Veines d’argile
Définition et formation: Les veines argileuses, également appelées digues argileuses, sont irrégulières, généralement verticales à subvertiques, digues riches en argile (intrusions) dans un filon de charbon. Ils peuvent s’épaissir vers le haut, s’épaissir vers le bas ou ne présenter aucune tendance d’épaississement préférée. Les veines d’argile ont généralement des contacts dentelés avec le charbon, et des morceaux de charbon sont mélangés à la veine d’argile; des lamelles ou des lits minces d’argile peuvent également être introduits latéralement dans le lit de charbon.
Des veines d’argile semblent se former à partir d’argiles provenant de sédiments de toit ou de plancher mobilisés pour former des fractures de tension et des déchirures dans la couture. Ils peuvent se former à partir de contraintes compactionnelles ou tectoniques pendant ou après la coalification, généralement longtemps après l’enfouissement du charbon (Donaldson, 1979; Chase et Ulery, 1987).
Discontinuités et obstacles: Les veines d’argile peuvent remplacer complètement ou partiellement un filon par de l’argile, provoquant une discontinuité verticale dans le filon de charbon. Les veines d’argile sont également généralement associées à de petits décalages (failles argileuses), qui compensent les pouces de charbon à plusieurs pieds. Les veines d’argile individuelles peuvent être continues latéralement sur des centaines de pieds jusqu’à un mille (voir, par exemple, Ellenberger, 1979). Les veines d’argile ont généralement plusieurs pieds de largeur. Les veines d’argile avec des largeurs apparentes de plus de 10 pieds sont généralement orientées obliquement ou subparallèles à l’entrée, ce qui fait que leur largeur semble plus large qu’elle ne l’est réellement. Les veines d’argile peuvent être exploitées, mais entraînent une augmentation du rejet (roche non carbonée qui est extraite avec le charbon et doit être éliminée).
Risques potentiels de chute du toit: La qualité du toit est presque toujours détériorée au-dessus des veines d’argile. Les glissements et les failles de veines argileuses à faible décalage ( » glissements » de mineurs) sont fréquents dans les veines argileuses, les joints adjacents aux veines argileuses et les roches de toit à grain fin pénétrées par des veines argileuses (Ellenberger, 1979; Krausse et autres, 1979; Nelson, 1983; Chase et Ulery, 1987). Les veines d’argile sont également fréquemment associées à des fractures de type coupe et à des ruptures de toit le long des côtes des entrées (Krausse et autres, 1979; Hill et Bauer, 1984; Iannacchione et autres, 1984; Hill, 1986).
Tendances : Les veines d’argile se forment généralement en grappes ou en groupes. Là où on en rencontre, d’autres se produiront. Dans le gisement de charbon du Nord des Appalaches (Pennsylvanie, nord de la Virginie-Occidentale), les veines d’argile suivent généralement des tendances conjointes distinctes (voir, par exemple, Chase et Ulery, 1987). Dans certains cas, les veines d’argile peuvent être parallèles aux rouleaux de toit et aux découpes en grès (voir, par exemple, Moebs, 1981). Dans une grande partie du bassin de l’Illinois (y compris l’ouest du Kentucky), cependant, les veines d’argile semblent liées au pincement et au gonflement des schistes noirs et des schistes gris autour des strates de toit de calcaire (Krausse et autres, 1979; Damberger et autres, 1980; Nelson, 1983), ou ont des schémas d’occurrence relativement aléatoires, et sont donc difficiles à prévoir.
Occurrences connues au Kentucky : Les veines d’argile sont le plus souvent signalées dans les lits houillers du Pennsylvanien moyen et supérieur du nord du bassin des Appalaches et du bassin de l’Illinois, mais ont également été signalées dans de nombreux autres bassins houillers (Chase et Ulery, 1987). Ils sont localement communs dans le Springfield (W. Ky. N° 9) et Herrin (W. Ky. No. 11) charbons dans l’ouest du Kentucky. Ils sont rares dans le gisement de charbon de l’Est du Kentucky, bien que quelques-uns aient été signalés dans le charbon de Pond Creek (Lower Elkhorn) et dans les charbons High Splint et Harlan dans le sud-est du Kentucky (Chase et Ulery, 1987).
Planification et atténuation: Lorsque des veines d’argile sont rencontrées, leurs orientations longitudinales doivent être mesurées. Si les orientations montrent des tendances cohérentes, les plans de mine peuvent être ajustés en conséquence. Lorsque les tendances semblent aléatoires, vérifiez s’il y a des tendances dominantes et mineures, auquel cas les titres de mine pourraient être ajustés pour la tendance dominante et les mineurs informés des tendances mineures. Dans le charbon de Herrin, les veines argileuses peuvent être associées à des changements d’épaisseur dans les calcaires sus-jacents et les schistes noirs. Les changements d’élévation du plancher (crête des hauts et des bas du plancher) peuvent également être associés à des veines. La cartographie détaillée des lithologies de toiture (hauteur à schiste noir, hauteur à calcaire, épaisseur de schiste noir, épaisseur de calcaire) peut être comparée aux occurrences connues de veines argileuses pour voir s’il existe des associations. De même, la position des veines d’argile peut être comparée aux rouleaux de plancher et de toit connus. Si les comparaisons sont positives, les plans de mine et de sécurité peuvent être projetés avant l’exploitation minière.
Support du toit: Les faiblesses des roches du toit au-dessus des veines d’argile peuvent s’étendre jusqu’à 12 pieds au-dessus du sommet du lit de charbon. Les couches lisses de l’argile nécessitent un soutien immédiat, tel que le boulonnage, le blocage et le cerclage (Moebs et Ellenberger, 1982). Le support du toit dépendra de l’orientation par rapport aux nervures, de la densité, de la hauteur des glissements et des fractures, ainsi que de la fréquence et de la continuité des veines individuelles, mais des boulons en résine jointoyés à colonne complète en conjonction avec des barres transversales et des tapis en acier, un boulonnage d’angle et un cerclage de chaque côté d’une fracture ou d’un glissement de veine majeur peuvent être nécessaires. Des nervures sont souvent nécessaires lorsque des veines d’argile se forment le long d’une ligne de côtes (Chase et Ulery, 1987). Chase et Ulery (1987) ont fourni des exemples de soutien et de surveillance. Comme les argiles sont faibles et sensibles aux effets de l’humidité, une détérioration, un affaissement et un écaillage continus sont possibles.
Lorsque le toit est en porte-à-faux (basculement) en raison de creux de veines d’argile dans le toit, le boulonnage et le cerclage du toit de chaque côté de glissements majeurs ou de fractures associés à la veine d’argile peuvent aider à soutenir le toit. La longueur du boulon et l’angle d’installation appropriés dépendront de la hauteur et du pendage de la veine d’argile et des fractures (Chase et Ulery, 1987).
