Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc

 Hydrogéologie

L’importance de l’eau d’exhaure est assez connue dans la région. Le « catastrophique du 02 juin 1990 a entrainé la fermeture définitive de la mine de Kherzet Yousef. Cette eau est récupérée pour les besoins agricoles et sa prése l’avancement des travaux d’exploitation de la partie inférieur du gisement de Chaabet Hamra. Les données géologiques et hydrogéologiques confirment l’existence de deux nappes libres (figure 5) : – Dans la partie centrale du gisement hauteriviennes carbonatées à perméabilité de fissure. – Dans la partie Nord-Ouest du gisement une nappe aquifère est reconnue dans les formations barrémiennes. Cet aquifère est associé aux grés dolomitiques. – Dans la partie Est du gisement deux sondages hydrogéologiques ont été exécutés ces derniers ont donné des résultats négatifs et une absence de venues d’eau a été notée. Les travaux miniers réalisée par l’ENOF ont confirmé qu’il n’y a pas de niveau aquifère d la partie Est. – Figure 5. Coupe hydrogéologique Profil 0 : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets e la mine de Chaabet ElChapitre I : Appreciation des conditions geologiques et minières de la mine de Chaabet El-Hamra 13 L’importance de l’eau d’exhaure est assez connue dans la région. Le « catastrophique du 02 juin 1990 a entrainé la fermeture définitive de la mine de Kherzet Yousef. Cette eau est récupérée pour les besoins agricoles et sa présence est un obstacle à l’avancement des travaux d’exploitation de la partie inférieur du gisement de Chaabet Les données géologiques et hydrogéologiques confirment l’existence de deux nappes Dans la partie centrale du gisement, existe une nappe contenue dans les formations hauteriviennes carbonatées à perméabilité de fissure. Ouest du gisement une nappe aquifère est reconnue dans les formations barrémiennes. Cet aquifère est associé aux grés dolomitiques. ns la partie Est du gisement deux sondages hydrogéologiques ont été exécutés ces derniers ont donné des résultats négatifs et une absence de venues d’eau a été notée. Les travaux miniers réalisée par l’ENOF ont confirmé qu’il n’y a pas de niveau aquifère d Figure 5. Coupe hydrogéologique Profil 0 – Profil 30 (ENOF, 2003 et 2006) L’importance de l’eau d’exhaure est assez connue dans la région. Le « coup d’eau » catastrophique du 02 juin 1990 a entrainé la fermeture définitive de la mine de Kherzet nce est un obstacle à l’avancement des travaux d’exploitation de la partie inférieur du gisement de Chaabet-ElLes données géologiques et hydrogéologiques confirment l’existence de deux nappes , existe une nappe contenue dans les formations Ouest du gisement une nappe aquifère est reconnue dans les formations barrémiennes. Cet aquifère est associé aux grés dolomitiques. ns la partie Est du gisement deux sondages hydrogéologiques ont été exécutés ces derniers ont donné des résultats négatifs et une absence de venues d’eau a été notée. Les travaux miniers réalisée par l’ENOF ont confirmé qu’il n’y a pas de niveau aquifère dans 2003 et 2006) Thème : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc : cas de la mine de Chaabet ElHamra – Setif (Algérie) 

Stratigraphie du gisement

Elle est caractérisée principalement par les dépôts du Crétacé, dont l’Hauterivien présente le plus grand intérêt, car il contient la minéralisation (Meftah, 2002). Valanginien (n2) Les dépots du Valanginien (stériles) affleurent à l’Est de la faille orientale et à l’Ouest du gisement et sont représentés par une alternance d’aleurolites grises avec des grés quartzeux gris clair, des dolomies gréseuses et argileuses, des calcaires et des marnes gris-verdâtres. Hauterivien (n3) La minéralisation zincifère d’intérêt industriel est localisée dans la partie inférieure du Hauterivien, dont la puissance varie de 100 à 150m. Cet étage est subdivisée e n deux nivaux : a/ Hauterivien inférieur (n3 1 ) : ce niveau, d’une puissance totale variant de 70 à 120m, est à son tour divisé en trois termes : – n3 1a : composé de dolomies grises massives, à grains fins, parfois gréseuses, souvent à petites inclusions et nodules, de couleur blanchâtre, et parfois de calcarénites noires dans la partie supérieur de 2 à 5m du toit ; ce terme est discontinu et son épaisseur est de 1 à 2m. – n3 1b : représenté par une superposition, de bas en haut, de marnes gris-verdâtres (0,5 à 2m), d’aleurites gris-brun (2 à 5m), de dolomies grises (2 à 10m), de dolomies gréseuses (3 à 8 m) et de marnes bariolées (5 à 10 m). – n3 1c : également caractérisé par des dolomies à grains fins de couleur brunâtre ou fortement hématitisées (l’hématite est sous forme de nids et de filonnets dans la masse dolomitique). b/ Hauterivien supérieur (n3 2 ) : ce niveau, d’une puissance globale variant de 80 à 120m, est subdivisé en cinq termes : – n3 2a : formé de grés, parfois en alternance avec des argiles, de marnes et aleurolites verdâtres, avec toujours à la base de l’alternance un niveau calcaire gris-clair, dont une partie de 1 à 3m d’épaisseur, est dolomitisée. Thème : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc : cas de la mine de Chaabet ElHamra – Setif (Algérie) – n3 2b : représenté par des dolomies massives à grains fins plus ou moins hématitisées. – n3 2c : représenté par un calcaire gris argileux (parfois renfermant des passées argilomarneuses ou siliceuses) dont l’épaisseur varie de 10 à 15m. – n3 2d : constitué de dolomies à grains fins, de couleur gris-brun, souvent argileuses, dont la puissance totale varie de 15 à 20m. – n3 2e : caractérisé par une irrégularité de composition et de puissance ; essentiellement représenté par des calcaires gris en alternance grossière avec des marnes et des aleurolites ; dans la partie inférieur de ce terme, les calcaires sont remplacés par des dolomies recristallisées. Barrémien (n4) Il est développé au Nord-Ouest et au Sud du gisement et il est subdivisé en deux niveaux : a/ Barrémien inférieur (n4 1 ) : ce niveau est à son tour divisé en trois termes : – n4 1a : formé essentiellement par des grés et des dolomies gréseuses parfois argilobitumineuses, avec une fine dissémination de pyrite et de passées de dolomies légèrement oxydée ; la puissance de dolomies marneuses massives, de marnes et de calcaires marneux ; sa puissance varie aussi de 40 à 60m. – n4 1b : constitué par une alternance de dolomies marneuses massives, de marnes et de calcaires marneux ; sa puissance varie aussi de 40 à 60m. – n4 1c représenté par des dolomies massives à grain fins, avec des fissures remplies d’oxydes et de calcite, et une puissance variant de 15 à 20m. b/ Barrémien supérieur (n 4 2 ) : ce niveau est subdivisé en quatre termes : – n4 2a : représenté par des dolomies gréseuses, massives à grains fins ou moyens, avec souvent des fissures remplies par de la calcite et, vers la fin du terme, par de la pyrite disséminée ; la puissance de ce terme varie de 20 à 30m. – n4 2b : formé de grés bruns, avec une alternance d’aleurolites et d’une dolomie très gréseuse, et, en fin d’intervalle, un aspect broyé de la roche, la puissance du terme varie de 30 à 40m. Thème : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc : cas de la mine de Chaabet ElHamra – Setif (Algérie)  – n4 2c : constitué d’une alternance de dolomie gréseuse, de grés bruns et d’argiles verdâtres (dolomies et grés compacts, massifs et légèrement hématitisés). Sa puissance varie de 60 à 130m. – n4 2d : formé de dolomies gréseuse et argileuse et de calcaire brun-violet, avec des passés d’argile verdâtre. Sa puissance est d’environ 60m.

Structure du gisement

Le minerai zincifère du gisement de chaabet El-Hamra est composé de deux corps principaux appelés corps n° 1 pour le corps supérieur et corps n°2 pour le corps inférieur. Ces corps sont allongés en bande sur une longueur de 2700m en direction et 100 à 400m en pendage. Les corps de minerai plongent d’un pendage de 10° vers le Nord-Ouest. Le minerai est encaissé dans une dolomie poreuse ou bréchique située dans la partie inférieure de l’étage Hautérivien (Crétacé inférieur). Le toit du corps supérieur (corps n°1) est une dolomie à lits marneux tandis que le mur du corps inférieur (corps n°2) est une dolomie massive à concrétions (dolomie tachetée). Les deux corps de minerai sont stratiformes, subparallèles et séparés l’un de l’autre par un niveau intercalaire constitué d’une dolomie à minéralisation pauvre et parfois stérile de puissance variable. Ce niveau peut être absent, de telle sortie que les deux corps se confondent en un seul de minerai continu. La puissance moyenne du corps n°1 (corps supérieur) est de 5 mètres et celle du corps n°2 (corps inférieur) est de 4 mètres. Il n’existe aucune corrélation entre les épaisseurs et les teneurs et on constate une distribution contrastée dans les corps de minerai.

Tectonique du gisement

Le gisement de chaabet-El-Hamra appartient au Jorst anticlinal de Rahbat et occupe la partie extrême Ouest de son flanc Sud-Ouest. Il se caractérise par une structure complexe. Le gisement se subdivise en trois blocs. Thème : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc : cas de la mine de Chaabet ElHamra – Setif (Algérie)  a/ Le Bloc Est Trois (3) cotés de ce bloc sont limités par des failles, tandis que le coté Sud est ouvert et se trouve en contact avec les calcaires du Néogène. Sur le plan structural, le bloc représente un brachyanticlinal et le pendage des flancs du pli est : 10° à 15° NE et 15° à 20° SO. Sur le fond général du pli, il existe des complications locales sous forme de dômes, gradins, etc. Le pli est compliqué par des accidents cassants : – La faille sud : de direction latitudinale dans le flanc Sud-Est du brachyanticlinal, c’est une faille normale à rejet vertical de 100 à 120 m avec un pendage au Nord inférieur à 65-75°. – La faille diagonale : elle s’étend vers le Nofd-Est sub-parallèlement au plan axial. b/ Le bloc central Il a la forme d’un coin, dont l’angle aigu est formé par le raccordement des failles centrale et latitudinale dans la partie Est. La partie opposée du coin s’en va s’en élargissent à l’Ouest du gisement. Sur le plan structural, le bloc central est plus compliqué. Dans son ensemble, le coin représente un graben à amplitude d’affaissement de 15 à 20m. c / Le bloc Ouest Il est localisé au Nord-Ouest de la faille normale et se trouve limité par des dislocations cassantes Est, Ouest, latitudinale et centrale. – La faille centrale : c’est une faille normale qui s’étend de l’extrémité Nord jusqu’à l’extrémité Sud, avec un pendage au Sud-Est inférieur à 70-75° et un rejet vertical de 10 à 15 m dans sa partie Nord-Est, elle coupe un chevauchement à pente douce. – La faille latitudinale : c’est une faille normale dérivée de la faille centrale. Elle se prolonge à l’Ouest au-delà du gisement, avec un pendage au Nord de 75 à 80 ° et un rejet vertical de 10 à 20m. – La faille Est : dérivée aussi de la faille centrale, cette faille normale est orientée vers l’Est, de direction subméridienne, avec une amplitude verticale du rejet de 80m, voire de 100m suivant le plan de faille, et un pendage Sud-Ouest inférieur à 65-70°. Thème : Revalorisation et désulfuration environnementale des rejets de traitement du minerai de zinc : cas de la mine de Chaabet ElHamra – Setif (Algérie)  – La faille Ouest : cette faille normale se dégage du dessous du dépôt quaternaire, bordant le flanc Sud-Est du brachyanticlinal du bloc est, et change de direction jusqu’ à 300°, se faisant couper par la faille latitudinal : c’est une faille en escalier formant des plaques, des coins, dans une zone d’environ 70m de large, et le pendage est à l’Est inférieur à 70-85° tandis que les rejets verticaux atteignent 10m. La partie inférieure (profil 10–15) est affectée par deux accidents tectoniques et la faille latitudinale. La première est située entre le profil 13 est d’un rejet de 4 mètre avec un pendage d’environ 60 degrés vers le Nord-Ouest. 

Méthode d’exploitation de la mine souterraine de Chaabet El Hamra

Le choix d’une méthode d’exploitation dépend de plusieurs facteurs et qui sont: – L’importance du gisement – Les variations des teneurs – La puissance, le pendage et l’irrégularité de la formation – La stabilité de la couronne – La dureté, les caractéristiques physico-mécanique du minerai et des encaissants Pour le gisement de Chaabet El- Hamra, les méthodes d’exploitations retenues sont des chambres et des piliers, soit en un seul niveau pour des épaisseurs inférieur à 5m, soit à deux niveaux pour des épaisseurs supérieur à 5m. La méthode des chambres et piliers abandonnés a été pratiqués à la mine de Kherzet Youcef et dans l’exploitation de la partie supérieure de Chaabet El-Hamra. I.8. 1 Cas des blocs inférieurs à 5 m d’épaisseur : Méthode d’exploitation par chambres et piliers abandonnés Cette méthode consiste dans un premier temps, à partir d’une voie d’accès, à tracer des chambres de 4 m à 5m de largeur, en chassant, laissant entre elle dans un premier temps des piliers de 4 m de largeur et de 12 m de longueur, et dans un deuxième temps, de récupérer en rabattant une partie des piliers par creusement de refonte de 4 m au milieu du pilier. On abandonne des piliers de 16 m2 de section pour supporter le toit sur une section de 64 m2. Ces piliers doivent supporter le poids de tout le recouvrement (figure 6). Cette méthode nécessite une bonne connaissance, ainsi qu’un suivi du comportement des piliers abandonnés, et se caractérise par un taux élevé de perte minerai de l’ordre de 25 %.