L’injection hydraulique comme remblayage

Hydraulic injection as backfill

On parle de remblaiement gravitaire par voie semi-humide qui est le terme consacré à l’opération de remplissage des vides laissés par l’exploitation des veines de charbon afin stabiliser le terrain et limiter les désordres occasionnés par les effondrements.
Cette technique consiste à former une boue visqueuse par adjonction d’eau au produit dans notre cas les stériles de la mine qui sont broyés afin d’avoir la granulométrie voulue (dans la proportion : moitié eau, moitié matériau, soit à peu près 500 litres par m3).
La boue est ensuite déversée à partir de trous (ou « puits ») forés et, le plus souvent, tubés, mais cela peut aussi passer par les anciens puits de mines servant à l’aérage.
Dans le cas ou on ne passe pas par un puits existant mais par un forage il faut que celui-ci soit de gros diamètre (0,4 à 0,8 m, parfois davantage) pour permettre le bon écoulement du produit.
La présence d’eau nécessite la mise en place d’un tubage en acier dans les trous.
La transformation des produits en boue permet un meilleur étalement du remblai.
Afin de garantir l’étalement au fond on met en place des tuyaux qui amène le mélange sur le chantier à traiter en constituant des barrages d’arrêt avec des matériaux secs, en limite des zones à combler.
L’adjonction d’une faible quantité de ciment permet de remédier aux inconvénients de fluidité en augmentant les caractéristiques mécaniques du remblai.
Le remblai est alors désigné comme « remblai traité au ciment ».
Le remplissage s’effectue le plus souvent avec une légère pression (de pompage) visant à mieux pousser le matériau.
On peut aussi utiliser des fines ou sablons pour réaliser cet opération dans ce cas il y a une très forte quantité d’eau (au moins 500 litres/m3).
Le mélange est éventuellement additionné d’une faible quantité de ciment (autour de 100 kg/m3).
Le remblai, typiquement aqueux et non plus visqueux, est introduit par pompage à partir de puits ou forage tubés
Cette technique permet d’avoir un comblement plus fin en minimisant considérablement les problèmes de tassement des matériaux après « essorage » de l’eau. L’adjonction de ciment n’est pas toujours nécessaire mais se justifie lorsque les conditions de mise en place imposent l’obtention d’une prise du coulis.
Le ciment atténue également les inconvénients liés à une importante quantité d’eau.
Au vu de la nécessite de ne traiter que chantier par chantier on posait au fond des tuyaux de gros diamètres 150mm afin de distribuer le mélange au bon endroit
Afin d’isoler le chantier à traiter on construisait un système de barrage en bois sur lequel on plaçait des sacs en toile grossière renforcé par du grillage cloués sur les panneaux.
Ceci permettait à l’eau de s’évacuer tout en bloquant le remblais solide derrière le barrage, celui-ci supportait alors toute la poussés du remblais il etait renforcé et poussardé afin de ne pas s’effondrer.
Le mélange arrivait de la surface puis se déversait dans la zone à traiter on pouvait mette en place 6 tonnes en 6h en consommant 200m3 d’eau.
L’eau s’évacuait le long des galeries comme les autres sources d’exhaure chez nous l’eau n’était pas renvoyé en surface par pompage afin d’être réutilisé elle était évacué par la galerie d’exhaure.
Ce système était certes efficace mais pas à l’abri des incidents, un bouchon pouvait se former dans le tuyau produisant un refoulement au jour il fallait alors démonter le tuyau morceau par morceau pour le nettoyer avant de tout remonter.
La presence de schistes et autre matériaux avaient un fort pouvoir abrasif ce qui entraînait une usure des tuyaux qui finissait par éclater.
Le panneau de remblayage pouvait crever et le remblayage envahissait la galerie.
Dans tout les cas à chaque fois il fallait tout nettoyer et réparer.

We talk about gravity filling semi-wet track that is the standard term in empty filling operation left by the exploitation of coal seams to stabilize the ground and limit the disorders caused by the collapse.
This technique consists of forming a viscous slurry by adding water to the product in our case the mine tailings which are ground in order to have the desired particle size (in the ratio: half water, half material, roughly 500 liters per m3).
The sludge is then discharged from holes (or « well ») drilled and, most often, cased, but it can also go through the old mine shafts used for ventilation.
In case you do not go through an existing well but drilling must it be large diameter (0.4 to 0.8 m, sometimes more) for the smooth flow of product.
The presence of water requires the installation of a steel casing into the hole.
The transformation of mud products enables better spreading of the embankment.
To ensure the spread at the bottom is put in place pipe that brings the mixture to be treated on site by building dams stop with dry materials, limited areas to fill.
The addition of a small amount of cement allows to overcome the drawbacks of fluidity by increasing the mechanical characteristics of the fill.
The embankment is then designated as « backfill treated cement ».
The filling is usually carried out with light pressure (pump) to push the material better.
Fine or fine sands may also be used to perform this operation in this case there is a very high amount of water (at least 500 liters / m3).
The mixture is optionally admixed with a small amount of cement (about 100 kg / m3).
The backfill, typically aqueous and not viscous, is pumped from well drilling or cased
This technique allows a finer filler greatly minimizing materials settlement problems after « spin » of the water. The addition of cement is not always necessary but justified when the conditions for setting up necessary to obtain a decision of the grout.
The cement also mitigates the disadvantages associated with a significant amount of water.
In view of the need to treat only project by project were asked to cross large pipe diameters 150mm to distribute the mixture in the right place
To isolate the site to be treated is building a wooden dam system on which were placed in coarse cloth bags reinforced with chicken wire nailed to the panels.
This allowed the water to drain while blocking the solid embankment behind the dam, it then bore all pushed the embankment he was strengthened and poussardé order not to collapse.
The mixture coming from the surface and then flowed into the treatment area could be put in place 6 tonnes in 6h consuming 200m3 of water.
The drain was along the galleries as other sources of water drainage home was not returned to pumping surface to be reused she was discharged from the drainage gallery.
This system was effective, but certainly not immune to incidents, a cap could be formed in the pipe producing a discharge in the day it was then disassembled piece by piece hose to clean before refitting.
The presence of shale and other materials had a strong abrasive power which caused a pipe wear that ended up bursting.
Backfilling panel could die and backfilling filled the gallery.
In any case each time everything had to clean and repair.