L'excavation d'une cheminée souterraine par fonçage inversé

Parmi celles-ci, l’excavation inversée propose son lot d’avantages qui en font une méthode prisée dans certaines situations. En effet, ce type d’excavation offre une grande flexibilité, car contrairement à d’autres méthodes où des foreuses et des têtes d’alésage dédiées à cette tâche sont requises, l’excavation inversée peut être réalisée avec une foreuse de production standard, ce qui simplifie le processus tout en minimisant les coûts associés.

Bien qu’elle soit bien connue, la méthode par excavation inversée pose tout de même des enjeux liés à la séquence d’excavation, la déviation des trous de forage, et le chargement des explosifs. Ce billet de blogue présente des solutions et des astuces pour maximiser les chances de réussite de ce type d’ouvrage souterrain.

Séquence d’excavation

L’excavation inversée est caractérisée par un front d’avancement vers le haut et par une extraction du matériel rocheux dynamité vers le bas. Une galerie sus-jacente et une galerie sous-jacente à la monterie sont nécessaires à son dynamitage. Le chargement d’explosifs dans les trous se fait à partir de la galerie supérieure. Les principales étapes de réalisation sont les suivantes :

1. Le premier dynamitage est parfois réalisé à la base de la monterie. Une foreuse de production vient forer des trous dans la paroi supérieure de la galerie sous-jacente. Ce procédé assure un contrôle de la géométrie et de la stabilité de cette ouverture primaire par l’ajout d’éléments de support de terrain si nécessaire.
2. Une fois l’ouverture à la base de la monterie réalisée, une foreuse de production procède au forage de tous les trous qui composent le patron de dynamitage, et ce, sur toute la hauteur de la monterie à partir de la galerie supérieure.
3. Étant donné que le front de dynamitage s’exerce du bas vers le haut, des bancs se succèdent à partir du niveau inférieur de la monterie :ù
   
   a. Au niveau inférieur, une première ouverture, communément appelée « bouchon », est créée au centre de la monterie. Selon la dimension de la cheminée, un deuxième bouchon identique au premier peut être dynamité.
   
   b. À partir du moment où l’ouverture centrale est présente dans la première banquette inférieure de la monterie, le périmètre, communément appelé « abattage », est dynamité (voir la séquence illustrée à la Figure 1).
   
   c. Pour chaque section, un dynamitage d’ouverture suivi d’un dynamitage périmétrique est donc réalisé, et ce, jusqu’à ce qu’il n’en reste plus qu’une seule.
   
4. Le matériel rocheux issu des dynamitages est récupéré et déblayé à la base de la monterie, soit dans la galerie inférieure.

En ce qui a trait au dernier dynamitage de la cheminée, soit celui le plus près du niveau supérieur, une épaisseur de roc est conservée afin de protéger les travailleurs durant le chargement. L’ouverture et le périmètre sont alors dynamités simultanément.

Déviation des trous de forage

Afin de maximiser l’efficacité et le contrôle des dynamitages, les actions suivantes doivent être considérées pour maximiser la précision du forage et évaluer la déviation des trous:

• Arpentage des trous aux niveaux supérieur et inférieur de la cheminée à l’aide d’une méthode de sondage standard ou à l’aide d’une sonde de déviation des trous. En connaissant la différence de position des trous causée par leur déviation entre les deux niveaux, il est possible de calculer et d’estimer ainsi la position de chaque trou pour chacun des dynamitages.
• En ayant estimé au préalable la déviation des trous, la séquence de détonation des charges explosives doit donc être constamment ajustée à chacun des bancs.

Chargement du type « parapluie »

Le chargement adéquat des explosifs dans les trous de forage est un élément clé pour obtenir des dynamitages contrôlés. Le type de chargement préconisé est appelé « parapluie », car les hauteurs de chargement forment un arc de cercle entre le dynamitage d’ouverture et le périmètre de la monterie, lui donnant la forme d’un parapluie. La séquence de détonation sera également optimisée pour mieux gérer les variations d’épaisseur de la charge causées par la déviation. Les principaux avantages de cette méthode de chargement sont les suivantes :

• Probabilités réduites que des cavités se forment au sein du roc.
• Probabilités réduites de retrouver des fragments de roc accrochés à la paroi rocheuse.
• Meilleur contrôle et précision accrue des longueurs d’avancement des dynamitages.

Pour conclure

Afin de surmonter les défis liés à l’excavation inversée, la séquence d’excavation, le suivi de la déviation des trous de forage et le type de chargement utilisé constituent des éléments importants d’une équation gagnante. Quoique peu abordées dans cet article, les questions de santé et de sécurité devraient également toujours être priorisées, et ce, peu importe la situation ou les méthodes utilisées.

Notre équipe de forage et de dynamitage a réalisé un grand nombre de mandats dans ce domaine et se fera plaisir de vous aider!