Optimisation géomécanique et économique des talus rocheux des mines à ciel ouvert

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L’accroissement de la taille des équipements miniers au cours des dernières décennies a permis l’exploitation de gisements à faible teneur auparavant considérés comme étant non rentables. Conséquemment, des fosses minières de plus en plus grandes sont exploitées, avec les défis énormes au niveau de la stabilité des pentes minières qui en découlent. La conception géomécanique doit donc être revue afin de s’adapter à cette réalité. La conception géomécanique et économique des fosses doit également s’adapter à une autre nouvelle réalité canadienne, soit l’exploitation des mines en milieux nordique et arctique, encore rare il y a quinze ans. L’objectif à long terme du programme de recherche présenté est l’optimisation géomécanique et économique de la conception des talus rocheux des mines à ciel ouvert. Les trois objectifs à court terme de ce programme de recherche sont intimement liés et seront poursuivis en concomitance. Ils sont détaillés dans les prochains paragraphes. 1. La contribution à l’élaboration d’un modèle géotechnique rigoureux pour une opération minière par une meilleure caractérisation du régime structural. Premièrement, par le développement d’une approche permettant de quantifier le niveau de confiance associé aux données structurales, et ce, aux différentes étapes d’un projet minier. Une approche qui inclut : (a) la caractérisation de l’incertitude associée aux données structurales obtenues par forages orientés; (b) la caractérisation statistique des différents paramètres structuraux aux différentes étapes d’un projet minier; (c) la quantification de l’impact sur les analyses probabilistes de la stabilité - aux différentes étapes d’un projet- des différentes caractérisations successives des propriétés structurales. Deuxièmement, par la caractérisation à distance par photogrammétrie et par l’utilisation du LiDAR terrestre : (a) des propriétés structurales des massifs rocheux et (b) des instabilités structurales observées. 2. L’optimisation de la conception des bancs miniers et des pentes inter-rampe par : (a) une meilleure représentation spatiale des données structurales dans le contexte minier; (b) le développement et l’amélioration d’outils d’analyse de la fiabilité des bancs miniers à l’échelle de la fosse; (c) la quantification de l’impact financier - sur la valeur actualisée nette (VAN) - de la stérilisation potentielle des réserves en lien avec les instabilités à l’échelle inter-rampe; (d) l’évaluation de la performance, par rétro analyses, des pentes minières pour valider l’approche développée. 3. L’avancement de l’ingénierie des systèmes de fractures pour les pentes minières par: (a) le développement d’une approche reposant sur la modélisation DFN qui permettra de mieux quantifier le risque d’occurrence et les impacts économiques des instabilités structurales directement sur le MNT de la fosse ultime obtenue à l’aide des outils de planification minière; (b) la poursuite de développement des approches de caractérisation du SRM en fonction d’un DFN plus réaliste; (c) la réalisation de rétro-analyses de ruptures complexes sur la base d’une modélisation SRM afin de mieux calibrer et optimiser cette approche numérique, et ce, notamment dans des conditions arctiques (pergélisol et talik). Au cours des cinq prochaines années, quatre spécialistes en géomécanique minière seront formés. Ils seront à même de relever les nombreux défis auxquels fait face l’industrie minière, par des approches originales et à l’aide d’une compréhension globale de la conception des ouvrages dans un environnement minier.