Techniques avancées d’AMC pour la gestion géotechnique, et donc une meilleure exploitation minière

Mike Sandy, ingénieur géotechnique principal chez AMC, rapporte que son entreprise «continue d’améliorer ses capacités en matière de modélisation numérique et de surveillance sismique. Les développements récents incluent des mises à niveau significatives du matériel et des logiciels de modélisation numérique pour permettre l’analyse de très gros problèmes dans des délais pratiques, avec des avantages substantiels pour les clients.«AMC possède une expérience considérable dans la modélisation utilisant tous les principaux codes d’analyse des contraintes, notamment Abaqus, FLAC3D, 3DEC et MAP3D. Avoir accès et avoir l’expérience d’une large gamme de logiciels nous permet d’utiliser le modèle le plus adapté aux exigences du client. Avec un intérêt croissant pour l’utilisation de la modélisation avancée dans les études minières et pour aider à la prise de décision dans les opérations établies, AMC a construit une solide équipe de modélisation qui comprend certains des plus grands experts internationaux dans ce domaine. Des améliorations ont également été apportées à certains des logiciels de géomécanique internes développés par l’un de nos principaux ingénieurs géotechniques, William Gibson, notamment MFLOW, RFall3D et FracRock.

«MFLOW est un modèle de flux de particules stochastique et est utilisé dans les projets de spéléologie pour évaluer la dilution et optimiser la séquence de tirage pour une meilleure récupération du minerai. Dans un exemple récent de spéléologie de sous-niveau, la récupération du métal a été améliorée de 6% par rapport au cas de base grâce à un étirage optimisé.

«RFall3D est utilisé pour effectuer une analyse déterministe et probabiliste des chutes de pierres des pentes et peut être utilisé pour évaluer l’efficacité des talus et des clôtures de capture. Comme son nom l’indique, l’analyse est entièrement tridimensionnelle et peut inclure des barrières de capture de différentes hauteurs. Différents coefficients de restitution peuvent être incorporés pour simuler les effets de différents types de matériaux sur les trajectoires des chutes de pierres. Cela comprend des «lits souples» délibérément placés, qui sont l’une des options pour arrêter les chutes de pierres. 

«FracRock est un programme de génération de réseaux de fractures discrets (DFN) dans un modèle de masse rocheuse. En utilisant des données de caractérisation de masse rocheuse standard, FracRock peut générer un modèle de masse rocheuse dans lequel les joints sont représentés sous forme d’ellipses. Ce type de modèle est utilisé pour reproduire la structure articulée d’une masse rocheuse qui peut ensuite être utilisée comme entrée dans des programmes comme 3DEC. 

«La demande de modélisation géotechnique avancée a considérablement augmenté ces dernières années, en partie en raison de la prise de conscience croissante de la nécessité de représenter le comportement de« rendement »dans certaines situations minières, mais aussi à mesure que le coût et la facilité de développement et d’exploitation de modèles numériques très complexes s’améliorent.

«Dans les situations où de grandes quantités de rendement sont attendues, comme dans la spéléologie ou l’affaissement au cours d’une exploitation minière à longue paroi, ou lorsque les contraintes de pilier ou de culée se rapprochent de la résistance de la masse rocheuse, il est nécessaire de représenter ce comportement dans le modèle.

«Dans les environnements à haut rendement, le développement de dommages aux masses rocheuses autour des excavations est généralement d’un intérêt majeur car il est étroitement lié aux besoins de support, à la dilution et, dans certains cas, aux risques sismiques. Une modélisation précise des conditions proches du développement nécessite l’utilisation de «mailles» suffisamment fines. Cela peut à son tour se traduire par un très grand nombre d’éléments, en particulier pour les opérations minières extensives.

«Pour fournir un service rentable et permettre à de grands modèles d’être exécutés dans des délais pratiques, AMC a récemment mis à niveau son matériel informatique géotechnique dédié. Ceci, associé aux améliorations du logiciel, permet de construire des modèles très volumineux et détaillés dans des délais acceptables.

«Certains problèmes nécessitent une approche hybride, utilisant les meilleures fonctionnalités de plusieurs packages de modélisation différents pour obtenir le résultat le plus rentable pour le projet. Dans d’autres cas, les résultats des analyses utilisant un seul progiciel sont utilisés comme données d’entrée pour les analyses ultérieures. Dans un exemple récent, Abaqus a été utilisé pour étudier et quantifier le développement des dommages de masse rocheuse associés au «front» minier en retrait dans une opération de spéléologie de sous-niveau. Ces informations ont ensuite été utilisées comme entrée pour une étude d’optimisation de tirage à l’aide de MFLOW.

Gérer la sismicité des mines

« AMC fournit une gamme de services de gestion sismique à l’industrie minière depuis plus de dix ans. Ce service s’articule autour de deux domaines principaux: l’assistance aux clients dans l’acquisition de données, y compris la location et l’installation de systèmes portables de surveillance sismique et l’analyse sismique. L’analyse est parfois combinée à des études de modélisation numérique pour étudier le lien entre les changements de contraintes liés à l’exploitation minière et la sismicité. Cela peut à son tour être utilisé pour évaluer l’aléa sismique associé aux futurs plans d’exploitation minière.

«Des séquences minières alternatives sont parfois capables de réduire considérablement les risques sismiques. Ces alternatives peuvent être étudiées à l’aide de modèles numériques correctement calibrés. Les zones qui nécessiteront un soutien amélioré ou d’autres options de gestion des risques sismiques peuvent également être identifiées.

«L’épine dorsale de l’activité de location de surveillance sismique d’AMC a été le système sismique portable autonome« QS »d’ISS Pacific. Ces unités sont robustes, polyvalentes et faciles à installer. Un réseau typique de six géophones et un boîtier central d’acquisition de données QS peuvent être installés en deux à trois jours. La couverture fournie est généralement adéquate pour des opérations plus petites ou pour des investigations spécifiques telles que la réponse sismique à la récupération d’un pilier de couronne.

«AMC met actuellement à niveau son matériel sismique vers les nouveaux boîtiers« GS », suite à leur récente publication par ISS Pacific. En plus d’être un élément plus robuste, le logiciel GS box utilise une plate-forme Windows. Les avantages de ceci incluent:

  • Programmation plus facile lorsque le réseau sismique est déplacé.
  • Transfert de données simple grâce à l’utilisation d’une clé USB.
  • La possibilité de connecter deux boîtes GS ou plus, si une couverture sismique accrue est requise.

AMC fournit actuellement un service de surveillance de routine et d’analyse sismique à quatre mines en Australie avec deux projets supplémentaires susceptibles de voir le jour dans les prochains mois. Des analyses des risques sismiques ont été menées dans un certain nombre d’autres mines ces dernières années, y compris plusieurs projets sismiques «confrontés à des problèmes».