Two case studies: efficient design of mine structures using the observational approach at Kearl

ABSTRACT: A geotechnical design for mine structures should address two basic requirements: safety and economics. Most conventional geotechnical designs focus on deterministic approaches with economics being evaluated afterwards despite the fact that the observational approach has been well established by geotechnical practitioners for decades, which allows for non-deterministic outcomes. This paper presents two case studies, in which the observational approach was successfully applied to the design and construction of mine structures at Imperial’s Kearl oil sands mine. The first case study demonstrated efficiencies by embracing a 3D limit equilibrium method for the mine pit walls where the 2D analysis results did not meet the target Factor of Safety. The second case study relied on the observational approach in mitigating potential inflow from the Basal or Devonian aquifers under an in-pit tailings dyke. Both cases demonstrated significant economic efficiencies being achieved for oil sands mine operations while maintaining appropriate safety standards for the structures.

RÉSUMÉ: Un modèle géotechnique de structures minières devrait répondre à deux exigences fondamentales: la sécurité et le coût. La plupart des modèles conventionnelles géotechniques se concentrent sur des approches déterministes, le coût étant ensuite évaluée malgré le fait que l'approche observationnelle est bien comprise et appliquée par les ingénieures en géotechnique depuis des décennies. Ce document présente deux études dans lesquelles l’approche observationnelle a été appliquée avec succès à la conception et à la construction des structures minières de la mine de sables bitumineux de l’Impériale Kearl. La première étude a démontré des gains d'efficacité en adoptant une méthode d'équilibre en 3D pour les parois de la mine où l'analyse en 2D ne pus atteindre le facteur de sécurité ciblé. La deuxième étude se focalise sur l'approche observationnelle pour faire face aux afflux potentiels des aquifères basaux ou dévoniens sous une digue de résidus miner dans la mine. Les deux cas ont démontré des gains économiques importants pour les opérations de la mine de sables bitumineux. Les deux cas ont démontré des gains économiques importants pour l'exploitation de la mine de sables bitumineux tout en maintenant des normes de sécurité appropriées pour les structures.