Suncor's High Pit Wall Study Part 1: Investigation and Performance Monitoring Results

R. Shi, D.J. McLachlan, C. Lee, D.J. Walter, S. MacNeil, T. MacGowan

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: Depuis 2013, l’exploitation de la mine de sables bitumineux Millennium de Suncor a nécessité des parois de mine avec des épaisseurs de recouvrement de sol sans précèdent et nettement supérieur à l’industrie. Pour soutenir la conception de ces hautes paroi de murs, une section représentative de 500 m de long été sélectionnée pour l’étude. La zone d’étude a été fortement instrumentée pour surveiller les pressions interstitielles et les mouvements du sol en réponse à l’avancement de la mine. Des groupes d’instruments ont été installées dans deux sous-zones, l’un à l’intérieur de la mine qui a ensuite été extraite, et une deuxième sous-zone à l’extérieur des limites des parois de mine. La surveillance a commencé en 2014 lorsque le sommet des parois était à environ 1300 m du sommet final des parois et s’est poursuivie jusqu’en 2018 lorsque l’exploitation minière a été terminée dans la zone d’étude. Cet article présente les résultats de l’étude géotechnique détaillée de la zone d’étude, qui comprenait des échantillons géotechniques de sol, des essais géophysiques dans les puits de forage, des sondages pressiométriques et des tests d’index et de résistance des sols en laboratoire. Les réductions mesurées de la pression interstitielles et les mouvements horizontaux mesurés du sol en réponse à l’exploitation minière sont discutés dans le présent document. Un modèle calibré de déformation de tension deux dimensions pour l’étude des hauts murs de mine est présenté dans un article complémentaire. Les résultats de la surveillance des instruments permettent de mieux comprendre la réponse à la pression interstitielle en matière de relâche des tensions minier et de la distance de propagation de la bande de cisaillement le long de faibles couches d’argile dans la formation de Clearwater et la formation de Upper McMurray. Les résultats de l’étude sur les hautes parois de murs minier fournissent des informations qui aideront à la conception des futures parois et fourniront des conseils pour établir des reculs pour les infrastructures.

ABSTRACT: Since 2013, Suncor's Millennium oil sands mine operation has required the design of final pit walls with markedly increased overburden thicknesses that will be unprecedented in the industry. To support the design of these high pit walls, a 500 m long section of representative final pit wall was selected for a study. The study area was heavily instrumented to monitor pore pressures and ground movements in response to the advancing mine. Instrument clusters were installed at two sub-areas, one within the mine that was subsequently mined out, and a second sub-area outside the final pit limit. Monitoring commenced in 2014 when the advancing pit crest was about 1300 m away from the final pit crest and continued into 2018 when mining was complete in the study area. This paper presents the results of the detailed geotechnical investigation of the study area, which involved geotechnical core holes, downhole geophysical testing, pressuremeter testing, and laboratory soil index and strength testing. The measured reductions in pore pressure and the measured horizontal ground movements in response to mining are discussed in this paper. A calibrated two-dimensional stress-deformation model for the high pit wall study is presented in a companion paper. The instrumentation monitoring results provide an improved understanding of pore pressure response to mining stress relief and shear band propagation distance along weak clay layers in Clearwater Formation and Upper McMurray Formation. The findings from the high wall study provide insights that will assist in the design of future pit walls and provide guidance to establish out-of-pit infrastructure setbacks.

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