Titre de l'écran-titre (visionné le 26 février 2024) / Les activités minières étant appelées à se développer à de plus en plus grande profondeur, l'intensité des réponses sismiques aux sautages de segments de galerie de développement devrait augmenter et conséquemment présenter un aléa plus important. Cette sismicité induite représente divers risques sismiques qui pourraient affecter la sécurité du personnel minier, les opérations et la rentabilité de la mine. Les réponses sismiques sont d'intensité variable et leurs facteurs d'influence ne sont pas bien compris. Habituellement, la gestion de l'aléa sismique aux réponses sismiques aux sautages de développement est liée à des règles conservatrices de type règles générales. Ces règles sont parfois ajustées selon l'expérience du personnel de la mine, non quantifiable et difficile à transmettre, ou l'historique sismique. Ces règles n'intègrent pas ou peu les connaissances de terrain. Cette thèse présente une méthodologie pour intégrer quantitativement l'influence de propriétés géologiques, structurales et mécaniques du massif rocheux dans la compréhension et l'anticipation des risques sismiques associés aux sautages de développement de galerie. La méthodologie développée est adaptable à différents contextes et peut être mise à jour par la considération de variables supplémentaires, selon les données disponibles et les conditions du site minier. Cela est possible par la quantification systématique de caractéristiques structurales, géologiques et liées au massif rocheux à chaque segment de galerie de développement. Pour démontrer l'applicabilité de la méthodologie développée, des sautages de développement de la mine LaRonde ont été étudiés. Ces sautages couvrent trois niveaux à 3 km de profondeur et pour une période s'étendant sur 17 mois. La réponse sismique au sautage de 379 segments de galerie de développement a été délimitée et quantifiée. L'acceptabilité des données collectées géologiques, structurales et liées au massif rocheux a été établie pour interpréter 32 variables pour chaque segment de galerie. Puis, des analyses statistiques bivariées et multivariées ont permis de quantifier l'influence des variables géologiques et structurales définies sur les réponses sismiques. Une approche par analyses factorielles de données mixtes (AFDM) a permis une évaluation quantitative de l'impact des variables géologiques et structurales sur les réponses sismiques, ce qui était auparavant difficile à obtenir. Cela permet de mieux évaluer le risque et planifier en conséquence. Cela peut être inestimable pour les opérations minières lors du développement minier dans une zone sismiquement active, qui demande une planification importance à court et à long terme. Les résultats d'AFDM ont montré, pour le secteur à l'étude, que quatorze variables géologiques et structurales, interprétées à chaque segment de galerie influencent significativement l'intensité des réponses sismiques au sautage de développement. Des modèles prédictifs ont été développés afin d'améliorer la compréhension et l'anticipation de la variation de l'intensité des réponses sismiques au sautage de développement. Des modèles d'analyses statistiques multivariées prédictifs d'arbre de régression d'inférence conditionnelle et de forêts aléatoires ont été développés avec 75 % des 379 segments de galeries. Les 100 segments restants ont été utilisés pour valider la performance des modèles. La stratégie d'utilisation des modèles prédictifs de forêts aléatoires proposée fournit des données quantitatives sur la variabilité des aléas sismiques associés au sautage de développement sur lesquelles les gestionnaires peuvent se baser. Les modèles prédictifs développés peuvent être utilisés pour comprendre, gérer et communiquer l'aléa sismique lié au sautage des segments de galerie de développement. Ils fournissent une évaluation quantitative de l'aléa sismique permettant aux décideurs de sélectionner des seuils de critères de performance jugés acceptables, selon leur tolérance au risque. La combinaison de l'approche proposée avec les protocoles sismiques actuels utilisés sur différents sites miniers permet d'améliorer la gestion du risque sismique associé au sautage de développement. En effet, l'utilisation du modèle prédictif pour le secteur et la période étudiés a permis d'augmenter l'exactitude, la sensibilité et la précision pour anticiper une réponse sismique d'intensité élevée à un sautage de développement. / As mining activities are expected to develop at greater depth, the intensity of seismic responses to blasting of development drift should increase and consequently present a greater hazard. This induced seismicity represents various seismic hazards that could affect the safety of mining personnel, operations, and mines' profitability. Seismic responses intensity varies and the influencing factors causing that variability are not well understood. Usually, the management of seismic hazard to seismic responses to development blasting is linked to conservative blanket rules. These rules are sometimes adjusted according to the experience of mine personnel, which is unquantifiable and difficult to communicate, or the seismic history. These rules do not consider field knowledge or at a minimum. This thesis presents a methodology to quantitatively integrate the influence of the rock mass's geological, structural, and mechanical properties in understanding and anticipating seismic risks associated with development blasting. The developed methodology is adaptable to different contexts and can be updated to consider additional variables, depending on available data and mining site conditions. This is possible by the systematic quantification of structural, geological, and rock mass-related characteristics at each segment of development drift. To demonstrate the applicability of the developed methodology, development blasts from the LaRonde mine were studied. These blasts cover three levels at a depth of 3 km and for a 17 months-period. The seismic response to the blasting of 379 segments of development drift was delineated and quantified. The collected geological, structural, and rock mass data acceptability was established to interpret 32 variables for each drift segment. Then, bivariate, and multivariate statistical analyzes made it possible to quantify the influence of the defined geological and structural variables on the seismic responses. A factor analysis of mixed data (FAMD) approach allowed a quantitative assessment of the impact of geological and structural variables on seismic responses, which was previously difficult to obtain. This allows to better assess risk and plan accordingly. This is invaluable to mining operations when mining in a seismically active area, which requires significant short- and long-term planning. For the studied sector, the FAMD results showed that 14 geological and structural variables, interpreted at each drift segment, significantly influence the intensity of seismic responses to development blasting. Predictive models have been developed to improve the understanding and anticipation of variations in the intensity of seismic responses to development blasting. Predictive multivariate statistical analysis models of conditional inference regression trees and random forests were developed with 75% of the 379 drift segments. The remaining 100 segments were used to validate the performance of the models. The proposed strategy for using predictive random forest models provides quantitative data on the variability of seismic hazards associated with development blasting that managers can rely on. The developed predictive models can be used to understand, manage, and communicate the seismic hazards associated with development blasting. They provide a quantitative seismic hazard assessment, allowing decision-makers to select acceptable performance criteria thresholds, according to their risk tolerance. Combining the proposed approach with current seismic protocols used on different mining sites makes it possible to improve seismic risk management associated with development blasting. Indeed, the use of the predictive model for the sector and period studied made it possible to increase the accuracy, sensitivity, and precision to anticipate a high-intensity seismic response to a development blast.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/136605 |
| Date | 01 March 2024 |
| Creators | Goulet, Audrey |
| Contributors | Grenon, Martin |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxxi, 381 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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