[GN16] Terril en combustion EarthCache

Introduction :

La combustion des terrils est une spécificité des régions où du charbon est (ou a été) exploité. Ce phénomène spectaculaire est relativement courant et suivi de près d’une part à cause des risques d’explosion qui lui sont liés et d'autre part à cause des conséquences environnementales.

Terrils :

Afin de comprendre la minéralogie inhabituelle, complexe et variable qui résulte de la combustion des terrils, il semble important de présenter les caractéristiques d’un terril. Il s’agit d’un tas sur lequel sont déversés tous les gravats liés à l’exploitation minière : stériles (grès, arkoses, …) contenant toujours des restes de matière organique charbonneuse, et également divers déchets : rails usagés, déchets de démolition… 

Historiquement, les premiers terrils (18e-19e siècle) étaient plats et n’atteignaient pas des hauteurs importantes (10-30 m) car ils étaient édifiés en déversant des wagonnets, leur volume ne dépassait pas le million de m³.
Les procédés de séparation du charbon n’étaient alors pas très efficaces : par le passé, le tri du charbon était manuel et les fragments rocheux de grande taille (jusqu’à 15-20 cm) ; les anciens terrils présentent ainsi beaucoup de volumes vides et de résidus riches en charbon de 20 à 25 %. Ainsi, ils sont plus susceptibles de s’embraser en masse. 
Les progrès techniques ont entraîné l’élévation des terrils sous forme de cônes, atteignant 100 m de hauteur pour un rayon de 100 à 200 m et un volume de 1 à 3 millions de m³. Ils sont édifiés grâce à des convoyeurs à bandes, des téléphériques ou encore des rampes mobiles. De plus, l’amélioration des procédés de nettoyage du charbon a permis la diminution de la teneur en poussière de charbon dans les terrils.

Les causes de la combustion :

Si l’on excepte la combustion volontaire pour transformer leur contenu en matériaux valorisables, la combustion des terrils est un phénomène généralement accidentel, provoqué le plus fréquemment par des éclairs, un feu de forêt à proximité ou encore par un court-circuit. L’auto-inflammation et la combustion spontanée des résidus riches en charbon, ainsi que l’apport de chaleur lié à la décomposition exothermique de la pyrite, sont les causes internes et typiques de la combustion de la majorité des terrils dans le monde. De plus, la nature faiblement compactée des dépôts facilite les appels d’air ainsi que sa circulation vers les parties internes.

Il a été estimé, dans le Nord-Pas-de-Calais, qu’un terril sur trois entrait en combustion, ce qui, au début des années 1980 représentait 74 terrils. L’entrée en combustion d’un terril est donc un phénomène complexe.

Les températures sont comprises entre 25 et 60°C dans les premiers décimètres du sol et passent progressivement à plusieurs centaines de degrés au foyer (de l’ordre de 250°C à un mètre de profondeur). En surface se forment des crevasses par lesquelles s’échappent vapeur d’eau et fumerolles. Le talus s’affaisse suite à l’effondrement des zones en combustion.

Le non respect des consignes très strictes d’exploitation imposées dans le cadre de terrils en combustion peut conduire à des accidents graves comme celui du terril n°6 de Calonne-Ricouart qui a explosé le 26 août 1975 projetant 11 000 m3 de schistes et de cendres incandescentes sur les corons !!! (Reportage INA)

Durée :

Il est difficile de savoir précisément à quel moment un terril entre en combustion, mais une fois que celle-ci est effective, elle peut durer plusieurs décennies. C’est par exemple le cas au terril de la Ricamarie (42), qui brûle depuis les années 1950, ou encore du terril d’Avion (62), en combustion depuis plusieurs décennies. Dans le bassin de Tcheliabinsk (Russie), certains terrils ont brulé durant 30 à 50 ans.

Exemples :

De nombreux exemples sont connus dans le monde, dans des bassins houillers exploités ou anciennement exploités : Silésie en Pologne, Tcheliabinsk en Russie, au sud de l'Oural, Wallonie en Belgique, Douro au Portugal…

En France, plusieurs terrils sont en combustion active ou l’ont tout du moins été au cours des dernières années, comme, par exemple ceux d’Haveluy (59), d’Avion, la Ricamarie, la Taupe (bassin de Brassac-les-Mines, 43), Champclauzon (bassin de la Grand-Combe près d’Alès, 30), Rochebelle à Alès (30), Gardanne (13)…
 

Introduction:

The burning of slag heaps is a specific feature of regions where coal is (or was) exploited. This spectacular phenomenon is relatively common and closely followed, on the one hand because of the risk of explosion linked to it and on the other hand because of the environmental consequences.

Slag heaps:

In order to understand the unusual mineralogy, complex and variable that results from burning sslag heaps, it seems important to give the characteristics of them. It is a hill on which is spilled all rubble related to mining: sterile (sandstone, arkose, ...) still containing remains of carbonaceous organic materials, and also various waste: used rails, demolition wastes... 

Historically, the first slag heaps (18th-19th century) were flat and did not reach great heights (10-30 m) because they were built by dumping trucks, their volume did not exceed the million m3. Coal separation processes were then not very effective. In the past, coal sorting was manual and rocky fragments of large size(up to 15-20 cm); consequently the old slag heaps have a lot of empty volumes and contain coal-rich residues (up to 20-25%). Thus, they are more likely to catch fire. Technical advances have resulted in the elevation of the slag heaps as cones, reaching 100 m height for a radius of 100 to 200 m and a volume of 1 to 3 million m3. They are built through conveyor belts, cable or mobile ramps. In addition, improving coal cleaning processes has led to the reduction of the coal dust concentration in the heaps.

The causes of combustion:

Except for the deliberate burning to turn their content into reusable materials, burning of slag heaps is generally an accidental phenomenon, caused most frequently by lightning, a nearby forest fire, or by a short circuit. The auto-ignition and spontaneous combustion of the coal-rich residues, as well as the heat input due to the exothermic decomposition of pyrite, are the internal and typical causes of the combustion of the majority of slag heaps in the world. Moreover, the weakly compacted nature of the deposits facilitates air calls as well as its flow to the internal parts.

It was estimated in the Nord-Pas-de-Calais, that one slag heap out of three come into combustion, which in the early 1980s accounted for 74 slag heap. Combustion of slag heaps is thus a complex phenomenon.

In the first decimetres of the soil, temperatures go from 25 to 60°C but at the fireplace they can go to hundreds of degrees (in the order of 250°C at one meter of depth). On surface, appear crevasses from which steam, gas and smoke escape. And the burning zone subside...

The lack of respect of the expotation instructions of spoil tips on burning can lead to serious accidents as the one who occurs on the spoil tip number 6 of Calonne Ricouart who explosed in 1975!!! (Reportage INA)

Duration:

It is hard to precisely know when the combustion of a slag heap starts, but once started, it can last for decades. It is the case for the slag heap of Ricamarie (42), who burns since the '50s, or the Avion slag heap (62) who's in combustion since dacades. In Tchelyabinsk bassin (Russia), some slag heaps have been burning for 30 to 50 years.

Examples :

Many examples are known around the world, in exploited or former coal bassin: Silesia (Poland), Tchelyabinsk or south of Ural (Russia), Wallonia (Belgium), Douro (Portugal)…

In France, many slag heaps are in active combustion, or have recenly been, one can cite the slag heaps from Haveluy (59), Avion, Ricamarie, or la Taupe (Brassac-les-Mines bassin, 43), Champclauzon (La Grand-Combe bassin near Alès, 30), Rochebelle à Alès (30), Gardanne (13)…

Reminder on "Earthcaches": There is no container or logbook on the given coordinates. Just visit the site and answer the questions by e-mail or by the Message Center.There is no need to wait for my reply, feel free to log immediately after. If the answers are incorrect, I will let you know. Happy caching!

To validate your visit:

Waypoint 1:
1-. Search for the burning zone, it is defended by a fence, don't penetrate in the zone !!! A board adverts you to the peril... What is it written about the risk?
2-. What is the color of the shales and schists that you can see from there? How do you explain this color?

Waypoint 2 :
3-. From the path, observe the burning zone on the other side of the fence, how do you see that the slag heaps is burning?

You can contact me in: English, French or Spanish.