaisseur des bancs effectivement brisée ) .
L’affaissement commence par le toit , puis gagne les couches supérieures jusqu’à remonter au jour .
Ce phénomène est très variable dans le temps : de quelques heures à un ou deux ans voire dix ans .
Le cas idéal est celui d’une progression régulière de l’exploitation qui , après la période de désordre du au passage du front , laisserait le terrain stabilisé à un niveau plus bas .
Mais ce cas n’existe pas .
Quand on exploite plusieurs couches dont les affaissements se succèdent , la remontée au jour est moins rapide pour la première que pour les suivantes .
L’exploitation ne se fait donc que quartier par quartier , les débuts et fins d’exploitation marquant des irrégularités de l’affaissement .
L’affaissement ne se limite pas à la verticale de l’exploitation , mais de part et d’autre de celle-ci , de sorte que l’affaissement donne un certain nombre de cuvettes , constituées d’un fond descendu avec son assise et des flancs inclinés montrant des extensions sur les parties hautes et des compressions au niveau du raccord avec le fond .

Sudden collapse due to caving

The downward movement of the roof lagging more or less prolonged .
This movement may occur abruptly over a considerable extent and sometimes affects the surface.
In the room and pillar method , this may occur at the beginning of the opening of a new neighborhood.
During the destruction of the pillars , the roof remains horizontal , only a few banks fall, is constituted as a false roof .
Gradually this false roof wins the surface, leaving the highest unsupported rigid benches, which at some point collapse abruptly.
In the longwall method , the same problem is to start a size .
The roof rest , only some benches fall , thereby forming a false roof .
To cause its descent , it will take shots mine .
Formerly The runflat successive operation, we remblayait .
But poorly compacted backfill thronged , making them non secured to the roof, does not prevent caving .
However, the embankment regularized caving ( limiting the thickness benches actually broken ) .
The collapse starts with the roof, then gaining the upper layers up back in the day .
This is highly variable in time: a few hours to one or two years or ten years.
The ideal case is that of a steady increase in operation which, after a period of disorder as the front , leave the field stabilized at a lower level.
But this case does not exist.
When several layers including subsidence succeed , the rise is slower day for the first or any subsequent one operates .
The operation is therefore that district by district , the beginnings and ends Operating scoring irregularities sagging.
Subsidence is not limited to the vertical operation , but both sides thereof , so that a sag given number of cups , consist of a bottom and down with its base sloping sides showing extensions on the upper parts and cuts at the connection with the background.

Quand l’exploitation est peu profonde , ce n’est pas un déplacement progressif du sol que l’on observe mais la remontée de cassures parfois béantes et dénivelées entre elles ( cas d’un affaissement brusque dans la première phase de l’exploitation d’un nouveau quartier ou à la suite de l’effondrement accidentel d’une série de piliers devant assurer la durabilité des vides ) . Cet effondrement brusque peut engendre une vibration ( comparable à un séisme ) et/ou des dégâts aux constructions en mauvais état .
L’affaissement et la remontée au jour s’observent après l’exploitation d’une couche inclinée , d’une couche horizontale ou d’une couche verticale .
La remontée est cependant plus tardive et irrégulière pour une couche verticale .

L’eau

Toute exploitation souterraine doit être hors d’eau , c’est-à-dire il faut un pompage continu ou exhaure des eaux infiltrées .
Une exploitation souterraine modifie le régime des eaux : elle agit tel qu’un drain , rabattant certaines nappes , modifiant les écoulements , les asséchant parfois partiellement .
Cette perturbation peut parfois atteindre la surface .
De plus , les eaux d’exhaure peuvent polluer .
En effet , dans certaines mines les eaux peuvent avoir percolés avec le matériau qui modifie sa composition chimique , parfois jusqu’au point où leur rejet peut poser des problèmes de pollution.
Enfin , parfois des fissurations affectent les couches imperméables protégeant l’exploitation souterraine , fissurations induites par les affaissements de terrain.
Ces fissurations , élargies par érosion , laissent pénétrer l’eau dans des galeries d’exploitation jusqu’à l’ennoiement : les pompes d’exhaure n’ont pas un débit supérieur au débit d’eau entrant .
Les exploitations souterraines entraînent un rabattement de la nappe par drainage .
Quand le rabattement affecte une nappe alluviale , le cours d’eau avec lequel elle est en relation peut s’infiltrer dans la mine .

When the operation is shallow, it is not a progressive movement of soil is observed but the rise breaks sometimes yawning and vertical drop them (in the case of a sudden collapse in the first phase of the operation a new neighborhood or following the accidental collapse of a series of pillars to sustainability empty ) . This sudden collapse can generate a vibration (similar to an earthquake ) and / or damage to buildings in poor condition.
The collapse and rebound at day after observing the operation of a dipping bed with a horizontal layer of a vertical or layer .
The recovery , however, is irregular and later for a vertical layer.

water

Any subsurface must be out of water, that is to say it takes a continuous pumping or pumping water infiltrated .
Underground mining modifies the water regime : it acts as a drain, some folding cloths, changing runoff, sometimes partially drying .
This disturbance can sometimes reach the surface.
In addition, the mine water may cause pollution.
Indeed, in some mines percolated water may have with the material that changes its chemical composition, sometimes to the point where rejection can cause pollution problems.
Finally, sometimes cracking affect impermeable layers protecting underground mining , cracking induced by land subsidence .
These cracks , enlarged by erosion , let in water in mining galleries to the flooding : the drainage pumps do not have a rate higher than the water inflow .
Underground mining result in a lowering of the water by drainage.
When drawdown affects an alluvial , water course with which it is connected can seep into the mine.