ABSTRACT:

Dynamic phenomena occur as the result of sudden and violent ruptures of the rock mass surrounding mine cavities. The management of these phenomena has been the subject of extensive studies in French coalfields over the past 10 years. This report summarizes the results of our research to date. The findings allow the definition of the natural and mining environments which are characteristic of the regions in which these phenomena occur. They also indicate the mechanisms of the ruptures which give rise to the phenomena. A know ledge of the environment and an understanding of these mechanisms are indispensable prerequisites for the deployment of appropriate forecasting and preventive measures.

RESUME:

Les phenomènes dynamiques se manifestent par des ruptures soudaines et violentes du massif rocheux autour des cavites minières. Au cours des dix dernières annees. des etudes importantes ont ete conduites dans les mines de charbon françaises pour maîtriser ces phenomènes. L'article rassemble les resultats actuels de ces recherches. Ils permettent, d'une part de preciser l'environnement naturel et d'exploitation qui caracte rise les zones où ces phenomènes se manifestent. Ils debouchent d'autre part sur les mecanismes de rupture qui sont à l'origine de ces phenomènes. La connaissance de l'environnement et la comprehension des mecanismes Sont un prealable indispensable à la mise en oeuvre au chantier des methodes de prevision et de prevention adaptees.

ZUSAMMENFASSUNG:

Die dynamischen Erscheinungen treten auf bei plötzlichem und heftigem Einbruch von Gestein rund um Bergwerks-Hohlraume. Im Verlauf der letzten 10 Jahre wurden in den französischen Steinkohlenbergwerken bedeutende Untersuchungen vorgenommen, um diesen Erscheinungen Herr zu werden. Der Aufsatz fasst die Ergeb nisse dieser Untersuchungen auf dem heutigen Stand zusammen. Diese erlauben, zum einen, die naturliche Umwelt und die Abbauumgebung zu bestimmen, die diese Zonen kennzeichnen, in welchen diese Erscheinungen auftreten; zum anderen werden die Einbruchsvorgange untersucht, die den Ursprung dieser Erscheinungen darstellen. Die Kenntnis der Umwelt und das Verstehen der Vorgange sind eine unerlassliche Voraussetzung fuer den Einsatz im Abbaubetrieb von angemessenen Methoden zur Vorbeugung und verhuetung.La terme de "phenomènes dynamiques" s'applique à toute une sep de manifestations, à cerectère fondamentalement discontinu, et meterialisent per des ruptures brutales du massif rocheux, localisees à proximite des cavites minières. Dens les mines de charbon françaises, ces phenomènes, connus depuis de nombreuses anees, ont subi une evolution caracteristique dans la dernière decennie: recrudescence et apparition dans des chantiers jusqu'alors preserves, mise en evidence de nouveeux types Jusqu'alors inconnus. Cette evolution, la violence des effets observes et donc I'incidence de cas manifestations sur le securite at le rendement des chantiers expliquent les efforts de recherche Importents consentis pour les maîtriser. Les etudes engagees dans ce domaine se sont fortement appuyees sur la Mecanique des Roches et cet article synthetise I'essentiel des resultats obtenus. Apres une description des phenomènes observes, de leurs effets et de l'environnement dans lequel ils se sont places, une analyse comparative des differents fecteurs permet de preciser l' ensemble des conditions dont la conjunction favorise leur apparition. Cette demarche debouche sur une presentlltlon des mecanismes qui apparaissent aptes à declencher ces phenomènes et à expliquer la brutalite des ruptures observees.

1 LES PHENOMENES OBSERVES - LEUR ENVIRONNEMENT

Les phenomènes dynamiques observes au cours des dix dernieres annees dans les mines de cherbon françaises, peuvent se regrouper en deux categories:

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    les coups de terrain ("coal bumps" 'de la terminologie anglosoxonne) qui effectent les couches de charbon au voisinage des chantiers exploites par longues tailles.

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    les "surtirs" ("outbursts with rock and gas") qui se manifestent dans les creusements de galeries au rocher. Les coups de terrain Malgre la diversite des configurations dans lesquelles ils surviennent, de grandes analogies se retrouvent dans les descriptions (JOSIEN, 1980 et 1981). Las coups de terrain consistent en une expulsion brutale dele couche exploitee (coup de couche) accompagnee d'un ebranlement violent qui peut etre ressenti jusqu'en surface (figure 1). Quelle que soit la lithologie de le veine de chorbon, c'est souvent sa partie superieure, immediatement au contact du toit qui est expulsee. Le volume projete est tres variable, de quelques m3 à 300 m3 pour les plus importants. Le toit reste epparemment intact et se descente est limitee à quelques centimètres. Sa surface est striee de marques brunatres, temoins du frottement qui a eu lieu lors de l'expulsion.Le phenomène peut être accompagne par un soufflage du mur de la couche mais en aucun cas par un degagement grisouteu important. Les zones effectees se localisent en bordure des vides exploites au niveau des ouvrages "ouverts" dans la couche de charbon, fronts de taille ou perements de voies.

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    localisation au niveau du carrefour taille-voie, sur une trentaine de mètres (flgure 1).

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    localisation dans les voles d'eccompagnement, en avant ou en arrière du front de taille (figure 1) ou dans les voies de desserte du secteur (figure 6).

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