An experimental study of tailings migration through waste rock inclusions

Karim Essayad, Thomas Pabst, Robert P. Chapuis, Michel Aubertin

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Mining Geotechnics and Hydrogeology II

ABSTRACT: Waste rock inclusions (WRI) placed in tailings impoundments aim at improving surface disposal of mine wastes. WRI can provide several operational advantages, increase impoundment stability and reduce the consequences of a dike failure. More specifically, WRI favor the dissipation of excess pore water pressures and accelerate tailings consolidation. They also add rigidity to tailings impoundments and increase their physical resistance against static and dynamic loadings. However, under a hydraulic gradient, tailings and fine particles of waste rock can move through the pores formed by larger waste rock particles, and this may affect the drainage capacity of inclusions. The hydraulic gradient generated by tailings deposition or by a change in phreatic conditions may initiate such particles movement. This research project evaluates the hydro-geotechnical behaviour of WRI with a focus on the migration of fine grained particles under various conditions. The effects of hydraulic gradients, initial tailings (slurry) density, deposition sequence, and waste rock gradation were assessed experimentally using tests in large-diameter instrumented columns. The experimental procedures are described and representative results are presented and discussed in this article.

RÉSUMÉ: Les inclusions de roches stériles (IRS) placées dans un parc à résidus visent à améliorer la disposition des rejets miniers entreposés en surface. Les IRS peuvent apporter des avantages opérationnels, améliorer la stabilité des ouvrages et Plus spécifiquement, les IRS favorisent la dissipation des pressions interstitielles en excès et accélèrent la consolidation des résidus. Elles apportent aussi une plus grande rigidité aux parcs à résidus et une stabilité physique accrue face aux sollicitations statiques et dynamiques. Toutefois, sous un gradient hydraulique, les résidus et la partie fine des stériles peuvent migrer à travers les pores formés par les grains grossiers des roches stériles, ce qui peut affecter la capacité de drainage des inclusions. Le gradient hydraulique généré par la déposition des résidus ou par un changement des conditions phréatiques peut déclencher un tel mouvement des particules fines. Ce projet de recherche évalue le comportement hydrogéotechniques des inclusions avec une emphase sur la migration des particules fines sous diverses conditions. Les effets du gradient hydraulique, de la densité initiale de la pulpe de résidus, de la séquence de déposition et de la granulométrie des stériles ont été évalués expérimentalement dans des colonnes verticales instrumentées de grand diamètre. Les procédures expérimentales et certains résultats représentatifs sont présentés et discutés dans cet article.

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