Type de document

Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2009

Langue

Français

Résumé

Lorsque la méthode de minage employée nécessite l’utilisation du remblai cimenté en pâte (RCP), il est nécessaire de concevoir un système de remblayage adéquat qui fournira la stabilité structurale requise et la garantie d’un espace sécuritaire à la fois pour les travailleurs et les équipements miniers. Dans la majorité des cas, les ingénieurs en contrôle de terrain utilisent régulièrement le modèle du bloc confiné, combiné avec un facteur de sécurité (FS) élevé, pour l’estimation de la résistance requise pour le RCP. Une fois cette résistance – qui est la résistance en compression uniaxiale (UCS) – connue, on procède ensuite à une optimisation des recettes de mélange de RCP, afin de sélectionner la meilleure pour atteindre les objectifs visés. Toutefois, il faudrait souligner que le modèle du bloc confiné souvent utilisé a été établi pour un remblai ayant un angle de frottement interne φ nul (matériau purement cohérent). Même si l’on peut raisonnablement admettre qu’à très long terme (t > 120 jours) l’angle de frottement φ d’un remblai cimenté en pâte tendrait vers zéro (fin de l’hydratation et acquisition de la cohésion c maximale), il n’en demeure pas moins que l’utilisation unique d’un tel modèle, même avec un FS élevé, témoigne bien du déficit de connaissances sur le sujet.

En effet, un design efficace d’un chantier remblayé dans une mine en opération devrait aussi prendre en considération le cours terme (7 ≤ t ≤ 28 jours) et le moyen terme (56 ≤ t ≤ 91 jours), période au cours de laquelle l’angle de frottement φ n’est pas toujours nul ou proche de zéro. Afin d’améliorer cette procédure, il est souhaitable de pouvoir disposer d’une méthodologie prenant en compte les nombreux facteurs d’influence du remblai en pâte dans le processus de design d’un système de remblayage. Pour ce faire, de nombreux essais expérimentaux (en laboratoire et in situ) ont été réalisés, afin de servir de base d’élaboration de modèles empiriques et semi-empiriques de prédiction d’une part. D’autre part, des modèles analytiques 2D et 3D d’évaluation de la répartition des contraintes horizontale et verticale (σv et σh ) dans un chantier minier remblayé ont été développés. Des simulations numériques ont permis une pré-validation de ces modèles initialement implantés dans le code FLAC-2D. Ces modèles rendent compte de l’existence et de la variation de l’effet d’arche dans les chantiers remblayés. En tenant judicieusement compte de cet effet d’arche dans le design final de la résistance requise, cela aura un impact direct sur le coût du remblayage, puisqu’une réduction substantielle de la quantité d’agent liant peut être envisagée.

Grâce à ces résultats, une méthode d’analyse de stabilité des chantiers miniers remblayés intégrant toutes les composantes du remblayage en pâte, a été proposée. Pour la première fois, il serait possible d’estimer la valeur théorique de la résistance requise (valeur volontairement conservatrice), afin de mieux guider l’atteinte des objectifs par une optimisation ciblée des recettes de mélange (gain en argent). Ensuite, le calcul des contraintes dans le chantier remblayé permettra d’estimer le degré d’effet d’arche (Ad) qui se développera dans le chantier après son remblayage et au cours du temps de cure. Ce degré d’arche se traduit directement par un coefficient de stabilité (Sc ) qui quantifie l’intégrité structurale du chantier remblayé. Il sera également possible d’évaluer la possibilité d’une rupture circulaire qui n’était pas prise en considération par le passé.

ISBN

9782896313983 (PDF)

9782896313976

Mots-clés

Mine, Mining industry, Exploitation avec remblayage, Stowing and filling, Stabilité du terrain, Soil stability, Ciment, Cement, Essai de stabilité, Stability test, Modèle mathématique, Mathematical model

Numéro de projet IRSST

0099-2930

Numéro de publication IRSST

R-622

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