En 2010, partout dans le monde, les gens étaient fascinés par l'histoire des 33 mineurs chiliens piégés à 700 mètres sous la surface de la Terre dans une mine de cuivre et d'or. Les mineurs y ont passé plus de deux mois, obtenant de la nourriture, de l'air et des lettres de leurs proches à travers des collines forées jusqu'à leur emplacement dans un atelier protégé. Pendant ce temps, le forage à plus grande échelle d’un puits d’évacuation progressait lentement. Finalement, au jour 69, les sauveteurs ont sorti chacun des mineurs vivant.
La saga a rappelé au monde non minier une vérité généralement invisible. Au plus profond de la surface de la Terre se trouvent certaines des usines les plus effrayantes au monde :des mines souterraines.
L’exploitation minière souterraine est l’alternative à l’exploitation minière à ciel ouvert. Les mines à ciel ouvert, comme les mines à ciel ouvert, creusent de haut en bas, une méthode qui peut devenir inefficace à des profondeurs supérieures à environ 200 pieds (60 mètres) [sources :Illinois Coal Association, De Beers]. Une mine de charbon souterraine peut s'enfoncer jusqu'à 2 500 pieds (750 mètres) dans la Terre et d'autres encore plus profondément - les mines d'uranium peuvent atteindre 6 500 pieds, soit 2 kilomètres. Mais ces profondeurs sont extrêmes; la plupart en haut (ou en bas) à environ 1 000 pieds (300 mètres) [sources :Times Wire, Illinois Coal Association].
Les sites miniers ont beaucoup changé par rapport aux images que nous avons du XIXe siècle, lorsque des hommes armés de pelles transportaient des canaris pour s'assurer que l'air souterrain n'était pas toxique. Les mines modernes disposent de systèmes étendus de ventilation et de drainage des eaux, de réseaux de communication de haute technologie et de machines de plus en plus informatisées qui réduisent le nombre d'humains nécessaires sous terre.
Toutes les mines souterraines ont en commun des éléments cruciaux :des puits de ventilation pour éliminer les vapeurs toxiques provenant du forage et du dynamitage ; les voies d'évacuation; puits d'accès aux travailleurs inférieurs et à l'équipement ; tunnels de transport de minerai; des puits de récupération pour transporter le minerai excavé vers la surface ; et des systèmes de communication pour envoyer des informations entre la surface et les profondeurs [source :Hamrin].
Mais il n’y a pas deux mines identiques. Les applications technologiques et les décisions de base concernant la conception et la méthode d'exploitation minière reposent sur des considérations telles que le type de gisement exploité, la composition de la roche environnante, la forme et l'orientation du gisement de minerai, les caractéristiques géologiques du sous-sol et des aspects économiques simples [source :United Mine Workers of America ].
Et, très tôt dans le processus, la détermination du dur ou du mou.
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Il existe des mines souterraines de roche dure et des mines souterraines de roche tendre. Les gisements de charbon, par exemple, vivent dans des roches sédimentaires relativement molles. Les gisements d'or vivent dans des roches ignées ou métamorphiques, qui sont relativement dures, comme le font de nombreux autres métaux précieux et minéraux précieux, notamment les diamants, le cuivre, l'argent, le nickel et le zinc [source :Great Mining].
Même au sein de la catégorie des roches dures, les méthodes de conception et d'extraction varient, mais tournent presque toutes autour de quelques techniques de base :
Salle et pilier – Pour les gisements de minerai relativement plats, avec peu de changement d'élévation partout, les mineurs forent une rampe d'accès au gisement et extraient le minerai selon un motif de trous (pièces) et de supports de toit (piliers). Les salles peuvent être exploitées à l'aide de techniques conventionnelles de charge et d'explosion ou, plus communément maintenant, avec une machine appelée mineur continu.
Le mineur continu fore dans la roche jusqu'à ce qu'elle forme une pièce excavée, peut-être de 20 à 30 pieds (6 à 9 mètres), laissant en place un pilier rocheux pour soutenir le « toit » [source :United Mine Workers of America]. La machine se déplace à travers le minerai, créant des salles et des piliers, jusqu'à ce que l'intégralité du gisement soit recouverte. Un dernier passage perce les piliers pour y récupérer le minerai, permettant aux toits de s'effondrer derrière la machine à la sortie de chaque pièce.
Déblai et remblai – Pour les gisements de minerai relativement étroits, les mineurs forent une rampe d'accès adjacente au gisement de minerai, depuis la surface jusqu'au point le plus bas du gisement. Un opérateur conduit ensuite une foreuse à travers le minerai, créant une galerie, ou une coupe horizontale, d'un côté à l'autre du gisement.
Dans la roche la plus dure, aucun support de toit n'est nécessaire; dans les roches plus tendres, des boulons peuvent être placés dans le toit au fur et à mesure de la progression du forage. Une fois la galerie terminée, le remblai ou les déchets sont répandus dans la galerie à ciel ouvert, créant ainsi une plate-forme pour le passage suivant. La foreuse pénètre au-dessus de ce remblai pour creuser une autre galerie à travers le minerai. Cela continue jusqu'à ce que la foreuse coupe une galerie au sommet du gisement de minerai.
Cette méthode peut également être utilisée dans des gisements plus larges, en forant deux rampes d'accès adjacentes et en coupant deux galeries adjacentes, souvent appelées galerie et remblai.
Le déblai et le remblai sont destinés à la roche dure, car ils ne comportent pas les mécanismes de support inhérents et centraux à une méthode comme la chambre et le pilier. L'approche chambre et pilier, en revanche, s'applique facilement aux matériaux les plus tendres – et à la plupart des mines de charbon.
Exploitation minière en vrac :spéléologie de blocsLa méthode la moins courante dans l'exploitation minière en roche dure, la foulée en blocs. est généralement réservé au minerai à faible teneur. Il s'agit de forer une section de minerai tout en bas du gisement puis de faire exploser le toit pour provoquer l'effondrement du toit. La gravité prend alors le dessus, à mesure que le minerai situé au-dessus du site de l'explosion se fracture et s'effondre successivement à mesure que le support est retiré. Le minerai effondré est transporté hors de la mine pour être traité [source :Great Mining].
Le charbon, le sel, l'uranium, le phosphate et les schistes bitumineux vivent dans les roches tendres et il existe deux principales méthodes d'extraction des roches tendres :les longues tailles et les chambres et piliers [source :Great Mining]. La plupart des mines de charbon sont exploitées en utilisant l'approche chambre et pilier décrite précédemment [source :United Mine Workers of America]. Cependant, l'exploitation minière par longue taille explose en popularité [source :Great Mining].
L’exploitation minière par longue taille est extraordinairement efficace. Plutôt que de forer à travers le gisement de minerai, une machine de longue taille le traverse, rasant des tranches allant jusqu'à 600 pieds (182 mètres) de long. Ces tranches tombent directement sur un convoyeur en mouvement continu, qui les transporte jusqu'à un puits de transport qui les soulève hors de la mine.
Dans l'exploitation minière en longue taille, les supports de toit sont intégrés à la machine, placés entre le sommet du mineur en longue taille et le toit de la pièce. Au fur et à mesure que la machine progresse dans le minerai, les supports se déplacent avec elle, permettant à la zone située derrière elle de s'effondrer et de remplir la zone excavée.
La méthode par longue taille peut récupérer jusqu'à 90 pour cent du minerai disponible. L'approche par pièce et pilier récupère généralement environ 50 % [source : Illinois Coal Association].
Lorsque le minerai se trouve dans des zones relativement étroites, des coupes plus courtes sont réalisées. Cette variante est appelée exploitation minière à taille courte.
La technique à l'ancienne de l'exploitation minière par explosion, qui utilise des explosifs comme le TNT pour briser le minerai, est toujours utilisée, mais à peine – moins de 5 % de la production américaine [source :Great Mining].
L’exploitation minière souterraine devient donc de plus en plus efficace. Cela nécessite moins de travail humain, ce qui met moins de mineurs en danger lorsqu'ils travaillent en profondeur sous la surface. Pourtant, les mines souterraines ne sont pas les endroits les plus sûrs.
Le bilan environnemental de l’exploitation minière souterraine est important. Cela comprend la pollution de l'air, les changements dans les modèles d'écoulement de l'eau, les infiltrations de produits chimiques et de gaz dans les réserves d'eau et le sol, les incendies inaccessibles dans les mines abandonnées et les changements spectaculaires dans la composition des terres qui peuvent rendre la zone inutilisable une fois l'exploitation minière terminée [source :Saxena ].
Ensuite, il y a le bilan humain. La plupart des accidents miniers attirent peu l'attention des médias, en particulier ceux qui font peu de victimes ou qui surviennent dans les pays en développement. En 2010, près de 2 500 mineurs chinois sont morts au travail, aucun d'entre eux n'étant attribué à des « accidents majeurs » [source :Yang].
Cette année fut terrible pour les opérations minières en général. Aux États-Unis, une catastrophe minière en Virginie occidentale a fait 29 morts, soit le même nombre de morts dans un accident en Nouvelle-Zélande. Au Chili, 33 mineurs ont été secourus lors de l'incident dramatique raconté plus tôt, mais 45 autres sont morts dans d'autres accidents la même année.
De nombreux accidents se produisent lorsque les étais de la mine s'effondrent en raison de tremblements de terre. Les explosions font également des victimes lorsque les systèmes de ventilation ne parviennent pas à éliminer efficacement les gaz d'échappement des équipements miniers, la poussière de charbon et les fuites de gaz naturel souterrain. Le dynamitage peut enflammer ces gaz, entraînant des décès dus aux explosions elles-mêmes et à l'effondrement ultérieur des structures de la mine; une explosion de méthane a tué ces 29 mineurs en Virginie occidentale.
Les problèmes de santé à long terme constituent également un risque professionnel sérieux. Respirer continuellement de la poussière minérale peut provoquer des maladies pulmonaires comme la pneumoconiose ou le redoutable poumon noir. L'inhalation de fumées de soudage, de radon ou de mercure (souvent présent dans les mines) provoque également des maladies respiratoires. La perte auditive due à des équipements bruyants et les blessures au dos liées au levage de charges lourdes sont également courantes [source :Live Science].
La plupart des pays disposent désormais de lois et de réglementations conçues pour répondre aux questions de sécurité et d’environnement. Certains exigent que les sociétés minières restituent la zone minée proche de son état d’origine. D'autres insistent pour que la société minière supervise régulièrement les inspections pour garantir leur sécurité.
Et les nouvelles techniques minières ont également réduit le nombre de morts. Aux États-Unis, l’industrie minière a enregistré chaque année des milliers de décès dus à des accidents au début des années 1900. Ce chiffre est tombé à environ une centaine par an dans les années 1990, et à seulement 35 en 2012 [source :Mine Safety and Health Administration]. La Chine a enregistré 7 000 décès dans les mines en 2002, mais 2 500 en 2010.
Même si la sécurité s'est nettement améliorée dans les pays développés, il reste encore un long chemin à parcourir dans certains pays en développement. Ce que nous savons, c’est que les précieux gisements minéraux ne seront pas gaspillés. Espérons que nous verrons un jour où les mines souterraines ne seront plus parmi les usines les plus effrayantes de la planète. N'importe où.
Il est important de savoir que bon nombre des améliorations en matière de sécurité que j’ai notées comme améliorant les « mines modernes » s’appliquent principalement à l’exploitation minière du premier monde. Les taux de mortalité en Chine, qui ont considérablement diminué ces dernières années, se comptent toujours en milliers – bien au-dessus des deux chiffres signalés dans la plupart des pays occidentaux et développés. Sur le plan socio-économique, j'ai tiré quelques conclusions de mes recherches :une sécurité sérieuse nécessite un financement important, et de nombreux pays en développement n'en ont tout simplement pas; que le souci de la sécurité contre les mines semble être proportionnellement lié au souci des droits de l'homme; et que même les mineurs australiens de fond qui gagnent des salaires à six chiffres ne gagnent pas assez.
