The Geological Influences of Glacially Rafted Clearwater Formation on the Design and Operation of an External Tailings Facility

Andrew I. Bayliss, Lucy Philip, Karen Masterson, Raymond Wong, Mohd Rahman, Daniel Hepp, Michael Clarke, Scott Martens, Mahmoud Elbanna

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Engineering Geology and Rock Mechanics

ABSTRACT: Glacial rafts are glaciotectonic structures that can exhibit similar geotechnical properties and fabric to that of the parent geological unit. They can present a significant geohazard for the design and operation of dams and infrastructure. The Jackpine Mine External Tailings Facility, which is operated by Shell Canada Energy, is underlain by glacial rafts derived from the Clearwater Formation. The Clearwater Formation is a weak, overconsolidated clay-shale known to influence the stability of several existing tailings dams in the Fort McMurray region due to mobilized residual strength and a high pore pressure response to loading. A previous case study by the authors focused on the distribution and geotechnical parameters of glacial rafts beneath the eastern component of the external tailings facility, known as Sand Cell 2. This paper builds on the findings of that earlier study and summarizes the use of drilling programs, laboratory testing, geological modelling, instrumentation data, and the Observational Method to manage geotechnical uncertainty in the design of the entire external tailings facility.

RÉSUMÉ: Les blocs erratiques sont des structures glaciotechtoniques qui peuvent présenter des propriétés géotechniques similaires à celles de l™unité géologique mère. Ils peuvent poser un géorisque significatif lors du design et de l™opération de digues et d™infrastructures. Le complexe de résidus miniers externes de la mine Jackpine, opéré par Shell Canada Energy, comporte des blocs erratiques enfouis provenant de la formation de Clearwater. La formation de Clearwater est composé d™un shale argileux surconsolidé et faible, reconnu comme influençant la stabilité de plusieurs digues à stériles dans la région de Fort McMurray en raison de sa force résiduelle mobilisable et d™une pression interstitielle réactive à l™application d™une charge. Une étude de cas précédente, des mêmes auteurs, se concentrait sur la distribution et sur les paramètres géotechniques des blocs erratiques sous la partie Est du complexe de résidus miniers externe, connu sous le nom de Sand Cell 2. Le présent article se fonde sur les conclusions de cette précédente étude, et décrit brièvement l™utilisation de campagnes de forage, de tests en laboratoire, de modélisation géologique, de données d™instrumentation et de méthodes observationnelles afin de gérer les paramètres géotechniques incertains dans le design de l™ensemble du complexe de résidus miniers externe.

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