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« 1 / 2 mines, exploitation des 1 PRÉSENTATION mines, exploitation des , ensemble des procédés d'obtention des minéraux utiles provenant de l'écorce terrestre.

Ces techniques consistent en des excavations dans des mines souterraines ou à ciel ouvert.

De récents développements technologiques pourraient bientôt rendre possible l'exploitation de minerais métalliques sur le fond des océans.

Exploiter une mine suppose normalement que l'on enlève des roches et de la terre.

Un certain nombre de substances, notamment le gaz naturel, le pétrole et parfois le soufre, sont extraites par des méthodes (principalement le forage) qui ne relèvent donc pas de ce type d'exploitation.

Voir Combustibles, gaz ; Pétrole ; Soufre.

Consulter aussi les articles sur les minéraux mentionnés ici. On définit généralement un minéral comme une substance se présentant dans la nature avec une composition chimique définie et des propriétés physiques uniformes.

Un minerai est un minéral ou une combinaison de minéraux d'où l'on peut extraire une substance utile, par exemple un métal, et la commercialiser à un prix qui couvrira les coûts de l'exploitation et du traitement, tout en dégageant un bénéfice.

On trouve dans la nature des minerais métalliques, tels que les minerais d'or, de fer, cuivre, plomb, zinc, étain et manganèse, et des minerais non métalliques, tels que charbon, quartz, bauxite, borax, amiante, talc, feldspath et phosphates.

Les pierres de construction (ardoise, marbre, calcaire, granit, etc.) forment un groupe à part. Les minéraux se présentent en veines, gisements de forme tabulaire, d'origine non sédimentaire et montrant souvent une forte inclinaison.

On les exploite également dans des gîtes, gisements tabulaires se conformant à la stratification des roches encaissantes ; et dans des amas, de grands ensembles de minerai de forme irrégulière et d'inclinaison quelconque.

On trouve souvent l'or, les diamants, l'étain et le platine dans des placers, des gisements alluviaux de sable et de gravier. 2 OPÉRATIONS D'EXPLOITATION DES MINES Les opérations d'exploitation des mines se déroulent généralement en quatre étapes : prospection, ou recherche de gisements ; exploration, c'est-à-dire évaluation de la dimension, de la forme, de l'emplacement et de la valeur économique du gisement ; travaux de préparation des accès au gisement, de sorte qu'on puisse aisément en extraire les minéraux ; exploitation et extraction des minéraux. Autrefois, les gisements étaient découverts par des prospecteurs dans des endroits où les veines étaient visibles à la surface, ou encore par accident (ruée vers l'or en Californie en 1848).

Aujourd'hui, la prospection est une activité spécialisée impliquant du personnel scientifique expérimenté.

Des équipes de géologues, d'ingénieurs des mines, de géophysiciens et de géochimistes travaillent ensemble pour découvrir de nouveaux gisements. Les méthodes modernes de prospection font appel à : des études géologiques pour définir les zones où une minéralisation est susceptible de s'être produite ; de vastes relevés effectués par des instruments sophistiqués installés dans des avions ou des satellites terrestres artificiels ( voir Télédétection) afin de détecter des anomalies dans le champ magnétique terrestre ; des examens de la coloration des formations rocheuses ; des analyses chimiques de la terre et de l'eau dans la zone étudiée ; du travail de surface à l'aide d'instruments géophysiques ( voir Géophysique). Ces techniques modernes peuvent révéler des gisements éventuels aussi bien en profondeur qu'en surface.

Elles servent de base pour l'estimation préliminaire du potentiel économique de ces gisements.

Les travaux qui s'ensuivent comprennent le creusement de fouilles, le fonçage de puits d'exploration et des opérations de carottage.

L'ensemble de ces opérations vise à définir les dimensions physiques de la masse de minerai et une estimation fiable de sa valeur économique. La décision d'exploiter un gisement est prise lorsqu'on a rassemblé suffisamment d'informations indiquant une rentabilité de l'investissement financier.

À ce stade, il n'est pas crucial d'avoir une certitude complète sur le potentiel total en minéral.

Les travaux d'exploration peuvent continuer pendant plusieurs années pendant l'exploitation même du gisement. Une fois la décision prise, il faut déterminer le mode d'entrée et l'étendue de la mise en valeur.

Si le minerai se trouve en surface ou près de celle-ci et s'étend à une profondeur ne dépassant pas 100 à 200 m, on peut l'exploiter à ciel ouvert, en utilisant des pelleteuses et de gros camions.

Si le gisement est profond ou fortement incliné, l'accès peut se faire par un puits vertical ou incliné, une galerie à flanc de coteau ou des travers-bancs.

La topographie de la région, la géométrie et la nature physique de la masse de minerai et la méthode d'exploitation projetée ont une incidence sur cette décision.

Quand le terrain est presque plat, l'entrée doit se faire par un puits.

Dans des régions montagneuses, on peut accéder au gisement par une galerie à flanc de coteau d'où l'on perce des travers-bancs à angle droit pour atteindre le minerai.

Le fonçage d'un puits implique de plus gros débours et des coûts d'exploitation plus élevés qu'une galerie à flanc de coteau ou un travers-banc.

Un puits nécessite du matériel d'extraction pour hisser le minerai et le stérile (roche non exploitable) à la surface, des équipements de pompage pour évacuer l'eau et des structures de soutien pour la roche encaissante et les équipements mis en œuvre dans le puits.

Dans une galerie à flanc de coteau, le drainage se fait naturellement dans tous les chantiers au-dessus de la galerie par simple gravité et les structures de soutien ne sont généralement pas aussi coûteuses ni aussi importantes. Les problèmes rencontrés lors du fonçage d'un puits peuvent être sérieux, surtout si on a besoin de traverser des couches aquifères.

La couche aquifère doit être cimentée ou gelée avant que le creusement ne commence et un cuvelage du puits en ciment devient nécessaire.

Même dans les couches sèches, les puits profonds sont souvent cuvelés pour résister aux pressions latérales des roches à travers lesquelles ils sont foncés.

Après l'achèvement du puits ou de la galerie d'accès intervient la mise en valeur latérale.

On fore alors des travers-bancs pour atteindre le gisement à différents niveaux.

Une mine étendue peut avoir un puits d'extraction principal et un ou plusieurs puits ou galeries d'accès auxiliaires pour les approvisionnements et la ventilation.

Dans de nombreux pays, le code minier exige que les mines soient pourvues d'au moins deux points d'entrée et de sortie, afin de garantir la sécurité des mineurs. Le choix de la méthode d'exploitation se fait de manière à obtenir un débit maximal à un coût minimal, avec le moins de risques possible pour les mineurs.

Il faut évidemment tenir compte, d'une part, des caractéristiques de la mine : sa forme, ses dimensions, sa continuité, la position de la masse de minerai ; d'autre part, des caractéristiques minéralogiques et physiques du minerai et de celles des roches encaissantes, et enfin des communications du gisement avec la surface.

Ces variables sont interdépendantes et n'ont pas toujours la même importance, mais le bénéfice maximal et l'extraction maximale sont étroitement liés, car une méthode qui sacrifie une partie de la masse de minerai dégage souvent le maximum de profit.

Compte tenu de ces considérations, l'exploitation à ciel ouvert est, en règle générale, plus économique que l'exploitation souterraine, excepté dans les régions où les conditions climatiques sont si rudes que l'exploitation en surface est impossible. 3 EXPLOITATION DES HOUILLÈRES Cela fait plus de mille ans qu'on extrait le charbon, et on pratiquait déjà son exploitation à grande échelle au XVIII e siècle. L'exploitation des houillères se fait principalement selon deux systèmes : exploitation à ciel ouvert et exploitation souterraine.

L'exploitation à ciel ouvert, qui est une forme de carrière, n'est possible que lorsque la couche de charbon est proche de la surface du sol.

Dans les grandes mines à ciel ouvert, on utilise d'énormes pelleteuses et des draglines pour enlever la terre et la roche (morts-terrains) au-dessus de la couche.

Les pelleteuses modernes ont des capacités de godet qui peuvent 2 / 2. »