Mine (gisement)

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Une mine est un gisement de matériaux (par exemple d'or, de charbon, de cuivre, de diamants, de fer, de sel, d'uranium, etc.). Elle peut être à ciel ouvert ou souterraine. La distinction entre mine et carrière tient à la nature du matériau extrait (stratégique ou précieux pour la mine, de moindre valeur pour la carrière) ; en France, c'est le code minier qui définit cela. En France, il y eut de très nombreuses mines dans presque toutes les régions. L
Mine (gisement)

Une mine est un gisement de matériaux (par exemple d'or, de charbon, de cuivre, de diamants, de fer, de sel, d'uranium, etc.). Elle peut être à ciel ouvert ou souterraine. La distinction entre mine et carrière tient à la nature du matériau extrait (stratégique ou précieux pour la mine, de moindre valeur pour la carrière) ; en France, c'est le code minier qui définit cela. En France, il y eut de très nombreuses mines dans presque toutes les régions. Les gisements de charbon se trouvent dans le Nord-Pas-de-Calais (plus grand réseau de galeries souterraines du monde), en Lorraine, dans le Massif central, en Provence et dans le Sud-Ouest (exemple: Carmaux) mais aussi Saint-Etienne . La Russie possède aussi de nombreux gisements de charbon au nord (exemple: Donbass). Le Royaume-Uni possède quant à lui d'important gisement de charbon au nord (exemple: Highland), dans le Pays de Galles et à Manchester. Ancienne mine d'or de Skidoo, dans la Vallée de la Mort en Californie

Histoire

L'homme creuse le sol depuis la préhistoire (puits pour la recherche de silex) Modèle d'une exploitation minière La mine, c'était aussi l'exploitation des enfants ; ici en 1853 "les esclaves blancs d'angleterre" L'exploitation du sous-sol date probablement de la préhistoire où l'on creusait dans la craie des puits de plusieurs mètres pour la recherche des meilleurs silex. Les premières constructions en pierre ont été une origine probable aux premières (carrières, et l'agriculture aux marnières) : il fallait creuser le sol pour extraire de la pierre ayant une qualité suffisante pour bâtir. et certaines pierres se taillent plus facilement fraîchement extraites avant de durcir ensuite. En creusant en profondeur, on atteignait une couche de roche non dégradée par la microfaune et flore du sol, ou les racines d'arbres (une « veine »), puis on creusait horizontalement pour extraire la roche de cette couche (la couche suivant les plis géologiques). Ces puits et couloirs pouvaient ensuite servir à se protéger des agressions.

Techniques d'exploitation des mines

L'exploitation des mines pose de nombreux problèmes, et fait donc intervenir de nombreux domaines des sciences. C'est la raison pour laquelle dans la plupart des pays se sont créées des écoles spécifiques d'ingénieurs, les écoles des mines. Les mines de charbon sont organisées par étages à partir desquels on exploite les couches. Chaque mineur creuse une couche pour en extraire le charbon que l'on charge ensuite dans des berlines. Ce travail est très difficile car il faut creuser de façon a ne pas faire effondrer la galerie, en plus de cela, il y règne une chaleur étouffante, car il n'y a quasiment pas d'air qui circule. Le seul moyen trouvé pour créer une ventilation a été de construire au minimum deux puits. Le premier sert à la montée et la descente des mineurs et la montée du charbon. L'autre sert seulement à la ventilation. En remontant une tonne de charbon, on extrait sept tonnes de sous-produits que l'on évacue sur les terrils.

Prospection

- Découvertes de gîtes minéraux
- Géochimie
- sondages

Terrassement

- Géophysique
- Résistance des matériaux

Puits et galeries

Les enfants étaint fréquemment employés pour descendre dans les mines de charbon. Photographie de 1908.
- Les puits (cf. Chevalement) Il existe différents cas de figure pour atteindre le gisement à exploiter et permettre l'évacuation des produits. Si le gisement est relativement horizontal (en plateure) et si la couche de morts-terrains n'est pas trop épaisse, on pourra exploiter à ciel ouvert (voir ci dessous). Si le gisement affleure dans une zone accidentée, par exemple des collines surplombant une vallée, on pourra atteindre et exploiter le gisement par des galeries horizontales(travers bancs voir ci dessous) débouchant à flanc de coteau. C'est, par exemple le cas dans le bassin ferrifère de Lorraine pour les mines d'Hussigny Godbrange, Charles Ferdinand ou Kraemer. Par contre, si le gisement n'affleure pas du tout ou n'affleure pas dans de bonnes conditions il faudra creuser (on dit foncer) des puits afin de l'atteindre. C'est la solution la plus coûteuse pour l'exploitation et la moins rentable, c'est aussi la majorité des cas. Les deux solutions peuvent aussi se combiner (cas des mines de La Mure ou de la mine de fer de Soumont). Le cas de la mine de fer de St Rémy sur Orne en Normandie est intéressant puisqu'une partie du gisement est au dessus du carreau de la mine. La majorité des produits sont toutefois descendus au dessous du niveau du puits, roulée jusqu'au puits pour être remontée au niveau du carreau pour y être traitée, solution moins coûteuse qu'une sortie à flanc de coteau dans une zone pauvre en route et moyens d'évacuation. Le puits dessert les différents étages d'exploitation, chaque niveau s'appelle une recette ou accrochage.
- les galeries et travers bancs On distingue les galeries des travers bancs. Les galeries servent directement à l'exploitation du gisement. En général pour exploiter un gisement on creuse une galerie de tête la plus haute et une galerie de base la plus basse. Le gisement est découpé en panneaux entre ces deux galeries et délimités par des galeries transversales les joignant. Ces galeries transversales permettent d'atteindre le front de taille mais aussi d'organiser l'aérage, c'est-à-dire la circulation de l'air dans les travaux. La galerie de base permet également l'évacuation des produits abattus (le déblocage) vers le roulage qui les emmènera ensuite vers le puits d'extraction. Les galeries peuvent être taillées dans le produit exploité (charbon, minerai) en général ou au rocher de part et d'autre de la couche. La galerie de roulage détermine le niveau de la recette du puits. L'ensemble des travaux qui permettent la délimitation d'un panneau s'appellent les travaux préparatoires. Ils sont bien sûr fondamentaux. Les travers bancs sont presque toujours creusés au rocher ; ils permettent la liaison entre le ou les puits et le gisement exploité (galerie de roulage). En effet en général les puits sont foncés non dans le gisement mais à l'extérieur dans le rocher. Un puits creusé dans le charbon par exemple, entraine une perte de l'exploitation puisqu'il faudra maintenir autour du puits une zone non exploitée dite stot de sécurite ou investison (de tels stots sont obligatoires sous les zones habitées, les routes, les chemins de fer...). Le même raisonnement vaut pour les mines exploitées à flanc de coteau. Dans ce cas les travers bancs débouchent directement au jour à flanc du coteau. Depuis la catastrophe de Courrières, il y obligation d'avoir au moins deux débouchés au jour (2 puits ou 1 puits et 1 débouché à flanc de coteau par exemple). Pour relier les différents niveaux d'exploitation entre eux (on parle aussi d'étage) la liaison peut se faire soit par le puits, soit par un bure soit encore par plan incliné. On appelle bure un puits intérieur ne débouchant pas au jour reliant deux niveaux. Le plan incliné est une galerie ou travers bancs plus souvent incliné et généralement muni d'un treuil afin de hisser les berlines ou d'un convoyeur à bande.
- Soutènement Portrait d’Alexeï Stakhanov travaillant dans une mine.

Méthodes d'exploitation

- Principes généraux
- Exploitation de la houille
- Exploitation des gîtes filoniens
- Exploitation des gîtes sédimentaires
- Exploitation à ciel ouvert

Le roulage

Qu'est-ce-que le roulage ? C'est le transport des produits (charbon, minerai mais aussi le stérile depuis le front de taille (ou plus exactement depuis le point d'arrivée du système de déblocage des chantiers) jusqu'à la recette inférieure du puits d'extraction, puis éventuellement, depuis la recette supérieure du puits aux ateliers de traitement. Le transport des produits, dans les mines industrialisées, s'effectue dans des bennes (ou berlines) de contenance variée selon les exploitations (de 500 litres à 25.000 litres)traînées à bras dans les exploitations non mécanisées, par un cheval (ou âne ou mulet) puis par locotracteurs, électrique, air comprimé, essence ou diesel. Il s'agit en général de voies étroites inférieures à 1 m de large. Le roulage est un facteur fondamental dans l'exploitation d'une mine, il conditionne en effet, avec le puits, la capacité d'extraction.
- La force motrice
- Le matériel roulant

L'extraction

Avant de passer à l'exploitation industrielle sousterraine, les régions minères connaissaient une exploitation artisanale de veines afleurant le sol. Il s'agisait d'une exploitation à ciel ouvert connue sous le nom de cayat, cayauderie dans les régions incriminées. Il est à remarquer que bien que les anciennes régions minières ont toutes de nombreuses rues du cayat, le sens de l'expression s'est perdu.
- Les câbles
- Les appareils d'extraction
- Le transport du personnel ::« La cage ». À l'intérieur, on met quatre-vingts hommes. Mains sur les épaules du gars d'en-face, il faut tenir l'équilibre quand elle plonge au fond, secouée comme une rame de métro. Mais ceci ne concerne pas l'ensemble des puits français. Les dernières technologies (puits Yvon Morandat de Gardanne en Provence) étaient si évoluées qu'une descente à plus de 1000m de profondeur ne produisait aucun effet sur les hommes. La cage pouvait contenir 132 personnes et aucune vibration ne se faisait ressentir.

L'exhaure

- L'évacuation des eaux
- Les pompes

La ventilation - l'aérage

Mécanisme d'insuflation d'air frais dans une mine de charbon aux USA)
- Atmosphère des mines: importance de la lutte efficace contre l'empoussiérage pour prévenir la silicose,
- Ventilation des mines contre l'accumulation de CO, CO2, méthane, grisou .
- Les ventilateurs pulsent ou extraient de l'air.
- Certaines conceptions des réseaux de puits facilitent la circulation de l'air
- La ventilation est souvent un problème critique dans les galeries souterraines artisanales ou illégales. Les mineurs emportaient autrefois un canari en cage, qui lorsqu'il mourrait ou donnait des signes de suffocation était le signe qu'il fallait remonter.

L'éclairage

L'étude de l'éclairage ne présente qu'un intérêt secondaire dans les mines exemptes de grisou ou de poussières.
- Éclairage à feu nu :
-depuis l'antiquité, les mineurs se sont éclairés grâce à des chandelles de suif. Les mineurs les utilisaient soit sur des bougeoirs de fer, soit attachées à la tête au moyen d'une courroie de cuir.
-Les romains se servaient également de lampes à huile en terre cuite ou en métal, lampes plus éclairantes que les chandelles. Lampe Rave.
-Le pouvoir éclairant de l'acétylène a été utilisé dès le XIXe siècle. Cependant comme toutes les lampes à feu nu, son usage fût réservé aux mines métalliques et aux carrières souterraines. Lampe Mercier.
- Éclairage de sûreté par lampes portatives
-La nécessité d'un éclairage de sureté dans les atmosphères inflammables des mines (grisou, poussières) s'est avéré nécessaire suite à de nombreux accidents.
-Le plus ancien procédé a été imaginé à Whitehaven en 1760. Il s'agit d'un rouet à silex par dégagement de gerbes d'étincelles.
-C'est à Humphry Davy et George Stephenson que nous devons le concept des lampes de sureté : un tamis métallique à mailles très serrées empêche la propagation d'une flamme de l'intérieur vers l'extérieur de la lampe.
-Ultérieurement les lampes ont été équipées d'abord d'un verre puis d'une cuirasse en tôle. L'essence minérale s'étant substituée à l'huile, on adapta aux lampes un système de rallumage interne.
-Outre la lampe Davy, citons : la lampe Clanny, la lampe Mueseler, la lampe Marsaut et la lampe Wolf. Chacune marquant un stade nouveau dans l'évolution technique de l'appareil. De nombreuses autres lampes s'apparentent à ces premières: la lampe Rode (1894), la lampe Fumat (1903), la lampe Mulkay, la lampe Müller à système de fermeture magnétique, la lampe Cuvelier-Catrice à fermeture hydraulique, la lampe Demeure, la lampe Seippel, la lampe Koch.
- Lampes électriques portatives
-Les premières lampes électriques portatives à piles primaires mises en service en 1862 étaient loin de répondre à toutes les exigences de sécurité.
-Les lampes à accumulateur et à électrolyte liquide : modèles d'Edison, de Pitkin, de Swan, de Bréguet, de Pollak, Stella, de Mallet-Parent.
-Les lampes à accumulateur et électrolyte immobilisé présentent l'avantage de résister aux renversements accidentels. La lampe Süssmann, la lampe Max, la lampe Cotté, la lampe Lux

Abattage - Extraction du minerai

L'exploitation du charbon en 1926 aux États-Unis
- Abattage à la main, Travail à la pioche, à la barre à mine
- Abattage à l'explosif.
- Perforation mécanique - Travail au marteau-piqueur.
- Abattage mécanique ::Le passage de la haveuse (la machine à extraire le charbon).
- Abattage au "rabot" (outil tracté par chaines et moteurs électriques équipé de taillants interchangeables qui arrachait le charbon sur une longueur variable dans les chantiers de type soutènement marchant. Sa profondeur d'atttaque en couche de charbon variait selon la friabilité du minerai.
- Système de l'étai mobile. Pneumatique (transmission de l'énergie sans risque d'étincelle:)
- Abattage pneumatique - Par injection d'air comprimé à haute pression dans un tube d'acier perforé, introduit dans le trou de forage. Cette technique, plutôt exceptionnelle, à été employée dans certaines exploitations de charbon dit "gras" au début des années 1960.

Coups de feu

Des mineurs aux États-Unis en 1905
- Coup de grisou
- Coup de poussière
- Mesures préventives

Accidents divers

- Dégagement instantané de grisou, ou "coup de grisou"
- Coup de poussière provoqué par le coup de grisou. Il s'agit de l'accident connu dans les régions minières sous le nom de poussier.
- Incendies
- Coups d'eau
- Éboulements
- D.I. : dégagements instantanés de grisou ou parfois d'acide.

Sauvetage

- Appareils respiratoires Appareil respiratoire type Dragër utilisé par les sauveteurs des centrales de Marcinelle, Frameries . .
- Organisation en vue de sauvetage

Les mines à ciel ouvert

Mine de cuivre à ciel ouvert, Chino Copper Mine, Nouveau-Mexique, États-Unis Mine de charbon à ciel ouvert (Cévennes, France) Mine de charbon à ciel ouvert (USA) À faire Mine à ciel ouvert : extraction de lignite à Garzweiler (Allemagne).

La fin de l'exploitation des mines de charbon

en France

L'État français s'est progressivement désengagé de l'exploitation charbonnière. La rentabilité de l'exploitation de la houille a en effet subi, depuis les années 1960, une baisse constante sous le double effet de la diversification des sources d'énergie et de la concurrence de pays bénéficiant de conditions d'exploitation très favorables. La signature du Pacte charbonnier, en 1994, a ainsi entraîné la fermeture des derniers sites de production français :
- Gard : en 2001, la mine d'Alès (les Houillères de bassin du Centre et du Midi - HBCM) et la reconversion du bassin.
- Moselle : Forbach et Merlebach.
- Isère : La Mure.
- Provence : le 2003, la mine de Gardanne a été arrêtée.
- Lorraine : le 23 avril 2004, le siège de Creutzwald (les Houillères du bassin de Lorraine - HBL) a cessé son activité. Afin de réhabiliter le site, les chevalements des puits 3 et 4 seront rasés, les puits bétonnés, les galeries noyées. Suite à l'arrêt de l'exploitation, Charbonnages de France, sa mission étant devenue sans objet, s'avance vers une liquidation annoncée pour le 31 décembre 2007. Parallèlement, une demande de concession à été présentée aux pouvoirs publics, par des investisseurs privés, dans le cadre de l'ouverture d'un nouveau site dans la Nièvre.

en Belgique

En Belgique, la décision de fermeture des mines de charbon fut prise en deux étapes, la première dans les années 1960, qui conduisit à l'arrêt des mines hennuyères tandis qu'en 1986, le ministre des Finances Mark Eyskens (CVP) déclarait que la fermeture des cinq derniers charbonnages du Limbourg (Kempense steenkolenmijnen - KS) économiserait beaucoup d'argent
- Province de Hainaut : Boussu le 30 septembre 1961. Fontaine-l'Évêque, le 15 mars 1964. Le Roton, Farciennes, le 30 septembre 1984
- Province de Liège : Le Charbonnage d'Argenteau-Trembleur le 31 mars 1980
- Province du Limbourg :
- Zwartberg en 1966 et Houthalen
- Waterschei en 1987, Winterslag en 1988, Beringen le 28 octobre 1989, Eisden et Zolder en 1992

La désaffection des mines

Les mines dont l'exploitation est interrompue affectent l'environnement : elles modifient le paysage (carrières, terrils, friches industrielles...) et la structure du sol (affaissements de terrain, ravinement...)

Les mines dans la littérature

- Littérature française
- Émile Zola : Germinal, 1884-1885
- Jules Verne : Les Indes noires, 1877
- Aurélie Filippetti : Les Derniers Jours de la classe ouvrière, Paris, Stock, 2003
-Marie-Paul Armand : La Poussière des corons, 1985
-Sylvette Durbiano : Les Pigeonniers, Paris, Editions de l'Amandier, 2006
- Littérature étrangère
- Richard Llewellyn : Qu'elle était verte ma vallée, Editions Jeheber, 1947
- Archibald Joseph Cronin : La Citadelle, 1937
- Tawni O'Dell : Le Temps de la colère, Paris, Editions Belfond, 2001
- Tawni O'Dell : Retour à Coal Run, Paris, Editions Belfond, 2004. Sur cet ouvrage, un article dans la revue de sciences sociales « EspacesTemps.net » : Pierre Schill, Coal Run, cité minière de Pennsylvanie, fragment d'Amérique

Voir aussi

- Mines en France
- Mines en Chine
- Mine à ciel ouvert
- Mountaintop removal
- Code minier
- Drainages Miniers Acides
- renonciation à un titre minier ==
Sujets connexes
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