Barrière de sécurité pour les mines souterraines : Guide complet de prévention et de contrôle des coups de terrain
Les coups de terrain constituent un risque géologique majeur dans les mines souterraines. Une prévention et un contrôle efficaces exigent un système de gestion intégré : identification des dangers – évaluation dynamique des risques – élaboration de plans – surveillance et alerte précoce – et mise en œuvre de mesures de contrôle. L’objectif principal est d’identifier précisément les facteurs déclencheurs, d’évaluer scientifiquement les niveaux de risque, d’élaborer systématiquement des stratégies d’atténuation et de maintenir une surveillance et une alerte précoce en temps réel afin de minimiser les incidents de coups de terrain et de garantir la sécurité de la production minière.
I. Processus d’exécution fondamental pour la prévention et le contrôle des coups de terrain : La prévention et le contrôle des coups de terrain doivent suivre un processus progressif : évaluation des risques → élaboration du plan → surveillance et alerte précoce. Les responsabilités et les normes de mise en œuvre doivent être clairement définies à chaque étape afin de garantir l’exécution effective et l’efficacité des mesures.
a) Mécanisme d’évaluation dynamique des risques. L’évaluation des risques doit se concentrer sur les scénarios à haut risque et combiner les études de susceptibilité avec une évaluation dynamique continue. En cas de signes précurseurs typiques de coups de terrain — tels que de fortes vibrations du sol, un soulèvement instantané du plancher ou des parois, une éjection de roches, ou lorsque la profondeur d’exploitation dépasse 1 000 m — des études de susceptibilité sont obligatoires. Pour les sections de mine présentant une forte propension aux coups de terrain, le service technique de la mine doit mener les évaluations dynamiques des risques et produire des rapports d’évaluation mensuels et annuels. Ces rapports, examinés par le responsable technique de la mine, serviront de base principale aux mesures de contrôle.
b) Élaboration et approbation des plans de contrôle. La qualité scientifique et la précision des plans de contrôle déterminent leur efficacité. Leur élaboration doit intégrer les informations clés : facteurs à l’origine des coups de terrain, résultats de l’évaluation dynamique des risques et zones à risque potentielles. Après leur rédaction, les plans doivent faire l’objet d’un examen par les pairs sous l’égide du responsable technique de la mine ; leur mise en œuvre ne peut débuter qu’après approbation et validation par le directeur général de la mine. Ce processus garantit la faisabilité technique et opérationnelle des plans.
c) Construction d'un système de surveillance et d'alerte précoce : La surveillance et l'alerte précoce constituent le système de détection précoce de la mine et doivent être adaptées à son niveau de risque. Les mines souterraines de plus de 800 m de profondeur ou celles déjà identifiées comme sujettes aux coups de terrain doivent installer des systèmes de surveillance en ligne de la pression du sol. Les mines exposées à des risques importants de coups de terrain doivent compléter la surveillance de base par des installations spécialisées telles que la surveillance microsismique, établir des procédures de surveillance et d'alerte régulières pour les zones dangereuses et définir des seuils d'alerte quantifiés afin de permettre une détection précoce et des alertes rapides.
II. Principales exigences de mise en œuvre Pour assurer un contrôle efficace, des exigences strictes doivent être établies en matière d’évaluation des risques, d’exécution du plan, de soutien à la surveillance et de protection du personnel, formant ainsi un système de prévention complet en boucle fermée.
a) Méthodes d’évaluation des risques et critères de classification : L’évaluation dynamique des risques de coups de terrain doit s’appuyer sur des méthodes scientifiquement reconnues, telles que les critères de la mécanique des roches, la simulation numérique, l’alerte précoce basée sur la surveillance ou les approches empiriques, afin de garantir des résultats fiables. Les entreprises minières doivent combiner les résultats de l’évaluation dynamique avec les dommages observés lors des coups de terrain pour attribuer des niveaux de risque, fournissant ainsi une base graduée pour des mesures d’atténuation ciblées.
b) Contenu essentiel des plans de contrôle et priorités de mise en œuvre Les plans de contrôle doivent couvrir tous les éléments critiques : évaluation de la qualité du massif rocheux, analyse de la susceptibilité aux coups de terrain, section transversale et dimensionnement des galeries, optimisation des paramètres structuraux des panneaux, dynamitage de décompression des piliers, préconditionnement du front de taille, conception du soutènement des galeries et intervention d’urgence après les coups de terrain. Le contrôle à la source est primordial : privilégier les méthodes et procédés d’exploitation minière qui réduisent la concentration des contraintes. Optimiser la conception de la mine, la séquence et la direction d’extraction, ainsi que les paramètres des panneaux afin d’atténuer les risques à la source.
Des mesures de contrôle différenciées sont nécessaires selon les différents scénarios de risque. Dans les zones à fortes contraintes et à microsismicité fréquente, il convient d'appliquer des mesures de décompression avancées, telles que le dynamitage de piliers. Dans les zones sujettes aux coups de terrain dus à la déformation lors du creusement de tunnels, il est recommandé d'effectuer un préconditionnement par dynamitage du front de taille afin de limiter l'accumulation d'énergie. Pour les galeries affectées par des coups de terrain de type sismique, il est primordial de privilégier les systèmes de soutènement absorbant l'énergie. Un protocole d'intervention d'urgence doit être établi : évacuer immédiatement le personnel dès la détection de signes de coup de terrain et déterminer les délais de réentrée en toute sécurité en fonction des caractéristiques de décroissance microsismique et des évaluations de risques actualisées après les mesures d'atténuation.
c) Normes d’implantation du système de surveillance : La surveillance microsismique est un outil essentiel et doit couvrir toutes les zones susceptibles de connaître des coups de terrain. Le déploiement des capteurs doit former un réseau spatial enveloppant afin d’éliminer les zones d’ombre et de garantir l’exhaustivité et la fiabilité des données.
d) Renforcement de la sécurité et de la protection du personnel : Afin de minimiser l’exposition du personnel, privilégier l’utilisation à distance et automatisée des jumbos de forage de tunnel, des boulonneuses, des chargeuses et autres équipements miniers. Réduire la durée et la fréquence de la présence humaine dans les zones à risque de coups de terrain est essentiel pour préserver des vies humaines.
En résumé, la maîtrise des coups de terrain dans les mines souterraines doit reposer sur les principes de prévention, de mesures ciblées, de solutions technologiques et de gestion en boucle fermée. En établissant des processus d'exécution rigoureux, en veillant au respect des exigences techniques essentielles et en s'appuyant sur une surveillance scientifique, les mines peuvent se doter d'un système de défense complet et multicouche garantissant une protection optimale de la sécurité des opérations souterraines à haut risque.
