Suncor's High Pit Wall Study Part 2: a Calibrated Stress-Deformation Model

ABSTRACT: Pore pressure and ground movement monitoring at Suncor's high pit wall study area 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 completed in the study area. A two-dimensional stress-deformation model was developed and calibrated to obtain agreement with the monitoring results. A pore fluid bulk modulus was assigned to each soil material to simulate pore pressure response to mining and fill placement. The model utilizes a strain-weakening function for weak clay layers, which was derived from triaxial and direct shear laboratory test results, to model the shear band formation and propagation. The calibrated model approximates the measured pore pressure response and is in reasonable agreement in terms of horizontal deformations and shear band propagation distance due to mining stress relief. The numerical model that was developed for this study helps to provide a better understanding of how the soils respond to high pit wall mining. The model could be adapted and used to provide insights at other similar geological settings where high pit wall mining is to take place.

RÉSUMÉ: En 2014 Suncor à commencer une zone d’étude des hautes parois de mur minier en mesurant la pression interstitielle et les mouvements du sol 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. Un modèle de déformation de tension de deux dimensions a été développé et calibré pour obtenir des données comparables au résultats des surveillances en chantier. Chaque type de sols a reçu un module de volume fluide poreux pour simuler la pression interstitielle durant l’extraction minier et au remplissage de remblai. Le modèle utilise une fonction d’affaiblissement de déformation pour le faibles couches d'argile des résultats de l’essai triaxiaux et l’essai de cisaillement direct, pour modéliser la formation et la propagation de la bande de cisaillement. Le modèle calibré se rapproche des résultats mesurés à la pression interstitielle et est raisonnablement comparable en termes de déformations horizontales et de distance de propagation de la bande de cisaillement causée par le soulagement du stress minier. Le modèle numérique qui a été élaboré pour cette étude permet de mieux comprendre comment les sols réagissent à l’extraction minière a paroi haute. Le modèle pourrait être adapté et utilisé pour fournir des informations sur d’autres milieux géologiques similaires où une exploitation minière a paroi haute est nécessaire.