Développement d’une méthodologie pour le séquençage en vue d’une conception plus sécuritaire du remblayage souterrain des chantiers miniers avec du remblai cimenté en pâte

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Avec l’accroissement de l’exploitation des gisements miniers de plus en plus en profondeur, de nombreux défis techniques et scientifiques sont à relever afin d’assurer une bonne rentabilité de production minière. Parmi ces défis figurent la technologie du remblayage des chantiers souterrains avec du remblai cimenté en pâte (mélange de résidus miniers + agent liant + eau). Mais pour que cette technologie de remblayage en pâte soit viable, le remblai minier devra garantir une sécurité maximale des aires de travail. Le réel défi étant de pouvoir à la fois assurer une bonne stabilité physique des chantiers remblayés et la réduction des coûts d’opérations de remblayage. Grâce aux nombreux travaux de recherche dans ce sens au cours de la dernière décennie, il est possible de relever ce défi (optimisation des recettes de mélange de remblai). Un tout nouveau défi est en train de se dresser devant l’industrie minière, mais particulièrement les ingénieurs en ce qui concerne la gestion efficiente des séquences de remblayage avec du remblai cimenté en pâte. En effet, le remblayage peut se faire soit en continu, ou par des séquences (discontinu ou par batch). À première vue ce choix parait simple, mais en réalité il ne l’est pas. Le problème est qu’il n'existe aucune procédure conventionnelle pour les séquences de remblayage des chantiers ouverts. Certaines mines optent pour le remblayage en continue sans «bouchon» de remblai, tandis que d'autres choisissent le remblayage par batch avec un bouchon de remblai (qui est laissé un temps pour durcir). L’ingénieur en conception ne pourrait pas soudainement décider de passer du remblayage par batch au remblayage en continu sans une compréhension approfondie des caractéristiques du remblai en question. À défaut, il pourrait se développer une pression hydrostatique pouvant alors excéder la capacité de la barricade construite pour retenir le remblai à l’intérieur du chantier et qui va donc rompre et provoquer des dégâts qui pourraient être matériels et humains. Aussi, même si l’on optait pour un remblayage par batch avec un bouchon à laisser durcir préalablement, aucune procédure actuelle ne permet de déterminer adéquatement ce temps d’attente. Ainsi, le programme de recherche proposé vise donc le développement d’une méthodologie permettant de mieux maîtriser tous les aspects relier au contrôle et à la gestion efficiente des séquences de remblayage. Une telle méthodologie faciliterait la conception plus sécuritaire du remblayage souterrain des chantiers miniers avec du remblai cimenté en pâte. Pour atteindre cet objectif, le programme de recherche sera déployé sur deux projets de recherche, à savoir l’étude des mécanismes de consolidation des remblais cimentés en pâte aux faibles temps de cure et les modélisations physiques et numériques des séquences de remblayage. L’originalité de la méthodologie qui sera développée est le fait qu’elle prendra en compte les caractéristiques physiques des résidus de base (par ex. la granulométrie), la capacité du remblai à drainer ou pas une partie de son eau et cela selon le type de liant utilisé et sa proportion dans le mélange, la prédiction de la pression interstitielle prévalent en direction de la barricade, du volume de remblai et enfin de la vitesse de remblayage. Avec la méthodologie qui sera développée, il sera alors possible de mieux optimiser les cycles de minage en optant, par exemple, pour un remblayage en continu (plutôt que discontinu) si les caractéristiques du remblai cimenté en pâte le permettent. Si le cycle de minage peut être réduit, cela entraînera une productivité et une rentabilité accrues de l’exploitation minière sans compromettre l’aspect santé et sécurité au travail.