Réduire au minimum les coûts des travaux généraux de terrassement à l’aide de la « méthode de la moindre distance »

Minimizing Bulk Earthwork Costs Using a Least-Distance Method
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Jonathan Winne

Jonathan Winne Member Name

Ingénieur de projet sénior

Terry Fairbanks

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Ingénieur principal

Déplacer de la terre n’est pas une mince affaire. Les travaux généraux de terrassement sont en fait très courants dans l’industrie minière. Ils sont de la plus haute importance durant la phase d’agrandissement de la mine, car les actions prises à cette étape pourraient avoir une grande incidence sur les obligations ultérieures liées à la restauration de la mine. Par exemple, les entreprises doivent respecter des exigences strictes en matière de gestion des sols et prendre en compte la classification de la matière afin de déterminer adéquatement les conséquences aux fins d’utilisation future de la mine à l’étape de la restauration. L’objectif est d’utiliser efficacement la matière et de la déplacer tout aussi efficacement afin de réduire les coûts importants associés au transport de grands volumes. Cela exige une planification minutieuse et une exécution attentive.

Facteurs de coût affectant les travaux généraux de terrassement

De nombreux facteurs de coût sont associés aux travaux généraux de terrassement. Les projets d’agrandissement et de restauration de mines visent habituellement à réduire au minimum la distance sur laquelle la matière doit être transportée, et ce, afin de réduire les coûts au minimum. Les décisions prises dans le cadre de projets d’agrandissement relativement à l’emplacement de la matière peuvent avoir une grande incidence sur les coûts de restauration. Pourtant, ces derniers sont souvent négligés au moment d’évaluer les projets d’agrandissement. Dans le cycle de vie de la mine, les répercussions globales de l’agrandissement sur les coûts de restauration peuvent influer sur la décision des dirigeants de poursuivre ou de modifier le projet d’agrandissement proposé en vue de limiter les coûts de restauration supplémentaires potentiellement importants qui seront engagés après l’agrandissement. Nombre de facteurs doivent être considérés au moment d’évaluer les coûts des travaux généraux de terrassement, compte tenu du même soin que celui accordé aux analyses de l’agrandissement de la mine, notamment :

  • le volume de terre à déplacer pour la restauration;
  • la taille de l’équipement de terrassement;
  • la distance que doit parcourir chaque chargement;
  • le temps requis pour chaque transport;
  • le coût horaire de fonctionnement de chaque pièce d’équipement;
  • les coûts opérationnels et les gains d’efficacité.

Les coûts de restauration associés aux travaux généraux de terrassement peuvent augmenter rapidement, de sorte que les entreprises doivent planifier soigneusement la façon la plus efficace d’exécuter les travaux. Habituellement, les ingénieurs sont chargés de calculer et d’estimer les coûts, mais leurs connaissances sont quelque peu limitées par leur propre expérience et peuvent souvent être trop générales pour estimer avec exactitude les coûts des travaux généraux de terrassement dans le cadre de la restauration.

Toutefois, avec la technologie d’aujourd’hui, il est possible d’obtenir des résultats plus précis. Les modèles qui utilisent des « méthodes de la moindre distance » peuvent aider les propriétaires de mines à gérer les travaux généraux de terrassement de façon plus rentable. L’une des manières d’optimiser l’efficacité dans ce domaine consiste à combiner un logiciel de CAO 3D et des algorithmes.

La meilleure façon d’illustrer cela est de donner un exemple réel du travail de Golder auprès d’un client de grande envergure.

Approche suggérée : méthode de la moindre distance

Dans le projet en question, le client envisageait d’agrandir sa mine. Il devait donc procéder à grande échelle à des travaux de déblai et de remblai et à un bilan de la terre se trouvant dans les haldes de stériles. Le volume de terre à déblayer, à transporter et qui devait servir à remplir les haldes de stériles d’après une configuration post‑exploitation approuvée était d’environ 84 millions de verges cubes.

Le client voulait calculer ce qu’il en coûterait d’utiliser ses propres véhicules miniers pour transporter la matière plutôt que de retenir les services d’un entrepreneur externe. L’objectif était de déterminer le scénario le moins coûteux pour la restauration de la mine.

Golder a utilisé les méthodes suivantes pour aider le client.

  • Des logiciels de CAO et de modélisation ont été utilisés pour créer des cartes en courbes de niveau des isopaches de l’empreinte de la mine. Les cartes ont été divisées en blocs de 75 pieds carrés afin d’analyser les niveaux de déblai et de remblai nécessaires dans chaque région.
  • À l’aide du langage C++, des algorithmes de déblai-remblai ont été créés afin de cartographier le déplacement de la matière des aires de déblai aux aires de remblai en réduisant au minimum la distance en ligne droite 3D sur laquelle la matière est déplacée. Cet algorithme intelligent fonctionnait en répartissant les volumes de déblais dans les emplacements de remblayage au moyen des trajets les plus efficaces. Cela a permis d’équilibrer les volumes de déblais et de remblais.
  • Des volumes et des heures ont été attribués à des pièces d’équipement particulières pour estimer les coûts fondés sur la productivité en fonction de la tâche, notamment des facteurs comme la taille de l’équipement, les propriétés de la matière, l’expérience de l’opérateur, l’aménagement des routes de transport et les contraintes propres au site.
  • De nombreuses tentatives ont été effectuées pour trouver la combinaison qui était à la fois faisable sur le plan opérationnel et la moins coûteuse, chaque tentative subséquente visant à améliorer la précédente.

À l’aide de cette méthode, le client a été en mesure de recueillir des données beaucoup plus précises et de mieux comprendre les avantages et les inconvénients de chaque scénario de restauration sur lequel il pouvait fonder sa décision tout en réduisant les coûts d’ingénierie des méthodes habituelles.

En tenant compte des données, le meilleur résultat prévisionnel était une combinaison de véhicules miniers et de véhicules de l’entrepreneur. Il y avait un avantage évident sur le plan des coûts à recourir aux bouteurs de l’entrepreneur pour les travaux de déblai et de remblai et au parc de véhicules miniers pour les travaux par camions et par pelles.

L’approche en question a permis de réduire au minimum les coûts prévus des travaux de déblai et de remblai par camionnage tout en tirant parti de la connaissance qu’avait l’entrepreneur du nivellement de finissage par bouteurs requis pour la restauration.

Autres industries qui peuvent bénéficier de la méthode de la moindre distance

Si les sociétés minières peuvent tirer des avantages considérables de la méthode d’analyse de la moindre distance, de nombreux autres projets environnementaux pourraient aussi en bénéficier. Le déplacement de terrassement, la restauration, les travaux de déblai et de remblai et l’équilibrage ne sont pas propres à l’industrie minière et sont effectués sur de nombreux chantiers partout dans le monde.

Voici des exemples d’autres projets qui pourraient bénéficier de la méthode de la moindre distance.

  • Installations de stockage de résidus miniers
  • Remise en état de brise-lames et de plages
  • Défrichage et remise en état
  • Grands projets de construction et de génie civil
  • Routes et grands travaux de construction
  • Projets de tunnel

En résumé

Toute entreprise qui engage des coûts énormes pour déplacer de la terre devrait envisager de mener une enquête approfondie aux étapes de planification de son projet.

Au moyen des méthodes analysées ci-dessus, qui peuvent être produites avec précision à l’aide de logiciels courants et d’algorithmes personnalisés, les entreprises peuvent prendre des décisions plus éclairées. Au bout du compte, ces décisions permettront d’économiser des sommes considérables aux organisations participant à des projets nécessitant des travaux généraux de terrassement.

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