Hydraulisk konduktivitet i en morän
Inverkan av frys- och tiningscykler vid olika överlaster och packningsgrader
Att gruvindustrin ger upphov till avfall är känt sedan länge, varvid brytning av malm som innehåller sulfider ger miljöfarligt avfall. En del av detta avfall är gråberg. Om sulfider kommer i kontakt med syre oxideras dessa och bildar svaveldioxid och därefter svavelsyra. Svavelsyran bidrar till försurning (minskning av pH) vilket i sin tur bidrar till ökade lakningshastigheter av metaller, främst koppar. Detta ger förhöjda metallhalter i lakvattnet samt en försurning av miljön. Gråbergstipparna behöver därför, liksom de andra deponierna, skydd mot syre och vatten. Detta kan uppnås med jordtäckning. För jordtäckningen används i Sverige ofta en morän med stor andel lera, då dessa moräner vanligtvis har en jämförelsevis låg hydraulisk konduktivitet. Ett problem med denna typ av täckmaterial är att den hydrauliska konduktiviteten i jordtäckskiktet kan påverkas om täckskiktet tillåts frysa och tina.Moränmaterialet som studerats i detta arbete är tänkt att användas av gruvbolaget New Boliden AB för täckning av gråbergsdeponier i Aitik. Eftersom deponierna är placerade i ett område som årligen utsätts för frys- och tiningscykler finns intresse av att klarlägga hur detta kommer att påverka den packade täckjordens egenskaper. För att en jordtäckning ska fylla sitt syfte vill gruvbolaget New Boliden AB att den hydrauliska konduktiviteten i jorden ej ska överstiga 1,5x10-7 m/s.Syftet med detta arbete har varit att undersöka hur den hydrauliska konduktiviteten förändras för en morän, som är tänkt att användas för jordövertäckning av gråbergsupplaget i New Boliden ABs gruva i Aitik, vid upprepade frys- och tiningscykler.För att undersöka hur den hydrauliska konduktiviteten förändras har moränjorden analyserats i laboratorium. De laboratorieförsök som gjordes på moränen var förutom rutinförsök, även studier av hydraulisk konduktivitet med hjälp av en rörpermeameter. Därutöver gjordes studier av lämpliga frystider och lämpliga gradienter för bestämning av den hydrauliska konduktiviteten.Resultaten visar att moränen som undersökts är en månggraderad, grusig siltig sandmorän. Den uppmätta hydrauliska konduktiviteten visar en liten förändring efter åtta frys- och tiningscykler jämfört med det initiella värdet.Den hydrauliska konduktiviteten mättes för prov med olika packningsgrad. Resultaten visar att de prov som initialt var löst lagrade packas vid frysning och tining. Denna effekt orsakas av konsolideringseffekter som uppstår under frysförloppet tillsammans med effekten av överlast. De prov som är fast lagrade visar varken uppluckring eller packning. Sammantaget medför detta att den aktuella jorden kommer att kunna packas till ett portal omkring 0,16 utan att påverkas av frysningseffekter.Den hydrauliska konduktiviteten varierar väldigt lite för de olika provserierna och överstiger inte någon gång värdet 1,5x10-7 m/s, vilket gör att den grusiga siltiga sandmoränen kan användas som tätskikt för övertäckning av gråberget.Resultat visar också att det är väldigt liten skillnad på den slutgiltiga hydrauliska konduktiviteten vid olika packningsgrader, vilket troligen beror på de rådande materialegenskaperna. Ett framtida packningsarbete bör dock ändå utföras med strävan efter 100 procents packningsgrad.