Numerical Seismic Assessment of a Deep and Narrow Tabular Mine

Les mines tabulaires étroites en roche dure révèlent souvent le potentiel de génération de la sismicité induite par le minage en profondeur. Les ruptures de roche fortement déformées et les glissements de failles produisent ces réponses déséquilibrées. Une fois initiées, les opérations souterraines sont soumises à des événements sismiques quotidiens, qui peuvent conduire à de violentes éjections de roches aux abords des excavations. Ce phénomène de sous-ensemble se classifie comme coup de terrain. Pendant plusieurs décennies, des recherches approfondies ont jailli des mines les plus profondes du monde pour soulager les opérations de ce fardeau néfaste. Malheureusement, les mines en Australie, Canada, Chili, Chine, Suède, Afrique du Sud et aux États-Unis continuent de signaler des pertes et de lourdes compensations économiques. Au fur et à mesure que les gisements de minerai proches de la surface s'éteignent, les mines souterraines entament leurs lourdes descentes dans la masse rocheuse avec des contraintes in-situ gonflantes. Pour gérer efficacement le risque sismique, les mines modernes exploitent des systèmes de surveillance sismique locaux, capturant la réponse sismique par rapport à l'exploitation minière. En analysant ces modèles sismiques, le mécanisme de la source sismique peut être extrait, ce qui conduit à une meilleure conception technique. Cette thèse analyse le catalogue sismique, en portant une attention particulière aux événements notables supérieurs à +0,5 Mw, enregistrés depuis le début de l'exploitation du gisement Gold Hunter à la mine Lucky Friday. Les principaux paramètres sismologiques (magnitude, temps, localisation) ont été liés aux paramètres opérationnels (aménagement de la mine, séquence, tonnage) pour deux périodes minières initiales entre 1997–2016. Le mécanisme de source primaire du Gold Hunter indique un comportement de glissement de faille. Plus tard, les concepts du Energy Release Rate (ERR) et le Excess Shear Stress (ESS) ont été utilisés pour évaluer plus en détail le mécanisme de la source sismique. Le ERR a permis de complémenter le tableau de conception sismique empirique, indiquant que la réponse sismique globale du Gold Hunter est comparable à celle observée dans les mines tabulaires profondes d’Afrique du Sud. L'ESS a permis de développer une masse rocheuse synthétique pour confirmer davantage l'environnement de glissement de faille, en utilisant le catalogue sismique pour contraindre les propriétés de friction des structures. Enfin, deux périodes de minage subséquentes ont été validées entre 2017–2021. Il a été observé que ces périodes produisaient une réponse sismique différente (inférieure) à une plus grande profondeur d'exploitation. Des analyses de détails ont indiqué que les conditions d'exploitation ultérieures ont suffisamment changé, ce qui a eu un impact sur la réponse sismique à la mine. Ces facteurs se relient au taux d'extraction et à un changement important dans la méthode d'extraction, passant d'une coupe-et-remblai à une nouvelle technique intitulée Underhand Closed Bench. Alors que la mine entre dans sa descente pour atteindre sa profondeur d'exploitation ultime à 2,9 km, ces méthodes de planification développées permettront à l'ingénierie de fournir des prévisions supplémentaires sur les risques sismiques.