Numerical groundwater modelling of oil sands tailings facilities in support of seepage management design

Stephen Buck

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: M3-C

ABSTRACT: Oil sands tailings produced from the bitumen extraction process is contained in large ponds, primarily through dykes constructed of permeable tailings sand. Potential flowpaths for movement of process-affected water (PAW) into the environment are through the tailings dykes and the pond foundation. Regulatory requirements necessitate the need for seepage management systems (SMS) to contain and eventually reclaim tailings ponds. The SMS must also consider potential impacts to geotechnical stability of the dykes. This paper presents a methodology for developing numerical groundwater models to assess the quantity of PAW released from the tailings structure and to support the design of oil sands tailings facilities. The suggested approach couples several different software packages to develop a detailed geologic model, incorporation into a 3D finite-element model and calibration to steady-state pre-mine and transient mine conditions using an automated inverse algorithm. Typically, the components of a SMS consist of interception wells and/or cutoff walls directing PAW to closed surface water systems. Reference is made to several examples where the methodology has been successful in meeting regulatory commitments by oil sand operators.

RÉSUMÉ: Résidus de sables bitumineux produit par le processus d'extraction du bitume est contenue dans de grands étangs, principalement par des digues construites résidus de sable perméable. Flowpaths potentiels pour le mouvement de l'eau affectée (PAW) dans l'environnement sont à travers les digues de résidus et de la fondation de l'étang. Exigences réglementaires nécessitent la nécessité pour systèmes de gestion des infiltrations (SMS) pour contenir et éventuellement récupérer les étangs de résidus. Le service SMS doit également envisager des impacts potentiels sur la stabilité de la géotechnique des digues. Ce livre présente une méthodologie pour le développement de modèles numériques des eaux souterraines pour évaluer la quantité de PAW libéré de la structure de résidus et prise en charge de la conception des installations de résidus de sables bitumineux. L'approche proposée couples plusieurs logiciels différents pour développer un modèle géologique détaillé, incorporation dans un modèle 3D de fini-élément et l'étalonnage à pre-mine en régime permanent et transitoire mine les conditions à l'aide d'un algorithme inverse automatisé. En général, les composants d'un SMS consistent en des puits d'interception ou coupure murs diriger PAW à fermé des systèmes de l'eau de surface. Il est fait référence à plusieurs exemples où la méthodologie a réussi en réunion réglementaire engagements par les opérateurs de sable d'huile. 1 INTRODUCTION

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