Kansanshi Kopermijn

Stabilisatie van bewegingen van open mijnwanden gedetecteerd door InSAR met behulp van horizontale afvoeren.

Samenvatting

De westelijke helling M15 van de hoofdgroeve van de Kansanshi-kopermijn van First Quantum Minerals in Zambia is een actief ontgonnen wand die naar het oosten is gericht. Deze studie belicht de vroegtijdige waarschuwing die wordt gegeven door een op InSAR gebaseerde monitoringdienst. Er werden verplaatsingen langs de hellingwand gedetecteerd, wat aanleiding gaf tot een interventie met behulp van horizontale drains.

Om de westelijke helling van de groeve te monitoren, werd gebruik gemaakt van visuele inspecties, grondradars (GBR), robotische total stations (RTS) en beelden van de radarsatellietconstellatie TerraSAR-X. De vroege waarschuwing werd in juli 2022 afgegeven op basis van InSAR-verplaatsingen die waren geschat aan de hand van drie maanden aan beelden die met tussenpozen van elf dagen waren verzameld. Er werd oppervlaktebeweging gedetecteerd op verschillende terrassen, waarbij de verplaatsing begon aan de voet van de wand en zich radiaal en lateraal verspreidde, wat resulteerde in een cirkelvormig verzakkingspatroon. Dit werd vermoedelijk gezien als een voorbode van een instorting langs de helling. Er was geen waarschuwing voor abnormale verplaatsingen van de GBR en RTS.

Als reactie op de waargenomen verplaatsingen werd ter plaatse een mitigatieplan opgesteld. De hypothese was dat de bewegingen het gevolg waren van een verhoogde poriënwaterdruk. Met behulp van horizontale drains en boorgaten moest het gebied worden ontwaterd. Het drukverlagingsboren begon in november 2022 en werd voortgezet tot december 2022, toen werd waargenomen dat de bewegingssnelheid afnam van 15,1 mm/jaar tot 5,9 mm/jaar vóór het begin van het regenseizoen.

Door het risico te beheersen en storingen te voorkomen, konden de trolleybuslijnen die waren aangelegd om het dieselverbruik te verminderen, soepel en continu blijven functioneren. Bovendien konden andere kosten die met de storing gepaard gingen, zoals een toename van de tramafstand, met succes worden vermeden. Door InSAR als monitoringinstrument te gebruiken, kon tijdig worden ingegrepen, wat tijd, operationele efficiëntie en kwantificeerbare financiële middelen bespaarde.

1. Inleiding

Het beheersen van de risico's die gepaard gaan met hellinginstabiliteit is van cruciaal belang voor een veilige en economische exploitatie van dagbouwmijnen. Het bezwijken van hellingwanden kan leiden tot een onderbreking of stopzetting van de mijnbouwactiviteiten, verlies van apparatuur en verlies van mensenlevens.

De Kansanshi koper-goudmijn, gelegen in de noordwestelijke provincie van Zambia, is de grootste open kopermijn van Afrika en is sinds 2005 continu in productie. De mijnbouwactiviteiten vinden plaats in twee open mijnen: de Main Pit en de North West Pit (zie figuur 1). In deze mijnen worden conventionele open-pitmethoden toegepast, waarbij gebruik wordt gemaakt van elektrische en hydraulische graafmachines en een gemengd wagenpark van transportwagens (Gray, D et al. 2020). De Main Pit, de grootste mijn, is ongeveer 3,2 km lang, 1,4 km breed en 220 m diep (O'Ferrall en Simbile, 2020).

De Kansanshi-afzetting bevindt zich in de Katanga Supergroep van de Zambiaanse Centraal-Afrikaanse Copperbelt, meer bepaald in vervormde metasedimenten die behoren tot de Lower Kundulungu-groep. De afzetting bestaat uit verschillende gesteente-eenheden, waaronder dolomieten, dolomietmarmer, schisten en fyllieten. Kopermineralisatie wordt aangetroffen in twee koepelvormige structuren langs de top van een regionale antiformatie (Gray, D et al. 2020). De dolomietsequentie is verantwoordelijk voor de sinkholes die zijn ontstaan aan de rand van de putten waar de afvalstortplaatsen zich bevinden.

Er zijn duidelijk problemen met de erfenis van het verleden in het gebied rond de groeve, met name wat betreft de noordoostelijke terrassen die eerder te maken hebben gehad met verwering als gevolg van blootstelling aan oppervlaktewaterafvoer en grondwater, wat heeft geleid tot gestage kruip (O'Ferrall en Simbile, 2020). Een soortgelijke situatie doet zich voor op de bovenste helling van Main 15, die grenst aan actief ontgonnen gebieden. Deze helling heeft ook een actieve hellingbaan als onderdeel van de structuur. De bovenste helling van Main 15 wordt doorkruist door een breuklijn en er is gemeld dat de poriënwaterdruk er verhoogd is.

De verwering rond de mijnlocatie reikt tot 50 m onder het oppervlak, maar strekt zich in breukzones uit tot meer dan 250 m diepte. Eerdere instortingen in de groeve waren het gevolg van erosiekanalen veroorzaakt door afstromend oppervlaktewater en wigvormige instortingen in verband met geologische structuren en de oriëntatie van de groevewanden.

Kaart van Zambia met de locatie van de Kansenshi-mijn in het noorden van het land, nabij Ndola.
Satellietbeeld van een steengroeve of mijnbouwlocatie met twee gemarkeerde gebieden, genaamd NW Pit en Main Pit, waarop de graafzones, wegen en het omliggende terrein te zien zijn.

Figuur 1 a) Locatie van de Kansanshi-mijn in het noordwesten van Zambia. b) Kansanshi-locatie met de NW-put en de hoofdput gemarkeerd

1. Rotsmassa

De breuklijnen in de Kansanshi-mijn bestaan over het algemeen uit drie orthogonale sets met lokale variaties. Twee steil hellende breuklijnen met een noordwest-zuidoostelijke en noordoost-zuidwestelijke richting en één licht hellende breuklijn met een noord-zuidelijke richting (laag). In figuur 2 worden de typische breuklijnen weergegeven.

Er werd een raamkaart gemaakt van de bovenste wand van Main 15. Veldwaarnemingen wijzen erop dat het bewegingsgebied wordt begrensd door twee breukvlakken in het noorden en zuiden. In figuur 3 vertonen de helling en de materialen aan weerszijden van de breukvlakken verwering (GSI = 25 tot 30), terwijl het materiaal binnen de breukzone sterk verweerd is (GSI = 10 tot 15). De Rock Mass Rating (Bieniawski, 1989) voor de materialen werd vastgesteld op 32 (verweerd gesteente) en 14 (breukzone). De onderliggende faalwijze werd geïdentificeerd als wigvormige breuk; vanwege de hoge mate van verwering wordt echter aangenomen dat het faalmechanisme een complexer gedrag kan vertonen, dat lijkt op een cirkelvormige breuk. De gevoeligheid van hellingen voor bezwijken wordt beïnvloed door een combinatie van interne en externe factoren, waaronder de geometrie van de helling, het type gesteente, geologische discontinuïteiten, grondwateromstandigheden, oppervlakteafvoer, regenval, seismische activiteit en menselijke activiteiten (First Quantum Minerals, 2022).

Als gevolg van bekende problemen uit het verleden, hevige seizoensgebonden regenval en mijnbouwgerelateerde seismische activiteit werd een uitgebreid monitoringplan opgesteld om mogelijke gevaren te beperken.

Twee polaire grafieken met kleurgecodeerde gegevens, legenda's en annotaties met betrekking tot dichtheidsconcentraties en kenmerken, waarbij de grafiek links is gelabeld met (a) en de grafiek rechts met (b).
Een panoramische foto van een rotsachtige, kale heuvel met markeringen die de waarden van de geologische oppervlakte-index (GSI) aangeven, met twee secties met het label GSI 25-30 en een centrale sectie met het label GSI 10-15, onder een helderblauwe lucht.

Figuur 2 (a) Typische oriëntaties van de gewrichtsset voor de Kansanshi-mijn, (b) Resultaten van M15-venstermapping (First Quantum Minerals, 2022)

Figuur 3 Hoofdkruispunt met 15 hellingen dat het verschil in materiaalkwaliteit laat zien

2. Methode

2.1 Overzicht van de monitoring

Er worden verschillende methoden gebruikt om de stabiliteit van de hellingen bij Kansanshi te monitoren, waaronder: grondradars (GBR's, één ArcSAR en één IBIS FM die de hoofdgroeve monitoren en één MSR die de noordwestelijke groeve monitort), robotische total stations (RTS), visuele inspecties en satellietgebaseerde optische en interferometrische synthetische apertuurradar (InSAR). InSAR is een teledetectietechniek waarmee verplaatsingen op millimeterschaal op het aardoppervlak kunnen worden geschat. InSAR wordt sinds 2021 gebruikt als onderdeel van de monitoringstrategie in de Kansanshi-mijn.

Een voorbeeld van GBR-monitoringresultaten wordt getoond in figuur 4.

2.2 Satellietmonitoring (InSAR)

InSAR-monitoring wordt sinds 2021 toegepast in Kansanshi. SkyGeo is sinds 2022 de huidige technologiepartner. De gebruikte SAR-beelden worden elke 11 dagen door de TerraSAR-X-satelliet in StripMap-modus verkregen.

Er wordt gebruik gemaakt van beelden van zowel de stijgende als de dalende baan. De dalende baan heeft een steile satelliethoek van 27,8 graden en de stijgende baan heeft een vlakkere satelliethoek van 54,4 graden.

SkyGeo voert de InSAR-verwerking uit met behulp van eigen algoritmen voor kleine basislijnsubsets (SBAS). De monitoringdienst ging in april 2022 van start met driemaandelijkse updates en een rapport dat aan het einde van elk kwartaal werd gepubliceerd. De frequentie van de rapportage werd verhoogd naar maandelijks toen er een waarschuwing werd afgegeven voor de M15-muur. In april 2023 was de monitoringfrequentie voor de putten verhoogd tot elke 11 dagen (telkens wanneer er een beeld wordt verkregen).

Er werd een historische basisanalyse uitgevoerd op de locatie met behulp van SAR-beelden die door de Sentinel-1-satelliet vanuit zowel stijgende als dalende banen waren verkregen. De analyse had betrekking op de periode van januari 2019 tot november 2021 voor de stijgende dataset en tot maart 2022 voor de dalende dataset. Het verschil in tijdsbestek is te wijten aan de onderbreking van de Sentinel-1B-satellietdienst (Sentinel-1B in-flight anomaly summary report, n.d.). Beide banen hebben relatief ondiepe invalshoeken van ongeveer 41 - 42 graden. De historische basislijnen werden gebruikt om verplaatsingen langs de belangrijkste breukzone, GbRadar-blinde vlekken en reeds bestaande verplaatsingssnelheden op de westelijke helling te beoordelen. Sentinel-1 werd gebruikt voor de basislijn vanwege de beschikbaarheid van retroactieve beelden over het gebied.

Voor het monitoren van de M15 westelijke put werd gebruik gemaakt van de TerraSAR-X-satelliet. Als X-band satelliet heeft deze een hogere geolocatieprecisie, meetnauwkeurigheid en ruimtelijke resolutie dan C-band satellieten zoals Sentinel-1. Dit was een van de factoren die bepalend waren voor de keuze van de satelliet voor het monitoren van de putten. De algemene kenmerken van de twee SAR-banden zijn weergegeven in tabel 1.

Naast InSAR werd ook gebruik gemaakt van optische satellietbeelden van Sentinel-2 om de veranderingen ter plaatse te volgen en kwalitatieve metingen van het oppervlaktevochtgehalte van de groeve te verkrijgen.

De gegevens uit historische basislijnen werden gebruikt om drempels voor waarschuwingen voor de InSAR-monitoringservice te definiëren. Er werden vijf triggerlevels vastgesteld: laag risico, voorzichtigheid, waarschuwing, kritiek en status onduidelijk. De vlag 'Status onduidelijk' werd gebruikt om een aanzienlijk verlies aan gegevenskwaliteit aan te geven wanneer er geen activiteiten ter plaatse werden gemeld. De lagere waarschuwingsniveaus, zoals 'Laag risico' en 'Voorzichtigheid', werden toegepast op gebieden die verplaatsingen vertoonden, maar die niet afweken van de basislijnschattingen. 'Waarschuwing' en 'Kritiek' werden toegepast op verplaatsingen die versnelling vertoonden met visuele tekenen van grote verplaatsingen, zoals spanningsscheuren, sinkholes enz.

2.3 Monitoring ter plaatse

In-situ monitoring bestaat uit regelmatige visuele inspecties, grondradars (GBR), robotische total stations, prisma's en VWP's, zoals weergegeven in figuur 5. Er werd een Trigger Action Response Plan (TARP) ontwikkeld, specifiek voor de radarsystemen voor hellingmonitoring. Dit plan omvatte vijf alarmniveaus (L0 tot L4) op basis van GbRadar-snelheidsdrempels, die tijdgebonden waren en varieerden naargelang het type gesteente, zoals saproliet, sapgesteente, vers materiaal en los materiaal (First Quantum Minerals, 2022).

De visuele inspecties, in combinatie met gegevens van instrumenten en de Early Warning-rapporten van SkyGeo, stelden het rotsengineeringteam in staat om een maandelijks gevarenplan voor de groeve op te stellen. In het gevarenplan werden verschillende delen van de groeve ingedeeld in zones met een laag, gemiddeld en hoog risico.

Bij de start van de EWS-monitoring in juni 2022 werden de gevarenniveaus van de hoofdput geclassificeerd volgens figuur 6. De westelijke wand van M15 werd aangemerkt als een zone met gemiddeld risico vanwege waargenomen daglichtstructuren.

3D-topografische scans van een geologische of archeologische locatie met hoogtegegevens in kleur, met een kleurgradiëntschaal van blauw naar rood die hoogteverschillen aangeeft.

Figuur 3 Hoofdkruispunt met 15 hellingen dat het verschil in materiaalkwaliteit laat zien

Een tabel waarin satellietbanden C (Sentinel-1) en X (TerraSAR-X) worden vergeleken, met kolommen voor typische ruimtelijke resolutie, geolocatieprecisie, meetprecisie en golflengte, waarin verschillen in resolutie en meetgolflengten worden weergegeven.

Tabel 1 C- en X-satellietbanden en de algemene kenmerken van de bijbehorende datasets

Een satellietbeeld van een grote open mijnbouwlocatie met verschillende gemarkeerde bezienswaardigheden, waaronder hoofdputten, stations en boorlocaties, omgeven door wegen en vegetatie.

Figuur 5 De locatie en verdeling van robotische totaalstations (grote rode ruiten), prisma's (zwarte ruiten), inactieve prisma's (kleine rode ruiten) en VWP's (omgekeerde blauwe driehoeken)

Risicobeoordelingskaart van de locatie met verdedigingsmuren en risiconiveaus gemarkeerd in groen, geel en rood, waarbij de oostelijke muur van Main 13 in rood en de westelijke muur van Main 15 in geel zijn gemarkeerd. De legenda geeft groen aan voor laag risico, geel voor gemiddeld risico en rood voor hoog risico.

Figuur 6 Voorbeeld van een gevarenkaart voor de Kansanshi Main Pit (First Quantum Minerals, 2022)

3. Opmerkingen

3.1 Historische basiswaarnemingen

De analyse van het historische InSAR-basislijnrapport richtte zich op verplaatsingen langs breukzones, nabij het cutback-gebied en blinde vlekken ten opzichte van de GbRadar-systemen. In de meeste niet-ontgonnen gebieden werden stabiele omstandigheden met minimale verplaatsingsmagnitudes waargenomen.

Het huidige gebied dat bekend staat als M15 westelijke wand van de hoofdput vertoonde echter gedurende de periode van twee jaar een consistente verplaatsing. Dit was interessant omdat het onderliggende gebied oorspronkelijk een regio was net buiten de putrand waar zich een afvalrotsstortplaats bevond, zoals te zien is op de optische satellietbeelden van Sentinel-2 in figuur 7.

De Sentinel-1-gegevens over het betreffende gebied laten een gestage bodemdaling zien in de loop van de tijd, zonder significante veranderingen in de ruimtelijke omvang van de verplaatsingen (figuur 8). Tijdens de actieve ontginning van de afvalrotsstortplaats van mei tot augustus 2021 werd een lichte afname van de verplaatsingssnelheid waargenomen (van -41 mm/jaar naar -39 mm/jaar).

3.2 Hoge resolutie TerraSAR-X monitoring observaties

Dit gedeelte richt zich op verplaatsingsschattingen van de TerraSAR-X-satelliet, die bijzonder gevoelig is voor hellingverplaatsingen langs de M15-muur omdat zijn zichtlijn parallel loopt aan de neerwaartse helling. De eerste vroege waarschuwing werd in juni 2022 door SkyGeo afgegeven tijdens de eerste driemaandelijkse evaluatie van de verplaatsingen van de groeve. De verplaatsingssnelheid tussen 30 maart 2022 en 26 juni 2022 bleek ongeveer -85 mm/jaar te bedragen, wat hoger is dan de historische basisverplaatsingssnelheid van ongeveer -40 mm/jaar. In het daaropvolgende kwartaalrapport van september 2022 werd de M15 westelijke put opnieuw gemarkeerd voor versnelde verplaatsingen. Opvallend was dat de M15 westelijke wand tussen juni en september 2022 een verzakking van meer dan 3 cm onderging, wat de meest significante verzakking was die tijdens de monitoringperiode op het wandoppervlak werd waargenomen, zoals aangegeven in figuur 9.

Naast de toegenomen omvang van de verplaatsingen werden opvallende ruimtelijke patronen waargenomen, zoals weergegeven in figuur 10. Er werd beweging waargenomen op meerdere banken, beginnend bij de voet van de muur en zich radiaal en lateraal verspreidend, wat resulteerde in een cirkelvormig verzakkingspatroon. Dit werd beschouwd als een voorbode van een vlakke breuk langs het hellingvlak. Aangezien veel soorten breuken worden beïnvloed door grondwateromstandigheden en seismische activiteit, leidde de aanwezigheid van grondwaterafvoerconstructies en nabijgelegen explosieactiviteiten tot de hypothese dat deze factoren hebben bijgedragen aan de breukvorm. Bijgevolg werden de monitoringrapporten bijgewerkt naar een maandelijkse frequentie en uiteindelijk naar een tweewekelijkse frequentie om de voorbode van de breuk tijdiger te kunnen volgen.

Luchtvergelijkingskaart van een open mijn die de veranderingen tussen 12 mei 2021 en 18 november 2021 laat zien, waarbij het mijnbouwgebied is omlijnd met een stippellijn.

Figuur 7 Sentinel-2-beelden die de actieve mijnbouw en het terugdringen van de westelijke wand van de Main-mijn tussen mei (a) en november (b) 2021 laten zien.

Kaart waarop de snelheid van landvervorming wordt weergegeven met kleurcodering van blauw naar rood, waarbij de verplaatsing in mm/jaar wordt aangegeven, over een satellietbeeld heen gelegd; een spreidingsdiagram dat een dalende trend van de verplaatsing in millimeters laat zien van 2019 tot 2022.

Figuur 8 Sentinel-1 Ascending-gegevens over het betreffende gebied met een tijdreeks van verplaatsingen van 2019 tot 2022 (R) en een heatmap van de snelheid van verplaatsing in dezelfde periode. De snelheid van verplaatsing is een geschatte gemiddelde van 40 mm/jaar weg van de zichtlijn van de satelliet, wat kan worden geïnterpreteerd als bodemdaling.

Lijngrafiek die een dalende trend in verplaatsing in de tijd weergeeft van mei tot mei van het volgende jaar, met gegevenspunten van mei 2022 tot mei 2023.

Figuur 9 De tijdreeks en cumulatieve verplaatsing van TerraSAR-X ascending gaven aan dat er gedurende de gehele periode tussen maart 2022 en april 2023 een verplaatsing van meer dan 10 cm heeft plaatsgevonden.

Reeks van zes satellietbeelden die de landverschuiving in de tijd weergeven van 25 maart 2022 tot 6 oktober 2022, met kleurgecodeerde verschuivingsniveaus en een legenda die de beweging in millimeters aangeeft.

Figuur 10 TerraSAR-X stijgende gegevens die de veranderende verplaatsingssnelheid en ruimtelijke omvang van verplaatsingen op de M15-muur tussen maart en oktober 2022 aangeven (a tot e). Halfrond verzakkingspatroon aangegeven door de zwarte stippellijn.

4. Resultaten

Als gevolg van de toegenomen verplaatsingen die door InSAR en andere instrumenten werden gesignaleerd, werd een ontwateringsplan ontwikkeld.

4.1 Drukverlaging

De drainage begon in november 2022 met horizontale drains die op een diepte van 120 m werden geïnstalleerd, met een tussenruimte van 150 m en een helling van -5° op specifieke locaties. De drains waren niet ommanteld. De reactie op grondwaterverhogingen werd gemonitord met behulp van het Vibrating Wire Piezometer (VWP)-netwerk boven de mijn, zoals weergegeven in figuur 11.

Het drukverlagingsboren begon in november 2022 en duurde tot december 2022. Tijdens deze periode vertoonde de met InSAR geschatte verplaatsingssnelheid van de wand een aanzienlijke afname van -101 mm/jaar naar -53,4 mm/jaar, zoals weergegeven in figuur 12.

Het cirkelvormige ruimtelijke verzakkingspatroon werd vervangen door lokale plekken met aanhoudende verplaatsing. Deze gebieden bevonden zich aan de voet van de putwand, op de top en op bepaalde terrassen verder naar het zuiden van het oorspronkelijke verplaatsingsgebied, waar andere mijnbouwactiviteiten plaatsvonden. Dit wordt weergegeven in figuur 13.

4.2 Uitdagingen in het regenseizoen

Zambia wordt gekenmerkt door een subtropisch klimaat met seizoensgebonden regenval. Het regenseizoen valt doorgaans tussen oktober en april. De gemiddelde jaarlijkse neerslag bedraagt ongeveer 1,3 m/jaar, terwijl de verdamping ongeveer 1,1 m/jaar bedraagt. Figuur 14 toont de typische neerslagcijfers voor de Kansanshi-mijn, gemeten met behulp van instrumenten ter plaatse.

Regenval leidt tot erosie met uitspoelingen langs hellingen van putten. Erosiegeulen kunnen bestaande problemen met de stabiliteit van hellingen verergeren, waardoor water in de helling kan infiltreren. Aangezien de primaire hypothese was dat de waargenomen verplaatsingen een voorbode waren van een cirkelvormige breuk, was het van groot belang om de sanering vóór het regenseizoen uit te voeren. De geïnstalleerde horizontale afvoeren hadden ook als bijkomend voordeel dat ze regelmatig geïnfiltreerd regenwater uit het onstabiele gebied verwijderden.

Er werd opgemerkt dat ondanks de impact van het regenseizoen, de verplaatsingssnelheden niet terugkeerden naar het niveau van vóór de interventie, wat erop wijst dat de helling met succes was gestabiliseerd. Dit wordt benadrukt in figuur 13, waar de verplaatsingssnelheden stabiliseren rond -56,3 mm/jaar met een verdere daling tot -40,3 mm/jaar, wat overeenkomt met het afnemen van de regenperiode.

De verslechtering van het bovenste gedeelte van Main 15 als gevolg van regenval wordt weergegeven in figuren 15-16. De verplaatsing die is geregistreerd door de GBR laat een toename zien in de verplaatsingssnelheid tijdens zowel het regenseizoen 2021/2022 als 2022/2023, zoals weergegeven in figuur 17. Het materiaal vertoont een vertraagde versnelling in het seizoen 2022/2023. De totale geregistreerde beweging bedroeg 317 mm over 19 maanden, met een snelheid van 0,56 mm/dag. Deze verplaatsing is niet zichtbaar tijdens de dagelijkse werkzaamheden en zonder de InSAR-monitoring zou er geen aandacht aan dit gebied zijn besteed totdat het te laat was om het gebied te herstellen. De erosie en infiltratie van regenwater hebben het materiaal opnieuw geactiveerd en hebben tijdens het regenseizoen van 2022/2023 geleid tot een versnelling van de materiaalmassa.

Uiteindelijk werd besloten om het gebied rond de bergkam af te graven om de stabiliteit van het gebied te waarborgen tot het einde van de mijnbouwactiviteiten. De geplande indeling van het gebied wordt hieronder weergegeven in figuur 18.

5 Conclusie

De InSAR-monitoring was van onschatbare waarde voor de Kansanshi-mijn om een langetermijnwaarschuwing te krijgen voor een gebied dat in november 2021 begon te verschuiven en dat elk regenseizoen verschuivingen vertoont. De drukverlagingsboringen hebben de beweging vertraagd, maar tijdens het regenseizoen van 2022/2023 kwam de beweging weer op gang. Dit heeft de Kansanshi-mijn echter in staat gesteld om vóór het regenseizoen van 2023/2024 het ontladen van de top te plannen en uit te voeren.

Referenties

Bieniawski, Z.T. 1989, Engineering Rock Mass Classifications: A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining, Civil, and

Petroleumtechniek, Wiley

First Quantum Minerals. (2022). Ground Control Management Plan Kansanshi Mine. GCMP 001. Niet-gepubliceerd intern bedrijfsdocument.

document.

First Quantum Minerals. 2022. Rock Engineering. Niet-gepubliceerd intern bedrijfsdocument.

Gray, D., Lawlor, M., Stone, Robert. 2020. ‘Kansanshi-activiteiten, Noordwestprovincie, Zambia. NI 43-1010 Technisch rapport’’

Meer O'Ferrall, G. C., en N. S. Simbile. "Het aanpakken van instabiliteit van de wand van de mijnput in de grootste open kopermijn van Afrika." In Slope Stability

2020: Proceedings of the 2020 International Symposium on Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering, pp. 1507-1520.

Australisch Centrum voor Geomechanica, 2020.

Samenvattend rapport over anomalieën tijdens de vlucht van Sentinel-1B. (n.d.).

https://sentinel.esa.int/documents/247904/4819394/Sentinel-1B+In-Flight+Anomaly+Summary+Report.pdf

Satellietkaart met de locaties van meetpunten met de labels MDW093, MDW094, MDW091 en andere op een mijnbouwlocatie, met grafieken die de waterstanden in de loop van de tijd weergeven bij MDW091, MDW094 en MDW093.

Figuur 11 De locatie (a) en tijdreeks van drie VWP: b) MDW091 c) MDW093 en d) MDW094

Tijdlijn van maart 2022 tot maart 2023 met verplaatsingspercentages, waarschuwingen, afwatering en vermindering van het verplaatsingspercentage

Figuur 12. Tijdlijn van gebeurtenissen en verplaatsingssnelheden boven de westelijke wand van de M15-put. Geschatte locatie van verplaatsingssnelheden weergegeven in figuur 13.

Een reeks van vier kaarten die de verplaatsing van het landoppervlak weergeven van maart 2022 tot maart 2023. Elke kaart toont kleurgecodeerde verplaatsingswaarden, waarbij groen minimale beweging aangeeft, geel en oranje matige verplaatsing en rood grote verplaatsing. De kaarten zijn gelabeld met tijdsperioden: maart-juni 2022, juni-september 2022, september-december 2022 en december-maart 2023.

Figuur 13 Evolutie van het cirkelvormige verzakkingspatroon op de westelijke wand van M15. a) Maart tot juni 2022, b) juni tot september 2022, c) september tot december 2022, d) december 2022 tot maart 2023. De zwarte cirkel op a) verwijst naar de geschatte locatie van de verplaatsingssnelheden die in figuur 12 worden vermeld.

Grafiek met maandelijkse neerslag en cumulatieve neerslag bij de Kansanshi-mijn van juli tot juni. Blauwe balken geven de maandelijkse neerslag weer en een oranje lijn toont de cumulatieve neerslag die in de loop van de tijd toeneemt.

Figuur 14 Cumulatieve en maandelijkse neerslag (mm) voor de Kansanshi-mijn

Foto's naast elkaar van een gebarsten rotswand aan de linkerkant en een steengroeve met losse stenen en een grote vrachtwagen aan de rechterkant.
Drie afbeeldingen van een steile, rotsachtige en geërodeerde kloof of klif met zichtbare lagen sedimentair gesteente en grote scheuren.

Figuur 15 Zowel a) als b) tonen open voegen en erosiegeulen.

Figuur 16 Het effect van regenval op de dispersieve saprolieten die pijpleidingen in de helling vertonen. a) Erosiekanaal door de voeg, b) Neerslag van saprolietmateriaal uit de voegen, c) erosiekanaal.

Lijngrafiek die de verplaatsing in de tijd weergeeft van oktober 2021 tot juni 2023, met een ingevoegde 3D-kaart waarop de hoogte van het terrein of bewegingsgegevens in grijstinten met een kleurenschaal worden weergegeven.

Figuur 17 Belangrijkste 15 grondradargegevens a) Gemiddelde tijdreeksgrafiek van 16 september 2021 tot 22 augustus 2023 b) Inzet toont het hellingsvlak waarvoor de tijdreeksgrafiek is gegenereerd, over een verplaatsingswarmtekaart van 11 mei 2022 tot 22 augustus 2023 gelegd, ingesteld op een kleurenschaal van ±240 mm (blauw is -240 mm, rood is +240 mm) in de zichtlijn van de radar.

Luchtfoto van een bouwplaats met een nieuwe transportweg en een bestaande transportweg, met daaroverheen gekleurde contourlijnen die de geplande en huidige graafniveaus aangeven. Labels wijzen op een 'Te herstellen afwatering' bovenaan, de 'Nieuwe transportweg' aan de linkerkant, de 'Huidige transportweg' onderaan en een 'Gebied na voltooiing van de ontginning' aan de rechterkant.

Figuur 18 Ontlasting van de top van de M15-breukzone

Casestudies

  • Vulkanisch kratermeer bij zonsondergang met ruige rotswanden, gebruikt om InSAR-monitoring van opheffing en verzakking rond actieve vulkanische systemen te illustreren.

    Kalimijnbouwbedrijf

    Door gebruik te maken van SkyGeo's holistische benadering voor het beheer van geotechnische risico's, identificeert de klant nu zinkgaten zo vroeg mogelijk en minimaliseert de kans op een catastrofale instorting die dijkfalen veroorzaakt.