Mittausjärjestelmät kaivannaisjätteiden kuivapeittojen toimivuuden selvityksissä

Abstract

Kaivostoiminnan seurauksena syntyy suuria jätevirtoja, kuten rikastushiekkaa ja sivukiveä. Kun jäteaines pääsee kosketuksiin ilmakehän hapen ja sadevesien kanssa, sen sisältämät sulfidimineraalit saattavat hapettua ja muodostaa haitta-ainepitoista hapanta valumaa. Happamat ja metallipitoiset valumavedet voivat aiheuttaa suurta haittaa ympäristölle vuosikymmenien ajan. Haitallisen valuman muodostumisen minimoimiseksi kaivannaisjätteet tulisi peittää oikealla menetelmällä sadevesien ja hapen diffuusion ehkäisemiseksi. Geologian tutkimuskeskuksella käynnissä olevan budjettirahoitteisen TUMMELI-projektin ensimmäisessä työpaketissa kehitetään osaamista kaivannaisjätealueiden peittorakennetutkimuksissa ja mallinnuksessa. Opinnäytetyöni tavoitteena oli perehtyä kuivapeittojen toimivuuden mittaamiseen soveltuviin ratkaisuihin pilotoimalla moreenin ja biokaasun tuotannossa syntyvän mädätysjäännöksen soveltuvuutta kaivannaisjätteen peittomateriaaliksi. Soveltuviin mittalaitteisiin perehtymisen lisäksi työn vaiheita olivat mm. laitehankinta kilpailutuksineen, antureiden testimittaukset valvotuissa oloissa, sää- ja mittausaseman rakentaminen, datan seuranta ja keruu, sekä mittaustulosten käsittely. Pilotointi toteutettiin Leppävirran kunnassa sijaitsevan Särkiniemen suljetun nikkelikaivoksen sivukiven läjitysalueella instrumentoiduilla lysimetrikokeilla.

Mining produces large amounts of waste, such as tailings and waste rock. The mine wastes containing sulphide minerals might be oxidized when interacting with atmospheric oxygen and rainwater. Acidic and harmful element containing drainage water can be environmentally hazardous for decades. Mine waste needs to be covered with the right method to prevent or effectively minimize the diffusion of rain water and oxygen into the waste and the formation of acid mine drainage. The first work package of the currently on-going budget-funded TUMMELI-project at Geological Survey of Finland develops expertise in mine waste dry cover research and modeling. The aim of my thesis was to explore the suitable methods for measuring the performance of dry covers by piloting suitability of till and digestate from biogas production as a component of mine waste dry covers. The thesis consists of several stages from the purchase of measuring equipment to the processing of the results. The piloting was performed with instrumented lysimeter tests installed in a waste rock pile at the closed Särkiniemi nickel mine in the municipality of Leppävirta.