Patorakenteiden suunnittelu kaivosympäristöissä

Abstract

Erilaisten patorakenteiden suunnittelulla ja rakentamisella on keskeinen merkitys kaivostoiminnassa, kos-ka niiden avulla voidaan ohjata ja padottaa kaivosalueen vesiä sekä varastoida tilapäisesti tai pysyvästi kaivostoiminnan seurauksena syntyneitä sivutuotteita. Näiden rakenteiden suunnittelu on haastavaa geo-teknistä suunnittelua, jonka tavoitteena on kehittää patorakenteelle taloudellinen, rakennuskelpoinen ja turvallinen poikkileikkaus käytettävissä olevista materiaaleista. Erityisesti jätepatojen suunnittelussa kai-vosalueella riskilähtöinen ajattelu suunnitteluprosessin aikana korostuu, koska padon mahdolliset vauriot tai sortumat voivat aiheuttaa merkittävää vaaraa ihmishengelle ja kohdistaa pitkäaikaisia haittoja ympäris-tölle.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä patorakenteiden suunnitteluun suomalaisessa kaivoskon-tekstissa sekä selvittää mitkä tekijät vaikuttavat padon turvallisuuteen. Keskeisimpiä aiheita olivat eri ra-kenneosien toiminnan ja suunnitteluvaatimusten selvittämisen lisäksi myös patoturvallisuus ja tunnettu-jen pato-onnettomuuksien tutkiminen. Osana tätä opinnäytetyötä toteutettiin myös erään prosessivesial-taan patoamisen esisuunnitteluvaihe, jonka tavoitteena oli kehittää periaateratkaisu altaan patoamiselle ja tutkia ratkaisun toimivuutta yhtenä vaihtoehtona avolouhoksen laajentamisen mahdollistamiseksi.

Opinnäytetyön tietoperusta koottiin tutkimalla patojen rakenteeseen ja toimintaan sekä turvallisuusasioi-hin liittyvää ammattikirjallisuutta, tieteellisiä tutkimuksia sekä suomalaista patoturvallisuuslainsäädäntöä. Tunnettuihin patoturvallisuusonnettomuuksiin syvennyttiin selvittämällä onnettomuuksiin johtaneita teki-jöitä riippumattomien asiantuntija ryhmien tekemien onnettomuustutkinta-asiakirjojen perusteella. Pro-sessivesialtaan esisuunnitelmien valmistelussa pyrittiin hyödyntämään tilaaja organisaatioiden sekä opin-näytetyön ohjaajien tarjoaman ammattitaidon lisäksi nykyaikaisia suunnitteluohjelmia. Osana esisuunnit-teluvaihetta pyrittiin myös selvittämään mallintamalla tehdyistä suunnitelmista tuotettujen havainneku-vien tuomaa lisäarvoa suunnitteluprosessissa.

Opinnäytetyön tuloksena syntyi patorakenteisiin keskittyvä tietoperusta, joka tarjosi hyvän mahdollisuu-den perehtyä patorakenteiden toimintaan ja suunnitteluun hieman laajemmin, kuin opinnäytetyön tekijän suorittaman koulutusohjelman puitteissa olisi ollut muuten mahdollista. Patoturvallisuusonnettomuuksiin perehtyminen auttoi ymmärtämään niitä mekanismeja, jotka voivat pahimmillaan johtaa katastrofaalisiin seurauksiin. Prosessivesialtaan patoamisen esisuunnittelun tuloksena syntyivät patorakenteen suunnitel-ma-asiakirjojen lisäksi alustava kustannusarvio sekä havainnekuvat suunnitelluista rakenteista.