Conclusion :

La première étape du processus d’exploitation des chantiers d’abattage est la phase de conception qui requiert diverses données et peut être effectuée par des méthodes empiriques, analytiques ou numériques. Spécifiquement, dans la méthode d’exploitation par chambre vide, la méthode empirique de l’abaque de stabilité est couramment utilisée. Elle est fréquemment combinée à la modélisation numérique pour dimensionner les chantiers d’abattage. Les méthodes numériques sont variées et permettent de résoudre divers problèmes dans l’industrie minière. Mais, pour obtenir des résultats fiables tout en minimisant les incertitudes, le matériel adéquat doit être choisi et des données précises doivent être utilisées. Ainsi, pour modéliser une séquence d’extraction, un modèle 2D est moins utile qu’un modèle 3D, lequel permet de mieux cerner les aspects qualitatifs et quantitatifs.

La méthode empirique a permis de dimensionner les chantiers transversaux et longitudinaux de la Zone 310-400. Et, à ce titre, les chantiers transversaux de dimension 15 m x 30 m x 26 m ont été jugés plus stables que les chantiers longitudinaux ayant 25 m x 30 m x 14 m de dimension. Pour planifier l’exploitation des chantiers ainsi dimensionnés, la détermination du temps des activités requises a révélé d’importants écarts de temps, d’un chantier à un autre.

La non-prise en compte de ces écarts peut induire d’importants problèmes, voire l’échec des plans miniers. Pour minimiser cela, les plans d’extraction doivent aussi être flexibles.

Par exemple, les séquences d’extraction qui combinent les chantiers primaires et secondaires, ayant des directions d’exploitation variables, offrent plus de flexibilité et de productivité même si quelques insuffisances existent. C’est le cas de la séquence d’extraction pyramidale, proposée pour exploiter la Zone 310-400. Cette séquence qui offre deux directions d’abattage convergentes, est rentable du point de vue économique, mais favorise une accumulation de contrainte dans certains chantiers et la relaxation dans d’autres. Ces phénomènes, s’ils ne sont pas bien gérés, peuvent affecter la rentabilité minière malgré la réduction considérable des travaux préparatoires au stérile.

Dans le cas précis de la Zone 310-400, pour mitiger les effets indésirables qui pourraient en résulter, le remblayage ainsi que le soutènement doivent être adaptés. Les techniques de sautage doivent aussi être minutieuses, pour permettre une extraction optimale du minerai des chantiers d’abattage.

Conclusions générales Introduction

Les chapitres précédents ont permis de contextualiser ce projet d’optimisation de la séquence d’extraction et de présenter les moyens et méthodes choisis pour le mener à bien. Pour sa part, cette partie va clore l’étude réalisée ainsi que le présent mémoire, en résumant les travaux effectués et en discutant brièvement les résultats obtenus, au regard de la problématique et des hypothèses avancées. Elle va aussi, succinctement, dégager les limites de l’étude. Cela est indispensable pour les perspectives d’amélioration et/ou de continuation de ce qui a été fait.

Les différents travaux réalisés

Dès l’entame de cette étude, une revue de la littérature a permis de définir la place et le rôle de la séquence d’extraction dans le processus de la planification minière. Il est ainsi ressorti que différentes séquences d’extraction existent et sont essentielles dans la planification de l’exploitation, notamment la gestion des aspects sécuritaires et économiques. Cela, combiné à la nature évolutive des facteurs endogènes et exogènes, exige l’actualisation permanente des séquences, pour optimiser l’exploitation des réserves minérales, et maximiser les profits miniers. Par ailleurs, les séquences d’extraction ascendantes ayant une configuration pyramidale, ont été jugées adéquates pour la bonne gestion des contraintes induites et le maintien de la stabilité dans les chantiers d’abattage.

Par la suite, la collecte des données du modèle de blocs, ainsi que les paramètres techniques de planification et d’exploitation, associés aux paramètres économiques requis, ont permis d’inventorier les ressources et réserves minérales de la Zone d’étude 310-400. A ce titre, seules des ressources minérales présumées et indiquées ont été identifiées. Les ressources minérales indiquées, soit plus de 90% des ressources minérales, ont été converties en réserves minérales probables, au moyen des facteurs de conversion et d’une méthodologie modifiée qui sert à estimer la réserve minérale. De cette étape, il est ressorti que la zone d’étude dispose de 1 371 493 tonnes de réserves minérales probables titrant 11, 66% Zn, soit 150 864 tonnes de Zinc métal.

En outre, sur la base des données de mécanique des roches et des méthodes empiriques associant des abaques, les chantiers transversaux et longitudinaux à exploiter ont été dimensionnés. A l’issue de cet exercice, deux zones de stabilité ont été identifiées, à savoir la zone stable pour les chantiers transversaux et la zone de transition sans support pour les chantiers longitudinaux.

La définition de ces domaines de stabilité a été effectuée en analysant la stabilité de l’éponte supérieure et celle du toit des chantiers d’abattage.

De même, le temps requis pour chaque activité du cycle d’exploitation des chantiers pris individuellement, a été estimé sur la base des données opérationnelles et de performance réelle des équipements de la mine. La somme de ces temps a donné, pour chaque chantier, son temps total d’exploitation et cela a servi dans l’élaboration de la séquence.

Enfin, à partir d’une approche de minage suggérant deux directions d’abattage dans la zone des chantiers longitudinaux, diverses considérations technico-économiques et sécuritaires ont permis de bâtir une séquence d’extraction pyramidale ascendante pour la Zone 310-400. Les aspects économiques, ainsi que la trajectoire des contraintes dans les axes des extensions latérales et verticales du gisement, ont été évaluées avec la VAP et un modèle numérique 2D, réalisé en utilisant le logiciel Phase 2. Cette analyse a révélé une VAP d’opération de près de 12,5 millions de dollars sur 1,3 an et des zones d’accumulation et de relaxation des contraintes de terrain propres à cette séquence d’extraction.

Discussion des résultats

Cette étude a été menée dans l’optique de doter la Zone 310-400 d’une séquence d’extraction conforme aux caractéristiques du gisement (faible teneur et variation de puissance) et à la nouvelle stratégie d’exploitation ascendante voulue pour la mine. Cette stratégie fait suite à certaines contraintes ou difficultés énumérées dans la partie introductive de ce mémoire. Par conséquent, la discussion des résultats va considérer ces contraintes et la problématique suscitée.

Les ressources et les réserves minérales de la Zone 310-400

Dans la Zone 310-400, des ressources mesurées sont inexistantes et les ressources présumées y sont assez faibles (130 663 tonnes @ 10,74%) pour soutenir conséquemment, le renouvellement des ressources et des réserves minérales. L’entame de l’exploitation des chantiers économiques va engendrer l’épuisement des réserves probables. Par conséquent, d’intenses travaux de forage d’extension sont requis, pour mieux définir le gisement en profondeur. Pour ce faire, un budget conséquent est indispensable pour accélérer ces travaux d’extension, qui doivent assurer la continuité des opérations. La teneur ayant aussi baissée comparativement à la partie supérieure du gisement, la

teneur du tout-venant va donc chuter, et cela pourrait engendrer des écarts importants avec les exigences de l’usine de traitement.

Le volume des travaux préparatoires et le coût unitaire d’opération

Le plan typique de niveau conçu dans le cadre de cette étude, se veut flexible et pratique car, il réduit le volume des travaux préparatoires au stérile. Ce plan est étroitement lié aux exigences de l’application des chantiers transversaux (un accès pour chaque chantier) et, à l’approche de minage suggérée, pour rendre flexible et productif l’extraction des chantiers longitudinaux primaires.

En effet, avec cette approche, la galerie au stérile n’est pas excavée sur toute l’extension du gisement. Elle se limite au centre des chantiers longitudinaux. En plus, un seul travers banc est requis pour tous les chantiers longitudinaux alors que dans les parties supérieures, tous les chantiers disposaient d’un travers-banc d’accès. En considérant donc la suppression des travers bancs non requis, une réduction de 100 m de développement au stérile est obtenue dans chaque niveau, soit 500 m en tout dans la Zone 310-400. La réduction du développement au minerai est faible, c’est-à-dire 28 m dans toute la Zone. Ces réductions correspondent à l’économie de 912 000 $ pour le stérile, contre 53 760 $ pour le minerai, soit un total de 965 760 $. Toutefois, en réduisant de 28 m le développement dans le minerai, les galeries ayant 25 m2 _{de section et la densité du minerai étant de 3,8 tonnes/m}3_{, le tonnage}

du minerai des travaux préparatoires baisse de 2 375 tonnes.

Malgré tout, globalement, la réduction des coûts des travaux préparatoires va tenir à la baisse, le coût unitaire moyen d’opération dans la zone. En considérant la structure des coûts de la mine, ce dernier a été estimé à 92,88 $/t, c’est-à-dire ≈ 93 $/t de TV extrait et traité. Dans les parties supérieures, le coût unitaire atteignait 101 $/t de TV.

La productivité et le niveau de sécurité de la séquence

Les 18 étapes majeures de la séquence établie permettent de produire en moyenne, 61 182 tonnes par mois contre 60 000 tonnes attendues, pour une production journalière fixée à 2 000 tonnes. Cette productivité est rendue possible par la combinaison des chantiers transversaux et longitudinaux avec préférentiellement, deux directions d’abattage en chantiers longitudinaux. Et, cela est en accord avec la première hypothèse.

Mais, l’écart positif entre le réalisable et le requis est très faible, de sorte qu’une moindre perturbation dans le cycle des opérations va jouer sur la productivité estimée. Cette dernière va donc fluctuer tout au long de la séquence. Toutefois, la possibilité d’exécuter simultanément certaines tâches telles que le forage et le soutirage dans les niveaux d’exploitation, réduira le temps de cycle des chantiers. Quant à la dilution opérationnelle, il n’est pas aussi exclu qu’elle augmente. Dans ce cas, cela entraînera une baisse des teneurs déjà faibles, par rapport à la partie supérieure du gisement.

Quant au niveau de sécurité offert par la séquence de la Zone 310-400, il est acceptable d’un point de vue globale. Les zones de relaxation ont une influence beaucoup plus importante à l’échelle de la séquence, tandis que l’étape 10 enregistre la plus importante concentration des contraintes au niveau 400, dans le chantier longitudinal secondaire.

Cependant, les considérations suivantes sont capitales pour le bon déroulement des opérations d’extraction dans la zone d’étude et dans les niveaux plus profonds.

D’abord, les chantiers longitudinaux centraux, lesquels abritent l’accès aux autres chantiers, sont le siège de concentrations des contraintes. Pour cela, les techniques d’abattage souples doivent être privilégiées dans ces zones. Il s’agit d’y minimiser les sautages en masse car ces derniers créent une importante séismicité, qui pourrait accélérer la détérioration de la stabilité de ces chantiers-piliers sous contrainte. Ensuite, l’approche de minage avec deux directions en rabattant vers un chantier central a été suggérée, pour exploiter une zone dont la profondeur est relativement faible (400 m maximum), et disposant d’un massif rocheux compétent. Les contraintes à cette faible profondeur sont donc forcément inférieures à celles d’une zone située à 1000 m ou plus. Pour cela, la compétence du massif rocheux et la profondeur sont déterminantes. Enfin, avec l’accumulation et la relaxation des contraintes, la qualité du remblai rocheux cimenté doit être un acquis. Cette qualité va dépendre de la fabrication, du transport et de la mise en place dans les vides. En effet, particulièrement avec la relaxation des contraintes, les ruptures par tension du remblai vont causer de la dilution. L’accumulation des contraintes va affecter la stabilité de certains chantiers. Pour cela, cette dernière doit être renforcée par un soutènement adéquatement choisi et dimensionné. C’est pourquoi, le toit ainsi que les épontes des chantiers-piliers doivent être câblés, après évaluation des paramètres de qualité des câbles, leurs coûts et leur disponibilité, sans oublier la flexibilité de leur mise en place, pour minimiser les délais.

Les limites de l’étude

La limite majeure de cette étude est l’usage d’un modèle 2D pour simuler la trajectoire des contraintes induites autour des chantiers. Ne disposant pas d’un logiciel de modélisation 3D, l’axe des épontes a été ignoré au profit des extensions latérale et verticale de la zone d’étude. Avec ces axes, toutes les étapes de la séquence sont visualisées en gardant les chantiers dans leur position respective. Cela permet de ressortir la trajectoire des contraintes à la limite de tous les chantiers et au-dessus d’eux. L’inconvénient majeur qui en découle est une incertitude sur les valeurs de la contrainte majeure mise en évidence. En effet, un modèle en 3D aurait permis de mieux visualiser la séquence et de mener des analyses qualitatives et quantitatives plus poussées. Plusieurs scénarios auraient également pu être simulés, pour retenir la meilleure séquence de minage des chantiers. De même, le plan longitudinal vertical utilisé ne tient pas compte du pendage du gisement. Cela contribue à accroître les incertitudes d’évaluations. Cependant, avec un modèle 3D, il aurait par exemple été possible d’évaluer, avec le minimum d’incertitude possible, la redistribution des contraintes à partir du facteur de concentration des contraintes. Les logiciels Flac 3D ou Examine 3D, peuvent bien servir dans ce sens et cela est fortement recommandé, pour mieux évaluer les contraintes induites. En outre, le manque de données spécifiques à la mine de Perkoa sur l’orientation des contraintes initiales, est aussi un facteur limitant de cette étude. Des analyses paramétriques, avec des variations pour la valeur et l’orientation des contraintes, suivies d’analyses auraient été très utiles, et les résultats pourraient être différents. Pour pallier cette insuffisance, une marge d’erreur de l’ordre de ±15% sera appliquée aux résultats de l’étude, dans le cadre de leur prise en compte dans les opérations minières à Perkoa.

Enfin, en guise de perspective, l’impact de la profondeur sur l’approche de minage peut être évalué en fonction de la stabilité des chantiers-piliers et des contraintes de ventilation.

Conclusion

L’élaboration de la séquence d’extraction de la Zone 310-400 a nécessité une diversité de données ainsi que la combinaison des méthodes empiriques et numériques. Au terme de cette étude, la séquence pyramidale ascendante, avec des chantiers transversaux et longitudinaux primaires- secondaires, est applicable dans cette portion du gisement de Perkoa. Si l’aspect productivité est incontestable, il demeure que l’approche de minage induira une accumulation des contraintes dans les chantiers longitudinaux secondaires ou chantiers-piliers. La VAP d’opération évaluée pourrait fortement diminuer si les alternatives en termes de soutènements additionnels sont onéreuses, bien

que les travaux préparatoires soient réduits. La sécurité étant un enjeu majeur dans les opérations d’extraction, une investigation plus profonde est recommandée pour mieux cerner la problématique de la redistribution des contraintes dans la zone d’étude.

Au-delà de la Zone 310-400, de futurs travaux seront nécessaires pour évaluer l’approche de minage des chantiers longitudinaux en fonction de la profondeur d’exploitation. Dans ce cas, un modèle de simulation numérique 3D sera impératif et, les contraintes de ventilation devront être intégrées dans le cadre de ces futurs travaux.

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