Introduction à la géographie physique des mines

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Cet écrit a été rédigé par Kaarlo, et se trouve sur la nouvelle Esperia.

Introduction à la Géographie physique et des Mines

Kaarlo Laine , Janvier 524

Le géographe est un détective , il inspecte le terrain et voit les choses d’un œil différent qu’un non-initié. En effet la roche a des choses à nous dire car depuis la création du monde par Arbitrio bon nombres d’années se sont passées. Ce livre est écrit par Kaarlo Laïne, diplômé en spécialisation érudite mention ero en géographie. Ce livre à pour but d’aider des professeurs et leur élèves dans l'apprentissage des bases pour être un bon mineur en optimisant leur travail et de prévenir les accidents.

Préambule : Connaissances Fondamentales pour le Mineur

Un bon mineur doit être aussi un bon observateur de la pierre. Avant de creuser, il faut savoir ce que l’on cherche et dans quoi l’on creuse.

Les Trois Grandes Familles de Roches :

• Les Roches Sédimentaires : Comme leur nom l’indique, ce sont des couches (strates) formées par l’accumulation de sédiments (sable, boue, coquillages) au fond des mers ou des lacs. Elles sont souvent friables et peuvent contenir des minerais déposés par l’eau. Les principes du chapitre 1 s’y appliquent parfaitement.
• Les Roches Magmatiques : Nées du feu, elles proviennent du refroidissement du magma. Si elles refroidissent en profondeur (comme le granite), elles sont très dures. Si elles refroidissent en surface (comme le basalte), elles peuvent être coupantes. Les filons métallifères leur sont souvent associés.
• Les Roches Métamorphiques : Ce sont des roches anciennes (sédimentaires ou magmatiques) qui ont été transformées par la chaleur et la pression au plus profond de la croûte terrestre. Le marbre ou l’ardoise en sont des exemples.

Qu’est-ce qu’un Minerai ?

Un minerai est une roche ou un minéral contenant une substance précieuse (métal comme le fer ou le cuivre) en quantité suffisante pour que son extraction soit rentable. Cette substance utile est souvent mélangée à une roche sans valeur. L’art du mineur est de les séparer.

On trouve les minerais de plusieurs manières :

• Dans des Filons : Veines de minerai qui remplissent des fissures dans la roche, comme les branches d’un arbre dans la pierre. Ils sont souvent liés aux roches magmatiques.
• En Couches : Lits de minerai parallèles aux strates sédimentaires, comme un sandwich dans les couches de roche.
• En Amas : Poches ou masses irrégulières de minerai.
• Dans des Placers : Concentrations de minéraux lourds (comme l’or) dans les sables et graviers des rivières, libérés par l’érosion de la roche-mère.

Chapitre 1 : Dater la roche

La datation relative est une méthode utilisée en géologie pour déterminer l'âge relatif des roches et des événements géologiques.On utilise la datation relative pour établir l'ordre chronologique des événements géologiques fautes de pouvoir savoir précisément la date d’une roche.

Voici quelques principes de base de la datation relative :

• Principe de la Superposition : Les couches géologiques les plus profondes sont généralement les plus anciennes, et les couches plus récentes se déposent au-dessus d'elles. Cela repose sur l'idée que les strates se forment successivement au fil du temps.
• Principe de l'Horizontalité Initiale : Les couches sédimentaires se déposent initialement de manière horizontale. Tout changement ultérieur dans l'inclinaison des couches peut indiquer des perturbations géologiques post-déposition.
• Principe de la Continuité Latérale : Les couches de sédiments se forment sur de vastes zones, et on peut généralement corréler une couche spécifique sur de longues distances.
• Principe de la Coupe Stratigraphique : En étudiant une séquence de strates dans une coupe géologique,on peut interpréter l'histoire géologique de la région.
• Principe d’inclusion : Des débris de roche plus ancienne peuvent être inclus dans une roche plus récente mais le contraire est impossible.
• Principe de recoupement : Une figure ou une couche qui en recoupe une autre est nécessairement plus récente. C’est le cas des filons par exemple, il est alors intéressant pour un mineur de le savoir quand il trouve un gisement qui pourrait être par la suite un filon.

La datation relative permet d'établir un ordre chronologique relatif des événements géologiques, mais elle ne fournit pas d'âges numériques précis. Nous sommes avec les moyens actuels incapable de dater une roche. Cependant celà peut aider les mineurs dans leur compréhension de la roche et de ce qu’ils peuvent attendre retrouvé à une certaine profondeur d’une certaine région.

Chapitre 2 : L’aménagement de la mine

Ouvrir sa Mine : Les Premiers Pas

Avant de poser le premier pieu, l’œil du géographe-détective doit travailler. Cherchez en surface :

• La végétation : Certaines plantes poussent préférentiellement sur des sols riches en métaux. Pour le nickel par exemple on l'associe à la présence de d'Alyssum murale.
• La couleur de la roche : Une altération particulière comme la rouille pour le fer, vert pour le cuivre etc… peut trahir la présence de minerai en profondeur.
• Les affleurements : Là où la roche mère est visible, observez les fissures, les changements de couleur ou de dureté.

Méthodes d'Abattage : Extraire la Pierre

Une fois la galerie creusée, il faut extraire le minerai. Selon la dureté de la roche :

• À la pointerolle et au marteau : Pour casser la roche par impacts.
• Par le feu : On chauffe la paroi avec un grand feu puis on jette de l’eau froide dessus. Le choc thermique la fait éclater. Méthode efficace mais consommatrice de bois et qui dégage des fumées nocives.
• Par les coins : On force des coins de métal ou de bois dans des fissures naturelles ou créées pour faire lever un bloc.

La forme des galeries et le rythme de progression dépendent directement de la méthode choisie.

Renforcement

Une technique courante est l'utilisation de piliers laissés entre les galeries, agissant comme un support pour le toit de la mine afin de minimiser les risques d'effondrement. Des étais en bois peuvent être également utilisés, positionnés verticalement ou inclinés le long des parois pour offrir un soutien supplémentaire. Une autre pratique est de tailler les parois des galeries dans un profil particulier, formant parfois une voûte pour mieux répartir la pression du sol. Dans des zones où la roche était plus dure, les mineurs peuvent recourir à des techniques de maçonnerie, érigeant des supports de pierre ou de briques. Par ailleurs, des poutres en bois sont placées horizontalement pour soutenir le toit des galeries, contribuant ainsi à assurer la stabilité structurelle des travaux souterrains.

Évacuation des eaux et renouvellement de l’air

Souvent il arrive qu’en avançant, en s’enfonçant ou en s’élevant les airs stagnent, de sorte que l’on ne peut plus poursuivre. C’est pourquoi les galeries que l’on creuse au début d’une exploitation sont habituellement hautes, afin que, pour le cas où l’aération vienne à manquer, on puisse y établir une séparation boisée étanche dans le faîte, qui est poursuivie vers l’intérieur de la montagne, de sorte que l’air puisse se renouveler, c’est‑à‑dire pénétrer dans la montagne par un étage de la galerie, et à nouveau ressortir par l’autre.

Éclairage

L'obscurité des profondeurs souterraines règne en maître, l’éclairage dans les mines est confié à des lueurs vacillantes : Les lampes à huile, qui diffusent leur lumière douce en brûlant des huiles variées, qu'elles soient extraites de végétaux, d'animaux ou même de substances minérales. Ces lampes, méticuleusement conçues offrent une lueur relativement stable. Les bougies, modestes et fiables, sont glissées dans des supports attachés aux parois ou aux casques des mineurs, elles éclairent vaillamment le chemin, répandant leur clarté tremblante dans l'obscurité des galeries. Cependant cet éclairage est autant une bénédiction qu'un danger qui embrase l'air.

Galerie et foncé

Les paramètres des sections de galeries varient considérablement. La largeur de la sole (un plancher ou au fond de la galerie, là où les mineurs marchent ou travaillent) reste relativement constante, autour de 40 cm. Cependant, la largeur à mi-hauteur varie davantage, allant de 45 à 60 cm (sauf dans les zones de carrefour ou de puits). La largeur du plafond reste généralement constante dans une galerie donnée, mais elle peut varier considérablement d'un secteur à l'autre, passant de 15 à 40 cm. Cette variation peut être liée au style spécifique de chaque mineur. Le paramètre le plus variable est la hauteur des galeries principales, allant de 1,60 à 3 m, avec des variations fréquentes entre 1,80 et 2,20 m. Ces variations, observées dans toutes les mines à grand développement, peuvent parfois se produire sur de courtes distances. Elles n'affectent généralement pas la hauteur des faux plafonds et ne semblent pas liées à leur utilisation. Ces variations pourraient refléter des changements dans les mineurs responsables de l'avancement du front de taille. Certaines galeries montrent des traces où un premier mineur creuse la partie supérieure de la galerie, suivi à quelques mètres en arrière par un second mineur qui abat la partie inférieure. Cette méthode en deux temps semble plus rapide et nécessite des hauteurs de galeries assez élevées. En plus de ces observations, on trouve fréquemment des galeries basse creusée par le mineur de tête près des fronts de taille, et les galeries secondaires de recherche en sont souvent aussi, sur le schéma on appelle ces galeries des Sitzort. Pour expliquer les variations de hauteur, il est suggéré que la pente d'une galerie devait approcher autant que possible 1 % pour être efficace (écoulement des eaux mais en même temps faible dénivellation). Lors du creusement, le mineur au front de taille creuse sur une certaine longueur. Des sur-creusements sont effectués pour corriger l'erreur de pente, souvent lors de l'abattage de la partie inférieure dans le cas d'une taille en deux temps. Ainsi, si la sole de la galerie est censée être régulière, des changements de style peuvent également survenir en raison de changements entre les mineurs.

Une foncée est définie comme une excavation qui s'enfonce à partir du plancher d'une galerie, sans présenter d'aménagement à son sommet. Sa largeur équivaut donc à celle d'une galerie, environ 50 cm. Sa longueur ne dépasse généralement pas 2 m, à moins qu'elle ne rencontre une zone productive et se prolonge par un dépilage. La profondeur d'une foncée est limitée à 3 m au maximum. Il est fréquent qu'elle se connecte à des travaux souterrains, mais elle peut également rester inondée.

Hauteur = 2m ; F = front de taille ; D = déblais non évacués ; S = Sitzort ou galerie basse creusée par le mineur de tête; M = marche précédant le sitzort (abattue par le second mineur qui rectifie la pente de la galerie à 1°); R = rabattement du plafond ; m = margelle ou trace de l’ancien plancher du Sitzort.

[HRP : schéma et information tiré de : Une exploitation minière du XVIe s. dans les Vosges. Le filon Saint-Louis du Neuenberg (Haut-Rhin) : caractères et évolution Bruno Ancel et Pierre Fluck Documents d’archéologie française]

Évacuation des gravats

Sur le sol des galeries on installe des rails en bois, longs chacun de quatre mètre et larges de 30 cm, que l’on place en deux rangées sur d’épaisses planches ou ais, de sorte qu’il subsiste au centre un espace constant de 8cm, et on les fixe avec des chevilles en bois. Ceci est une voie de roulage auquel on peut facilement faire rouler les charrettes.

Chapitre 3 : Les risques de la mine

Coup de grisou

Le coup de grisou est le résultat d'une accumulation de gaz inflammables, dans les galeries. Une simple étincelle ou une lumière de lampe pourrait déclencher une explosion dévastatrice, mettant en danger la vie des mineurs. Ce type de danger est particulièrement présent dans les mines de charbon, ainsi il est plutôt répandu que son extraction doit avant tout se faire dans les filon d'affleurement, à ciel ouvert.

Explosion de poussière

Les explosions de poussière sont provoquées par la présence de particules de poussière inflammable dans l'air. Lorsqu'une source d'inflammation se présente, une déflagration rapide et destructrice ce produit. Pour empêcher ce risque mon conseil est de souvent asperger les galeries d’eau permettant aux particules d'être fixé au sol.

Éboulement

Dans des zones où la stabilité des parois rocheuses est compromise. Des tonnes de débris peuvent s'effondrer soudainement, mettant en péril la vie de ceux qui se trouvent à proximité. Pour éviter celà il faut creuser loin de galerie remblayée par des gravats et donc instables, bien évacuer les eaux et mettre de quoi soutenir les parois surtout que plus la galerie est large plus elle a besoin d’être soutenue par des piliers.

Incendie divers et inondation

Les mineurs doivent faire attention à ces dangers, un feu peut être endigué en bouchant une galerie et la privant d’air, à condition que personne ne soit laissé derrière. Les risques d'inondation sont réels et malgré le système d’évacuation et drainage de l’eau, il ne vaut mieux pas descendre les jours de forte pluie.

Conclusion :

Le métier de la mine est tout aussi passionnant que dangereux cependant désormais le lecteur connaît un panel de savoir comme reconnaître les roches , les minéraux et gemmes. Mais aussi savoir comment bien creuser une mine qui ne se fait pas de manière hasardeuse mais suivant une logique rationnelle précise, de connaître l'âge d’une roche par apport à une autre afin d'apprivoiser et connaître sous environnement souterrain dans lequel il évolue et enfin d’anticiper les risques liés à cet environnement. Ainsi le mineur a dans les veines le feu intérieur de la terre qui l'excite à la parcourir. [HRP : citation de Novalis]