Dränerande sildammar för deponering av anrikningssand

Sammanfattning: Vid gruvbrytning genereras bland annat ett finmalet gråbergsavfall, anrikningssand. Den vanligaste deponeringsmetoden för anrikningssand är att den tillsammans med vatten pumpas eller leds till en gruvdamm. Där deponeras anrikningssanden genom sedimentation. Trots att det är den vanligaste deponeringsmetoden är den behäftad med svagheter. Det uppdämda vattnet i gruvdammen kan ge upphov till incidenter och i olyckliga fall till allvarliga haverier. Ett sätt att minska riskerna och att öka stabiliteten, är att deponeringen sker under dränerade förhållanden. Detta kan åstadkommas med hjälp av sildammar. För att studera funktion och lämplig uppbyggnad av sildammar har ett anta fält- och laboratorieförsök genomförts. Grovkornigt gråbergsavfall, kallat sovringsgråberg, användes när sildammarna byggdes. Sildammarnas uppgift var att hindra flödet av anrikningssand genom filtrering och samtidigt tillåta dränering av inpumpat vatten. Syftet med denna licentiatuppsats har varit att hitta en lämplig design för sildammar. Efter en inledande litteraturstudie byggdes testanläggningar, både som rännförsök och i pilotskala. I testanläggningarna testades olika sildammar genom att dess filtrerande och dränerande förmåga undersöktes. Testerna föregicks av laboratorieförsök där sildammsmaterialens hydrauliska konduktivitet undersöktes. Testerna visar att vid valet av lämpligt material för sildammar, kan filterkriteria användas tillsammans med bedömningar av materialets hydrauliska konduktivitet. Finns inte lämpligt sovringsgråberg att tillgå, kan geotextiler användas som filter i en sildamm. Sildammarnas filtrerande förmåga beräknades som verkningsgrader, vilka låg mellan 34 - 100 % beroende på sildammarnas design. Sildammarnas dränerande förmåga beräknades i det deponerade materialet med hjälp av uppmätta och beräknade porvattentryck. Porvattentrycken sjönk mellan 60 - 100 % under testperioden. Testerna visar att det deponerade materialets egenskaper påverkas av den inpumpade mängden av vatten och anrikningssand samt av sildammarnas funktion. Där sildammens filtrerande förmåga var hög, tog det längre tid innan det deponerade materialet dränerades. Vidare påverkas sildammarnas funktion av det deponerade materialets egenskaper. Vid deponeringen skedde en partikelsegregering, då de tyngsta partiklarna sedimenterade närmast inloppsröret medan lättare partiklar transporterades längre innan de sedimenterade. Denna segregation påverkar sildammens dränerande funktion negativt. Sildammen kan inte filtrera enbart de finkornigaste partiklarna samtidigt som sildammen skall dränera det inpumpade vattnet. Ju mer omfattande partikelsegregationen är och ju bättre sildammen kan hindra de finkornigaste partiklarna, desto större kommer sättningarna i det sedimenterade materialet bli nära sildammen. Detta kan försvåra dränering av ytvattnet. Testerna genomfördes sommartid. Framtida undersökningar bör koncentreras på att anpassa metoden även för vinterförhållanden. Vidare bör materialprover tas för att få en bättre uppskattning av partikelsegregationen. Målet är att kunna beräkna deponins optimala storlek. Slutligen bör ytterligare fältförsök genomföras där anrikningssanden deponeras i våningar. Vid dessa försök bör det deponerade materialets dräneringsförmåga ytterligare utredas tillsammans med undersökningar av eventuella erosionsproblem i underliggande sildammar från dränerat vattnet.