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Monitoring System of rock stability in mines based on Advanced 4D seismic analysis.

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Une approche innovante des systèmes de surveillance sismique qui devrait renforcer la sécurité dans les mines

Les effondrements de terrain qui surviennent pendant des opérations minières peuvent s’avérer dévastateurs, tant pour les mineurs que pour l’industrie. Des outils de détection avancés vont permettre d’éviter ce scénario catastrophe.

Technologies industrielles

Les effondrements catastrophiques de terrain constituent le principal risque sur le lieu de travail dans l’industrie minière: ils sont susceptibles de piéger ou de tuer les mineurs et peuvent entraîner d’énormes pertes financières pour les sociétés concernées. La sismicité induite par l’exploitation minière est le résultat d’instabilités dans la masse rocheuse déclenchées par des changements de contrainte dus aux activités minières. «L’ampleur de l’événement sismique dépend de l’énergie stockée dans la masse rocheuse de la zone d’origine de l’événement», explique Vittorio Cannas, président de SpacEarth Technology. Le projet Mines-In-Time, soutenu par l’UE, espère prévenir de tels événements en surveillant la masse rocheuse au cours des activités minières et en anticipant les effondrements de terrain. Les altérations de l’état de la roche peuvent être exploitées pour prévoir sa stabilité globale et ainsi prédire un éventuel effondrement. Les méthodes actuelles incluent notamment la tomographie sismique locale (LET) en 3D, une méthode de balayage passif qui mesure la sismicité du sol. Cependant, les réseaux de capteurs sismographiques existants ne fournissent ces données qu’une fois par mois, ce qui signifie qu’elles ne sont pas précises en temps réel. Elles sont par ailleurs difficiles à analyser, et leur analyse prend beaucoup de temps et coûte cher. Cela peut conduire à des erreurs humaines, susceptibles de fausser l’étude. «MIT est un service développé par SpacEarth Technology (SET) pour surveiller l’altération de la contrainte de la masse rocheuse pendant les opérations minières, en temps quasi réel», explique Vittorio Cannas, coordinateur du projet Mines-In-Time. Il repose sur un algorithme de LET 4D plus avancé, qui intègre la dimension supplémentaire du temps. Il est capable de détecter et d’analyser l’activité microsismique résultant des opérations minières ou d’autres opérations industrielles.

Une solution intégrée

L’algorithme du projet fait la distinction entre l’activité microsismique naturelle et l’activité microsismique artificielle, provoquée par le forage ou d’autres opérations minières courantes. «MIT établit un modèle numérique 4D de l’élasticité de la roche pour un volume cible de la mine», ajoute Vittorio Cannas. Aucun matériel spécialisé n’est nécessaire car le logiciel peut être facilement intégré dans tout système d’aide à la décision, un outil utilisé dans la gestion des mines qui repose sur un dispositif de sécurité intégrant des feux de circulation.

Mise à l’épreuve

MIT a été testé avec succès et a identifié les changements de vitesse des ondes sismiques après une explosion dans la mine automatisée de Garpenberg en Suède. Il s’agit de la mine de zinc souterraine la plus productive du monde, située à environ 1 250 m de profondeur. Les résultats du projet ont permis à l’équipe de définir et de développer un système de surveillance en temps quasi-réel de l’élasticité du volume de la roche, ce qui est essentiel pour en prédire les changements. «Les résultats de l’étude de faisabilité ont montré tout le potentiel du MIT, et SET a décidé de continuer à développer le concept en conformité avec notre vision stratégique», note Vittorio Cannas. La subvention de l’UE a permis à l’équipe de développer l’étude de faisabilité, d’étudier les besoins des utilisateurs et d’identifier les défis techniques et les opportunités commerciales potentielles pour MIT.

Mots‑clés

Mines-In-Time, roche, effondrement, exploitation minière, contrainte, prédire, algorithme, sismique

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