北极矿山---联合的露天地下开采Meliadine金矿

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1. 引言

加拿大的北极地区赋存着丰富的矿产资源【加拿大让努纳武特控制其北极地区丰富的矿产资源 (2024.01.21)】，本文介绍了其中的一个矿山---Meliadine金矿(Meliadine gold project in Nunavut Territory)，如下图所示。Meliadine金矿是加拿大努纳武特基瓦利克(Kivalliq)区的一座金矿，距离Rankin Inlet以北约25公里，距Meadowbank矿区东南290公里，该矿于2010年被发现，由Agnico-Eagle Mines 矿业有限公司于2019年5月14日开始商业运营，预计将运营到2032年，这是Agnico Eagle Mine基于储量和资源的最大开发项目。矿场主营地可容纳700名工人，已经建造了一个31.3 兆瓦的柴油燃料发电厂用于电力和供暖。在其他将要建设的采矿基础设施中，该场地将包括一个尾矿库、一个废水处理厂和一个工业焚烧炉。

2. 采矿方法

Agnico Eagle建议通过两个露天矿和一个地下矿来开发Meliadine金矿。露天采矿采用常规的卡车/铲车操作；地下采矿采用两步骤深孔空场嗣后充填法，主采场将用胶结膏料充填(pastefill)，而次采场将用干石填料充填(rockfill)。

3. 主要参与者

(1) Golder Associates (WSP)协助项目进行地质力学数据收集、采矿设计分析和主矿床的露天边坡设计；【Fracman的岩土模块---主要功能和参考文献】

(2) Knight Piésold和Mine Design Engineering (MDEng)则为主矿床的地下矿设计提供地质力学支持；【Cuajone Pit将成为世界第一的露天矿山(开采深度1.3km)】

(3) BBA为主要基础设施设计提供工程支持和成本估算；

(4) EBA (Tetratech)为尾矿设施、土地农场、垃圾填埋场和矿山水管理基础设施提供工程支持;

(5) Stantec则为地下基础设施和通风系统的设计提供工程支持。【Cerro Verde尾矿坝(露天开采设计深度1287m)】

4. 参考

[1] (2011) Integrated Geotechnical Feasibility Analysis for an Open Pit Mine in the Canadian Arctic.

本文介绍了对加拿大北极地区Meliadine项目 Tiriganiaq 矿坑进行综合可行性案例研究的岩土工程结果。根据矿石储量块体模型以及现场和实验室数据收集活动，构建了地质力学模型。定向岩心测井的结果被用来确定和分区矿带。在进行矿坑优化的同时，还对选定的优化矿坑逐块进行了一系列全面的边坡稳定性分析。所采用方法的创新之处在于将地质和岩土工程模型与优化后的最终矿坑几何形状顺利整合，为边坡稳定性分析提供输入。实际规划的边坡几何形状被用于利用地理信息系统（GIS）算法计算台阶和坡道的边坡走向，而不是使用 "代表性 "边坡几何图形。这样就可以对完整的三维数值矿山模型进行稳定性分析，并有助于识别潜在的不稳定区域。稳定性分析基于确定性和概率极限平衡技术。可以研究块体模型定义的最终矿坑的所有台阶和坡道的稳定性。安全系数 (FS) 和破坏概率(PF) 是针对优化后的矿坑的每个区块进行评估的。为了量化当前岩土条件对拟建基坑外壳的影响，采用了一系列多准则稳定性分析，以评估局部失稳的可能性。

[2] (2014) Quantifying the impact of small variations in fracture geometric characteristics on peak rock mass properties at a mining project using a coupled DFN-DEM approach.

利用位于加拿大北部努纳武特地区的 Agnico-Eagle 公司 Meliadine 金矿项目的现场数据，采用 DEN-DEM 耦合方法对 REV 的岩体力学特性进行了评估。现场收集的结构数据的可变性和随机模拟过程的可变性会影响离散断裂模型DFN的属性。通过敏感性分析，本文评估了 DFN 模型输入参数值的变化对岩体峰值特性 (单轴抗压强度、杨氏模量和泊松比)的影响。结果不仅突出了 DFN-DEM模拟在工程规模上表征岩体特性的可能性，还为评估控制岩体特性的关键结构参数提供了一种系统方法。

[3] (2019) Ground support: a mine manager's perspective.

随着近地表、易于开采的矿产储量逐渐枯竭和难以替代，地下矿山被推向更深和/或更高的生产率，以满足对原材料日益增长的需求。然而，尽管条件越来越具有挑战性，但可以说地下采矿从未像今天这样安全。这种成功部分归功于地层控制方法的进步。本文从一位曾任岩石力学专家、现任管理职位的角度，阐述了地面支持如何融入现代采矿业务模式。此外，本文还为地层控制专家提供了优化与管理层沟通的策略。

来源：计算岩土力学