Les feux et incendies et les explosions sont une menace constante pour la sécurité des mineurs et affectent la capacité de production. Ils ont, de tout temps, été à l’origine de catastrophes minières particulièrement dévastatrices.

A la fin du XIXe siècle, ils occasionnaient des pertes de vies humaines et des dommages inégalés par les autres secteurs industriels. Or, on a fait de remarquables progrès dans ce domaine, comme le démontre la baisse du nombre de feux et incendies et d’explosions signalés durant les dernières décennies.

Le présent article passe en revue les principaux risques de feux et incendies et d’explosions dans les mines souterraines et indique les mesures de prévention à mettre en œuvre. La protection contre les feux et incendies dans les mines à ciel ouvert fait l’objet de diverses normes, en particulier la norme publiée par l’Association nationale de protection contre l’incendie (National Fire Protection Association (NFPA), 1996a), aux Etats-Unis.

De par leur fonction même, les aires de service permanentes peuvent être le site d’activités dangereuses et, de ce fait, appellent des mesures de sécurité spéciales. Les ateliers de maintenance souterrains et leurs installations connexes présentent des risques particuliers.

Les engins mobiles qui se trouvent dans les ateliers de maintenance sont une source fréquente d’incendie. Dans le cas des moteurs diesel, le feu peut prendre naissance lorsqu’un fluide hydraulique à haute pression s’échappe d’une canalisation et entre en contact avec une source d’ignition, par exemple un collecteur d’échappement chaud ou un turbocompresseur (Bickel, 1987). Ce type d’incendie peut progresser rapidement.

Nombre d’engins mobiles utilisés dans les mines souterraines contiennent non seulement des combustibles (carburant diesel et fluides hydrauliques), mais aussi des sources d’ignition (moteurs diesel et matériel électrique). Ils présentent dès lors un risque important d’incendie. De plus, on trouve généralement dans les ateliers de maintenance des substances (agents de dégraissage, etc.) qui constituent elles aussi un risque d’incendie.

Les travaux de soudage et d’oxycoupage, effectués régulièrement dans les ateliers de maintenance, comptent parmi les principales causes d’incendie dans les mines. Il importe de s’assurer que ces activités ne constituent pas une source potentielle d’ignition capable de déclencher un incendie ou une explosion. On trouvera ailleurs dans la présente Encyclopédie ainsi que dans d’autres documents (NFPA, 1994a), des informations concernant les mesures de sécurité à observer dans les travaux de soudage en vue de prévenir les incendies et les explosions.

Il serait bon de songer à faire de l’ensemble de l’aire de maintenance une enceinte complètement fermée résistant au feu, surtout lorsqu’il s’agit d’une aire devant être utilisée pendant plus de six mois. Si cette solution n’est pas réalisable, la totalité de l’aire devrait être protégée par un réseau d’extinction automatique. Ces mesures s’imposent tout particulièrement dans les mines de charbon, où il est capital d’éliminer toute source latente d’incendie.

Enfin, la ventilation des ateliers de maintenance devrait se faire par le retour d’air, pour prévenir la propagation dans les chantiers de tout produit éventuel de combustion. Les exigences concernant ces types d’installations sont précisées dans deux normes de la NFPA (1995a, 1995b).

Le stockage, la manutention et l’utilisation de liquides inflammables et de matières combustibles présentent des risques d’incendie particuliers dans tous les secteurs de l’industrie minière.

Dans de nombreuses mines souterraines, les engins mobiles sont entraînés d’ordinaire par moteur diesel, et une grande partie des incendies sont dus au fioul. Dans les mines de charbon, ces risques sont encore aggravés par la présence de grisou, de charbon et de poussières de charbon.

Le stockage des liquides inflammables revêt une importance particulière, étant donné que ceux-ci s’enflamment plus facilement et propagent le feu plus rapidement que les combustibles ordinaires. Dans la plupart des mines autres que les mines de charbon, des liquides inflammables sont souvent stockés sous terre en quantité limitée. Il arrive aussi que les aires de stockage principal de fioul, de lubrifiants et de fluides hydrauliques soient souterraines. En raison des conséquences extrêmement graves que pourrait prendre un incendie survenant dans un stock souterrain de liquides inflammables, il est essentiel d’apporter un soin particulier à l’étude des aires de stockage, d’adopter des mesures de sécurité rigoureuses et de veiller à ce qu’elles soient strictement respectées.

Toutes les étapes de l’utilisation des liquides inflammables posent un défi en matière de prévention des incendies, qu’il s’agisse de leur transfert au fond, de leur entreposage, de leur distribution et de leur mise en œuvre finale. On trouvera des informations sur les risques des liquides inflammables et les mesures de prévention appropriées dans les normes de la NFPA (1995a, 1995b, 1996b).

Les méthodes de sécurité à mettre en œuvre dans les mines souterraines contre les feux et incendies et les explosions sont fondées sur les principes généraux de prévention des incendies et des explosions, comme par exemple l’interdiction de fumer ou l’installation de systèmes de détection rapide et d’extinction.

La prévention des feux et incendies et des explosions dans les mines fait généralement appel à trois mesures principales: éviter les sources d’ignition, éviter la présence de matières combustibles et éviter les contacts entre les sources d’ignition et les matières combustibles.

L’exclusion des sources d’ignition est probablement la précaution la plus élémentaire. Toutes les sources d’ignition potentielle qui ne sont pas essentielles à l’exploitation de la mine doivent être éliminées ou interdites. Il importe, par exemple, d’interdire de fumer et de proscrire toute flamme nue, particulièrement dans les mines de charbon souterraines. Les moteurs électriques des engins susceptibles de chauffer, tels que les convoyeurs, devraient être équipés de disjoncteurs en cas de patinage des bandes transporteuses, de commutateurs séquentiels et de coupe-circuits thermiques. Les explosifs peuvent constituer une source d’ignition lorsque des poussières dangereuses sont en suspension dans l’air.

Il est essentiel d’éliminer les sources d’ignition de nature électrique. La conception, la construction, les essais et l’installation de circuits et d’appareils électriques dans des atmosphères susceptibles de contenir du grisou, des poussières de soufre ou d’autres substances inflammables devraient s’inspirer de cette préoccupation. Les prises de courant, les fiches et les interrupteurs situés dans des zones dangereuses devraient être de type antidéflagrant. On trouvera des indications sur le matériel électrique à sécurité intrinsèque au chapitre no 40, «L’électricité», de l’Encyclopédie , ainsi que dans la norme de la NFPA (1996c).

La limitation des matières combustibles exige en premier lieu que l’on proscrive toute accumulation dangereuse de détritus, de chiffons huileux, de poussières de charbon et d’autres matières combustibles.

Il convient d’étudier toutes les possibilités de remplacement de certaines matières combustibles comme les fluides hydrauliques, les bandes transporteuses des convoyeurs, les tuyaux souples et les conduits d’aérage (Bureau of Mines, 1978), et de tenir compte des substances toxiques dégagées par la combustion de certains matériaux. A titre d’exemple, la mousse de polyuréthane, largement utilisée dans les mines souterraines pour assurer l’étanchéité des conduits d’aérage, a été interdite dans bon nombre de pays.

Les explosions de grisou dans les mines de charbon souterraines font habituellement intervenir deux principaux combustibles, le méthane et les poussières de charbon. Le méthane peut se trouver également dans d’autres types de mines; un système efficace d’aérage suffit à en assurer la dilution et l’évacuation (Timmons, Vinson et Kissell, 1979). Quant aux poussières de charbon, tous les efforts sont faits pour en diminuer la production et la mise en suspension dans l’air, mais il est très difficile d’en réduire la concentration au-dessous du seuil d’explosivité; il suffit en effet d’une couche de poussières épaisse de 0,012 mm déposée sur le sol pour causer une explosion si elle est mise en suspension dans l’air. La schistification, qui consiste à épandre dans les galeries des matériaux stériles comme de la pierre à chaux, de la dolomite ou du gypse pulvérisés, permet de neutraliser les poussières inflammables et de prévenir les coups de poussières.

La prévention des contacts entre les matières combustibles et les sources d’ignition consiste à éviter les conditions susceptibles d’enflammer des matières combustibles. Ainsi, lorsqu’il est impossible d’effectuer des travaux de soudage ou de coupage au chalumeau dans une enceinte à l’épreuve du feu, l’aire de travail doit être préalablement humidifiée et les combustibles se trouvant à proximité doivent être soit déplacés, soit placés sous une couverture ignifuge. Des extincteurs portatifs devraient être disponibles sur place et une surveillance devrait être assurée pour détecter et maîtriser les feux qui couvent.

Les aires à forte charge combustible — par exemple les aires de stockage des éléments de soutènement en bois, les magasins d’explosifs, les dépôts et les ateliers contenant des liquides inflammables ou combustibles — devraient faire l’objet de mesures spéciales. Dans le cas des engins mobiles, les canalisations de carburant, de lubrifiants et de fluides hydrauliques ne devraient pas se trouver à proximité de surfaces chaudes, d’appareils électriques et d’autres sources possibles d’ignition; des écrans devraient être mis en place la cas échéant.

On trouvera des dispositions détaillées en matière de prévention des feux et incendies et des explosions dans les mines dans les normes de la NFPA (1992a, 1995a, 1995b).

La possibilité de détecter un incendie dès sa naissance est capitale, étant donné que le feu peut se développer rapidement en étendue et en intensité. L’indication la plus rapide et la plus fiable de la présence d’un incendie est fournie par des systèmes perfectionnés de détection et d’alarme utilisant des capteurs très sensibles pour déceler la présence de chaleur, de flammes, de fumée et de gaz (Griffin, 1979).

La méthode la plus économique applicable à une grande partie de la mine, voire à son ensemble, passe par la détection des gaz ou de la fumée (Morrow et Litton, 1992). Des systèmes de détection thermique sont communément montés sur les installations non surveillées, par exemple au-dessus des bandes transporteuses. Pour certaines aires à risque élevé — comme les aires de stockage de liquides inflammables ou de matières combustibles, les points de ravitaillement et les ateliers —, des dispositifs de détection plus rapide sont utilisés. Ces aires peuvent également être protégées par des appareils optiques qui détectent les rayonnements ultraviolets ou infrarouges émis par un feu.

Tous les mineurs devraient être alertés dès qu’un feu ou un incendie a été détecté. On a parfois recours à des téléphones ou à des messagers, mais les mineurs sont souvent éloignés des téléphones et très dispersés. Dans les mines de charbon, le moyen le plus courant de signaler la présence d’un incendie consiste à couper le courant puis à confirmer l’information soit par téléphone, soit par messager. Cette méthode ne peut être généralisée à toutes les mines, puisque les équipements fonctionnant à l’électricité sont très peu nombreux. Dans les mines autres que les mines de charbon, l’utilisation de matières odorantes est courante comme moyen de communication des situations d’urgence dans les chantiers souterrains (Pomroy et Muldoon, 1983). Des systèmes de communication spéciaux sans fil, par fréquences radioélectriques, ont également été utilisés avec succès dans des mines de charbon et dans d’autres types de mines (Bureau of Mines, 1988).

Dans un feu ou un incendie souterrain, la principale préoccupation est d’assurer la sécurité des personnes se trouvant au fond. Plus la détection et l’alerte seront rapides, plus tôt pourra-t-on déclencher le plan d’action en cas d’urgence. Un tel plan prévoit la mise en œuvre des actions nécessaires comme l’évacuation et la lutte contre le feu. Pour garantir une mise en œuvre sans heurts du plan d’urgence, les mineurs devraient avoir reçu une formation adéquate en matière de procédures d’urgence, suivie d’un recyclage à intervalles réguliers. Il est important de procéder fréquemment à des exercices d’incendie complets, avec déclenchement du système d’alarme de la mine, afin de parfaire la formation pratique et d’identifier les lacunes du plan d’urgence.

On trouvera des informations sur les systèmes de détection et d’alarme incendie au chapitre no 41, «Les incendies», de l’Encyclopédie , ainsi que dans les normes de la NFPA (1995a, 1995b, 1996d).

Les moyens les plus couramment utilisés pour éteindre un feu ou un incendie dans une mine souterraine sont les extincteurs portatifs, les lances d’incendie, les extincteurs automatiques, l’application de stériles (manuellement ou à l’aide d’une machine de schistification) et les générateurs de mousse. Les extincteurs portatifs les plus fréquemment utilisés sont les extincteurs polyvalents à poudre.

Les systèmes fixes d’extinction, qu’ils soient manuels ou automatiques, sont de plus en plus utilisés pour les équipements mobiles, les aires de stockage de liquides combustibles, les bandes transporteuses et les installations électriques (Grannes, Ackerson et Green, 1990). Les systèmes automatiques sont spécialement indiqués lorsqu’il n’y a personne pour détecter un début d’incendie, actionner un dispositif d’extinction ou lutter contre le feu.

La lutte contre les explosions est une variante de la lutte contre le feu. Elle consiste en des barrières passives ou à déclenchement. Les barrières passives sont composées de plusieurs rangées d’augets de grandes dimensions contenant de l’eau ou des poussières stériles, suspendues au toit à l’entrée de la mine. Lors d’une explosion, l’onde de choc qui précède l’arrivée des flammes fait basculer les augets qui déversent leur contenu. Les flammes sont étouffées sur place. Dans les barrières actives, un dispositif électrique ou pneumatique déclenché par la chaleur, les flammes ou la pression de l’explosion provoque l’entrée en action d’agents de suppression stockés dans des récipients sous pression (Hertzberg, 1982).

A partir d’un certain stade, le feu ne peut être combattu que par des équipes ayant reçu un entraînement poussé et disposant d’un équipement spécial. La combustion de grandes quantités de charbon ou de bois dans une mine souterraine, combinée à des accidents comme des éboulements importants, un aérage aléatoire et l’accumulation de gaz explosifs, exige la mise en œuvre de mesures idoines. La seule solution pratique peut consister à inertiser l’atmosphère à l’aide d’azote, de dioxyde de carbone ou d’un autre gaz inerte, d’inonder le site ou de condamner une partie ou la totalité de la mine (Ramaswatny et Katiyar, 1988).

On trouvera d’autres informations sur les méthodes d’extinction au chapitre no 41, «Les incendies», de l’Encyclopédie, ainsi que dans les normes de la NFPA (1994b, 1994c, 1994d, 1995a, 1995b, 1996e, 1996f, 1996g).

Le confinement est une méthode applicable à tous les types d’installation industrielle. Dans une mine souterraine, la mise en œuvre de moyens appropriés pour circonscrire un incendie permet d’assurer une évacuation plus sûre et de réduire les risques auxquels sont exposées les équipes d’intervention.

Dans les houillères souterraines, les huiles et les graisses devraient être stockées dans des récipients hermétiques résistant au feu. Les transformateurs, les points de charge des batteries, les compresseurs d’air, les ateliers de maintenance devraient être placés dans des zones ou dans des constructions à l’épreuve du feu. Les appareils électriques non surveillés devraient être montés sur des surfaces non combustibles, isolés du charbon et des autres matières combustibles ou être protégés par un système d’extinction approprié.

Chaque chantier devrait pouvoir accéder facilement aux matériaux nécessaires pour la construction de cloisons et de barrages (bois, toile, scies, clous, marteaux, poussières stériles, plâtre et ciment). Dans les mines souterraines autres que les mines de charbon, les lubrifiants et le fioul devraient être stockés dans des récipients étanches dans des aires résistant au feu, à distance sûre des magasins d’explosifs, des installations électriques et des recettes de puits. En certains endroits, des portes coupe-feu et des portes d’aérage devraient être installées pour empêcher la propagation du feu, de la fumée et des gaz toxiques (Ng et Lazzara, 1990).

Les opérations de traitement du minerai peuvent créer des situations dangereuses (risques d’explosion de poussières, d’incendie de convoyeurs, etc.)

Des interrupteurs ad hoc devraient être installés pour prévenir les incidents causés par la chaleur générée par le frottement entre une bande transporteuse et un tambour d’entraînement ou des rouleaux intermédiaires ou en cas de patinage de la bande. L’action de ces interrupteurs peut être combinée à des protections thermiques intégrées aux moteurs électriques.

Il importe de supprimer les risques d’explosion en éliminant les sources d’ignition de nature électrique. L’équipement électrique utilisé dans une atmosphère pouvant contenir du méthane, des fines de soufre ou d’autres substances dangereuses devrait être conçu, construit, testé et installé de manière que son fonctionnement ne puisse causer ni incendie, ni explosion.

Des réactions d’oxydation exothermiques sont susceptibles de se produire avec le charbon et les minerais métalliques sulfurés (Smith et Thompson, 1991). Si la chaleur générée par ces réactions n’est pas dissipée, la température du massif ou des piliers augmente et, lorsqu’elle est suffisamment élevée, il y a risque de combustion rapide du charbon et des autres matières combustibles (Ninteman, 1978). Bien qu’ils soient relativement peu fréquents, les feux causés par combustion spontanée perturbent fortement l’exploitation et sont difficiles à éteindre.

Le traitement du charbon pose des problèmes particuliers, cette matière étant naturellement combustible. On trouvera des informations sur les précautions à observer dans la manutention du charbon, du point de vue de la prévention des incendies et des explosions, dans les normes de la NFPA (1992b, 1994e, 1996h).