III.6 COLLECTION DES EAUX SOUTERRAINES
La collection des eaux est une étape capitale du
processus d'exhaure, c'est elle qui nous permet de distinguer 2 types d'exhaure
nous citons : l'exhaure principale et l'exhaure secondaire.
III.6.1 Exhaure principale
Cette exhaure a pour mission de refouler hors du champ
d'exploitation l'eau accumulée dans les réservoirs (bassin de
collection) en utilisant des pompes de grande capacité, selon le circuit
d'acheminement de l'eau installé à la surface.
III.6.2. Exhaure secondaire
S'agissant de l'exhaure secondaire, elle s'occupe du
regroupement de toutes les installations et des ouvrages visant la collection
des eaux de mine (travaux miniers de forage, de sondage, de remblayage
hydraulique) et leur acheminement vers le bassin de collection (au travers des
drains, tuyaux,...), d'où elles seront évacuées vers la
surface.
La collection d'eau se fait généralement
à l'aide des drains ou des tuyauteries qui acheminent l'eau des
décanteurs, les tenues d'eau vers les galeries de mise en charge.
a) Les drains
Les drains à considérer peuvent revêtir
plusieurs formes d'après la topographie du terrain. Cependant pour le
calcul, on utilisera la formule de BAZIN.
Q = 3600.S.V en  
Où
· Q : débit du drain ;
· S : section du drain ;
· V : vitesse moyenne de l'eau (m/sec).
La vitesse moyenne de l'eau s'obtient d'après la
formule de CHEZY
V = C  en  
Où R : rayon hydraulique au rayon équivalent
:
Avec U : périmètre mouillé en
mètre du drain ;
I : pente du drain en pourcentage ;
où W est le coefficient de rugosité du
drain.
Il faut éviter que l'eau dans le drain ne coule en
régime turbulent ; celle-ci doit couler en régime laminaire
c.à.d. que la vitesse normale doit être comprise entre 0.8 et 2.1
m/sec.
b) Les tuyauteries
Elles sont calculées sur base des formules des pertes
de charge continues auxquelles il faudra ajouter les pertes de charge locales
qui dépendent de la nature de l'accident.
Pertes de charge linéaire :
Où  : coefficient qui caractérise la résistance des parois
de la tuyauterie à la circulation de l'eau :
· L : la longueur de la tuyauterie (m) ;
· V : vitesse de circulation de l'eau (m/sec) ;
· D : section de la tuyauterie (m2) ;
· g : accélération de la pesanteur.
Pertes de charge locale :
Où :
· n : nombre d'accessoires de même nature ;
· K : rugosité de la conduite.
c) Les albraques
Ce sont des bassins de collection d'eau d'emmagasinement qui
peuvent se présenter sous forme des galeries horizontales à
partir desquelles les eaux sont acheminées à la surface
grâce aux pompes. Il faut noter que le bassin de collection d'eau doit
tenir compte de la capacité correspondante.
La capacité d'un tel bassin doit assumer en principe
l'aménagement de l'eau accumulée pendant 12 heures au moins. De
ce fait on distingue :
1) Les bassins de collection provisoires
Ces bassins assurent une accumulation d'eau pendant 8 à
12 heures tout au plus c.à.d. ils sont prévus pour des petites
quantités d'eau. Ils ont la forme d'un
parallélépipède et sont aménagés soit dans
le mur de la galerie soit dans les roches latérale. On le couvrira
généralement avec le bois ou bien avec le béton.
Situés dans les puits, on les appelle ``bouniou'' ou
``bougnou'' c.à.d. albraque du puits. Par contre si ces bassins
contribuent à sédimenter les particules solides en suspension
dans l'eau, on les appelle ``décanteurs''.
2) Les bassins de collection permanents (tenues)
Si les bassins provisoires, les puisards ne parviennent pas
aux nécessités, on doit aménager des bassins centraux de
collection d'une capacité correspondant à l'afflux d'eau de la
mine.
La capacité d'un bassin central doit assurer
l'emmagasinement de l'eau accumulée pendant 12 heures au moins (on
considère qu'il est possible d'avoir une panne à l'installation
d'exhaure).Souvent le bassin permanent a un volume équivalent à
un débit de 24 heures. Les bassins ont un double rôle :
· ils servent pour emmagasiner de l'eau ;
· ils servent aussi à leur décantation.
Les particules solides sédimentent et la
décantation des eaux s'imposent dans le cas du remblayage hydraulique.
On doit déterminer les éléments géométriques
du bassin par les formules suivantes :
3) Section du bassin :
On détermine la section du bassin en supposant que tout
le bassin sera rempli d'eau par :
4) La longueur du bassin :
Elle sera donnée par :
Où
· ???? : débit de passage
· ????> Q : débit d'eau qui entre
dans le bassin de collection.
· V1 : vitesse du mouvement de l'eau dans le
bassin (V1 = 0,002 à 0,022 m/sec)
Pour avoir la possibilité de nettoyer le bassin et pour
les situations imprévues, on doit ménager deux bassins de
décantation. Les deux bassins doivent être reliés entre eux
par des canaux.
Quelque fois il existe un seul bassin de décantation
qui est partagé en deux à l'aide des parois transversales.
Les bassins peuvent être soutenus en bois (durée
de vie de service inférieure à 5 ans) ou en béton
(durée de vie supérieure à 5 ans).
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