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Une nouvelle méthode d'estimation du chargement des piliers de mine et les perspectives envisageables
T. Hauquin, O. Deck, Y. Gunzburger
Laboratoire GeoRessources, Université de Lorraine, CNRS, CREGU. École des Mines de Nancy, Campus ARTEM, CS14234, 54042 Nancy, France
Résumé
La stabilité des ouvrages miniers représente un enjeu majeur pour les exploitants de minerai mais également, dans le cas des exploitations abandonnées, pour les communes situées à l'aplomb des anciens travaux. La stabilité des mines repose principalement sur la capacité des piliers laissés en place à soutenir la sollicitation verticale à laquelle ils sont soumis sous l'effet du poids du recouvrement. Traditionnellement, les piliers sont considérés comme stables lorsque le rapport résistance/chargement vertical moyen (Facteur de Sécurité) est significativement supérieur à 1.
De nombreux travaux ont été consacrés à l'étude de la résistance des piliers mais assez peu l'ont été à l'étude de leur chargement rendant la détermination du dénominateur du facteur de sécurité relativement incertaine. Encore récemment, la principale méthode de détermination analytique (aire tributaire) du chargement des piliers n'était valable que dans le cas de piliers de géométrie régulière et uniforme. Par conséquent, de manière à pouvoir maitriser les performances des piliers, les exploitations se font généralement suivant des grilles régulières. Aucune méthode analytique, en revanche, n'était suffisamment fiable pour évaluer la sollicitation des piliers d'anciennes mines abandonnées, généralement de géométrie très irrégulière.
Nous présentons ici une nouvelle formulation analytique du chargement de piliers irréguliers qui, après comparaison à des résultats de modélisation numérique, s'avère être plus précise que les deux principales méthodes préexistantes. La fonction proposée présente l'avantage de ne dépendre que de 3 paramètres géométriques accessibles et offre de nouvelle perspectives quant au dimensionnement de futures exploitations souterraines et à l'évaluation de la stabilité des ouvrages existants.
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