Guide complet de l'extraction de pierre :définitions, sites et techniques

Dans cet article, nous discuterons de : - 1. Définition de l’exploitation des carrières 2. Sites d’extraction de pierre 3. Considérations importantes 4. Méthodes.

Définition de l'exploitation des carrières :

Le processus d’extraction des pierres des lits rocheux naturels est connu sous le nom d’exploitation en carrière. Le terme carrière est utilisé pour désigner la surface exposée des roches naturelles. Les pierres ainsi obtenues sont utilisées à diverses fins d'ingénierie.

Il convient de noter la différence entre une mine et une carrière. Dans le cas d’une mine, les opérations sont réalisées sous terre à grande profondeur. Dans le cas d'une carrière, les opérations sont réalisées au niveau du sol dans un état exposé.

Sites d'extraction de pierre :

La sélection d'un site pour une carrière de pierres doit se faire après avoir étudié attentivement les aspects suivants :

(i) Disponibilité des outils, de l'énergie, des matériaux et de la main-d'œuvre pour l'exploitation facile et efficace de la carrière ;

(ii) Disponibilité d'un site pour le déversement des ordures et évitement des risques pour la santé, le cas échéant ;

(iii) Distance de la carrière par rapport aux routes, aux voies ferrées, à la côte, etc. et proximité des installations de transport ;

(iv) Drainage de la fosse de carrière;

(v) Disponibilité aisée d’eau potable en quantité suffisante tout au long de l’année ;

(vi) Économie des carrières;

(vii) Installation de transport et de convoyage des pierres depuis la carrière ;

(viii) Pour l'exploitation par dynamitage, absence d'ouvrages permanents aux alentours;

(ix) Données géologiques concernant les formations rocheuses du site ;

(x) Qualité de la pierre disponible dans la carrière ;

(xi) Quantité de pierre susceptible d'être obtenue de la carrière ;

(xii) Résultats des sondages d'essai ; etc.

Considérations importantes pour le démarrage de la carrière :

Voici les considérations importantes auxquelles il faut prêter une attention particulière avant de démarrer réellement la carrière :

(i) Examen de la surface de la roche :

La surface exposée du lit rocheux doit être soigneusement examinée. La présence de fissures et fissures est à noter. Les plans le long desquels les pierres se fendront facilement devraient être étudiés pour rendre les opérations d'extraction rapides et économiques.

(ii) Mise en page :

Il est nécessaire de préparer un schéma complet des différentes étapes impliquées dans l’exploitation d’une carrière. Une planification erronée conduit à l'échec de la carrière.

(iii) Hommes et Machines :

Il devrait y avoir une bonne coordination entre les hommes et les machines employées dans la carrière afin d'en tirer le maximum d'avantages.

(iv) Retrait de la surface supérieure :

Le sol meuble et la roche tendre présents à la surface supérieure de la carrière doivent être enlevés. Le matériau obtenu à partir de la surface supérieure ne convient pas aux travaux de construction et doit donc être rejeté. Les roches denses sont disponibles à une profondeur qui dépend des qualités d'altération d'une roche.

(v) Stabilité structurelle :

Les pierres doivent être retirées de la carrière sans affecter la stabilité structurelle de ses parois. Si les précautions appropriées ne sont pas prises, de graves glissades ou glissements de terrain pourraient avoir des conséquences désastreuses.

Méthodes d'extraction de pierre :

Voici les trois méthodes d'extraction :

(i) Exploitation de carrières avec des outils à main

(ii) Exploitation de carrières avec machine à canaliser

(iii) Exploitation de carrières par dynamitage.

Chacune de ces méthodes d'extraction va maintenant être brièvement décrite.

(i) Exploitation de carrières avec des outils à main :

Voici les trois manières différentes d'exploiter une carrière à l'aide d'outils manuels :

(a) Creuser ou excaver

(b) Chauffage

(c) Calage.

(a) Creuser ou excaver :

Dans cette méthode, les pierres sont simplement creusées à l'aide d'instruments appropriés tels que des pioches, des marteaux, des douchettes, des ciseaux, etc. Cette méthode est utile lorsque les pierres tendres se présentent sous forme de gros ou de petits blocs.

(b) Chauffage :

Dans cette méthode, la surface supérieure de la roche est chauffée. Cela se fait généralement en plaçant des morceaux de bois ou en empilant un tas de combustible sur la surface et en y allumant un feu constant pendant quelques heures. En raison d'une expansion inégale, la couche supérieure de roche se sépare. Cela est indiqué par un bruit sourd d’éclatement. La partie détachée de la roche est ensuite enlevée par des instruments appropriés tels que des pioches, des pieds-de-biche, etc.

Cette méthode est utile lorsqu'il s'agit de sortir de la carrière de petits blocs de forme plus ou moins régulière. Il convient lorsque la formation rocheuse est constituée de couches horizontales de faible profondeur. Il est possible d'obtenir par cette méthode des blocs assez rectangulaires nécessaires aux maçonneries en moellons assises.

(c) Calage :

Dans cette méthode, si la surface de la roche contient des fissures ou des fissures, les cales ou pointes en acier, comme le montre la fig. 2-2 et fig. 2 et 3 respectivement, sont enfoncés à travers ces fissures au moyen de marteaux. Les blocs de pierre sont ensuite déplacés et retirés à l'aide d'instruments adaptés.

En l’absence de fissures naturelles, des fissures artificielles doivent être formées. Une ligne de trous est forée le long de la surface de la roche. Le diamètre du trou est d'environ 12 mm. La distance entre trous successifs est d'environ 100 mm à 150 mm. La profondeur du trou est d'environ 200 mm à 250 mm. Le bouchon et les plumes sont placés dans ces trous comme indiqué sur la fig. 2-4.

Un bouchon est une cale conique en acier. Une plume est une cale plate en acier dont l’extrémité supérieure est légèrement incurvée. Un bouchon est placé entre les plumes et tous les bouchons sont ensuite enfoncés simultanément au marteau. Une grande force est exercée en raison d’une pression énorme et une fissure se développe le long de la ligne de trous. Si la pierre est relativement dure, la perceuse pneumatique peut être utilisée pour préparer des trous pour les bouchons et les plumes.

Si la roche est relativement tendre, seules des chevilles en bois peuvent être utilisées. Ils sont placés dans les trous et maintenus trempés dans l'eau. Lorsque les mottes de bois gonflent ou se dilatent, une force importante est exercée et la roche se fend le long de la ligne de trous.

Le calage est adopté pour des roches stratifiées coûteuses et relativement tendres telles que la latérite, le marbre, le calcaire, le grès, etc. Le calage est préféré au dynamitage, lorsque cela est possible.

(ii) Exploitation de carrières avec machine à canaliser :

Dans cette méthode, les machines à canaliser entraînées par la vapeur, l'air comprimé ou l'électricité sont utilisées pour réaliser des rainures ou des canaux verticaux ou obliques sur le massif rocheux. Ces machines réalisent rapidement des rainures ayant une longueur d'environ 24 m, une largeur d'environ 50 mm à 75 mm et une profondeur d'environ 2,40 m à 3,70 m.

Le processus comprend les étapes suivantes :

(a) Les canaux sont creusés autour du bloc de pierre qui doit être retiré du massif rocheux.

(b) Les trous horizontaux sont percés sous le bloc.

(c) Les cales sont enfoncées dans les trous et le bloc est ensuite détaché de son lit.

Ce processus de séparation de la pierre du mas rocheux est presque invariablement employé dans le cas des marbres, des calcaires et autres grès tendres. Il est possible de séparer de très gros blocs de pierres des roches par l'application de cette méthode.

(iii) Extraction par dynamitage :

Dans cette méthode, les explosifs sont utilisés pour transformer les roches en petits morceaux de pierres. L'objectif principal de l'extraction de pierres par dynamitage est de détacher de grandes masses de roches et non de faire exploser violemment l'ensemble de la masse afin de la transformer en très petits morceaux pratiquement inutiles.

Cette méthode est adoptée pour extraire des pierres dures, sans fissures ni fissures. Les pierres obtenues par dynamitage sont généralement de petite taille et sont utilisées comme ballast dans les chemins de fer, comme granulats, pour le béton, le métal routier, etc. Le processus de dynamitage est important en ce qui concerne l'extraction de pierre.