Dränerande sildammar för deponering av anrikningssand

Transkript

1 2005:55 L I C E N T I AT U P P S AT S Dränerande sildammar för deponering av anrikningssand Håkan Åkerlund Luleå tekniska universitet Institutionen för samhällsbyggnad, Avdelningen för geoteknologi 2005:55 ISSN: ISRN: LTU-lic SE

2 Dränerande sildammar för deponering av anrikningssand Håkan Åkerlund Luleå tekniska universitet Institutionen för Samhällsbyggnad Avdelningen för geoteknologi

3

4 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, genomfördes antal fält- och laboratorieförsök. 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 % beroende på sildammarnas design. Sildammarnas dränerande förmåga beräknades i det deponerade materialet med hjälp av uppmätta och beräknade porvattentryck. Förutsatt att sildammen lyckades dränera det inpumpade flödet så lyckades sildammen sänka porvattentrycken i det deponerade materialet med mellan % 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. i

5 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. ii

6 ABSTRACT During mining a fine-grained waste rock is generated, i.e. tailings. The most common disposal method for tailings is to mix it with water and pump it to a tailings dam. Here the tailings are disposed by sedimentation. Even though this is the most common disposal method, it has some disadvantages. The water stored in the dam can, in some cases, cause incidents and in serious situations also dam failures. One way to reduce the risks associated with the storage of tailings mixed with water, and to increase strength and stability of the dams, is to dispose tailings under drained conditions. This can be performed by the use of seepage dams. In order to study the design, function and performance of seepage dams a number of laboratory and field tests have been carried out. In the full scale tests, coarse-grained waste rock was used for construction of the seepage dams. The purposes of the seepage dams were to hinder particles to pass the dam by filtration and at the same time to drain the water away. The aim of this licentiate thesis has been to find an optimal design for seepage dams. After an initial literature survey, test plants were constructed in Malmberget and Kiruna. In the full scale tests, seepage dams were studied and their ability to filter tailings and at the same time to drain water away was analyzed. The field tests were supplemented by laboratory tests in which the hydraulic conductivity was studied. The tests show that suitable material for seepage dams can be found by using a filter criterion in addition to measured values of hydraulic conductivity. If no proper material is available, geotextiles can be used as a filter layer in seepage dams. The filtration capacity varied between % according to the design of the seepage dams. The drainage capacity of the seepage dams were evaluated from measured pore pressures. Pore pressures in the deposit were decreased % during the test period. The tests also show that the properties of the disposed material are influenced by the volume of slurry pumped into the deposit, as well as of the function of the seepage dam. Where the filtration capacity was high, the drainage took longer time compared to where the filtration capacity was low. Further, the function of a seepage dam is influenced by the behaviour of the disposed material; bigger particles settled near the inlet and smaller were transported more away. The particle segregation has a negative influence on the seepage dam s draining and filtrating capacity. It is difficult for the seepage dam to hinder the smallest particles and at the same time drain the water. If the particle segregation is wide and the filtration capacity in the seepage dam is high, the settlement at the disposed material will be high. These settlements can cause problems with the drainage of surface water. The full scale field tests were carried out during summer time. Further tests should be carried out during winter condition in order to find out the freezing impact. iii

7 The ultimate goal is to find the optimal size of a drained deposit. Therefore, particle segregation during the disposal operation should be studied in more detail by taking more frequent samples. Some additional tests should also be carried out in order to find out the drainage capacity of the drained deposit when it is built in several levels with a continuously increasing height. During these tests, special attention should be paid to the problem of erosion in dams at low levels. iv

8 FÖRORD Denna licentiatuppsats behandlar en ny deponeringsteknik för anrikningssand som produceras i samband med gruvbrytning. Uppsatsen sammanställer resultat och erfarenheter dragna från en litteraturstudie och från fält- och laboratorieförsök i Malmberget och Kiruna under somrarna 2000 respektive Projektet drevs som ett doktorandprojekt vid avdelningen för geoteknologi vid Luleå tekniska universitet (LTU), gruvföretaget LKAB samt forskningsprogrammet MiMi (Mitigation of Environmental Impact from Mining Waste). Projektet kunde genomföras tack vare stor vänlighet och hjälpsamhet. För det praktiska arbetets genomförande vill jag särskilt tacka berörd personal vid LKAB. För handledning, goda råd och tips, vill jag tacka min handledare professor Sven Knutsson. Sist, men inte minst, vill jag tacka mina fina arbetskamrater på avdelningen för geoteknologi vid LTU, som stöttat och hjälpt mig i detta arbete. Håkan Åkerlund Oktober 2005 v

9 vi

10 LICENTIATUPPSATSENS OMFATTNING Licentiatuppsatsen omfattar tre rapporter och två konferensartiklar. Dessa arbeten listades nedan: Åkerlund H., Knutsson S., (2001) The use of the seepage dams in mine waste disposal, Securing the Future - International Conference on Mining and Environment, Proceedings, June 25 th -July 1 st 2001, Skellefteå, Sweden Åkerlund H., (2004) Tailings Disposal with the use of Seepage Dams, The XIV Nordic Geotechnical Meeting, Proceedings, NGM 19 th 21 st of May 2004, Ystad, (ISSN ) Åkerlund Håkan, (2005), Dränerad deponering av anrikningssand med hjälp av sildammar en litteraturöversikt, Research report 2005:13, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Åkerlund Håkan, (2005), Utformning av sildammar för dernerad derponering av anrikningssand Tester i pilotskala vid LKABs anläggning i Malmberget, Research report 2005:14, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Åkerlund Håkan, (2005), Deponering av anrikningssand med hjälp av sildammar Rännförsök vid LKABs anläggning i Kiruna, Research report 2005:15, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) vii

11 viii

12 1 INLEDNING 1 2 SYFTE OCH AVGRÄNSNINGAR 5 3 METOD 5 4 EGENSKAPER SOM PÅVERKAR DEPONERINGEN Inledning Vinkeln på det deponerade materialets överyta Partikelsegregation Flödesvariationernas påverkan Diskussion 10 5 SILDAMMARNAS FILTRERINGSEGENSKAPER Inledning Beräkningsmetoder Resultat Diskussion 12 6 SILDAMMARNAS DRÄNERINGSEGENSKAPER Inledning Resultat Diskussion 13 7 ERFARENHETER FRÅN FÖRSÖKEN Deponistorlek Erosion under sildammar Sildammsmetoden ur ett långtidsperspektiv Sildamms- respektive sovringsdeponering 17 8 SLUTSATS 19 9 FRAMTIDA ARBETEN REFERENSER Skriftliga referenser 21 BILAGDA KONFERENSBIDRAG ix

13

14 1 INLEDNING Vid industriella processer i samhället genereras avfall. Den största enskilda mängden avfall genereras av gruvindustrin i form av gråberg, se ICOLD (1996). Vid gruvbrytning produceras råmalm vilken är en blandning av malm och gråberg. I efterföljande anrikningsprocesser sker separering mellan malm och gråberg, se Åkerlund (2005a). I anrikningsprocessen krossas och mals råmalmen i flera steg. Anrikningsprocessen genererar två olika typer av avfall: Sovringsgråberg, ett grovkornigt gråbergsmaterial Anrikningssand, ett finkornigt gråbergsmaterial. Sovringsgråberget genereras vid separering, sedan råmalmen krossats i anrikningsprocessens inledande steg. I samband med att råmalmen mals tillsätts vatten och därefter utvinns malmen. När malmen utvunnits återstår blandningen av vatten och anrikningssand. Blandningen kallas slurry. Det utvecklades flera olika deponeringsmetoder för anrikningssand. Utvecklingen drevs fram bland annat av varierande egenskaper hos anrikningssand från olika gruvor. En grundläggande skillnad på de olika deponeringsmetoderna, är att anrikningssanden antingen deponeras under vattenmättade eller under dränerade förhållanden, se Åkerlund (2005a). Fördelen med de vattenmättade deponeringsmetoderna är att anrikningsanden återförs till ursprungsmiljön. Detta är önskvärt för till exempel anrikningssand bestående av sulfidmineraler, vilka reagerar med luftens syre, se Holmström (2000). När sulfidmineraler reagerar med syre ökar vätejonskoncentrationen vilket är liktydigt med att ph-värdet sjunker. Där lågt ph-värde förekommer finns risken att metaller löses. Ett lågt ph-värde tillsammans med lösta metaller har en stor miljöpåverkan. Om däremot sulfidhaltig anrikningssand deponeras under syrefria förhållanden, vilket är fallet med de vattenmättade metoderna, minskar miljöproblemen. Den vanligaste deponeringsmetoden för anrikningssand, bygger på att anrikningssand deponeras under syrefria förhållanden. Deponeringsmetoden går ut på att slurryn pumpas till en gruvdamm. I gruvdammen finns en uppdämd vattenmassa där anrikningssandens partiklar tillåts sedimentera. Överskottsvatten från gruvdammen samlas upp i ett klarningsmagasin varifrån vattnet antingen återanvänds eller leds till närmaste vattendrag, se figur 1. Exemplet är hämtat från LKABs deponiområde i Kiruna. Denna deponeringsmetod kommer här att kallas gruvdammsmetoden. 1

15 Deponi för sovringsgråberg Gruvdamm Klarningsmagasin Cirka 880 m Figur 1 Deponiområdet vid LKABs anläggning i Kiruna. Trots att gruvdammsmetoden är den vanligast förekommande deponeringsmetoden, har den en del svagheter som ger upphov till incidenter och i allvarliga fall även haverier, se ICOLD (2001). Grundorsaken till haverierna är kopplade till: Sänkt stabilitet. Det portvattentryck som orsakas av det uppdämda vattnet, kan sänka skjuvhållfastheten i materialet som dammkropparna är uppbyggda av och därmed stabiliteten i dammkonstruktionen Inre erosion. Porvattentrycket kan orsaka läckage och inre erosion Yttre erosion. Otillräckliga avbördningsmöjligheter exempelvis vid extrema vädersituationer, kan ge upphov till överströmnings och yttre erosion, se Åkerlund (2005a). Ett sätt att minska riskerna för haverier är att deponera anrikningssand under dränerade förhållanden. Anrikningssand som inte reagerar med syre kan deponeras med dessa metoder. Två deponeringsmetoder undersöktes, här kallade sildamms- och sovringsdeponering. Med sildammsdeponering menas att anrikningssand deponeras i en deponi vars begränsningar utgörs av dammkroppar uppbyggda av sovringsgråberg. Dammkropparna kallas sildammar och dessa är vattengenomsläppliga. Rätt utformade skall sildammarna dränera inpumpat vatten och samtidigt filtrera anrikningssandens partiklar, se Åkerlund (2005a). Med sovringsmetoden avses deponering av anrikningssand i de redan befintliga deponierna av sovringsgråberg. Anrikningssandens partiklar tillåts sedimentera i 2

16 porerna i sovringsgråberget. Deponeringsmetoden förväntas förenkla återställningsarbetet av deponiområdet efter avslutad drift. 3

17 4

18 2 SYFTE OCH AVGRÄNSNINGAR Syftet med licentiatuppsatsen var att: Utveckla sildammsmetoden genom att hitta en optimal design på sildammar där olika typer av sovringsgråberg och geotextiler används Undersöka förutsättningarna för sovringsmetoden. Följande avgränsningar gjordes: Testperioderna genomfördes under sommarhalvåret 2000 respektive Projektet berörde därför inte hur andra typer av klimat påverkade deponeringsmetoden Valet av sildammsmaterial var bundet till att använda något eller några av de sovringsgråberg som genereras i malmförädlingsprocessen i Kiruna och Malmberget, Därutöver fanns möjlighet att använda två typer av geotextil. 3 METOD Följande metoder har använts: En litteraturstudie genomfördes där olika deponeringsmetoder för anrikningssand belystes. Vidare undersöktes faktorer som påverkade sedimentering och filtrering, se Åkerlund (2005a) Anrikningssand och sovringsgråberg undersöktes i laboratorieskala med avseende på den hydrauliska konduktiviteten. Testerna genomfördes våren 2001 vid LKAB:s forskningsstation i Malmberget och i geotekniklaboratoriet vid Luleå tekniska universitet hösten 2003, se Åkerlund (2005b) och Åkerlund (2005c) Sommaren 2000 byggdes en testanläggning i Malmberget i pilotskala och sommaren 2001 byggdes en testanläggning för rännförsöken i Kiruna, se Åkerlund (2005b) respektive Åkerlund (2005c) I samband med de olika testerna gjordes mätningar och observationer. 5

19 6

20 4 EGENSKAPER SOM PÅVERKAR DEPONERINGEN 4.1 Inledning Syftet var att utveckla designen av sildammar. I detta arbete var det nödvändigt att belysa egenskaper hos den inpumpade slurryn och vad som händer med slurryn från det att den pumpas in i deponin. Detta påverkar sildammarnas förmåga att filtrera och dränera. Det visar sig omvänt att sildammarnas förmåga i sin tur påverkar egenskaperna i det sedimenterade materialet. 4.2 Vinkeln på det deponerade materialets överyta När anrikningssandens partiklar pumpas in i en deponi, påverkas sedimenteringen av det inpumpade flödet så att erosion uppstår. Erosionens omfattning är bland annat beroende av flödeshastighet, flödesmängd, partikelstorlek och partikelmängd, se Åkerlund (2005a). En tydlig påverkan av erosionen är den vinkel som överytan av det deponerade materialet får. Exempel på hur flödeshastigheten och därmed erosionens påverkan är för anrikningssand, visas i figur 2. Deponeringsvinkel med erosion Deponeringsvinkel utan erosion Figur 2 Erosionen påverkar vinkeln på det deponerade materialet. Fotot är taget i cell 3 i Malmberget. Inloppsröret är till höger utanför fotografiet. Exemplet i figur 2 är hämtat från testanläggningen i cell 3 i Malmberget, se Åkerlund (2005b). Till testanläggningen pumpades ett flöde på i medeltal cirka 700 m 3 /h och med en fastgodsandel på i medeltal cirka 12 % -vikt. Den hydrauliska konduktiviteten i sildammen i deponin var för låg, vilket medförde att det inpumpade vattnet inte dränerades bort utan istället dämdes upp. Det uppdämda vattnet gjorde att anrikningssanden deponerades utan erosion, med stor deponeringsvinkel som följd. Den grovkorniga delen av den inpumpade anrikningsanden sedimenterade i närheten av inloppsröret. När det deponerade materialet nådde över vattennivån, utsattes det för 7

21 erosion från det inpumpade vattnet och vinkeln på det deponerade materialets överyta blev liten. Vinkeln uppmättes till 1 grad, se Åkerlund (2005b). Vinkeln på det deponerade materialets överyta påverkas inte bara av flödeshastigheten. Erosionens omfattning kan också minska om mängden vatten minskas som spolar över den sedimenterade ytan. Detta åstadkoms om fastgodsandelen ökar i den inpumpade slurryn, se Engman och Eriksson (2000). Om fastgodsandelen istället för givna 12 %- vikt ökar till cirka 75 %-vikt, vilket motsvarar en vattenkvot på 33 %, ökar vinkeln på det deponerade materialets överyta från 1 till 3 grader. Metoden har dessutom andra fördelar, bland annat att mindre mängder vatten behöver pumpas. Ytterligare ett sätt att öka vinkeln är att öka skjuvhållfastheten i det sedimenterande materialet. Detta kan till exempel göras genom att blanda anrikningssand och sovringsgråberg, se Sundqvist och Sundqvist (2001). Metoden är energieffektiv och ger en deponi som till stora delar är stabil omedelbart efter avslutad fyllning. Den deponi som bildades hade en vinkel på 6-7. Slitaget blev emellertid stort på pumpar och rörledningar. Det finns fördelar med att uppnå stor vinkel på det deponerade materialets överyta: Större mängd anrikningssand kan deponeras på en och samma areal Återställningen av deponiområdet underlättas efter avslutad fyllning, då den ökade vinkeln på det deponerade materialets överyta bättre stämmer överens med omgivande landskapsformationer. 4.3 Partikelsegregation Erosionen från det inpumpade flödet har störst påverkan på anrikningssandens minsta partiklar, se Åkerlund (2005a). Erosionen kan sålunda orsaka en partikelsegregation i det deponerade materialet, där de allra tyngsta partiklarna sedimenterar närmast inloppsröret medan de lättare partiklarna transporteras längre sträcka innan de sedimenterar. Partikelsegregationen får till följd att deponin får olika geotekniska egenskaper beroende på avstånd från inloppsröret. Exempel på skillnader är hydraulisk konduktivitet och sättningarnas storlek vid dränering, se bland andra Cernica (1995), Craig (1992), Lambe & Whitman (1979) och Åkerlund (2005b). Partikelsegregationens omfattning kan påverkas med hjälp av vattnets flödeshastighet och flödesmängd, där en sänkning av flödeshastigheten ger en mer omfattande partikelsegregation. Ett sätt är att minska flödeshastigheten och på så sätt öka partikelsegregationen, är att dela upp det inpumpade flödet genom flera rör, så kallade spigotter, se Åkerlund (2005a) Två olika metoder användes för att beskriva omfattningen partikelsegregationen för pilotförsöken i Malmberget; graderingstals- och d 50 -metoden, se Åkerlund (2005b). Metodernas resultat baserades på två provtagningar: den inpumpade slurryn och det material som sedimenterat vid sildammen 100 m från inloppsröret. Beräkningarna gjordes för cell 1, 2 och 3. Bägge metoderna visar att en viss partikelsegregation hade skett i samband med sedimentering i cell 1 och 2. Där visade graderingstalsmetoden att 8

22 det deponerade materialet blivit mer ensgraderat och enligt d 50 -metoden hade endast den grovkornigare delen av slurryn sedimenterat. Resultatet kan förklaras av sildammarnas begränsade filtreringsförmåga där en stor del av de finkornigaste partiklarna passerade sildammen. I cell 3 var sildammens dränerande förmåga lägre än de övriga sildammar och vattnet dämdes upp. Deponering i stillastående vatten gav en tydligare partikelsegregation vilket gjorde att ett finkornigare material sedimenterade nära sildammen. d 50 - och graderingstalsmetoden visade att materialet blev mer ensgraderat. Deponerat material provtogs i gruvdammen i Kiruna på olika avstånd från insläppspunkten. Resultaten visar även där på att det sker partikelsegregation vid deponeringen, se Åkerlund (2005c) 4.4 Flödesvariationernas påverkan Det förekommer variationer i det inpumpade slurryflödet, se Åkerlund (2005b). De variationer som förekommer i de inpumpade mängderna av vatten och anrikningssand, ger upphov till att det deponerade materialet är skiktat, se figur 3. Cirka 3m Figur 3 Variationer i inpumpat flöde ger en skiktad deponering. Fotografierna är tagna från ett sildammsförsök som genomfördes våren 2002 i Malmberget, se Bohlin och Jonasson (2002). Flödesvariationerna antogs vara normala. De olika skikten bildades av variationer i gruvbrytningen. Färgskiftningarnas ursprung kommer från variationer i mineralinnehåll i gruvan. De grå skikten innehöll grovkornigare partiklar, vilket kan ses i figuren till höger. De röda skikten bestod till synes av enbart finkorniga partiklar. Tester av det deponerade materialets hydrauliska konduktivitet genomfördes i laboratorium, se Åkerlund (2005b). Resultaten visar att den hydrauliska konduktiviteten skiljde sig beroende på om flödet rann parallellt respektive vinkelrätt 9

23 mot de skikt som bildats, se figur 3. Kvoten mellan parallell och vinkelrät riktning varierade mellan 0,8 8, Diskussion Det finns tillfällen då partikelsegregation är önskvärt. Detta gäller exempelvis då anrikningssand deponeras med gruvdammsmetoden och då inpumpningen sker från dammkrönet i en gruvdamm, se Åkerlund (2005a). Då minskas den hydrauliska belastningen på dammkroppen. Detta ger följande fördelar: Effektivspänningen ökar i materialen som dammkroppen är uppbyggd av Skjuvhållfastheten i materialet ökar, vilket även medför ökning av konstruktionens stabilitet, se Åkerlund (2005a). För sildammsmetoden är omfattande partikelsegregation inte förknippat med samma fördelar. Största problemet med metoden, är att det är svårt för sildammen att med bibehållen dräneringsförmåga samtidigt kunna filtrera de allra finkornigaste partiklarna. Därför är det bättre att den slurry som når fram till sildammen, består av ungefär samma partikelfördelning som pumpades in i deponin. Sker detta uppnås även andra fördelar: Dräneringen sker snabbare Sättningarna till följd av dränering blir mindre. När sättningar uppstår vid sildammen uppstår problem med dräneringen av ytvatten, se figur 4. Sildamm 0,93 m //=//=//=//=//=// =//=//= 0,83 m //=//=//=//=//=//=//=//= Figur 4 Sättningar i det deponerade materialet kan orsaka dräneringsproblem. Sättningarnas storlek är relaterade till det deponerade materialets partikelstorlek och deponeringsdjupet. Alldeles i sildammens närhet är deponeringsdjupet mindre än längre från dammen, se figur 4. Av den anledningen kan det deponerade materialet närmast sildammen hindra ytvatten att dränera. Liknande konsekvenser får sättningar i de lager där grundvatten flödar. Omfattande sättningar kan försvåra grundvattnets dränering. 10

24 5 SILDAMMARNAS FILTRERINGSEGENSKAPER 5.1 Inledning Sildammarnas liv kan delas in i två perioder; fyllnings- och viloperioden. Under fyllningsperioden skall sildammarna klara av att filtrera partiklar och dränera allt vatten som pumpas in med slurryn. När viloperioden infinner sig, skall sildammarna klara av att dränera ytvatten från nederbörd. Vidare skall sildammen klara av att dränera det vattenflöde som rinner i det deponerade materialet samt filtrera vattenflödet för att förhindra inre erosion. Sildammarna i fullskaleförsöken byggdes i huvudsak av enbart sovringsgråberg. Som ett komplement användes geotextil som filter i två av sildammarna, se Åkerlund (2005c). 5.2 Beräkningsmetoder Filterkriteria användes för att hitta ett lämpligt material till sildammarna, se Fagervall et al (1988). Dessutom måste filterkriteria kompletteras med bedömningar av sildammsmaterialets hydrauliska konduktivitet. Detta för att sildammsmaterialet skall kunna dränera inpumpat vatten. Filterkriterierna uppfylldes för de finkorniga sovringsgråberg från Malmberget och Kiruna som användes som filtermaterial i sildammarna, se Åkerlund (2005b) och Åkerlund (2005c). Vid användandet av geotextil kunde inte filterkriteria användas. Istället jämfördes geotextilernas porstorlek och partikelstorleken i anrikningssanden. Jämförelsen gav ett teoretiskt värde på geotextilens filtrerande förmåga. Sildammarnas filtreringsförmåga bedömdes med hjälp av verkningsgrader som beräknades med två olika metoder. Den ena metoden beräknade förhållandet mellan partikelhalten i in- och utflödet och kallades partikelhaltsmetoden. Den andra metoden beräknade förhållandet mellan deponerad och inpumpad volym och kallades volymsmetoden. 5.3 Resultat Vid testanläggningen i Malmberget testade två olika typer av sovringsgråberg i sildammarna; ett grovkornigt och ett finkornigt. Materialen testades dels var för sig och dels tillsammans. Sildammar byggda av grovkornigt sovringsgråberg, hade en verkningsgrad som varierade mellan % beroende på sildamm och med vilken metod verkningsgraden beräknades med. Där enbart det finkorniga sovringsgråberget användes i sildammen var verkningsgraden 100 %. Materialet från Malmberget hade dock för låg hydraulisk konduktivitet, vilket innebar att det inpumpade vattnet inte dränerades tillräckligt snabbt och sildammen havererade slutligen, se Åkerlund (2005b). 11

25 I testanläggningen i Kiruna testades ett finkornigt sovringsgråberg som genereras där i malmförädlingen. Verkningsgraden var 100 % samtidigt som det inpumpade vattnet dränerades bort. Det vatten som rann genom sildammen var inte ens grumligt. Där geotextiler användes som filter i sildammen var utflödet från sildammen visserligen grumligt men verkningsgraden var 100 %, se Åkerlund (2005c). 5.4 Diskussion Där material användes som uppfyller filterkriterierna var filtreringsförmågan hög. I några fall testades grovkornigt sovringsgråberg som filtermaterial i sildammen. Trots att materialet, enligt filterkriteria, var för grovkornigt, blev verkningsgraden oväntat hög. Resultaten från försöken med geotextil som filter i sildammar gav också ett oväntat högt resultat. Genom att jämför porstorleken i geotextilen skulle cirka 70 % av alla partiklar kunna hindras. I praktiken var verkningsgraden 100 %. Att verkningsgraderna blev högre än väntat, har sin grund i att största andelen partiklar inte trängde in i sildammarna utan sedimenterade i cellerna. Vidare visar analyser att den andel partiklar som trots allt trängde in i sildammen, i huvudsak passerade den samma. Det betyder att sildammens filtrerande effekt inte ökat i nämnvärt om sildammens gjorts bredare. Med sildammens bredd avses den sträcka som vattnets rann genom sildammen. Beroende på hur väl sildammarna kunde filtrera partiklar, påverkades det deponerade materialet. I deponierna 1, 2 och 4 i Malmberget var filtreringsförmågan lägre än i cell 3 i Malmberget och i sildammarna i Kiruna. Detta innebar att de allra minsta partiklarna passerade igenom sildammen på detta ställe. Kvar i deponin sedimenterade således anrikningssandens grovkornigare partiklar. Alla sildammar i Kiruna plus cell 3 i Malmberget hade hög filtreringsförmåga. Det betydde att anrikningssandens finkorniga partiklar sedimenterade i deponin. Detta påverkade det deponerade materialets dräneringshastighet och sättningsbenägenhet, se figur 4. En intressant iakttagelse gjordes i samband med testerna i Malmberget, se Åkerlund (2005b). Det gäller filterkriteria mellan det grov- och finkorniga sovringsgråberget: I det ena fallet användes det finkorniga sovringsgråberget som filterlager och det grovkorniga sovringsgråberget som stödlager. Filtret hade en lutning på 1:1,5. När slurryn pumpades in spolades filterlagret bort I det andra fallet fylldes det grovkorniga sovringsgråberget in i cell 4 i Malmberget. Som ett skydd anlades ovanpå ett horisontellt lager av finkornigt material. Detta skyddslager spolades dock inte bort av den inpumpade slurryn. Det betyder att det har betydelse i vilken riktning filterlager läggs ut i en sildamm. Detta gäller oavsett om filterkriteria var uppfyllda eller ej. Störst krav finns förmodligen på ett filter som placeras vertikalt. 12

26 6 SILDAMMARNAS DRÄNERINGSEGENSKAPER 6.1 Inledning Sildammarna dräneringsförmåga beräknades med hjälp av uppmätta värden på porvattentryck i och invid sildammarna. Detta jämfördes med de porvattentryck som varit aktuella om ingen dränering hade skett. Vid dessa beräkningar gjordes antagandet att grundvattenytan och ytan av det deponerade materialet sammanföll. 6.2 Resultat Med ett undantag, cell 3 i Malmberget, klarade sildammarna av att dränera det inpumpade vattnet under fyllningsperioden, se figur 2. Till följd av dräneringsproblemen i cell 3 i Malmberget havererade sildammen och fyllningen avbröts. Mätningarna av porvattentrycket visade emellertid att detta sjönk i de andra cellerna med mellan %. Där sildammarna inte hade filtrerat den finkornigaste andelen partikar sjönk porvattentrycket omedelbart. Där sildammarnas filtreringsförmåga varit högre, sjönk porvattentrycket långsammare, vilket innebär att dräneringsförmågan är lägre. 6.3 Diskussion Ett filter skall ha en hydraulisk konduktivitet som ligger mer än en tiopotens över det som gäller för materialet som skall filtreras, se ICOLD (1994). Att sildammarna skulle dränera den deponerade anrikningssanden var väntat, med tanke på att den hydrauliska konduktiviteten i materialet i sildammen var avsevärt mycket högre än i anrikningssanden. Vid tester av den hydrauliska konduktiviteten i ett laboratorietest hade de finkorniga sovringsgråbergen från Malmberget och Kiruna en hydraulisk konduktivitet som varierande mellan 3,9*10-3 1,6*10-2 m/s, se Åkerlund (2005c). Detta kan jämföras med den hydrauliska konduktiviteten i anrikningssanden från Malmberget som varierade mellan 6,0*10-8 1,2*10-7 m/s, se Åkerlund (2005b). Relationen varierade således mellan 3,2*10 4-2,6*10 5. Det finkorniga sovringsgråberget från Malmberget lyckades inte dränera det inpumpade flödet i cellen vilket materialet från Kiruna gjorde. Den hydrauliska konduktiviteten varierade något mellan materialen. Vid laboratorieförsök visade sig att det finkorniga sovringsgråberget från Kiruna hade drygt 4 gånger högre hydraulisk konduktivitet jämfört med motsvarande material från Malmberget, se Åkerlund (2005c). Skillnad i hydraulisk konduktivitet förklarar inte själv att sildammen i Kiruna dränerade inpumpade flödet, medan detta inte var fallet i Malmberget. Förmodligen var det inpumpade flödet i Malmberget högre i förhållande till sildammens storlek. Dräneringsegenskaperna i det deponerade materialet, påverkades av det varierande inflödet då det deponerade materialet blev skiktat. Det genomfördes försök i laboratorium som visade att den hydrauliska konduktiviteten var mellan 0,8 8,3 gånger högre i riktning parallellt med skikten jämfört med vinkelrätt mot dessa, se 13

27 Åkerlund (2005b). För denna typ av material är ett normalt förhållande mellan , se Vick (1983). Dessa egenskaper kommer att innebära att en stor del av den nederbörd som deponin kommer att utsättas för, kommer att rinna över det deponerade materialets överyta. Den delmängd som trots allt tränger ner genom ytan, kommer att välja den lättaste vägen, nämligen parallellt med skikten, se Åkerlund (2005c). Det betyder att nederbörd inte kommer att påverka porvattentrycken i de djupt liggande skikten. Det deponerade materialets dräneringsegenskaper kommer att påverkas till följd av partikelsegregationen vid deponeringen. Det vattenflöde som tränger ner i det deponerade materialet kommer att följer skikten och kommer så småningom att stöta på allt finkornigare partiklar. Flödet kommer då att bromsas upp och ge upphov till ökat porvattentryck med minskad skjuvhållfasthet som följd. Vattenflödet i det deponerade materialet kommer att sänka stabiliteten i de ytligare delarna av deponin, se Åkerlund (2005c). 14

28 7 ERFARENHETER FRÅN FÖRSÖKEN 7.1 Deponistorlek Det finns uppenbara fördelar med att bygga stora deponier: Åtgången av sildammsmaterial per ytenhet deponi blir mindre Deponeringsmetoden kräver mindre underhåll då deponins livslängd blir längre. Med erfarenhet från genomförda försök, är det möjligt att ge en indikation om deponins optimala storlek, eller i vart fall det optimala avståndet mellan inlopp och sildamm: Sildammens uppgift är att filtrera partiklar och dränera inpumpat vatten. Förstoras deponiernas, ökar partikelsegregationens omfattning och det material som sedimenterar vid sildammen består då av en allt större andel finkorniga partiklar. Detta försvårar för sildammen att både dränera inpumpat vatten och filtrera partiklar. Ju finkornigare partiklar som skall filtreras, desto svårare blir den dränerande funktionen. Dessutom förlängs dräneringsfasen, då dräneringen tar längre tid. Sättningarnas omfattning ökar eftersom de är proportionella mot andelen finkorniga partiklar. Sättningar i anrikningsanden invid sildammen kan orsaka dräneringsproblem för ytvatten, se Åkerlund (2005c) De tester som genomfördes i Malmberget och Kiruna skedde sommartid och slurryn deponerades över hela deponins yta. Vintertid blir värmeutstrålningen omfattande från deponin då ytan inte täcks av snö. Värmeutstrålningen kan leda till att inpumpat vatten fryser innan det runnit genom sildammen. Ju större deponin är, desto större kan infrysningsproblemet bli. Att vatten hinner frysa innebär att deponins livslängd minskar eftersom deponins volym fylls av fruset vatten istället för anrikningssand, Det frusna vattnet kan ge stabilitetsproblem när det tinar. Infrysningsproblemet är inte lika stort med gruvdammsmetoden då slurryn pumpas in i gruvdammen och når det uppdämda vattnet. Det uppdämda vattnet är då täckt av ett isoch snötäcke vilket begränsar avkylningen. Strategierna för hur gruvdammar fylls utvecklas successivt. För att minska riskerna för haverier finns en strävan att hålla en låg vattennivå samt att den fria vattenytan är placerad långt från dammkroppen, se ICOLD (1994). När detta efterlevs uppstår liknande infrysningsproblemen som ovan beskrevs. Med de erfarenheter från laboratorie- och fältförsök som sammanställts, görs en bedömning att avståndet mellan inlopp och sildamm bör vara cirka 200 m. Denna siffra bygger på att avståndet kan vara längre än 100 m, vilket gällde fältförsöken i Malmberget, se Åkerlund (2005b). Sildammen bör vara kortare än 400 m för att slippa de stora mängder ytvatten, som är följden vid omlagringsfasen då material med hög 15

29 andel finkornig jord sedimenterar, se Åkerlund (2005a) och Sundqvist och Sundqvist (2001). 7.2 Erosion under sildammar I testanläggningen i Malmberget försvårades provtagning av utflödet av att provtagningsrören med tiden försvann in i sildammen, se Åkerlund (2005b). Orsaken är inte helt klarlagd men den mest troliga förklaringen är att det vatten som strömmade genom sildammen under fyllningsperioden, eroderade bort material som sildammen placerats på. Det bortspolade underlaget orsakade sättningar och omlagring av sildammsmaterialet som gjorde att provtagningsrören försvann. Liknande problem fanns inte i testanläggningen i Kiruna, där sildammarna placerats på ett gummimembran, se Åkerlund (2005c). Vid testernas slut i Malmberget grävdes sildammarna av. Då kunde det konstateras, att anrikningssand delvis sedimenterat i porerna, se Åkerlund (2005b). Att anrikningssand sedimenterar i sildammen sänker å ena sidan sildammens hydrauliska konduktivitet, men förhindrar å andra sidan erosion av det material som sildammen placerats på. Vid avgrävningen kunde vattnets väg tydligt ses genom sildammen. Det vattenflöde som rann genom sildammen under fyllningsperioden styrdes om av de sedimenterade partiklarna i sildammen. Det enda ställe där sedimenteringen inte varit omfattande i sildammen var där vattnet rann ut ur sildammen. Det var där erosionen och tillhörande sättningar skedde. Att en del av den anrikningssand som inte deponerades i deponin istället sedimenterar i sildammen har således både för- och nackdelar. Det förhindrar att material som ligger under sildammen spolas bort men sänker samtidigt den hydrauliska konduktiviteten i sildammen. Fördelarna att partiklar sedimenterar i sildammen bedöms dock vara att föredra, då risken för sättningar minskar. 7.3 Sildammsmetoden ur ett långtidsperspektiv Sildammen skall även i framtiden kunna dränera det flöde som rinner genom det deponerade materialet samtidigt som sildammens filtrerande egenskaper skall förhindra inre erosion. Klarar inte sildammen detta, kommer sildammens dräneringsförmåga att sjunka. Det mest troliga scenariot är då att skillnaden i hydraulisk konduktivitet mellan den deponerade anrikningssanden och materialet i sildammen minskar. Det är inte troligt att sildammen kommer att få lägre hydraulisk konduktivitet än det deponerade materialet. Skulle detta trots allt hända, är deponin inte längre dränerad med lägre stabilitet som följd. Ett sätt att trots allt klara stabiliteten även i detta värsta fall, är att deponins totala släntlutning () inte är för brant, se figur 5. 16

30 Sildamm vån 3 Deponerad anrikningssand Sildamm vån 2 Deponerad anrikningssand Sildamm vån 1 Figur 5 Schematisk skiss visar släntlutning vid av en deponi uppbyggd av sildammar. 7.4 Sildamms- respektive sovringsdeponering Testanläggningen i Malmberget byggdes för att testa sildamms- och sovringsmetoden. För den senare metoden fylldes en av deponierna i testanläggningen med grovkornigt sovringsgråberg för att undersöka i vilken utsträckning anrikningssanden kunde sedimentera i sovringsgråbergets porer. Av anläggningstekniska skäl lades ett lager med finkornigt sovringsgråberg ovanpå det grovkorniga. Filterkriterierna mellan materialen var inte uppfyllda varför det fanns förhoppningar att det finkorniga materialet skulle spolas bort. När samma materialkombination använts som upprättstående filter i sildammen, hade det nämligen spolats bort. I detta fall spolades materialet dock inte bort utan hindrade istället anrikningssandens inträngning i det grovkorniga materialet. Tanken med sovringsmetoden var att kunna deponera anrikningssand i sovringsgråbergets porer i de stora deponier av sovringsgråberg som finns i området. Detta skulle vara ett enkelt sätt att deponera anrikningssand på och samtidigt vara ett sätt att lättare återställa deponierna av sovringsgråberg. Deponierna består dock av en heterogen blandning av fin- och grovkornigt sovringsgråberg. Det innebär att det är svårt att få en uppfattning om hur väl sovringsmetoden fungerade. Sildammsmetodens funktion var lättare att kontrollera och fungerade bra. Beroende på anrikningssandens egenskaper kan sildammar antingen byggas av enbart finkornigt sovringsgråberg eller genom att använda geotextil som filter. 17

31 18

32 8 SLUTSATS Följande slutsatser kan dras av de genomförda försöken och den efterföljande analysen: Det deponerade materialets egenskaper påverkas såväl av slurry som av sildammens funktion Sildammarnas funktion påverkas av det deponerade materialets egenskaper Sildammarnas funktion försvåras om deponierna byggs för stora Lämpligt material till sildammar kan i förväg väljas om filterkriteria kompletteras med beräkningar som bekräftar att sildammen klarar av att dränera allt vatten som pumpas in i deponin Vissa geotextiler kan användas som filter i sildammar. 9 FRAMTIDA ARBETEN Sildammsmetoden är med dessa försök inte helt färdigutvecklad. Några frågor är besvarade medan nya frågor väcktes. Vad är en optimal deponistorlek med tanke på det deponerade materialets partikelsegregation samt sättnings- och dräneringsegenskaper? Hur påverkas deponin av nedkylningen vintertid och hur påverkar detta den optimala deponistorleken? När en deponi med sildammar är fylld. Hur lång viloperiod krävs? Hur höga skall sildammarna byggas innan nästa nivå skall påbörjas? Hur skall vattnet från övre liggande sildammar dräneras utan att erosion uppstår i de lägre liggande sildammarna? Vilken släntlutning bör den färdiga deponin få, se figur 5? Förslag på framtiden försök skulle kunna vara att: Testa sildammsmetoden vintertid för att bedöma infrysningsproblemet Genomföra försök där sildammen byggs högre än i dessa försök för att få en uppfattning om utrinnande vatten kan orsaka erosion eller sättningar i underliggande sildammar Undersöka dräneringen; Hur den fortskrider på olika djup i det deponerade materialet. Ytterligare förslag skulle kunna vara att undersöka det haveri som skedde i sildammen i cell 3 i Malmberget. Sildammens hydrauliska konduktivitet var för låg, vattennivån steg och sildammen havererade slutligen, se Åkerlund (2005b). Haveriet bestod av ett klassiskt skred i sildammens och dess stabilitet skulle kunna simuleras. 19

33 20

34 10 REFERENSER 10.1Skriftliga referenser Bohlin T., Jonasson F., (2002), Dränerad celldeponering ur ett geotekniskt perspektiv, Examensarbete 2002:309 CIV, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Cernica N. John, (1995), Geotechnical Engineering Soil Mechanics, John Wileys & Sons, Inc., New York, (ISBN X) Craig R. F., (1992), Soil Mechanics, Fifth edition, Chapman & Hall, London, (ISBN ) Engman M., Eriksson K., (2000), Ny deponiteknik för LKAB, Examensarbete 2000:45 HIP, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Fagervall H., Reinius E., Öhrner P., (1988), Jord- och stenfyllningsdammar, Vattenfall, Stockholm, (ISBN ) Holmström Henning, (2000) Geochemical processes in sulphidic mine tailings: field and laboratory studies performed in northern Sweden at the Laver, Stekenjokk and Kristineberg mine-sites. Doctoral thesis Luleå University of Technology 2000:03, Luleå, (ISSN ) ICOLD, (1994), Tailings Dams Design of Drainage, Bulletin 97, Imprimerie de Montligeon, Montligeon Nr 16983, (ISSN ) ICOLD/UNEP, (1996), A Guide to Tailings Dams and impoundment, Bulletin 106, Nr 790 Imprimerie Louise-Jean Gap (ISBN ) ICOLD/UNEP, (2001), Tailings Dams, Risk of Dangerous Occurrences, Bulletin 121, (ISBN ) Lambe T. William, Whitman V. Robert, (1979), Soil Mechanics SI Version, John Wiley & Sons, Inc., New York, (ISBN ) Standardardiseringskommissionen i Sverige, (1989), Geotekniska provningsmetoder Bestämning av permeabiliteter, Utgåva 3, SS , Stockholm Sundqvist Å., Sundqvist S., (2001), Large-Scale Testing of Co-Disposal of Coarse Waste Rock and Tailings through Pumping tailings, Tailing and mine waste '0,1 Proceedings of the eight International Conference on Tailings and Mine Waste '01, Fort Collins,Colorado, USA,16-19 January 2001, pp453, (ISBN ) Vick G. Steven, (1983), Planning, Design, and Analysis of Tailings Dams, John Wiley & Sons, Inc., New York, (ISBN ) 21

35 Åkerlund Håkan, (2005a), Dränerad deponering av anrikningssand med hjälp av sildammar en litteraturöversikt, Research report 2005:13, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Åkerlund Håkan, (2005b), Dränerad deponering av sildammar anrikningssand - Användning av sildammar vid LKABs anläggning i Malmberget, Research report 2005:14, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) Åkerlund Håkan, (2005c), Dränerad deponering av anrikningssand med hjälp av sildammar vid LKABs anläggning i Kiruna, Research report 2005:15, Universitetstryckeriet, Luleå, (ISSN ) 22

36 Konferensartikel 1 The use of the seepage dams in mine waste disposal, Håkan Åkerlund, Sven Knutsson, Securing the Future - International Conference on Mining and Environment, Proceedings, June 25 th -July 1 st 2001, Skellefteå, Sweden, pp

37 24

38 The use of seepage dams in mine waste disposal Håkan Åkerlund 1 and Sven Knutsson 1 Div. of Soil Mechanics Dept. of Civil and Mining Engineering Luleå University of Technology SE Luleå SWEDEN Abstract The Swedish iron mining company LKAB has, for several years, worked with the development of alternative methods for mining waste disposals. LKAB in co-operation with the Swedish mining waste research program (MiMi) and the Dept. of Civil and Mining Engineering at Luleå University of Technology, has started a project with the purpose to find out how a seepage dam should be designed in order to manage to drain out pumping water but at the same time being able to keep all particles inside the dam. This results in considerably smaller tailing dams. Such a technique will be much safer and cheaper than that used today. To test this, four different types of drained test cells situated in Malmberget were constructed during the summer In each cell a seepage dam was built by mixing two different types of dry waste rock. The size of each cell was large enough for the production during five days. Measurements were performed in the dams and cells, in order to find out the efficiency and stability of the different dam types, i.e. how well the water was drained away and the amount of particles being kept in each cell. Preliminary results are presented here. The efficiency of particle separation is calculated as the relation between the quantity of incoming tailings and outgoing tailings through the seepage dam. The efficiency was found to vary between %. The efficient values for cell 1, where the seepage dam was constructed by primary sorting waste rock, were surprisingly high due to the fact that the material in the seepage dam did not fulfil the filter criteria. The filter material used in the seepage dam in cells 2 and 4 did not fulfil the filter criteria and therefore were flushed away. The permeability of material that been used in the seepage dam in cell 3, was too low. Water level in the cell increased until instability in seepage dam occurred and the dam collapsed. During the test-period several interesting observations were made. A lot of data are not yet analysed. Future work will form a better basis for the evaluation of the performance of the studied seepage dams. LKAB regards the results as promising and the method to have a potential to be more efficient than the one used today, even though the values obtained in this test are too low to be highly interesting. Additional tests are therefore planed Introduction LKAB, operates in northern Sweden, is one of the major mining companies in Sweden with magnetite and hematite mines in Malmberget and Kiruna. When crude ore is refined in Malmberget, two major types of mining waste are generated. One type is a coarse and dry material (waste rock), and the other is a wet and fine-grained material (tailings). The tailings are pumped into a tailings pond in which the particles settle. Water is thus cleared and ultimately drained away. Large quantities of water are used to pump the tailings into the dam. Most presently minerals in tailings in Malmberget, are magnetite, hematite, apatite, calcite, pyrite, quartz, amphibole and biotite (Geijer, 1930). 1

39 There are a number of advantages with the current disposal system, but, however, also some disadvantages, like: A tailings dam is often built like a hydropower dam, with same demands on materials used in the dam body. A tailings pond is therefore an expensive construction with significant demands of maintenance The life length of a tailings pond is limited A tailings ponds is related to great environmental risks in case of a dam failure A tailings pond needs an extensive area in order to create good sedimentation conditions The tailings pumped into the construction will form a layered structure and thus the geotechnical properties will vary due to segregation during sedimentation The restoration costs are expected to be high at the end of lifetime. LKAB has, for several years, worked with the development of alternative methods for mining waste disposals. One of the latest projects was a large-scale field-testing of joint disposal of coarse waste rock and tailings. For transportation, pumping was used (Sundqvist and Sundqvist, 2001). The test showed, among many things, that a deposit with good properties in stability and landscaping possibilities was obtained. However, during pumping, the friction between the pipe and the material was so extensive that maintenance costs seemed to be too high for an immediate use of the technique. The major goals with the current project is to find out a good design of dams, which are impervious enough to hinder the tailings to pass the dam but at the same time, permeable enough to drain the water away. This type of construction is referred to as seepage dams. Another goal is to investigate and try to understand the processes that control the deposition of tailings under these conditions. If this is possible to obtain, such a technique will be much safer and cheaper than that used today. A hypothesis that is used for construction of the test plant, is that waste rock from the refining process can be used for construction of dams. The whole flow of tailings from production is led to the test plant. The project is run by LKAB in co-operation with the Swedish mining waste research program MiMi (Mitigation of the environmental impact of mining waste) and the Dept. of Civil and Mining Engineering at Luleå University of Technology. Design It was decided to test four different types of dam layouts. For this reason four different drained test cells were constructed during the summer In each cell, the seepage dam used, had its specific layout. The test plant with the four test cells was situated within the area of the ordinary pond for tailings disposal. The layout of the four test cells is schematically shown in Figure 1. c:a 100m Figure 1 Sketched picture of the test plant design. The test plant with four different cells is situated inside the ordinary tailing pond. 2