Brevet FR2305482A1 — publié le 19761022

L'invention concerne une composition et un procédé pour lutter montre les poussières, plus particulièrement dans les industries minières. La plupart des opérations d'exploitation minière, en particulier dans l'exploitation des mines de charbon conduisent à la formation d'importantes quantités de poussières. Celles-ci sont extrêmement gênantes d'une part pour des raisons d'hygiène car elles provoquent la silicose des mineurs et d'autre part pour des raisons de sécurité car elles peuvent conduire à des explosions qui risquent d'être catastrophiques. Pour pallier ces inconvénients, on a essayé d'agglomérer les poussières par imprégnation. Divers méthodes ont été proposées dans ce but. Ainsi un type de procédé connus pour lutter contre les poussières consiste à pulvériser de l'eau sur les parois des mines de charbon, aux endroits où l'on pose des charges explosives ou bien où fonctionnent les machines d'abattage et, de manière générale, dans les parois des tunnels ou puits de mine en exploi station. Toutefois dans ces procédés, d'une part l'humidité liée aux poussières est peu persistante ) cause d'une évaporation rapide et d'autre part une partie non négligeable de l'eau est le plus souvent perdue par infiltration dans des fissures ou ches des veines exploitées, ce qui rend ces procédés non fiables et exige un renouvellement fréquent des interventions. Un autre type de procédés connus consiste à utiliser des chlorures, en particulier les chlorures alcalino-terreux tels que les chlorures de calcium et magnésium, pour fixer les poussières en suspension dans l'air des mines. Ces chlorures sont utilisés sous forme de mélanges secs, de solutions aqueuses ou de préférence sous la forme de pâtes ou de gels. Ces procédés, relativement efficaces en ce qui concerne la fixation des poussières, présentent un inconvénient majeur, lié à la corrosivité du réactif utilisé. En effet, l'action corrosive de ces chlorures est si importante qu'il est nécessaire de changer fréquemment le matériel ou les éléments métalliques qui se trouvent nécessairement dans les galeries. La présente invention concerne une composition et un procédé permettant de lutter efficacement contre les poussières, en particulier dans les mines et plus spécialement dans les mines de charbon, sans présenter les inconvénients décrits ci-dessus. La composition selon l'invention pour lutter contre les poussières est caractérisée en ce qu'elle contient au moins 10% et jusqu'à pratiquement 100% de carbonate de potassium. On a en effet trouvé que le carbonate de potassium; seul ou en mélange avec certains composés, peut être utilisé avec succès comme agent destiné à l'imprégnation des poussières, en particulier des poussières des mines de charbon. On a en outre constaté que, en cas de renouvellement insuffisant de la couche absorbant les poussières, une remise en suspension éventuelle de ces poussières présenterait des dangers très diminués par la présence de la composition selon l'invention dont les propriété extinctrices sont connues. La composition de l'invention peut être utilisée sous diverses formes. E-lie peut par exemple être utilisée sous la forme d'un produit sec solide, tel que poudre, granules, ou morceaux, que l'on répand directement dans les galeries ou sur les toits ou parois des chantiers en exploitation. Dans ce cas, elle peut être amenée par le courant d'air servant à la ventilation, ou bien être insufflée séparément sous l'action d'un courant d'air comprimé, ou par toute autre méthode analogue. La composition peut également être utilisée sous la forme d'une solution ou suspension aqueuse. Dans ce cas, elle est déposée directement sur les parties à traiter par simple pulvérisation. Selon un autre mode de présentation, la composition de l'invention est constituée par une solution épaisse, un gel ou une patte, que l'on prépare comme il sera indiqué par la suite. Un mode de mise en oeuvre particulièrement recommandé du procédé de l'invention consiste alors à projeter successivement la solution épaisse, le gel ou la pâte puis une quantité supplémentaire de carbonate de potassium sous forme solide, éventuellement en mélange avec un ou plusieurs autres composés. De manière générale, la composition peut contenir outre le carbonate de potassium divers additifs destinés à améliorer son efficacité à court terme ou à long terme. Ainsi par exemple, la composition selon l'invention peut contenir un autre composé hygroscopique tel que l'urée. Elle peut également contenir du bicarbonate de potassium ou de la potasse caustique. Une composition contenant du carbonate de potassium associé à l'un ou l'autre des deux composés potassiques ci-dessus est d'un emploi particuliÈrement avantageux dans des conditions d'exploitation où la teneur en C02 est relativement élevée par rapport à la valeur normalement observée à l'air libre, par exemple dans des conditions où la teneur en C02 peut atteindre et même largement dépasser 0,6%. La composition selon l'invention peut égale-ent contenir un ou plusieurs agents tensio-actifs destinés à faciliter le mouillage rapide de la poussière et/ou à augmenter la quantité de poussières fixées. Des agents tensio-actifs convenant particulièrement bien pour cette application sont par exemple les dérivés alcoylsulfonés de poids moléculaire élevé tels que les aryl ou alcoylsulfonates d'alcools gras, le crésyl, les crésols, les tensio actifs fluorés tel que par exemple le produit commercialisé par la firme Imperial Chemical Industries sous la marque "Monflor 51". Ces composés sont utilisés en quantité relativement faible, par exemple î-s dans le cas des crésols, crésyl ou suifonates, ou 0,05-5%. dans le cas des tensio-actifs fluorés. rouir accroître l'adhérence de la composition aux toits et fronts de taille, on peut aussi introduire des réactifs épaississants. Ceux-ci ont pour effet d'augmenter la viscosité de la composition lorsque celle-ci est utilisée sous forme liquide ou bien la viscosité de la solution qui se forme lorsque a composition, initialement à l'état solide, absorbe l'humidité des chantiers d'exploittion. titre d'exemple de ces réactifs, on peut citer les alginates, les celluloses modifiées telles que les carboxy mtéthylcelluloses, les éthylcelluloses, les hydroxymethylcellulo- ses, les aridons dégradés ou modifiés, les polysaccharides tels que par exemple les gommes naturelles.Ceux-ci peuvent être utilisés en quantités allant par exemple jusqu'à 15 en poids, par rapport au poids de carbonate de potassium. Un autre groupe de composés épaississants utilisables dans ce domaine comprend notamment les dérivés acryliques et autres polymères de synthèse, les alcools polymères, le glycol et ses dérivés, le glycérol et ses dérivés. Ce groupe de composés peut être utilisé en quantité plus importante que le Frécédsnt, par exemple jusqu'a' 30C'. Une catégorie particulire d'agents épaississants est constituée par des ccrps inertes poreux tels que les argiles, par exemple du ty pe bentonite ou attapulgite. Ln effet, outre leur action comme agents épaississants, les argiles pressentent l'avantage de faciliter la fixation de la composition sur les surfaces à traiter. Les quantités d'argile à utiliser peuvent être considérablement plus élevées que pour les autres agents épaississants. Ainsi on peut employer jusqutà 2,3 et même 10 parties d'argile pour une partie de carbonate de potassium. Une autre catégorie particu lièvre d'agents épaississants est constituée p--r les sels d'aluminium ou de fer solubles dans l'eau, par exemple le sulfate d'aluminium ou le sulfate de fer. Ces sels d'aluminium ou de fer forment en effet, dans les ccnditions d'exploitation de la composition, un gel d'alumine ou d'hydroxyde de fer qui assure une consistance pâteuse particulièrement avantageuse. Dans le cas particulier des argiles, il est possible de procéder à une application séparée de l'argile, soit avant la composition contenant le carbonate de potassium soit simultanément à l'application de cette composition. Dans ce cas d'une application séparée de l'argile, un sel d'aluminium ou de fer peut être utilisé conjointement avec cette dernière, l'argile étant alors imbible au préalable d'une solution du sel d'aluminium ou de fer. Les quantités de la composition de l'invention à utiliser varient avec les conditions d'exploitation, en particulier en fonction de l'humidité relative de l'air dans les chantiers ou de la quantité de poussières présentes, et seront aisément détermines par l'homme de l'art. A titre indicatif on a pu constater 2 que des quantités inférieures à 100g par m de surface d traiter ne sont pas assez efficaces car elles ne permettent pas de fixer une quantité suffisante de poussières. Inversement des quantités 2 supérieures à 3kg par m de surface à traiter sont le plus sou- vent inutiles car on assiste au phénomène de "coulure", c'est -dire que la solution contenant le carbonate de potassium coule sur le sol sans retenir de poussières.En outre dans ce cas on peut observer une saturation en poussières par non-renouvellement de la surface à partir des couches inférieures, c'est-àdire que des quantités trop élevées de composition de 1'inventas n'apportent aucun avantage supplémentaire, sans même qu'il y ait de phénomène de coulure. Lorsque la composition de l'invention en place dans le chantier d'exploitation se sature, c'est-à-dire lorsque l'aptitude à fixer les poussières devient extrêmement faible ou nulle, on peut recharger la couche en place. Pour cette opération, le mélange préalablement formé par aggloméra Lion des poussières sur la composition de l'invention sert de support : une nouvelle projection de la composition permet alors d'effectuer cette régénération. Pour cette opération la quantité des divers additifs énumérés cidessus peut être beaucoup moins importante que dans la couche de base. Certains de ces additifs peuvent même être complètement absents dans la composition utilisée pour la régénération. Tel est le cas par exemple pour les agents épaississants car la couche de base suffit alors à assurer l'adhérence aux parois traitées. REVENDICiTIONS 1) Composition pour lutter contre les poussières caractérisé sée en ce qu'elle contient au moins loché et jusqu'à pratiquement 100 > de carbonate de potassium 2) Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme solide 3) Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'une solution ou suspension aqueuse 4) Composition selon l'une quelconque des revendications 1à 3 caractérisée en ce qu'elle contient du bicarbonate de potassium 5) Composition selon l'une quelconque des revendications i à 3 caractérisée en ce qu'elle contient de l'urée 6) Composition selon l'une quelconque des revendicasionsl à 3 caractérisée en ce qu'elle contient de la potasse caustique 7) Composition selon l'une quelconque des revendicationsl à 5 caractérisée en ce qu'elle contient un agent tensio-actif 8) Composition selon l'une quelconque des revendicationsl à 7 caractérisée en ce qu'elle contient un agent destiné à augmenter la viscosité. 9) Procédé de lutte contre les poussières caractérisé en ce qu'on utilise comme agent destiné à l'imprégnation des poussières une composition contenant au moins 10% et jusqu'à pratiquement 1006 de carbonate de potassium 10) Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'on utilise la composition à raison d'au moins 100 g/m2 11) Procédé de lutte contre les poussières caractérisé en ce qu'on utilise comme agent destiné à l'imprégnation des poussières l'une quelconque des compositions des revendications 1 à 8.