Contribution à la compréhension, à la quantification, et au suivi des changements de contraintes et des fluctuations de l’aléa sismique dans les mines souterraines profondes

1. Résumé du projet

La sismicité minière, phénomène observé dans les mines profondes et soumises à un niveau élevé de contraintes, représente un défi d’envergure dans l’industrie minière. Les événements sismiques de forte magnitude peuvent provoquer des coups de terrain, causant des dommages soudains et violents aux parois des excavations. Des dommages d’une telle nature peuvent poser un risque significatif pour l’intégrité des excavations minières, celle des équipements miniers, et la santé et la sécurité du personnel. Ces conditions affectent ainsi la performance des mines en santé et sécurité, leur productivité et leur viabilité économique. Un défi critique pour les mines souterraines opérant à de grandes profondeurs consiste à gérer le risque que pose la sismicité. Afin de planifier l’implémentation de mesures de gestion du risque sismique, une compréhension du niveau d’aléa sismique est indispensable. L’aléa sismique est interprété dans l’industrie minière comme étant le plus fort événement susceptible d’être généré par une source sismique. Il s’agit d’une réponse non stationnaire du massif rocheux, variable à la fois dans le temps et dans l’espace, et qui est influencée par la redistribution des contraintes induites par les activités de minage.

Objectifs

Ce projet de recherche contribuera à améliorer notre compréhension de la sismicité dans les mines souterraines profondes. Plus spécifiquement, le projet vise à améliorer notre compréhension de l’impact des séquences d’exploitation minière sur la redistribution des contraintes dans le massif rocheux et les fluctuations de l’aléa sismique qui en résulte. Le projet de recherche est basé sur un partenariat établi avec le complexe minier LaRonde, de la compagnie minière Mines Agnico Eagle Ltd, qui s’illustre comme un leader mondial en termes d’exploitation minière en profondeur. En effet, la mine LaRonde exploite un gisement aurifère sous les trois kilomètres de profondeur, ce qui en fait la mine la plus profonde des Amériques.

Le projet a pour objectifs spécifiques 1) de développer une méthodologie menant à l’identification des différentes sources sismiques au moyen de regroupements statistiques des données sismiques par apprentissage automatique, 2) de caractériser la réponse de ces sources sismiques dans le temps et dans l’espace en termes d’aléa sismique, 3) de quantifier, en temps quasi réel, les changements de vitesse sismiques prenant place dans le massif rocheux en appliquant la méthode des filtres de Kalman d’ensemble aux données sismiques, 4) d’interpréter les changements de contraintes à partir des changements de vitesse sismique modélisés, selon une approche calibrée au moyen de mesures in situ de changements de contraintes et 5) de démontrer, de manière quantifiable, l’impact de la séquence d’exploitation minière sur la redistribution des contraintes et les fluctuations de l’aléa sismique qui en résulte.

Résultats attendus et retombées escomptées

À terme, le projet jettera les bases d’une méthodologie qui permettra aux mines de profiter d’une valeur ajoutée à leur système de surveillance microsismique déjà en place. Ce projet de recherche permettra un accroissement du savoir-faire québécois dans le domaine des mines souterraines profondes en formant quatre personnes hautement qualifiées dans le domaine de la mécanique des roches en contexte de mines profondes et de sismicité minière.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 287 340 $.