Back analysis on the pillars behavior during the flooding of the Lorrain iron ore basin (France)
Analyse en retour d'expérience sur l'ennoyage du bassin ferrifère lorrain (France)
Résumé
The several subsidence events that have occurred during second half of the 1990s in the French Lorraine iron-ore basin have triggered a strong impact on local people. Considering the various instabilities that developed during or shortly after the flooding of large sectors of the underground mine workings, many buildings were indeed severely damaged, generating the expropriation of several hundreds of families in various villages. To face this crisis situation, a risk analysis and mitigation method was elaborated in order to identify the mining sectors presenting a risk of failure at term with possible harmful effects on surface. For each of those sectors, some risk mitigation processes were implemented7 (evacuation, treatment, monitoring) in order to ensure public safety and to assist the decision makers in their objective of land-use planning. The method was applied to the whole iron-ore basin, including the northern sector, which was not yet flooded at that time. Various sectors potentially sensitive to future pillar failure and subsidence events were thus identified within the northern part of the ore basin before its submergence which began in December 2005 to be completed in March 2008.Taking into account the many events having affected the southern part of the basin, during or just after the flooding of the mine workings, one could have awaited that several instabilities would have developed in the northern part during the flooding process. However, except few isolated cases (cities of Angevillers and Rochonvillers) that have generated very limited disorders, no major ground movement was detected during the flooding process as well as during the 3 following years. Based on data analysis and experience feedback, the proposed paper intends to better understand the difference of behaviour between the northern and southern parts, in terms of sensitivity to flooding and of subsidence development. The analysis will be focused on the predisposition of the pillars to failure, manly by adapting to the context of the Lorraine iron ore basin the 'Salamon formula', very largely used in the Anglo-Saxon mining world. After a short summary of the historical, geological and mining contexts of the Lorraine iron ore basin, the databases built for the study (gathering a sufficient number of samples 'broken pillars' and 'stable pillars') will be described. The principal results identifying predisposition of the pillars to failure, according to the various mining will be then discussed. As perspective, some considerations will be carried out about the possibility to integrate the 'time effect' in the analysis. This may give some crucial information about the chronology of failure (which sector seems predisposed to fail before one another) but also about the velocity of the movement (sudden collapse or continuous subsidence).
Les affaissements survenus durant la seconde moitié des années 1990 dans le bassin ferrifère lorrain français ont engendré un impact fort sur les populations. Suite à l'apparition répétée de diverses instabilités, durant ou peu après l'ennoyage d'une partie des travaux, de nombreuses habitations furent en effet sévèrement endommagés, engendrant l'expropriation de plusieurs centaines de familles dans différents villages. Face à cette situation de crise, une démarche d'analyse fut élaborée pour analyser les exploitations du bassin minier afin d'identifier les secteurs à risque de mouvements de terrain. Pour chacun d'eux, une procédure de gestion du risque fut définie (évacuation, traitement, mise en oeuvre de réseaux de surveillance) afin d'assurer la sécurité publique et d'accompagner les décideurs dans leur démarche d'aménagement du territoire. La démarche a été appliquée à l'ensemble du bassin ferrifère lorrain, y compris la partie la plus au nord, non encore ennoyée à cette date. Divers secteurs potentiellement sensibles au déclenchement d'instabilités ont été identifiés dans l'emprise du sous-bassin nord avant son ennoyage qui a débuté en décembre 2005 pour s'achever en mars 2008.Compte tenu des nombreux évènements ayant affecté les autres secteurs du bassin durant, ou peu après, l'ennoyage des travaux miniers, on pouvait s'attendre { la survenue de diverses instabilités durant les mois qui ont suivi l'arrêt des travaux de pompage du secteur nord. Pourtant, dans les faits, hormis un cas isolé (stot de la commune d'Angevillers), aucun indice de mouvement de terrain n'a été détecté durant la phase d'ennoyage ainsi que les trois années qui lui ont succédé. Sur une base de retour d'expérience et d'analyse de données, l'article proposé cherchera à comprendre la différence de comportement entre les zones sud et centre du bassin, comparativement au secteur nord, en termes de sensibilité à l'ennoyage et au développement d'instabilités des terrains de surface. Pour ce faire, l'analyse se focalisera sur la prédisposition des piliers à la rupture, en s'appuyant notamment sur l'adaptation au contexte du bassin ferrifère lorrain de la formule dite de Salamon (1961), très largement usitée dans le monde minier anglo-saxon. Après une rapide présentation du contexte historique, géologique et d'exploitation du bassin ferrifère lorrain, les principes de constitution de la base de données bâtie pour l'étude (regroupant un nombre suffisant d'échantillons " piliers rompus " et " piliers stables ") seront décrits. Les principaux résultats traduisant de prédisposition des piliers à la rupture, en fonction des différents secteurs d'exploitation seront ensuite discutés. En guise de perspectives, quelques réflexions seront menées sur la prise en compte du " facteur temps " dans l'analyse. Ceci renseignera sur la rapidité de survenue (quel secteur semble prédisposé à se rompre avant tel autre) et introduira également une dimension de rapidité du mouvement (subsidence brutale ou lente).
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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