Filon de charbon

Figure 1. Veines de charbon (bandes noires plus foncées) dans un rocher.

Un filon de charbon est un dépôt de charbon à bandes brun foncé ou noires visible dans les couches de roche. Ces filons sont situés sous terre et peuvent être exploités en utilisant des techniques d’extraction en profondeur ou en bande selon leur proximité de la surface. Ces filons subissent une formation de charbon normale et servent de ressource de charbon conventionnelle. Les réserves de charbon sont immenses et sont les plus importantes de tous les combustibles fossiles.

De plus, ces filons peuvent servir de source non conventionnelle de gaz naturel. Lorsque le gaz naturel est obtenu à partir d’un filon de charbon, il est appelé gaz de filon de charbon ou méthane de lit de charbon. Ce gaz se lie à la surface des veines de charbon souterraines, qui sont généralement remplies d’eau. La pression de cette eau fait que le gaz forme un film mince à la surface du charbon. Le niveau de gaz lié au filon de charbon dépend de l’épaisseur du charbon, de la profondeur du charbon et de la perméabilité.

Formation

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Les filons de charbon sont formés de matières organiques mortes et en décomposition. Généralement, cette matière provenait d’anciennes tourbières mortes et tombées dans des eaux peu profondes et stagnantes. Au fur et à mesure que ce matériau se décomposait, il est devenu de la tourbe au fil du temps. Au fur et à mesure que cette tourbe était enfouie sous les sédiments, la température augmentait et la pression devenait plus grande. Cette compression et ce chauffage ont lentement transformé la tourbe molle en charbon de lignite plus dur. Avec l’enfouissement et la compression supplémentaires, ce charbon de lignite brun est devenu du charbon sous-bitumineux, puis du charbon bitumineux et enfin du charbon anthracite. Quelle que soit la taille ou l’emplacement du filon de charbon, ce schéma de formation reste le même.

Emplacement

La taille, l’emplacement et l’accessibilité des filons de charbon peuvent varier considérablement. En raison des pressions extrêmes impliquées dans la compression de la tourbe lors de la formation du charbon, environ 10 mètres de tourbe ne formeront qu’environ 1 mètre de charbon. Cependant, l’épaisseur des bandes de houille peut varier considérablement en fonction de la quantité de tourbe initialement enterrée. On a trouvé des filons de charbon aussi petits que 30 centimètres (ou environ un pied) jusqu’à plus de 30 mètres de large. De plus, ces coutures peuvent être enterrées très profondément ou assez près de la surface. La plupart du temps, les veines profondément enfouies sont extraites à l’aide de techniques d’extraction en profondeur, tandis que celles proches de la surface sont obtenues par extraction en bande.

Feux

Figure 2. Une portion d’autoroute détruite par l’incendie de la mine Centralia.

Les veines de charbon peuvent présenter un risque d’incendie et, par conséquent, commencent parfois à couver. En général, ces feux sont allumés par des feux au-dessus du sol, mais peuvent continuer à couver sous terre pendant de nombreuses années. Parfois, ces incendies peuvent brûler pendant des décennies ou des siècles jusqu’à ce que le combustible sous la surface soit épuisé ou que le feu soit éteint. L’un des feux de filon de charbon les plus connus est le feu de mine Centralia, qui brûle depuis 1962. Bien que dangereux et importants à éteindre, ces incendies sont coûteux et difficiles à éteindre. À l’échelle internationale, des milliers de feux de charbon souterrains brûlent sur tous les continents, à l’exception de l’Antarctique. Ces incendies sont dangereux car ils dégagent des fumées toxiques – y compris du dioxyde de carbone, du méthane et du mercure – et peuvent déclencher de nouveaux incendies au-dessus du sol. On estime que 40 tonnes de mercure entrent chaque année dans l’atmosphère et représentent 3 % des émissions annuelles de dioxyde de carbone dans le monde.