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

Dans cet article, nous discuterons de : 1. Définition de l'extraction 2. Sites pour l'extraction de pierre 3. Considérations importantes 4. Méthodes.

Définition de l'extraction :

Le processus d'extraction de pierres de lits de roche naturels est connu comme l'extraction. Le terme carrière est utilisé pour indiquer la surface exposée de roches naturelles. Les pierres, ainsi obtenues, sont utilisées pour divers buts d'ingénierie.

La différence entre une mine et une carrière doit être notée. Dans le cas d'une mine, les opérations sont effectuées sous le sol à grande profondeur. Dans le cas d'une carrière, les opérations sont effectuées au niveau du sol dans une condition exposée.

Sites pour l'extraction de pierre :

La sélection du site pour une carrière de pierres devrait être faite après avoir étudié soigneusement les aspects suivants :

• (i) Disponibilité d'outils, d'énergie, de matériaux et de main-d'œuvre pour le fonctionnement facile et efficace de la carrière ;
• (ii) Disponibilité du site pour le dépôt des déchets et éviter les risques sanitaires, le cas échéant ;
• (iii) Distance de la carrière des routes, chemins de fer, côte maritime, etc. et proximité aux installations de transport ;
• (iv) Drainage de la fosse de carrière ;
• (v) Disponibilité facile d'eau propre en quantité suffisante toute l'année ;
• (vi) Économie dans l'extraction ;
• (vii) Installation pour le transport et le convoyage des pierres depuis la carrière ;
• (viii) Pour l'extraction par dynamitage, absence de structures permanentes dans la zone environnante ;
• (ix) Données géologiques concernant les formations rocheuses sur le site ;
• (x) Qualité de la pierre disponible de la carrière ;
• (xi) Quantité de pierre susceptible d'être obtenue de la carrière ;
• (xii) Résultats des fosses d'essai ; etc.

Considérations importantes pour démarrer la carrière :

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

• (i) Examen de la surface de roche : La surface exposée du lit de roche devrait être soigneusement examinée. La présence de fissures et cracks doit être notée. Les plans, le long desquels les pierres se fendront facilement, devraient être trouvés pour rendre les opérations d'extraction rapides et économiques.
• (ii) Plan d'aménagement : Il est nécessaire de préparer un plan d'aménagement complet des divers stades impliqués dans l'opération d'extraction. Une planification défectueuse mène à l'échec de la carrière.
• (iii) Hommes et Machines : Il devrait y avoir une coordination appropriée entre les hommes et les machines employés sur la carrière de façon à obtenir le maximum d'avantage d'eux.
• (iv) Enlèvement de la surface supérieure : Le sol meuble et la roche tendre présents à la surface supérieure de la carrière devraient être enlevés. Le matériau obtenu de la surface supérieure est inapproprié pour les travaux de construction et donc il devrait être rejeté. Les roches denses sont disponibles à une profondeur qui dépend des qualités d'altération d'une roche.
• (v) Stabilité structurelle : Les pierres devraient être enlevées de la carrière sans affecter la stabilité structurelle de ses côtés. Si des précautions appropriées ne sont pas prises, il peut y avoir des glissements ou glissements de terrain graves avec des résultats désastreux.

Méthodes d'extraction de pierre :

Voici les trois méthodes d'extraction :

• (i) Extraction avec outils manuels
• (ii) Extraction avec machine à canaux
• (iii) Extraction par dynamitage.

Chacune de ces méthodes d'extraction sera maintenant brièvement décrite.

(i) Extraction avec Outils Manuels :

Voici les trois façons différentes de faire l'extraction par l'utilisation d'outils manuels :

• (a) Creusement ou excavation
• (b) Chauffage
• (c) Coinçage.

(a) Creusement ou Excavation :

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

(b) Chauffage :

Dans cette méthode, la surface supérieure de la roche est chauffée. Cela est généralement fait en plaçant des morceaux de bois ou en empilant un tas de combustible sur la surface et en y mettant un feu constant pendant quelques heures. En raison de l'expansion inégale, la couche supérieure de roche se sépare. Cela est indiqué par un bruit sourd d'éclatement. La portion détachée de roche est alors enlevée par des instruments appropriés tels que pioches, barres à mine, etc.

Cette méthode est utile quand de petits blocs de forme plus ou moins régulière doivent être sortis de la carrière. Elle est appropriée quand la formation rocheuse consiste en couches horizontales de faible profondeur. Il est possible d'obtenir par cette méthode un bloc assez rectangulaire requis pour la maçonnerie en moellons assisés.

(c) Coinçage :

Dans cette méthode, si la surface de roche contient des fissures ou cracks, les coins en acier ou pointes, comme montré dans la figure 2-2 et figure 2-3 respectivement, sont enfoncés à travers de telles fissures au moyen de marteaux. Les blocs de pierre sont alors déplacés et ils sont enlevés avec l'aide d'instruments appropriés.

Si des fissures naturelles sont absentes, des fissures artificielles doivent être formées. Une ligne de trous est forée le long de la surface de 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 coin et les plumes sont placés dans ces trous comme montré dans la figure 2-4.

Un coin est un coin conique en acier. Une plume est un coin plat en acier avec son extrémité supérieure légèrement courbée. Un coin est placé entre les plumes et tous les coins sont alors enfoncés simultanément par marteau. Une grande force est exercée en raison de l'énorme pression et une fissure se développe le long de la ligne de trous. Si la pierre est comparativement dure, le forage pneumatique peut être employé pour préparer les trous pour coin et plumes.

Si la roche est comparativement tendre, seulement des coins en bois peuvent être utilisés. Ils sont placés dans les trous et sont maintenus trempés dans l'eau. Quand les coins en bois gonflent ou s'étendent, une grande force est exercée et la roche se fend le long de la ligne de trous.

Le coinçage est adopté pour les roches stratifiées coûteuses qui sont comparativement tendres comme la latérite, le marbre, le calcaire, le grès, etc. Le coinçage est préféré au dynamitage, chaque fois que possible.

(ii) Extraction avec Machine à Canaux :

Dans cette méthode, les machines à canaux entraînées par vapeur, air comprimé ou électricité sont utilisées pour faire des rainures ou canaux verticaux ou obliques sur la masse rocheuse. Ces machines font rapidement les 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 consiste en les étapes suivantes :

• (a) Les canaux sont coupés autour du bloc de pierre qui doit être enlevé de la masse rocheuse.
• (b) Des trous horizontaux sont forés sous le bloc.
• (c) Les coins sont enfoncés dans les trous et le bloc est alors détaché de son lit.

Ce processus de séparation de la pierre de la masse rocheuse est presque invariablement employé dans le cas des marbres, 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 convertir les roches en petits morceaux de pierres. Le but principal de l'extraction de pierres par dynamitage est de détacher de grandes masses de roches et non de faire exploser violemment toute la masse pour la convertir en très petits morceaux pratiquement inutiles.

Cette méthode est adoptée pour l'extraction de pierres dures, n'ayant pas de fissures ou cracks. Les pierres obtenues par dynamitage sont généralement de petite taille et elles sont utilisées comme ballast dans les chemins de fer, agrégat, pour le béton, métal routier, etc. Le processus de dynamitage est important par rapport à l'extraction de pierre.