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Thèse soutenue

Modélisation du soutenement par boulonnage dans les ouvrages souterrains profonds : cas de la mine de charbon H.B.C.M. France

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Auteur / Autrice : Abdelghani Mimoun
Direction : Jack-Pierre Piguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et techniques
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Le renforcement des massifs rocheux par boulonnage est un procédé aujourd'hui fréquemment utilisé pour assurer la stabilité des ouvrages souterrains (mines, génie civil). Bien que la technologie pour le renforcement soit parfaitement maîtrisée, la description du comportement mécanique d'un massif renforcé et son interaction avec le soutènement utilisé ne sont pas clairement expliquées. Le sujet de cette thèse s'articule principalement sur la simulation numérique du renforcement par boulonnage dans des ouvrages à grande profondeur. Le sujet s'intéresse aux voies de traçage de la mine de charbon située à l'U. E. Provence (jusqu'à 1300m de profondeur). Avec l'approfondissement des chantiers, les galeries subissent des dégradations importantes. Ces dégradations sont liées d'une part à la méthode d'exploitation (passage de la taille), et d'autre part, aux événements sismiques enregistrés dans les galeries. Ces dégradations provoquent la rupture du système de boulonnage mis en place qui ne résiste plus à de telles conditions. Dans la première situation (passage de la taille), deux modalités de traitement ont été testées: pour contrer les convergences observées, on a testé la solution de réduire l'ouverture de la voie en supprimant la rangée de quilles vides. La deuxième modalité est la mise en place de deux boulons câbles entièrement scellés (birdcage) plus résistants et plus longs pour s'opposer à un basculement du toit du côté non exploité. Dans les conditions dynamiques, la rupture brutale des boulons provoquée par les phénomènes dynamiques est à l'origine de l''instabilité des voies. Pour remédier à ce problème, on a testé un schéma de soutènement plus efficace en utilisant des boulons câbles entièrement scellés (flexibolt) avec une longueur et une densité de boulonnage plus importante que celles des boulons à ancrage ponctuel actuellement utilisés.