1- INTRODUCTION
L’exploitation d’une mine à ciel ouvert ou d’une carrière constitue une opération à long terme qui vise ultimement à optimiser la valeur présente nette (VPN) d’un projet. Tout au long de cette opération, les critères de santé et sécurité au travail devront être respectés. Également, les conditions de restauration doivent être atteintes lors de la restauration du site à la fin des opérations.
La planification minière est un outil permettant l’atteinte des objectifs de rentabilité, tout en rencontrant les contraintes de santé et sécurité au travail, ainsi que les conditions de restauration.
2- GÉOMÉTRIE D’UN BORD DE FOSSE
2.1 TERMINOLOGIE DE BORD DE FOSSE
La figure 1 identifie la terminologie généralement utilisée pour les bords de fosses d’une mine à ciel ouvert ou d’une carrière.
Figure 1 : Terminologie de bord de fosse
2.2 TYPES DE BORDS DE FOSSES
Au cours de la vie d’une fosse à ciel ouvert ou d’une carrière, on distingue deux types de bords de fosses, l’un définitif et l’autre temporaire.
2.2.1 Bord de fosse définitif
Il s’agit du bord de la fosse ultime. Il définit les limites économiquement exploitables d’un gisement. Son enveloppe est déterminée lors du processus d’optimisation de la fosse. Ce processus est basé sur les paramètres techniques (géotechnique, taille des engins, géométrie de la minéralisation, etc.) et économiques (prix des commodités, investissements, coûts d’opération, etc.). L’enveloppe de fosse résultante doit répondre aux critères de rentabilité, de sécurité et de conditions de restauration.
2.2.2 Bords de fosse temporaires
Il s’agit d’un bord de fosse dynamique, encore en progression vers sa position finale qui est le bord de fosse définitif. Son enveloppe est définie lors de la planification minière. La position temporelle des limites de l’excavation est basée sur des critères économiques et vise l’optimisation de la VPN du projet. Bien que l’exploitant puisse le configurer à sa guise, il doit cependant respecter les critères de sécurité et de restauration.
Critères de sécurité : toute fosse ou carrière doit assurer, en tout temps, la sécurité des personnes et des équipements. La géométrie des murs en cours d’exploitation est régie, au Québec, par l’Article 41 du Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines. Cet Article traite, entre autres, de la compétence de la roche, des techniques de forage et de sautage, etc.
Critères de restauration : Tout exploitant doit respecter la configuration de restauration. La géométrie finale des murs de l’excavation est régie, au Québec, par l’Article 39 du Règlement sur les carrières et sablières. Cet Article traite, entre autres, de la hauteur des bancs, de la largeur et de la fréquence des bermes, etc.
3- PLANIFICATION MINIÈRE
3.1 ROLE DE LA PLANIFICATION MINIERE
La planification minière sert à établir les séquences d’exploitation dans le temps, en termes de hauteurs des bancs, de largeur et de fréquence des bermes, de retraits (push-back), etc. d’un gisement. L’exploitant, dans l’optique de maximiser la VPN (mouvement des stériles, objectifs de vente, contrôle des teneurs, etc.), a tout le loisir de configurer ses opérations, pourvu qu’il respecte les conditions des Articles 41 (en tout temps) et 39 (lors de l’atteinte du bord de fosse définitif).
La planification minière permettra cet arrimage, du bord de fosse temporaire vers le bord de fosse définitif, en toute sécurité et sans coûts supplémentaires.
3.2 EXEMPLE DE PLANIFICATION MINIERE
L’exemple suivant illustre de quelle façon qu’il est possible d’arrimer le bord de fosse temporaire au bord de fosse définitif, pour un projet minier qui comporte 5 phases d’exploitation.
3.2.1 Fosse ultime
La figure 2 présente une fosse ultime déterminée par le programme de modélisation Vulcan.
Figure 2 : Fosse ultime
3.2.2 Approche de planification
Le modèle de blocs indique que la minéralisation est constituée de lentilles minéralisées subhorizontales, dont la puissance varie entre 3 et 8 m. Ces lentilles sont intercalées par des bancs de stérile dont la puissance dépasse parfois 10 m au centre et à l’est et plus de 20 m sur le flanc nord.
La planification minière tentera d’une part d’exploiter le gisement par bancs de 5 m dans les zones minéralisées dont l’épaisseur est moins de 10 m, pour améliorer la sélectivité. Elle tentera d’autre part d’exploiter les zones minéralisées dont l’épaisseur est de 10 m ou plus, ainsi que les zones de stérile, pour améliorer la productivité.
Parallèlement, la planification minière devra s’assurer que les murs de l’excavation respectent, en tout temps, les contraintes de santé et de sécurité au travail. Elle doit également s’assurer que les conditions de restauration seront respectées, une fois accoté au bord de fosse ultime.
Les séquences d’exploitation à long terme sont présentées par les cinq phases qui suivent.
3.2.3 Phase 1
La figure 3 montre la position des fronts à la fin de la phase 1.
Figure 3 : Position des fronts à la fin de la phase 1
3.2.4 Phase 2
La figure 4 montre la position des fronts à la fin de la phase 2.
Figure 4 : Position des fronts à la fin de la phase 2
3.2.5 Phase 3
La figure 5 montre la position des fronts à la fin de la phase 3.
Figure 5 : Position des fronts à la fin de la phase 3
3.2.6 Phase 4
La figure 6 montre la position des fronts à la fin de la phase 4.
Figure 6 : Position des fronts à la fin de la phase 4
3.2.7 Phase 5
La figure 7 montre la position des fronts à la fin de la phase 5.
Figure 7 : Position des fronts à la fin de la phase 5
4- CONCLUSION
Tant et aussi longtemps qu’une mine à ciel ouvert ou une carrière se développe à l’intérieur de l’enveloppe de la fosse ultime, l’exploitant peut configurer la géométrie de l’excavation de façon à optimiser la valeur présente nette de son opération, à condition qu’il respecte les deux contraintes suivantes :
- Assurer en tout temps, la stabilité des murs et la sécurité des personnes et des équipements (Article 41 du Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines, Chapitre S-2.1, r. 14).
- S’assurer que les conditions de restaurations sont respectées (Article 39 du Règlement sur les carrières et sablières, Chapitre Q-2, r. 7).
