Apport des Simulations Numériques et des Méthodes Empiriques à la Conception des Gisements Filoniens à Faible Pendage Encaissés dans des Roches de « Mauvaise Qualité » (Pélites)

Abstract

Dans l’industrie minière, la réussite de l'exploitation d’une mine souterraine, est liée au choix de la méthode d’exploitation appropriée et d’une conception et dimensionnement d’un mode de soutènement adaptés à la nature de la roche et aux géométries d'excavation minière selon le type et la nature du gisement. Le premier objectif de cette thèse vise à étudier le design et la conception minière pour les gisements à faible pendage encaissés dans des roches de mauvaise qualité comme des pélites, en utilisant l’approche « mining method selection » et des méthodes de conception minière empiriques et numériques. Après l’estimation des caractéristiques géologiques et géotechniques pour ce type de gisement, nous avons utilisé l’outil UBC pour déterminer la méthode d’exploitation optimale, ensuite nous avons appliqué les méthodes empiriques comme Rock mass rating (RMR) et Q-system (Q) pour déterminer la conception optimale de la chambre d’exploitation et le soutènement recommandé, suivi d’une série de modélisations numériques par le logiciel RS2 avec une variété de conditions géotechniques, géométriques et techniques pour analyser l’évolution de la largeur de la zone instable et le déplacement total maximal autour de l’ouverture après l’excavation. Les résultats montrent que la méthode d’exploitation des tranches remblayées ou coupe et remblai « cut and fill » est la meilleure méthode qui pourrait être largement appliquée pour ce type de gisement, ensuite l’analyse empirique préconise un support de terrain sous forme de boulonnage systématique et à la fin l’analyse numérique révèle que le chantier montre plus de stabilité lorsqu’en utilisant le remblai cimenté et en appliquant une géométrie à fort pendage et à faible hauteur. La projection stéréographique est un moyen efficace qui permet de déterminer et de synthétiser rapidement les données géométriques (pendage, nombre de famille de discontinuité, direction, etc.) des discontinuités cartographiées lors d’une étude géologique ou géotechnique. Le deuxième objectif de cette thèse vise à élaborer une feuille Excel nommée Géo-Excel qui permet de concevoir des rosaces directionnelles et des canevas stéréographiques afin de visualiser rapidement les caractéristiques géométriques de chaque famille de discontinuité sans logiciel ou code de programmation. Pour vérifier la validité et l’applicabilité pratique de cette feuille, des tests de comparaison avec d’autres programmes de projection stéréographique ont été effectués. Géo-Excel est capable de faire une analyse statistique sous forme d’un Tableau qui présente pour chaque famille : le nombre de structures qui appartient à cette famille, la direction moyenne, le pendage moyen et le sens du pendage, tout en utilisant juste la direction le pendage et l’indice indiquant le sens du pendage.