Kaivannaisjätealueen korottaminen, riskit ja haasteet kalvotetuilla altailla
Johansson, Miikka (2018)
Johansson, Miikka
Oulun ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018090814954
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018090814954
Tiivistelmä
Kalvotetun kaivannaisjätealtaan patorakenteisiin voi kohdistua kalvon vauriotilanteessa sisäisen eroosion riski, jos hydraulinen gradientti nousee kriittiseksi. Tähän liittyen opinnäytetyössä tarkasteltiin tiivistevaurion aiheuttamaa suotovirtausta ja sisäisen eroosion riskiä kalvotetulla kaivannaisjätealtaalla.
Tarkastelu oli osa Pöyry Finland Oy:n tekemää Terrafame Oy:n kipsisakka-altaan 2 korottamisen riskiarviota. Työssä tutustuttiin myös kalvotettujen kaivannaisjätealtaiden rakenteisiin, altaiden korotusmenetelmiin ja kaivospatoihin liittyviin patoturvallisuusasioihin. Lisäksi työssä käsiteltiin kaivannaisjätteiden ominaisuuksia sekä näiden ominaisuuksien vaikutuksia altaiden korotus- ja sulkemisvaiheessa.
Suotovirtauksen ja hydraulisen gradientin tarkastelu suoritettiin Rocsciencen kehittämällä Slide-ohjelmistolla. Ohjelmistolla suoritettava laskenta perustuu FEM-laskentaan eli elementtimenetelmään. Opinnäytetyössä tutkittiin erilaisissa laskentatapauksissa, tiivistevaurion aiheuttamaa suotoveden määrää ja hydraulista gradienttia. Tiivistevauriot sijoitettiin eri kohtiin kaivannaisjätealtaan patopengertä. Lisäksi näissä vauriokohdissa tutkittiin vauriokoon merkitystä suotovirtauksen ja sisäisen eroosion riskin kannalta.
Tutkimustuloksista kävi ilmi, että kipsisakka-altaaseen läjitetty kipsisakka toimii hyvänä suojakerroksena mahdollisissa vauriotilanteissa. Jos vapaata vettä varastoidaan patopengertä vasten, jo pienikokoinen vaurio aiheuttaa sisäisen eroosion riskin. Patoturvallisuuden kannalta on parempi, jos kipsisakkaa läjitetään patopengertä vasten ja vapaa vesi pidetään kauempana padosta. Suurimman riskin patoturvallisuuden kannalta todettiin olevan haitallisten aineiden kulkeutuminen ympäristöön vuotovesien matkassa.
Tarkastelu oli osa Pöyry Finland Oy:n tekemää Terrafame Oy:n kipsisakka-altaan 2 korottamisen riskiarviota. Työssä tutustuttiin myös kalvotettujen kaivannaisjätealtaiden rakenteisiin, altaiden korotusmenetelmiin ja kaivospatoihin liittyviin patoturvallisuusasioihin. Lisäksi työssä käsiteltiin kaivannaisjätteiden ominaisuuksia sekä näiden ominaisuuksien vaikutuksia altaiden korotus- ja sulkemisvaiheessa.
Suotovirtauksen ja hydraulisen gradientin tarkastelu suoritettiin Rocsciencen kehittämällä Slide-ohjelmistolla. Ohjelmistolla suoritettava laskenta perustuu FEM-laskentaan eli elementtimenetelmään. Opinnäytetyössä tutkittiin erilaisissa laskentatapauksissa, tiivistevaurion aiheuttamaa suotoveden määrää ja hydraulista gradienttia. Tiivistevauriot sijoitettiin eri kohtiin kaivannaisjätealtaan patopengertä. Lisäksi näissä vauriokohdissa tutkittiin vauriokoon merkitystä suotovirtauksen ja sisäisen eroosion riskin kannalta.
Tutkimustuloksista kävi ilmi, että kipsisakka-altaaseen läjitetty kipsisakka toimii hyvänä suojakerroksena mahdollisissa vauriotilanteissa. Jos vapaata vettä varastoidaan patopengertä vasten, jo pienikokoinen vaurio aiheuttaa sisäisen eroosion riskin. Patoturvallisuuden kannalta on parempi, jos kipsisakkaa läjitetään patopengertä vasten ja vapaa vesi pidetään kauempana padosta. Suurimman riskin patoturvallisuuden kannalta todettiin olevan haitallisten aineiden kulkeutuminen ympäristöön vuotovesien matkassa.