力拓任命AtkinsRéalis为西芒杜露天矿的合作伙伴 | 边坡设计
1. 引言
日前，力拓(Rio Tinto)任命加拿大公司AtkinsRéalis为几内亚西芒杜(Simandou, Guinea)矿业项目的集成交付合作伙伴。AtkinsRéalis是原SNC-Lavalin新的公司名称，在全球设有办事处进行全面集成的专业服务和项目管理(EPCM)，AtkinsRéalis将为该项目提供项目和施工管理、工程和技术合规以及合同管理服务，这是AtkinsRéalis过去十年中最大的采矿项目。
2. 西芒杜项目简介
西芒杜矿业项目是一个具有全球重要性的矿业项目，位于几内亚东南部的西芒杜山脉，是最大的未开发优质铁矿石储量，估计储量为24亿吨，品位为 65%。该矿位于首都科纳克里(Conakry)东部东南约 550 公里处。西芒杜矿业项目由力拓公司与中铝、WCS、宝武和几内亚共和国合作开发，预计该矿山在投入运营后将为全球海运供应增加约5%。该项目的开发需要大约116亿美元的初始资金，总投资200亿美元。该项目还包括建设一条650公里的铁路和一个港口，将铁矿石从矿山运输到靠近Matakong的海岸进行出口，预计大部分铁矿石将运往中国进行钢铁生产。西芒杜项目是力拓公司供应高品质铁矿石以实现钢铁行业脱碳的关键，预计从2025年开始生产。该项目涉及开发两个露天矿坑，Ouéléba 矿坑和Pic de Fon 矿坑，位于西芒杜山脉南端，彼此相距约 4 公里。两个矿床长约 7.5 公里，宽达1公里。这两个矿床的高品位铁矿石潜在产量预计为 22.5 亿吨。值得注意的是，西芒杜山脉是世界上生物最丰富的生态系统之一，露天采矿计划预计砍伐超过 182,000 英亩的树木，这将会引起环境问题。3. 边坡设计
西芒杜项目的边坡设计始于10年前，由Golder Associates进行初始的岩土工程勘察和边坡设计，岩石主要为千枚岩(phyllites)，强度和蚀变程度各不相同，在整个场地普遍存在，这使得充分表征、分类和估计岩体的强度具有挑战性。千枚岩中的叶理(foliation)强度较低，会产生各向异性行为。为了对岩体进行地质力学表征，对千枚岩的风化和蚀变过程给予了极大的关注。岩体的强度与蚀变和风化程度密切相关；风化最严重的千枚岩的强度最弱。通过实验室岩石测试和反分析来估计蚀变程度较大的岩体的强度，反分析基于西芒杜地区自然斜坡上发生的边坡失稳，识别和考虑最有可能出现的岩土工程风险。倾倒破坏是这些风险中最严重的，对倾倒进行了参数化数值分析，评估材料强度和刚度变化的重要性以及可能发生倾倒或剪切破坏模式。结果显示，在强度和模量较低的地方容易发生剪切破坏，在强度和模量较高的地方容易发生倾倒破坏。
在岩石力学数据库RSData中，只有三个phyllite岩石的样本：(1) Lupin Mine, Lupin, Nunavut, Canada (2) Cliffs Mines, Michigan, USA
(2) Cliffs Mines, Michigan, USA
[1] (2013) Pit slope design in phyllites for the Simandou large open pit project. [2] (2013) Modelling intact rock strength of clay-rich rocks with geochemistry at the Simandou Iron Ore Deposit, Guinea, West Africa.
[3] (2020) Mining Slopes in Weathered and Weak Rocks.
[3] (2024) The use of variable Design Acceptance Criteria at Simandou for the geotechnical slope design of HME2 access road in challenging and sensitive terrain considering technical and ESG design constraints.
