Défis et innovations en exploitation minière : Mines souterraines et à ciel ouvert

L’accès à l’eau potable est un droit fondamental pour tous les êtres humains. C’est pourquoi l’industrie minière a un rôle à jouer pour optimiser l’utilisation de cette précieuse ressource et en protéger l’accès pour les générations futures. L’approche technologique de Mudwizard permet aux exploitants de mettre en œuvre un moyen simple qui a un impact positif sur l’utilisation de l’eau. Au cœur de cette technologie, des polymères biologiques et non toxiques conçus pour ne pas nuire aux environnements sensibles et une approche compréhensive et collaborative.

Dans cette présentation, nous discuterons des aspects économiques et techniques de la solution Mudwizard dans la perspective que celle-ci représente un moyen pour les entreprises de fournir des avantages intangibles, durables et responsables aux communautés où elles travaillent par une meilleure gestion de la ressource.

Aujourd’hui, la plupart des mines au Canada utilisent la méthode de minage par « chambres remblayées et longs trous » caractérisée par de grandes ouvertures, ce qui entraîne des bris sous-profils et hors-profils importants.

Le projet SmartDil utilise l’intelligence artificielle pour améliorer les prédictions des bris sous-profils et hors-profils dans les chantiers d’abattage. Il s’agit d’un outil d’aide aux ingénieurs miniers dans la prise de décisions qui propose des simulations intégrant diverses variations des paramètres concrets (p. ex. le patron de forage et sautage, la méthode de câblage, etc.) afin de contrôler la dilution minière.

À la suite d’un premier projet pilote au Canada, malgré les énormes défis techniques et organisationnels, nous avons obtenu des résultats encourageants :

- une estimation de la dilution avec une marge d’erreur de ±6 % en moyenne lorsque les données sont complètes;

- une diminution de 5 % de la dilution pour une mine montrant déjà une dilution de 25 %. Cette performance est réalisable dès la première année lorsque la totalité des recommandations est appliquée.

L’intelligence artificielle a déjà démontré son potentiel dans l’automatisation de l’industrie minière, mais SmartDil confirme de façon concrète les bénéfices importants qui peuvent être tirés de l’analyse des données minières!

Afin d’optimiser un projet minier, l’aspect de la mécanique des roches est particulièrement important, mais souvent négligé. Par exemple, la mécanique des roches exerce une influence directe sur le dimensionnement des chantiers, la dilution et la récupération du minerai. Elle a également un impact sur la conception des excavations et leur position ainsi que sur la séquence de minage et la performance des équipements.

Afin d’obtenir des résultats de qualité et d’optimiser les performances des projets miniers, il est nécessaire d’avoir une bonne compréhension du massif rocheux et des divers mécanismes qui influence son comportement. Le contexte hydrogéologique du site est un autre paramètre important à considérer. Pour ce faire, une collecte de données géomécaniques de qualité est requise lesquelles seront combinées, si possible, à l’expérience acquise lors de l’exploitation de la mine.

Ces données doivent ensuite être compilées avec minutie pour créer des modèles qui permettront de représenter et d’identifier les principaux mécanismes responsables. Combinées à un modèle lithostructural, ces informations constitueront des intrants importants dans toutes analyses géomécaniques. D’autre part, les informations acquises sur un site en activité représentent des données de grande importance qui peuvent servir à créer et à valider les modèles prédictifs.

Le processus de collecte et d’interprétation des données et leur utilisation appropriée pour optimiser les projets miniers seront résumés et démontrés à l’aide de trois exemples concrets. Nous traiterons ainsi de la création du modèle lithostructural, de l’optimisation du dimensionnement des chantiers et de l’optimisation du support de terrain.

Le dénoyage des mines constitue un défi pour certains producteurs miniers. Les méthodes traditionnelles utilisées pour caractériser l’hydrogéologie et planifier le dénoyage sont souvent inadéquates ou mal adaptées au milieu rocheux fracturé. Hydro-Ressources a développé et breveté à l’international une approche qui permet de mesurer l’écoulement ambiant à l’aide d’un traceur artificiel. Il est ainsi possible de localiser les failles ou autres discontinuités de la roche dans lesquelles l’eau souterraine s’écoule de manière préférentielle. Depuis une décennie, des centaines de ces essais de traçage ont été effectués dans diverses mines à travers le monde. L’exemple de la mine de Los Gatos sera brièvement présenté dans le cadre de cette conférence. Dans ce cas précis, les mesures de dilution dans une quinzaine de forages ont permis de définir un modèle hydrostructural et ainsi positionner deux puits de captage souterrains qui produisent plus de 26 000 l/min en continu.

Les systèmes de soutènement sont essentiels pour garantir un environnement sécuritaire aux travailleurs des mines en maintenant, retenant et renforçant les masses rocheuses. Les systèmes typiques de soutènement comprennent les boulons d’ancrage, les plaques de boulons d’ancrage, les treillis métalliques, les revêtements de soutien structurel et le béton projeté. Afin d’optimiser la densité d’implantation des boulons d’ancrage et le facteur de sécurité, les propriétés physiques et le comportement mécanique de ces systèmes doivent être déterminés avec précision pour une variété de scénarios. Des essais en laboratoire sont nécessaires dans des conditions de charge statique et dynamique pour caractériser l’efficacité du soutien. Avec l’approfondissement des exploitations minières, la demande s’intensifie pour la conception de nouvelles technologies de soutènement visant à contrer les charges toujours plus importantes rencontrées à ces profondeurs. Cet effort continu comprend notamment la conception de nouvelles méthodes d’essai en laboratoire et l’adaptation de méthodes existantes afin de simuler les conditions de plus en plus exigeantes imposées aux systèmes de soutènement.

Le laboratoire de contrôle de terrain CanmetMINES est un établissement de pointe situé à Ottawa, en Ontario, qui se spécialise dans les essais de soutènement uniques et fondamentaux pour les sociétés minières, les fournisseurs de soutènement, les entrepreneurs et les instituts de recherche. Cette présentation donnera un aperçu des services que le laboratoire de contrôle de terrain CanmetMINES offre à l’industrie, des projets de recherche et de développement récents et en cours, certaines adaptations et améliorations du laboratoire ainsi que des projets à venir.