Avec l’appauvrissement progressif des ressources minérales près de la surface, l'exploitation minière en profondeur et sous hautes contraintes constitue l'avenir de nombreuses mines en exploitation et en développement. Exploiter en grande profondeur implique généralement la réalisation de travaux miniers sous des conditions géotechniques plus difficiles. Or, une gestion du risque sismique et des dommages qui peuvent en découler est l’une des préoccupations majeures de ces mines. Le support de terrain constitue la dernière ligne de défense pour contrer les coups de terrain et ainsi contribue à la gestion du risque sismique. Dans un contexte dynamique, le système de soutènement sera aussi performant que son maillon le plus faible. Sous ces conditions, une évaluation proactive de la dégradation des systèmes de soutènement doit être effectuée afin d’appliquer des mesures correctives de manière préventive. Dans une perspective de contrôle de la qualité de l’information, les données reliées aux inspections du support de terrain mis en place doivent être facilement accessibles et consultables. Ce mémoire présente le développement d’outils d’analyse sur le support de terrain pour améliorer la compréhension des facteurs ayant une influence critique sur la performance et dégradation du support de terrain soumis à des conditions de chargement statique et dynamique. Ces outils d’analyses ont été développés à partir d’une base de données globale regroupant les observations rapportées sur la dégradation du support de terrain dans une mine profonde en exploitation. Ces observations étaient mises à jour sur une base mensuelle, au minimum, selon les pratiques de contrôle de la qualité appliquées à la mine. La collecte, le traitement et l’analyse des données géologiques, géomécaniques, opérationnelles et sismiques ont été réalisés pour le cas d’étude de la mine LaRonde, située au Québec. Le développement d’une base de données globale et d’outils d’analyses sur le support de terrain a permis d’identifier et d’évaluer de manière quantitative les facteurs critiques et les précurseurs qui influencent la performance du support de terrain. Ce mémoire démontre la contribution à la conception minière et à la gestion du risque sismique d’une base de données globale et d’outils d’analyses sur le support de terrain pour un environnement minier complexe sous hautes contraintes et sismiquement actif.

Le présent mémoire expose les résultats d’une étude de la performance des chantiers ouverts dans un contexte de mines profondes ayant été effectuée dans le cadre du projet de recherche « Mines profondes : défis d’exploitation et impacts sur la récupération minéralurgique » réalisé par le département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux de l’Université Laval. Les données utilisées dans le cadre de cette étude sont en lien avec la planification et l’exploitation de plus de mille chantiers minés entre 860 et 2 450 m de profondeur à la mine souterraine LaRonde de Mines Agnico Eagle, la plus profonde actuellement de l’hémisphère ouest. On y présente une revue de la littérature qui fait la description des problématiques de dilution et de pertes opérationnelles de la réserve minérale liées à la performance des chantiers ouverts ainsi que de leurs conséquences sur les projets miniers. Une comparaison des performances planifiées et réalisées au site de LaRonde y est présentée, ainsi que les résultats d’analyses statistiques ayant permis de montrer que la variation du ratio des contraintes in situ avec la profondeur est un facteur d’influence significatif de la performance des chantiers. L’effet de ce facteur d’influence y est aussi illustré et validé à l’aide d’une série de modèles numériques. Le mémoire présente également une première approche visant à développer un modèle d’évaluation de la dilution dans les chantiers ouverts qui prend en compte la profondeur de minage. Finalement, afin d’améliorer la précision de l’estimation de la réserve minérale lors de l’évaluation de projets miniers, une méthodologie d’estimation intégrant le modèle d’évaluation proposé est présentée pour les projets dont les contextes géologique, géotechnique et opérationnel sont comparables à ceux du site de LaRonde. / This thesis presents the results of a performance study of open stopes in deep mines as part of the “Deep Mines: Operating challenges and impacts on mineralurgical recovery” research project developed by the Laval University Mining Engineering, Metallurgy and Materials Department. The data used in this study are sourced from more than 1,000 open stopes mined between 860 and 2,450 meters from surface at the LaRonde mine, the deepest underground mine in the Western hemisphere. This study contains a literature review that describes the problems related to dilution and ore losses stemming from open stope efficiency and their impacts on mining projects. The study presents a comparison of the planned and actual efficiency at LaRonde as well as a statistical demonstration that the variation of the in situ stress ratio and the depth is a significant factor that influences open stope productivity. The effect of this performance factor is illustrated and validated using a series of numerical models. This thesis also presents a preliminary step to develop an open stope dilution evaluation model taking into account the mining depth. Finally, in order to improve the precision of mineral reserve estimates during mine project evaluation, an estimation methodology integrating the proposed model is presented for projects that have similar geological, geotechnical, and operational parameters as the LaRonde mine.