Developing rules of thumb for groundwater modelling in large open pit mine design

Jim Hazzard, Branko Damjanac, Christine Detournay, Loren Lorig

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Hydrogeology and Seepage

ABSTRACT: A research program has been undertaken to establish guidelines for hydrogeological modelling of large open pits. For this study, it is assumed that fractures are closely spaced such that the rock mass can be approximated by an equivalent continuum. A two-dimensional model of a typical mining scenario is constructed and tests are conducted in which the porosity and permeability in the model are varied. The model results are analyzed to determine under what conditions it is suitable to perform only a steady state analysis, when a transient analysis is required and when full coupling (i.e. undrained) solutions should be considered. Guidelines are presented in terms of a dimensionless rate metric, R, that includes the mining rate and the rock diffusivity. Values of R are determined to delineate steady state, transient and undrained conditions.

RÉSUMÉ: Un programme de recherche a été entrepris pour établir des directives pour la modélisation hydrogéologique des grandes mines à ciel ouvert. Pour cette étude, il est supposé que les fractures sont étroitement espacées de telle sorte que la masse rocheuse peut être approximée par un milieu continu équivalent. Un modèle à deux dimensions d'un scénario typique d'exploitation minière est construit et des simulations numériques sont effectuées dans lesquelles la porosité et la perméabilité dans le modèle sont variées. Les résultats du modèle sont analysés afin de déterminer dans quelles conditions il convient d'effectuer une analyse découplée avec écoulement permanent, quand une analyse découplée transitoire est nécessaire et quand un couplage plus serré des solutions (ie incluant le non drainé) devrait être envisagés. Les directives sont présentées en termes du taux , R, de mesure adimensionnel qui fait intervenir le taux d'extraction minier et le coefficient de diffusion de la roche. Les bornes de R sont déterminées pour identifier les conditions d'équilibre, transitoires et non drainées.

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