Lorsque les parois d’une mine sont escarpées, il y a moins de stériles à déplacer pour atteindre le corps minéralisé, l’empreinte géographique est plus petite et les coûts sont habituellement moins élevés. Par contre, plus les parois sont abruptes, plus elles sont susceptibles de s’effondrer, ce qui met les travailleurs en danger et peut ralentir la production.
C’était le problème auquel devaient faire face les propriétaires d’une mine de fer à ciel ouvert européenne où il y avait déjà eu un important effondrement de paroi. Dans le cadre de son étude de faisabilité visant la relance de la mine, la société minière a donc demandé à WSP de l’aider à répondre à deux questions :
- Y a-t-il d’autres endroits dans la mine où un effondrement important est probable?
- Quelle serait la pente optimale des parois de la mine?
Même si la roche dans laquelle la mine avait été aménagée était assez solide pour permettre des pentes abruptes, l’une des préoccupations tenait au fait qu’il y avait de nombreuses fractures affaiblissant la masse rocheuse dans son ensemble. Certaines des plus grandes fractures, allant jusqu’à des centaines de mètres de longueur, formaient des surfaces de rupture, et c’est là que s’était produit l’effondrement.
La force de friction dans les fractures est un facteur clé pour leur stabilité. L’étude d’échantillons de roche permet d’intégrer de l’information sur cette propriété, ainsi que d’autres propriétés importantes de la roche, dans l’analyse de stabilité des pentes.
Compréhension de la masse rocheuse grâce aux réseaux de fractures discrètes
Afin de trouver une réponse aux questions de la société minière, WSP s’est servie de son logiciel exclusif FracManMD, qui applique une méthode de réseau de fractures discrètes pour créer une image du réseau de fractures d’un massif rocheux dans un environnement 3D.
La première étape consistait à recueillir des données, de sorte que le modèle FracMan puisse reproduire le plus fidèlement possible la masse rocheuse réelle. À cette fin, il s’agissait de faire descendre de l’équipement d’analyse dans certains des trous de sondage, de faire voler un drone autour de la mine pour recueillir des données LiDAR (semblable à un radar, mais utilisant la lumière pour mesurer la distance) et de procéder à la cartographie photogrammétrique des parois de la mine.
Grâce à ces données de terrain, l’équipe de WSP a pu générer un modèle FracMan du réseau de fractures discrètes dans la roche simulant l’orientation, l’intensité et la taille des fractures susceptibles d’être présentes dans la masse rocheuse ciblée.
Modèle informatique utilisé pour appuyer les décisions opérationnelles clés
Un élément important du travail deWSP a été l’analyse des biseaux, consistant à déterminer à quels endroits les fractures se croisent dans l’espace tridimensionnel, c’est-à-dire les zones où les pressions exercées sur la roche pourraient faire ressortir une grande partie de la paroi.
Nous avons fait des essais avec de nombreuses pentes différentes pour chaque banquette (ces « escaliers » géants formant les parois de la mine) et pour la mine en général. L’une des forces de l’environnement FracMan est qu’il permet le balayage automatisé des paramètres — pour lesquels diverses valeurs peuvent être insérées — ce qui permet d’essayer plusieurs scénarios hypothétiques différents de façon automatique afin de trouver la solution optimale.
