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1/38 Manuel de Construction des bassins DE REJETS DE LA Laverieconception, Cons

1/38 Manuel de Construction des bassins DE REJETS DE LA Laverieconception, Construction, exploitation et surveillance PREMIERE EDITION - OCTOBRE 2016 Ce manuel a été réalisé par MECATER Ingénierie pour la Direction de la Mine de COMILOG. Ce manuel est la propriété de COMILOG et ne peut être reproduit même partiellement sans l’autorisation écrite du directeur général de COMILOG ou de son représentant dûment autorisé. 2/38 Le stockage des rejets de la laverie de la COMILOG se fait dans des bassins de décantation formés par des digues d’enclôture en pisolites et aménagés sur les niveaux exploités de la carrière. Huit bassins de rejets de laverie (B1 à B8) ont été conçus par MECATER Ingénierie et aménagés progressivement par la COMILOG depuis 2007. En moyenne, chaque bassin couvre une superficie de 10 ha et offre une capacité de stockage proche de 1 million de m3, qui correspond à la quantité annuelle de rejet. Le présent document intitulé « Manuel CCES » comporte une formalisation des bonnes pratiques relatives à la conception, la construction, l’exploitation et la surveillance des bassins de rejets de laverie et de leurs ouvrages annexes. Ce manuel permet de rappeler les méthodes de conception, de donner des ordres de grandeur des paramètres de dimensionnement et de vulgariser les bonnes pratiques de construction et d’exploitation pour les besoins du personnel de la COMILOG. Il constitue aussi un référentiel pour les sous-traitants dans le cadre des prestations qui leur seront confiées. Les méthodes et techniques, présentées dans ce manuel, doivent être appliquées par les concepteurs et les exploitants de la COMILOG qui restent responsables de mener une analyse critique spécifique à tout ouvrage résultant d’une analyse multicritère et d’une analyse de risques. Le recours à des pratiques différentes de celles présentées dans ce manuel doit être justifié et validé par les référents de la COMILOG. Préambule 3/38 Les rejets de laverie sont des stériles miniers issus d’un processus de traitement de lavage / criblage sans ajout d’additifs chimiques. Réf : Flowsheet Laverie N°2094 A-P-P-00066. Ce manuel a été élaboré en se référant à la réglementation en vigueur et aux études qui ont été réalisées dans le cadre des projets de construction des bassins de rejets de laverie : ■ Réalisation de bassin pilote et d’essais de laboratoire pour l’étude expérimentale du comportement des digues et de décantation des rejets / Etude de cadrage technico-économique pour la création d’une structure de stockage des boues résiduelles de l’ancienne usine Comilog, Réf : 1720 A- RP-80024B-XM, TEC Ingénierie, 2003 ■ Justifications géotechniques relatives au projet de construction du bassin de rejet B3, COMILOG, Moanda - Gabon, Réf : Mecater/COM/11/SG/ A/2009, MECATER Ingénierie, 2009 ■ Elaboration d’un schéma directeur pour le stockage des rejets de laverie, Proposition d’alternatives pour l’optimisation du stockage des ultras fines après le remplissage des bassins B1 à B4, COMILOG, Moanda - Gabon, Réf : Mecater/COM/41/SG/A/2010, MECATER Ingénierie, 2010 ■ Stockage des rejets de la laverie, Avant-projet détaillé, Aménagement du bassin de rejets de laverie B8, COMILOG, Moanda - Gabon, Réf : COM- 15-07, MECATER Ingénierie, 2015 ■ Stockage des rejets de la laverie, Avant-projet détaillé, Aménagement du bassin de rejets de laverie B9, COMILOG, Moanda - Gabon, Réf : COM- 16-04, MECATER Ingénierie, 2016 ■ Cahiers des Clauses Techniques Particulières des travaux d’aménagement des bassins de rejets de laverie B1 à B7, COMILOG, Moanda - Gabon, MECATER Ingénierie. Références 4/38 Données d’exploitation Données de base Les données d’exploitation relatives aux rejets industriels de la laverie de Moanda sont fournies par ERI et sont récapitulées dans les tableaux ci-dessous : Débit volumique de la pulpe (m3/h) 550 Siccité (%) 23 Densité de la pulpe (g/cm3) 1,15 Densité humide (g/cm3) 1,48 Densité des grains solides (g/cm3) 2,85 Densité sèche (g/cm3) 0,73 Pluie maximale journalière (mm/j)* 200 Type des pompes de refoulement des rejets (2 pompes, une en marche et une en réserve) Pompes Warman pump à montage horizontal 10/8 FM A05/A05/F Repère d’installation des pompes 37P01A/B Diamètre de roue (mm) 549 Diamètre bride d’entrée (‘‘) 10 Diamètre bride de sortie (‘‘) 8 Type d’entrainement Poulies-courroies Vitesse rotation maximale (tr/mn) 1450 Moteur d’entrainement Asynchrone Puissance d’entrainement 250 KW Vue des pompes de refoulement des rejets industriels Paramètres des rejets industriels et de la pompe de refoulement des rejets *Donnée interpolée à partir de mesures réalisées par l’ORSTOM entre 1956 et 1976 sur quelques station (Lastourville, Libreville, Lambaréné,…) 5/38 Avec : ■ Densité saturée (γsat en kN/m3) ■ Densité non saturée (γunsat en kN/m3) ■ Module de déformation élastique (E en kN/m²) ■ Coefficient de Poisson (ν) ■ Angle de frottement (φ en °) ■ Cohésion (C en kN/m²) ■ Perméabilité verticale et horizontale : Ky et Kx (m/s) Les données géotechniques adoptées pour les projets de bassins de rejets de laverie réalisés sont basées sur des essais de laboratoire effectués sur des prélèvements d’échantillons intacts à différentes zones du plateau de Bangombé. Les caractéristiques de référence retenues pour le dimensionnement des bassins sont récapitulées dans le tableau ci-dessous : Paramètre Pisolites en place Remblai en pisolite compactée Ampélites Pélites Rejets Unité γsat 21 21 21 18 20 kN/m3 γunsat 19 19 19 16 18 kN/m3 E - 50 1000 - - MPa ν - 0.3 0.25 - 0.4 - C 5 5 50 10 5 kPa φ 32 32 20 15 25 Degrés Kx 10-5 10-6 10-7 - 10-8 m/s Ky 10-5 10-6 10-8 - 10-8 m/s Caractéristiques géomécaniques et géotechniques des matériaux Données géotechniques Données de base 6/38 D’après l’évaluation de l’aléa sismique dans la région de Franceville, il apparaît que la sismicité est « négligeable mais non nulle », correspondant à une intensité inférieure à VI selon l’échelle MSK (échelle de Medvedev-Sponheuer-Karnik) avec une récurrence rare (inférieure à la centennale). Cf. Evaluation de l'aléa sismique dans la région de Franceville - Réf : Mecater/COM/17/KG/A/2010. L’accélération horizontale pseudo-statique adoptée pour la conception des projets de bassins de rejets de laverie est de 0.09 g pour les sols meubles et 0.06 g pour les sols rocheux. Cf. Rapport GEOTER, 2017. Données sismiques Données de base Les investigations géotechniques nécessaires à la justification du projet ont pour objectif d’évaluer la résistance mécanique de l’assise et de vérifier l’absence d’une configuration défavorable du substratum. Ces investigations sont obligatoires au niveau de la zone d’ancrage de la digue d’enclôture et sont recommandées au niveau de la zone de la retenue du bassin de rejets de laverie. Afin d’évaluer la résistance mécanique de l’assise du bassin de rejets de laverie, les travaux suivants sont à prévoir : ■ Réalisation d’une cartographie géologique de la zone du projet. ■ Réalisation de sondages géotechniques in-situ sur une profondeur minimale de 10 m dans l’assise avec identification des matériaux recoupés et mesure du niveau de la nappe. Le nombre et l’emplacement des sondages dépendent des spécificités de chaque site. ■ Dans le cas où des horizons non identifiés sont retrouvés au niveau de l’assise, des essais de caractérisations mécaniques doivent être réalisés sur ces matériaux particuliers (analyses granulométriques, limites d’Atterberg, teneur en eau, densités humides, essais œdométriques, essais triaxiaux non consolidés non drainés, essais triaxiaux consolidés non drainés avec mesure des pressions interstitielles). Investigations géotechniques 7/38 La conception d’un projet de bassin de rejets de laverie doit tenir compte de plusieurs paramètres, parmi lesquels : ■ Topographie, morphologie et bassin versant de la zone du projet ■ Hydrologie et hydrogéologie de la zone du projet ■ Contexte géomorphologique du site ■ Disponibilité sur le site, ou à proximité, de pisolites nécessaires pour la construction des digues ■ Sismicité ■ Impact sur l’environnement et incidence du projet sur les ressources minérales ■ Délais de réalisation ■ Considérations technico-économiques, contraintes d’exploitation et analyse de risques La conception d’un projet de bassin de rejets de laverie comprend l’élaboration d’un design conceptuel qui devra faire l’objet de justifications et de vérifications techniques. Conception des bassins Paramètres de conception d’un bassin de rejets de laverie Le profil type de la digue d’enclôture qui satisfait les conditions de stabilité géotechnique présente une hauteur de 12 m avec une largeur en crête de 6 à 10 m. Le talus amont sera construit avec une pente de 32° et le talus aval avec une pente de 27° pour chacun des talus séparés par une banquette de 5 m de large. Géométrie de référence de la digue d’enclôture 8/38 Conception des bassins Géométrie de référence de la digue d’enclôture Profil en travers type d’une digue d’enclôture Vue en plan montrant la disposition des drains sous la digue d’enclôture 9/38 Conception des bassins Géométrie de référence de la digue d’enclôture Vue de la sortie des drains en aval de la digue d’enclôture Vue de la mise en place des drains sous la digue d’enclôture 10/38 Conception des bassins Ouvrages annexes Le système de récupération des eaux claires est composé des éléments suivants : ■ Une buse perforée « clarinette » de 300 mm de diamètre placée sur le talus amont de la digue du côté opposé aux différents points de rejet ■ Un regard en béton armé de collecte des uploads/Ingenierie_Lourd/ manuel-cces-bi-comilog-mecater-v2-pdf.pdf