Planification stratégique d'une mine souterraine avec teneur de coupure variable

La planification stratégique d'une mine souterraine est une activité complexe qui nécessite plusieurs étapes. Comme son nom l'indique, ce niveau de planification sert à définir la stratégie de l'entreprise durant les prochaines années. L'horizon de planification est relativement long, mais il dépend des ressources géologiques et des réserves minières. Lors de la construction de l'échéancier d'une mine souterraine, plusieurs aspects doivent être évalués tels le départ et la fin de la mine, le taux de production, l'ordonnancement des activités, la teneur de coupure, etc. Lorsque plusieurs mines peuvent débuter en même temps et qu'elles consomment les mêmes ressources humaines et matérielles, la difficulté du problème augmente. Dans ces conditions, les méthodes manuelles ne permettent pas d'obtenir de bonnes solutions rapidement. La teneur de coupure fait aussi partie des décisions stratégiques et est intimement liée à la planification. Il est donc nécessaire de l'incorporer au plan d'exploitation. Une fois de plus, la complexité augmente puisque la durée des tâches est liée à la teneur de coupure sélectionnée. La planification stratégique pour les mines à ciel ouvert est largement documentée mais, elle l'est très peu pour ce qui est des mines souterraines. Dans ce mémoire, un programme linéaire en nombres entiers (PLNE) est proposé pour résoudre un problème de planification stratégique d'une mine souterraine. Le modèle est spécifiquement développé pour Mine Raglan située dans le nord québécois. Le modèle servira d'outil d'aide à la décision aux ingénieurs de Mine Raglan. Le site possède plusieurs mines en opération et plusieurs projets miniers potentiels. Il devient difficile de déterminer quel projet débuter et quand il est propice de le faire. À l'aide du modèle, plusieurs scénarios pourront être testés. Il est à noter que le modèle est général et peut facilement être modifié pour s'adapter à d'autres mines. Ce mémoire peut se diviser en deux grands thèmes soit : l'évaluation des paramètres et le modèle mathématique. L'évaluation des paramètres est importante, car de nombreuses étapes doivent être effectuées avant de planifier une mine. Normalement, la conception doit être faite pour pouvoir définir les activités et construire un échéancier. Dans ce mémoire, la conception minière est évaluée par des courbes statistiques. Cette méthode permet, entre autres, d'obtenir rapidement une solution selon les critères de conception établis dans le passé. Lorsque la conception d'une mine est faite, les activités peuvent être ajoutées au modèle pour obtenir une meilleure estimation du profit réalisé par la mine. Une fois les paramètres évalués, le modèle permet de définir l'échéancier optimal ainsi que la meilleure teneur de coupure. La théorie actuelle sur la teneur de coupure est difficilement applicable au contexte de Mine Raglan. En effet, chaque mine de Mine Raglan possède plusieurs gisements de tonnage et teneur différents. Le choix de la teneur de coupure est donc fait par le modèle qui permet à chaque gisement d'avoir sa propre teneur de coupure.

Abstract

Strategic planning of an underground mine is a complex activity that requires several steps. This level of planning defines the strategy of the company for the next years. The planning horizon is relatively long but it depends on the resources and reserves of the mine. During the scheduling of an underground mine, several aspects must be evaluated such as the start and the end of the mine, the production rate, the cut-off grade, etc.. When several mines can begin at the same time and are using the same human and material resources, the difficulty of the problem increases. Under these conditions, it is hard to get a good solution quickly with manual methods. The cut-off grade is also a strategic decision and is closely related to planning. It is therefore necessary to incorporate this decision into the strategic plan. Once again, the complexity increases as the duration of the work is related to the content of selected cut-off grade. Strategic planning for open pit mining is well documented but the application of the operational research in underground is newer. In this paper, a mixed integer program (MIP) is proposed to solve a problem of strategic planning of an underground mine. The model is specifically developed for Raglan Mine in northern Quebec. The model will serve as a tool for decision support for the Raglan Mine's engineers. Raglan Mine has four mines in operation and several potential mining projects. It becomes difficult to determine when a project must start. Using the model, several scenarios can be tested. It should be noted that the model is general and can be easily modified to fit with other mines. This master thesis can be divided into two main themes: the parameters evaluation and mathematical model. The parameters evaluation is important because many steps must be performed before the planning. Normally, the design must be done before the planning. In this paper, the design for a new mine is evaluated by statistical curves. This method can get a solution to the design criteria established in the past. If a real design is made, the activities can be added to the model to get a better estimate of the mine profit. Once the parameters evaluated, the model is used to define the optimal schedule and the best cut-off grade. The current theory of the cut-off grade is difficult to apply in the context of Raglan Mine. In fact, each deposit at Raglan Mine has is own grade-tonnage curve. The choice of cut-off is made by the model that allows each deposit to have its own cut-off grade.