Factors influencing overbreak in narrow vein longitudinal retreat mining

Limiting the amount of ore dilution prior to entering the process stream is the goal of any mining operation. Narrow vein longitudinal retreating mining methods are especially susceptible to hanging wall and footwall dilution due to the wall overbreak. Understanding the factors which influence the stability of these walls can help a mining engineer design stopes that minimize dilution. This thesis presents the results of a study to examine these influential factors and reveals the process used to construct an empirical model capable of estimating dilution for a specific stope. This work is centered on a case study of Agnico Eagle Mines Ltd. Lapa mine located in Preissac, Quebec.Possessing a means to properly measure and quantify dilution is an essential part of this study. An in depth review of the various techniques is presented with the concept of Dilution Density being chosen as a means to quantify dilution. In order to determine which factors influence dilution, a review of existing literature, including modelling studies is undertaken. With careful review of the mining practice and geological environment, the most important of these factors are identified. One of these factors, stope strike length in narrow vein retreat mining, is not thoroughly explored by existing publications; and, in order to better understand this factor a numerical model is constructed.Before constructing this numerical model it is necessary to find an adequate means to organize and interpret the copious amounts of data retrieved from the mine site. Data such as geotechnical drill holes, stope reconciliation data, and stope construction details are integrated into a purpose-built geomechanical database. Named the "Data Integrator for Mine Analysis and Design (DIMAND)" the database software package provides easy access to important data and eases the construction of numerical models.In order to fully understand the influence of stope strike length on unplanned ore dilution, a numerical model is constructed. Due to the geometry of the problem, it is necessary to perform the analysis in three dimensions. The finite difference code FLAC3D is employed to construct a model based on rock mass properties and stope constructions present at Lapa mine. With strain softening behaviour common in rock masses and the Lapa rock mass being one regularly subjected to large strains, a strain-softening constitutive model is employed in the FLAC3D model. This model reveals that larger stope strike lengths are prone to generate larger volumes of dilution into a newly opened stope whereas shorter strike lengths are less prone to dilution. The model also explores the effects of a retreat sequence on overbreak; revealing that primary stopes are slightly more prone to overbreak than secondary stopes. These studies aided in the development of an empirical model that provides estimates for stope overbreak tonnages. The development of the empirical model is explored in detail from early models with small sample groups and simple mathematical constructions, to the final model which employed 86 stopes and statistical software to identify important relationships between seemingly independent factors. Through the use of this model engineers can now plan stopes with knowledge of how each parameter influences overbreak and production and scheduling personnel can plan production goals with increased confidence.Limiter le montant de dilution dans le flux de processus est l'objectif de toute exploitation minière. Les méthodes d'exploitation minière en veine mince par retraite longitudinal sont particulièrement sensible à la dilution en raison de la forme élancée des chantiers. Comprendre les facteurs qui influencent la stabilité de ces murs peuvent aider un ingénieur des mines a réduire au minimum la dilution. Cette thèse présente les resultants d'une étude visant à examiner ces facteurs d'influence et révèle les processus utilizes pour construire un modèle empirique permettant d'estimer la dilution pour un chantier spécifique. Ce travail est centré sur une étude de cas de la mine Lapa de Agnico Eagle Mines Ltd, situé à Preissac, Québec. Avoir en sa possession un moyen de bien mesurer et de quantifier la dilution est une partie essentielle de cette étude. Un examen approfondi des différentes techniques est présentée avec le concept de Densité de Dilution choisi comme un moyen de quantifier la dilution. Afin de déterminer les facteurs qui influencent la dilution, une revue de la littérature existante, et les études de modélisation est effectuée. Avec un examen attentif de la pratique des mines et de l'environnement géologique, les plus importants de ces facteurs sont identifiés. Une de ces facteurs, la longueur du chantier dans le secteur minier veine mince retraite, n'est pas exploré par la publication en vigueur, en vue de mieux comprendre ces facteurs un modèle numérique est construit. Avant de construire ce modèle numérique, il est nécessaire a trouver un moyen approprié pour organiser et interpréter la grande quantité de données extraites de la mine. Les données telles que les trous de forage géotechnique, la réconciliation des données du chantier, et les détails de construction du chantier sont intégrés dans une base de données. Nommé le "Data Integrator for Mine Analysis and Design (DIMAND)" le logiciel permet d'accéder facilement à des données importantes et facilite la construction de modèles numériques.Pour bien comprendre l'influence de la longueur du chantier sur la dilution, un modèle numérique est construit. A cause de la géométrie du problème, il est nécessaire d'effectuer l'analyse en trois dimensions. Le code FLAC3D différences finies est utilize pour construire un modèle basé sur les propriétés de la masse rocheuse et constructions chantier présents à la mine Lapa. Avec des comportements adoucissement commune dans les roches et la masse rocheuse Lapa régulièrement soumis à une grande souches, une modèle d'adoucissement de comportement est utilisé dans le modèle FLAC3D. Ce modèle révèle que les grandes longueurs du chantier sont susceptible d'introduire des volumes plus élevés de dilution dans un chantier récemment ouvert alors que la grève des longueurs plus courtes sont moins sujettes à la dilution. Le modèle examine également les effets d'une séquence de retraite sur la profil du dilution, révélant que les chantiers primaires sont légèrement plus enclins au dilution que les chantiers secondaires.Ces études ont contribué au développement d'un modèle empirique qui donne des estimations de dilution. Le développement de ce modèle est étudié en détail à partir des premiers modèles avec des petites groupes de chantiers et des simples constructions mathématiques, le modèle final, qui employait 86 chantiers et des logiciels statistiques pour identifier les relations importantes entre les facteurs en apparence indépendants. Grâce à l'utilisation de ce modèle ingénieurs peuvent maintenant planifier les chantiers avec une connaissance de la façon dont chaque paramètre influence la dilution et de la cote production et planification ils peuvent planifier les objectifs de production avec une confiance accrue