Etude comparative de l'exploitation de la zone 1 dans les niveaux supérieur à 475 par cut and fill et par sublevel caving. Mine souterraine de Kamoto.

BIBLIOGRAPHIE

COURS

1. Bilez NGOY BIYUKALEZA. Projet Minier. Université de Lubumbashi. 2009-2010.

2. Dominique NGOIE SENGA. Projet Mines Souterraines. Université de Lubumbashi. 2008-2009.

3. Freddy BOKWALA BONKEKA. Méthodes d'exploitation. Université de Lubumbashi. 2008.

4. Gustave LUABAYA TSHITALA. Economie Minière. Université de MbujiMayi. 2009-2010.

5. Jean-Pierre TSHIBANGU KATSHIDIKAYA. Projet Minier. Faculté Polytechnique de Mons. 2008.

6. Maurice TSHISHIMBI BUASHI. Exploitation des Mines Souterraines 2. Université de MbujiMayi. 2007-2008.

7. Pierre KAMULETE MUDIANGA NSESU. Economie Minière. Université de Lubumbashi. Novembre 2004.

THESES

8. Aziz GAMAR. Evaluation économique des séquences d'exploitation. Faculté de Sciences et Génies, Université Laval, Québec. Octobre 2010

9. Bilez NGOY BIYUKALEZA. Modélisation géologique tridimensionnelle et Evaluations des méga-fragments du Polygone de RUASHI en R.D.Congo. Faculté Polytechnique de Mons. 2008.

LIVRES

10. B. BOKY. Exploitation des Mines. Editions MIR. Moscou 1968.

11. B. H. G. Brady & E. T. Brown. Rock Mechanics for underground mining. Third edition 2004. Springer. 2006.

12. Rudolf KVAPIL. SUBLEVEL CAVING, Mining Engineering Handbook. Ed. New York. SME.

13. William A. HUSTRULID et Richard L. BULLOCK (2001). UNDERGROUND MINING METHODS, Engineering Fundamentals and International Case Studies. Inc. SME. Littleton, Colorado, USA. 2001.

ARTICLES, DOCUMENTS & RAPPORTS TECHNIQUES

14. An Independent Technical Report on the Material Assets of Katanga Mining Limited, Katanga Province, DRC. SRK Consulting KML #177; Independent Technical Report (NI 43-101). 17 March 2009

15. Amended technical report for Kamoto copper company, Kolwezi, Katanga province, Democratic Republic of the Congo, prepared for Katanga mining limited. Compiled by McIntosh RSV LLC. June 23, 2006.

16. Calculation of Volumes (Cut And Fill). www.geodis-ale.com

17.

Mine souterraine de Kamoto

Choix des méthodes de calcul en élaboration de projet minier et en conduite d'exploitation. Par J.F. Bushind'Homme - P. Jacquin #177; P. Sayed. Sciences de la terre, série Informatique géologique. N°18. Ecole des Mines #177; Fontenebleau. Juin 1983.

18. Just-in-time development model for a sublevel caving underground mine in Zimbabwe. By C. Musingwini, R.C.A. Minnitt, D. Phuti, and F. Makwara. The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy. April 2003.

19. Kamoto Mine Underground Standards Book. First edition. July 2009.

20. 2011 DEVELOPMENT & PRODUCTION BUDGET. Planning Underground Department. Kamoto Underground Mine. January 2011.

21. Les méthodes d'exploitation souterraine. Hans Hamrin.
www.ilo.org/safework bookshelf/french

22. Kamoto Detail Mine Design Report. Prepared for Katanga Operating Limited. Project No #177; 170001. Revision 2. February 2009.

23. Kamoto et son gisement. Par Philippe MAVUNGU. Prospectus et Module de formation KCC. 2010.

24. Récupération des piliers chambres Cut And Fill par la méthode Sublevel Caving. Exposé de KABONGO NSAMBUKA, directeur de Kamoto. 08 Février 1983.

25. Rock Mechanics Design and Practice for Squeezing Ground and High Stress Conditions at Perseverance Mine. By M A Struthers, M H Turner, K McNabb and P A Jenkins. www.amcconsultants.com.au

26. Sublevel caving - past and future. By William Hustrulid, University of Utah; and the Colorado School of Mines, USA, and Rudolph Kvapil, USA. Australian Centre for Geomechanics
· December 2009 Newsletter.

27. Introduction to Surpac v6.1. July 2008. www.gemcomsoftware.com

28. Underground Mine Design in Surpac v6.1. 2008. www.gemcomsoftware.com

29. Solids Modeling in Surpac v6.1. October 2008. www.gemcomsoftware.com

LOGICIELS UTILISES

o Surpac 6.1.2 ® ; Modélisation, calcul des réserves et Design des projets. o MMS UBC ® ; Sélection de méthodes.

Mine souterraine de Kamoto

LISTE DES TABLEAUX

Page Tableau 1. Historique de KAMOTO 11

Tableau 2. Lithostratigraphie du Katanguien d'après François 1973, Modifie par CAILTEUX et Al., 2005 (BOKWALA, 2009) 14

Tableau 3. Unites lithologiques, colonne stratigraphique des formations du Roan à Kamoto, epaisseur des couches, teneur moyenne en cuivre et cobalt (Placet et Johnson, 1984, modifie). 20

Tableau 4. Ressources minerales de KTO par zone (SRK technical report 2006) 22

Tableau 5. Caracteristiques geomecaniques des roches de KTO (Kamoto et son Gisement) 23

Tableau 6. Reserves evaluees avec Surpac 64

Tableau 7. Volumes des travaux en traçage 69

Tableau 8. Volume et localisation des rampes en CAF 69

Tableau 9. Volumes des travaux en elargissage 70

Tableau 11. Volumes des travaux en depilage 70

Tableau 12. Volumes des travaux en traçage SLC 77

Tableau 13. Volumes et localisation des rampes en SLC 77

Tableau 14. Volumes des travaux en depilage SLC 78

Tableau 15. Coûts extraits de KTO Underground Mining 79

Tableau 16. CoEts opératoires (Tiré de l'exposé de M SAMBUKA, Fevrier 1983) 80

Tableau 17. Previsions des cours par LME (SRK Technical report 2009) 81

Tableau 18. Sommes des volumes par étape d'exploitation 81

Tableau 19. Bilan du panneau 85

Tableau 20. Evaluation economiques 87

Tableau 21. Feuille de calcul de VAN & TRI 88

Mine souterraine de Kamoto

LISTE DES ILLUSTRATIONS

IMAGE 1. Carte administrative de la province du Katanga en RDC, encadré en blanc la ville de Kolwezi et ses environs (BOKWALA, 2009, modifié)

IMAGE 2. Allure des failles de l'arc lufilien autour de la région de Kolwezi et le secteur de Kolwezi, (b) orientation Nord-Sud des mouvements tectoniques au niveau de Kolwezi (KAMPUNZU et Al, 1999).

IMAGE 3. Formation du lambeau de Kolwezi : extrusion du Roan sur le Kundelungu plus jeune sous forme d'une méga br4che. Encadré en rouge l'emplacement des gisements de KAMOTO-Principal et Etang (François, 1973).

IMAGE 4. Arc lufilien ou Roan-Group situé entre le Sud-Ouest de la RDC et le Nord-Est de la ZAMBIE. À l'extrémité Nord-Ouest de l'arc, (1) encadré en blanc on retrouve les grands gisements de Kolwezi, (2) l'arc lufilien et ses gisements, (3) les gisements de Kolwezi

IMAGE 5. Coupe du gisement de KamotoPrincipal au niveau du bouveau Nord. On reconnait sur la figure, la présence des couches minéralisées (OBS en rouge) et OBI (en noir). Les points P1 et P2 représentent les puits d'extraction placés dans le mur du gisement.

IMAGE 6. Subdivision du gisement de KAMOTO-Principal en zones d'exploitation (Zone 1 encerclée en traits discontinus)

IMAGE 7. Aperçu de la zone 1, niveau 460, avec les zones environnantes en exploitation.

IMAGE 8. Interface montrant les données introduites et le résultat de la sélection des méthodes par MMS UBC

IMAGE 9. Croquis des méthodes d'exploitation de Kamoto

IMAGE 10. Etapes du RAP

IMAGE 11. Disposition d'extraction pour le SLC transversal (Hamrin, 2001)

1MAGE 12. Schéma typique du SLC visualisé sur une section transversale simplifiée 1-1 `et une section longitudinale 2-2 (brochure de l'information de LKAB, 1989).

IMAGE 13. SLC ; Traçage Chantiers avec anciennes dimensions (KTO et son gisement)

IMAGE 14. Schéma explicatif de l'application du CAF à Kamoto. A et B respectivement, la section verticale (2-2') et horizontale (1-1') du gisement qui montrent les ouvrages préparatoires, les chantiers en production et en remblayage.

IMAGE 15. Schéma du CAF retro IMAGE 16. Schéma du CAF longitudinal

IMAGE 17. Interface Surpac, option permettant de sélectionner l'élément à trianguler

IMAGE 18. Exemple d'interface où l'on paramètre un déplacement de string suivant x, y et z

IMAGE 19. OBI (à gauche) et OBS (à droite) en 3D [Surpac Gemcom Software ®]

IMAGE 20. Dimensionnement actuel du CAF

IMAGE 21. The sublevel caving geometry at the Kiruna Mine at three different points in time (Marklund and Hustrulid, 1995)

IMAGE 22. Dimensions du SLC

Mine souterraine de Kamoto

TABLE DE MATIERES

Epi_graphe 1

Dédicaces - 2

Remerciements 3

AVANT-PROPOS 4

RÉPERTOIRE DES ABREVIATIONS 5

INTRODUCTION 6

A. INTERET ET PROBLEMATIQUE DU SUJET 6

B. OBJECTIFS DU TRAVAIL 6

C. LIMITATION DU SUJET 6

D. CANEVAS DU TRAVAIL 7

Première partie : GENERALITES SUR KAMOTO ET SON GISEMENT 9

Chapitre 1. GEOGRAPHIE 10

1.1. LOCALISATION DU SITE 10

1.2. HISTORIQUE DE LA MINE 10

Chapitre 2. CADRE GEOLOGIQUE 12

2.1. LES FORMATIONS PRECAMBRIENNES 12

2.1.1. Le katanguien 12

Le Groupe de Roan 13

2.2. LES FORMATIONS PHANEROZOÏQUES TABULAIRES 15

2.3. TECTONIQUE DU KATANGA 15

2.3.1. Généralités 15

2.3.2. Structures tectoniques régionales 15

2.3.3. Structures tectoniques locales 16

2.4. MINERALISATION 17

Chapitre 3. DESCRIPTION DU GISEMENT DE KAMOTO 19

3.1. GEOLOGIE LOCALE 19

3.2. LES MINERAUX DE KAMOTO 20

3.3. HYDROGEOLOGIE 21

3.4. RESERVES GEOLOGIQUES DE KAMOTO 22

3.5. ELEMENTS GEOTECHNIQUES DE KAMOTO 23

3.6. APERÇU DE LA ZONE 1 DE KAMOTO 24

Deuxième partie : EXPLOITATION DU GISEMENT DE KAMOTO 26

Chapitre 4. THEORIE SUR LE CHOIX DES METHODES D'EXPLOITATION 27

Mine souterraine de Kamoto

4.1. PROPRIETES INFLUENÇANT LA METHODE D'EXTRACTION 27

4.1.1. La configuration géométrique du gisement 27

4.1.2. La disposition et orientation du gisement 27

4.1.3. Taille 28

4.1.4. Structure géomécanique 28

4.1.5. Valeur de la minéralisation et distribution spatiale de teneurs 29

4.1.6. Impact de la technologie minière sur son environnement 29

4.2. PRINCIPE DE SELECTION D'UNE METHODE D'EXPLOITATION RATIONNELLE 29
4.3. SELECTION DE METHODES TECHNIQUEMENT APPLICABLES 31

4.3.1. Sélection par la méthode MMS UBC 31

4.3.2. Thèses préconisant le CAF et le SLC 32

Chapitre 5. LES METHODES D'EXPLOITATION DE KAMOTO 34

5.1. L'EXPLOITATION PAR CHAMBRES ET PILIERS 35

5.2. L'EXPLOITATION PAR FOUDROYAGE DE BLOCS (LE BLOC CAVING) 36

5.3. L'EXPLOITATION PAR SOUS NIVEAUX FOUDROYES (SLC) - 37

A. Avantage de la méthode 39

B. Inconvénients de la méthode 39

5.4. L'EXPLOITATION PAR TRANCHES MONTANTES REMBLAYEES (CAF) 39

5.4.1. CAF transversal 41

5.4.1.1. CAF transversal classique 41

5.4.1.2. CAF Transversal Retro 41

5.4.2. CAF longitudinal 42

A. Avantage de la méthode 42

B. Inconvénient de la méthode 43
Troisième partie : APPLICATION DU CUT AND FILL & SUBLEVEL CAVING 44

Chapitre 6. PRESENTATION DU LOGICIEL SURPAC MINEX 45

6.1. MODELISATION DE GISEMENT ET ESTIMATION DE RESSOURCES 45

6.1.1. Modélisation 45

6.1.2. Estimation géostatistique des ressources 46

6.2. DESIGN DE MINE SOUTERRAINE ET PLANIFICATION DE LA PRODUCTION 46

· Etapes de conception de design avec Surpac 6.1.2 47

Chapitre 7. MODELISATION DU PANNEAU 460_415 49

7.1. PLANS DES NIVEAUX 460, 445, 430 & 415 49

7.2. CONFIGURATION DU GISEMENT 54

Mine souterraine de Kamoto

7.2.1. Contours des orebodies par niveau 54

7.2.2. Modélisation tridimensionnelle du gisement 59

7.3. Evaluation des réserves du panneau 460_415 61

7.4. EVALUATION DU TONNAGE ANNUEL 61

Chapitre 8. PERFORMANCES TECHNIQUES DES METHODES CAF ET SLC 63

8.1. EVALUATION TECHNIQUE DU CAF 63

8.1.1. Design du projet en CAF 63

8.1.2. Volumes de travaux en CAF 69

· Traçage 69

· Rampes 69

· Elargissage 70

· Dépilage 70

8.2. EVALUATION TECHNIQUE DU SLC 71

8.2.1. Design du projet en SLC 71

8.2.2. Volumes des travaux en SLC 77

· Traçage 77

· Rampes 77

· Dépilage 78

Chapitre 9. PERFORMANCES ECONOMIQUES DU CAF & SLC 79

9.1. EVALUATION DU COUT DE PRODUCTION EN CAF 79

9.2. EVALUATION DU COUT DE PRODUCTION EN SLC 79

9.3. COURS DU CUIVRE ET DU COBALT 81

9.3.1. Prix actuel 81

9.3.2. Projection 81

Quatrième partie : ETUDE COMPARATIVE DU CAF ET DU SLC 82

Chapitre 10. ANALYSE TECHNICO-ECONOMIQUE DU CAF ET SLC 83

10.1. COMPARAISON TECHNIQUE 83

10.2. COMPARAISON ECONOMIQUE 86

CONCLUSION & SUGGESTION 89

BIBLIOGRAPHIE 91

LISTE DES TABLEAUX 93

LISTE DES ILLUSTRATIONS 94

TABLE DE MATIERES 95

ANNEXES 98

Mine souterraine de Kamoto