L'abattage
1. Généralités.
L'opération d'abattage consiste à disloquer le massif et à fractionner le minerai pour le réduire en éléments qui peuvent être manipulés et transportés.
Pour abattre, il faut savoir utiliser efficacement une énergie : musculaire pour le pic, air comprimé pour le marteau piqueur, explosif pour le tir, mécanique pour la coupe.
Jusqu'au 19ème siècle l'abattage se faisait uniquement avec des outils à main, travail difficile nécessitant un effort physique important. Cependant dès le début de l'histoire de la mine, les mineurs ont remarqué la non homogénéité des massifs et su trouver les zones ou plans de moindre résistance ou de décollement. Tout l'art de la mine consiste alors à utiliser ces zones pour y créer relativement facilement une surface de dégagement, une amorce de cavité que l'on agrandit par des opérations de décollements successifs de blocs.
Aux mines de potasse d'Alsace, l'abattage au pic et au marteau piqueur sont à citer simplement pour mémoire, ils ont été peu utilisés, car mal adaptés à la cohésion du minerai et techniquement déjà dépassés. Pratiquement la totalité du minerai de potasse abattu l'a été par tir ou par coupe. Mais il faut noter que les schémas de tir et les plans d'implantation des outils de coupe sur une machine ont mis en application ce que les anciens faisaient instinctivement : agrandir une cavité en s'appuyant sur une surface de dégagement, surface elle-même créée par tir ou par coupe.
Don de Roger Weissenberger
2. Le tir.
2. 1. La foration.
La foration est l'opération qui consiste à réaliser les trous de mine destinés à recevoir l'explosif. On peut distinguer deux types de foration,
- la foration percutante, avec les marteaux perforateurs; (peu utilisée aux MDPA),
- la foration rotative à l'aide de perforatrices travaillant par rotation d'un taillant autour de son axe. Le taillant est placé à l'extrémité d'une tige torsadée en hélice de manière à garantir l'évacuation des fines de foration.
Au début la foration était faite à main avec des perforatrices à air comprimé, puis électriques, la machine assurant la rotation du taillant. Plus tard sont apparues les machines à forer, type CD 25 ou CD41, qui assuraient en plus la poussée .
2. 2. L'explosif
Un explosif est un corps capable de se transformer très rapidement par une violente réaction chimique en gaz. Ces gaz sous forte pression développent une grande énergie mécanique dans un espace restreint, ce qui crée une onde de choc.
L'explosif est mis à feu par l'intermédiaire d'un détonateur placé dans une cartouche amorce. Aux MDPA, la mise à feu par mèche lente, utilisée au début, a été interdite à cause du risque d'inflammation du grisou. Par la suite, le tir s'est fait uniquement avec des détonateurs électriques (instantanés ou à retard : demi-secondes ou microsecondes), reliés par une ligne de tir et actionnés à distance par un appareil générateur d'électricité : l'exploseur.
Les explosifs utilisés aux MDPA sont essentiellement, la dynamite dans les puits, le nitrate d'ammonium et le nitrate fuel dans les chantiers
2. 3. Les schémas de tir
Les schémas de tir doivent permettre d'optimiser le travail de l'explosif. L'expérience (et la théorie) montre que l'explosif est d'autant plus efficace que le trou de mine est parallèle à une surface de dégagement. (Schémas montrant l'effet de l'explosif suivant que le trou de mine est foré perpendiculairement au massif, avec une inclinaison par rapport au front, parallèlement à une surface de dégagement. )
Les schémas de tir sont établis par les ingénieurs du fond. Ils définissent la position, la longueur, l'orientation, les retards d'amorçage, l'ordre de départ des coups .
Exemples de schémas de tir (dessins à faire), tir en éventail, tir sur bouchon, tir sur saignée de havage.
Aux MDPA, dès l'apparition de machines capables de réaliser des saignées de havage, le tir sur saignée de havage s'est imposé tant dans les longues tailles avant la guerre que dans les chambres et piliers et dans les traçages après.
2. 4. La sécurité du tir.
Des consignes très strictes réglementent les tirs. Elles prévoient, outre les schémas de tir, les mesures à prendre vis-à-vis du risque grisou, les règles d'utilisation des explosifs et des détonateurs, les règles de bourrage des trous de mine, les conditions d'évacuation, de barrage des issues, de retour au chantier après un tir.
Don de Roger Weissenberger
3. La coupe
3. 1. Les pics. (schéma d'un pic avec ses différents angles de coupe).
Les pics sont l'outil essentiel dans un abattage par coupe. Ils doivent être adaptés à la couche abattue, car c'est d'elle que dépendent l'énergie d'abattage (pour la sylvinite cette énergie est de l'ordre de 1 kWh/t), les paramètres de coupe comme la vitesse linéaire d'un pic, la profondeur de pénétration et l'espacement des pics...
Pendant de nombreuses années, on utilisait aux MDPA des pics à "plaquette", une plaquette à double dièdre en carbure de tungstène étant le véritable outil de coupe. Ces pics s'usent relativement rapidement et doivent être changés après 120 à 250 m de havage et réaffûtés.
A partir de 1984, l'abattage à l'aide de pics coniques dits "auto-affûtants" a été mis au point. Ces pics tournent autour de leur axe, ce qui repartit l'usure sur 360°. Leur durée de vie est 3 à 4 fois plus longue. De plus il faut moins de pics, la profondeur de pénétration passant de 20 à 40 mm, l'espacement des pics de 33 à 50 mm.
3. 2. Les machines de coupe.
- les haveuses à chaîne, (shortwall, 10 RU, 15 RU)
- les haveuses à tambour,
- les mineurs continus à attaque partielle,
- empilages de chaînes, (Joy)
- tambours frontaux à axe horizontal, (HeliminerJeffrey, Stéphanoise),
- tambours coniques à attaque ponctuelle, (Paurat),
- les mineurs continus travaillant en pleine section (Borers Goodmann et Marietta).
Michel Streckdenfinger. Avril 2003 trravail de Roger Weissenberger
Abattage du minerai à l'aide de
charges d'explosifs (1921 à 1947)
L'Ecole des Mines de Pulversheim (ETPM), par une série de 5 brochures a publié dans les années 1960 une étude approfondie des méthodes d'exploitations mises en œuvre au fond des mines dans le bassin potassique alsacien avant l'utilisation des haveuses intégrales.
La méthode du "Stossbau chassant" fut utilisée, avant l'ère des machines, de 1921 à 1947.
Page 80 de ma " Chronique des MDPA de 2003 ", j'évoque cette méthode d'exploitation du minerai par abattage à l'aide de charges d'explosifs ...
Ces documents m'ont été remis par Roland et André Godurowski, des amis d'enfance ... ils habitaient non loin de chez nous, au 203, rue de Reiningue à la cité Joseph-Else, nous allions ensembles au Collège Lambert de Mulhouse ...
Leur père, le premier chef-géomètre des MDPA, chef du bureau de la mine Joseph-Else était une des éminences grises en son domaine, reconnu comme tel dans tout le bassin potassique.
Il dressait entre autres tout une série de plans à l'encre de chine sur papier calque en perspective cavalière des chevalements, machines d'extractions et secteurs de fabrication du jour dont plusieurs exemplaires ont été envoyés aux archives de Colmar et de Mulhouse.
Les deux documents montrent les schémas de tir et les méthodes d'abattage des différents banc du parement de la mine Joseph-Else, documents dressés par M.Godurowski au mois de mars 1941 :
Schéma réf. 194b : abattage du banc A et B1,
- en haut, le schéma des trous de forage permettant la mise en place des explosifs. Ce schéma précise la distance entre les trous ainsi que le nombre de charges (cartouches) d'explosifs à mettre dans chaque trou,
- (vue 4), la havée du bas sur 1,30 m de profondeur, depuis l'utilisation des haveuses ripantes à chaines, permettant, après le tir, de faciliter le dégagement du minerai,
- (vue 1), la situation avant le tir avec la position exacte de la foration des trous,
- (vue 2), après le tir de la partie inférieure du banc A, env. 1 mètre de retombée,
- (vue 3), après le tir de la partie supérieure du banc A, env. 1 mètre de retombée.
Schéma réf. 194c : abattage des bancs B2, C et D,
- en haut, le schéma des trous de forage pour la mise en place des détonateurs,
- (vue 1), avant le tir,
- (vue 2), après le tir des banc B2 et C,
- (vue 3), après le tir du banc D, et mise en place des étançons et du soutènement boisé,
- (vue 4), après enlèvement du minerai, déplacement des couloirs oscillants, du soutènement boisé, une havée au ras du sol pour préparer une nouvelle phase d'abattage.
Travail de Roger Weissenberger avec son autorisation