Analyse numérique de la stabilité des piliers-dalles en remblai cimenté : une vérification des modèles de Mitchell

The mining industry is facing several challenges on the technological, economic and environmental fronts. Mine backfill is one of the most suitable solution to improve ground control in underground operations and increase ore extraction rate. It also allows reducing the quantity of mine waste to dispose at the surface, therefore reducing the environmental impact. In practice, mine backfill is used in different ways. When the walls and ore bodies are of poor quality, an underhand cut-and-fill mining method is adopted. In such cases, cemented backfill sill mats must be built to replace the ore sill pillars. If the sill mat is well designed and built, working under a cemented backfill sill mat would be much safer than working under ore sills. A critical aspect is to determine the necessary strength for such cemented backfill sill mats. An overestimation of the required strength induces unnecessary additional expenses linked to the excessive use of cement, and can consequently compromise the profitability of mining operations. An underestimation of the required sill mat strength can have more serious consequences, given that a failure of these sill mats can harm, even kill the personnel working under the sill mat and also damage the equipment.

Résumé

Face aux défis économiques et environnementaux, l'industrie minière a besoin de solutions novatrices. Le remblayage des chantiers souterrains permet d'augmenter le taux de récupération du minerai et de fournir un espace de travail plus sécuritaire. Il peut permettre aussi de réduire la quantité des rejets miniers nécessaires à déposer en surface, réduisant ainsi l'impact environnemental de l'industrie minière. Quand le gisement et les épontes sont de mauvaise qualité, la méthode de minage coupe et remblai descendant est utilisée. Cela exige une construction de piliers-dalles en remblai minier cimenté. Si le pilier-dalle est bien conçu et bien construit, oeuvrer sous un pilier-dalle en remblai cimenté serait plus sécuritaire que de travailler sous la roche minéralisée de mauvaise qualité. Un aspect critique est d'évaluer la résistance nécessaire du remblai cimenté utilisé pour construire ces piliers-dalles. Une surestimation de la résistance requise entraine des dépenses inutiles liées à l'utilisation excessive du ciment et par conséquent compromet la rentabilité des opérations minières. Une sous-estimation de la résistance nécessaire des piliers-dalles peut avoir des conséquences encore plus graves et inattendues, puisqu'une rupture de ces piliers peut blesser voire tuer le personnel oeuvrant en-dessous et peut aussi endommager les équipements.