Simulation of Oil Sands In-Line Thickened Tailings Disposition

Silawat Jeeravipoolvarn, J.Don Scott, Rick J. Chalaturnyk

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: W1-D

ABSTRACT: In this paper a finite strain consolidation theory is used to simulate field deposition of in-line thickened tailings (ILTT), sheared in-line thickened tailings, cyclone overflow fine tailings (COF) and composite tailings made from ILTT (ILTT-CT). It is important in these simulations to determine whether a deposit develops a minimum undrained shear strength of 5 kPa for a material deposited in the previous year as required by Directive 074 (ERCB 2009). This Directive requires this minimum shear strength in order that the deposit can be considered reclaimable and no longer considered a semi-liquid fine tailings. Six scenarios were selected for this investigation. Scenarios 1 to 4 are depositions of cyclone overflow tailings, in-line thickened tailings, sheared in-line thickened tailings and ILTT-CT by depositing the materials for 3 months in a disposal area and allowing them to settle under self-weight for 9 months. This method allows consolidation by an upward single drainage condition. Alternatively, Scenarios 5 and 6 utilize a double drainage condition: sand sandwiching and sand columns. In Scenario 5, the same amount of the fine tailings is also divided into three ponds; each pond is filled for 2 months then 20 kPa of sand cap is applied during the 3rd month. At the start of the 4th month a new tailings layer is deposited and the process is repeated. For Scenario 6, ILTT-CT is deposited in a single pond with the same filling strategy as that of Scenario 5. The simulation results of the different tailings materials and strategic deposition methods show that even though the in-line thickened tailings provide a significant improvement in sedimentation and consolidation characteristics of the fine tails, the possibility of reclaiming the land can only come by combining good deposition techniques, external stresses, environmental conditions and good strategy.

RÉSUMÉ: En ce document une théorie finie de consolidation de contrainte est employée pour simuler le dépôt de champ des produits de queue épaissis intégrés (ILTT), des produits de queue en ligne épaissis cisaillés, des produits de queue d'amende de débordement de cyclone (COF) et des produits de queue composés (CT) faits à partir d'ILTT. Il est important dans ces simulations de déterminer si un dépôt développe une résistance au cisaillement undrained minimum du kPa 5 pour un matériel déposé par année précédente selon les exigences de la directive 074 (ERCB 2009). Cette directive exige cette résistance au cisaillement minimum pour que le dépôt puisse être considéré reclaimable et n'être plus considéré les produits de queue fins semi-liquides. Six scénarios ont été choisis pour cette recherche. Les scénarios 1 4 sont des dépôts des produits de queue de débordement de cyclone, des produits de queue épaissis intégrés, des produits de queue en ligne épaissis cisaillés et d'ILTT-CT en déposant les matériaux pendant 3 mois dans un secteur de disposition et en leur permettant d'arranger sous l'individu-poids pendant 9 mois. Cette méthode permet la consolidation par un état simple ascendant de drainage. Alternativement, les scénarios 5 et 6 utilisent un double état de drainage : serrage de sable et colonnes de sable. Dans le scénario 5, le même montant des produits de queue fins est également divisé en trois étangs ; chaque étang est rempli pendant 2 mois puis de 20 que le kPa du chapeau de sable est appliqué pendant le 3ème mois. Au début du 4ème mois par nouvelle couche de produits de queue est déposé et le processus est répété. Pour le scénario 6, ILTT-CT est déposé dans un étang simple avec la même stratégie remplissante que celui du scénario 5. Les résultats de simulation des différents matériaux de produits de queue et des méthodes stratégiques de dépôt prouvent que quoique les produits de queue épaissis intégrés apportent une amélioration significative des caractéristiques de sédimentation et de consolidation des queues d'amende, la possibilité de reprendre la terre peuvent seulement venir en combinant de bonnes techniques de dépôt, efforts externes, conditions environnementales et bonne stratégie.

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