Asiakirjan nimi Analyysi vaurion todennäköisistä syistä. Luokka Pvm / Versio Sivu HSE / 1 1(2) Kimmo Hietala

Transkriptio

1 HSE / 1 1(2) Lapin elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Tiina Kämäräinen Ympäristö- ja luonnonvarat PL Rovaniemi VIITE: Lausunto (LAPELY/2302/2015) Lapin ELY keskus on pyytänyt lausunnossaan (LAPELY/2302/2015) kaivosyhtiötä (Agnico Eagle Finland Oy) laatimaan johdonmukaisen analyysin allasvuodon todennäköisistä syistä mennessä. NP3 rikastushiekka - altaan alkuperäissuunnittelusta sekä korotuksesta on vastannut Geobotnia Oy. Kaivosyhtiö on toteuttanut altaan täyttöön ja käyttöön liittyviä rakenteita (kaaripato, pumppaamopenger ja ajoramppi), jotka eivät ole kuuluneet alkuperäissuunnitelmiin. Nämä rakenteet suodattavat kiintoaineen, jotta vesi kelpaa edelleen prosessiin ja ympäristöluvan mukaiseen purkuun. Rakenteiden toteuttamisessa on noudatettu hyvää rakennustapaa, kuten muussakin altaisiin ja patoihin liittyvässä rakentamisessa. Rakenteet ja muutokset ovat olleet mukana sisäisen ja ulkoisen laadunvalvonnan tarkkailussa, sekä viranomaisten todettavissa ja mukana hyväksynnässä esimerkiksi altaan ensimmäisessä käyttöönottotarkastuksessa ( ). Allasvuotoon johtaneen vaurion paikallistamiseen, syntymekanismin arvioimiseen, ja allasvuodon etenemisen ennakoimiseen, vaurion mahdollisiin korjaustekniikoihin ja altaan/padon käyttäytymiseen perustuvaan suunnittelutyöhön, on kaivosyhtiö resursoinut alan parhaimpia suunnittelijoita, asiantuntijoita ja konsultteja koti- ja ulkomailta, sekä kaivosyhtiön sisältä ja ulkopuolelta. Korjaustoimet, joita yhtiö on suorittanut, perustuvat em. suunnittelutyöhön. Kaikki allasvuodon korjaussuunnitelmiin liittyvät toimet on myös hyväksytetty kaivosyhtiötä valvovilla viranomaisilla. Seuraavassa esitämme oleelliset näkökannat NP3 altaasta sekä analysoimme vaurion syntymekanismia perustuen suunnittelu- ja asiantuntijatyön tuloksiin.

2 HSE / 1 2(2) Mitä NP3 altaasta tulee tietää Allas on rakennettu, jotta altaasta saadaan oikean laatuista prosessivettä sekä ympäristöluvan mukaista purkuvettä. NP3 - allas on rakennettu niin, että vapaa vesi kerääntyy altaan päähän rikastushiekan muodostamaan suvantoon. Vapaa vesi sijaitsee NP3 - rikastushiekan muodostamassa suvannossa NP3 -altaan syvimmässä kohdassa. Kermi altaan pohjassa on syvimmässä kohdassa tasolla m (pato on korotettu sen maksimi tasoon m, HW-taso altaassa on m.). Altaan vesisyvyys on progressiivisesti kasvanut ajan myötä ja on saavuttanut 14 m syvyyden (taso m). Pumppaustasanne on rakennettu NP3 - altaan lounaisnurkkaan veden pumppaamista varten prosessiin sekä pintavalutuskentälle. Pumppaustasanne on rakennettu sivukivestä (lajittelematon). Pumppaustasannetta on korotettu sitä mukaa, kun veden ja rikastushiekan taso on noussut. Sivukivikerroksen alla on 25 cm paksu murskekerros (0-16 mm), joka suojelee bitumikermiä sivukiven aiheuttamalta vahingolta. Tärkeä huomio tasanteesta on se, että sen pohjalla olevaa suojamurskekerrosta on jatkettu ainakin 1 m tasanteen reunojen yli ainakin 0.5 m paksusti. Tällainen ulkoneva suojamurskereunus on tehty, jotta tasanteen rakennusaikana putoilevat kivet osuisivat reunukseen altaan pohjan sijasta. Tämä yksityiskohta on nähtävissä kuvissa 1 ja 6. Kaaripato on rakennettu kiintoaineen suodattamista varten NP3-altaan lounasnurkkaan ennen pumppaustasannetta. Kaaripato suotaa hiljalleen läpi suodattaen kiintoainetta vedestä. Kaaripadon jälkeen veteen jäänyt kiintoaine laskeutuu ja alueelta on mahdollista pumpata suuria määriä kiintoainesvapaata vettä. Kaaripato rakennettiin neljässä vaiheessa. Ensimmäinen aloituspato rakennettiin samanlaisen murskekerroksen päälle, kuin pumppaustasanne ja ramppi: 25 cm paksu kerros mursketta (0-16 mm). Aloituspatoa on sittemmin korotettu kolme kertaa rikastushiekan päälle (katso kuva 3). Pumppaustasanteelta on rakennettu sivukivestä ajoramppi NP3 padon myötäisesti (ajoramppi on kuitenkin edelleen 25 cm paksun hienon murske kerroksen päällä). Ajoramppi kulkee tasolla m pumppaustasanteelta kaaripadolle. Ajoramppi on rakennettu kulkuväyläksi kaaripadon rakennustöitä sekä korotuksia varten. Ajoramppi (sivukiveä) on siis fyysinen linkki kaaripadon ja pumppaustasanteen välillä. NP3 altaan pohja on viimeistelty bitumikermillä, joka on laitettu vähintään 1m paksuisen moreenitiivisteen päälle. Bitumikermi ulottuu vyöhykepatona rakennetun NP3 altaan pääpadon alta aina suoto-ojan reunaan. Tämä yksityiskohta tarkoittaa että bitumikermi on heikosti vettä läpäisevä elementti altaan pohjassa, mutta suotopadossa heikosti vettä läpäisevä elementti on padon myötäinen kalteva moreenitiivistekerros. NP3 pääpadossa ei ole bitumikermiä, vaan vyöhykepadon märälle puolelle on rakennettu moreenitiivistekerros tarvittavine suojakerroksineen. Näin ollen NP3 altaaseen liittyy useita kytköksiä bitumikermin ja moreenin kanssa (kaksoistiivisterakenne).

3 HSE / 1 3(2) Kuva 1 Pumppaustasanteen ja kaaripadon työmaakuva NP3 altaan pohjalla. Pumppaustasanteen pohjalla oleva reunojen yli ulottuva suojamurskekerros on kuvasta nähtävissä. Suojamurskekerros kerää mahdollisesti tasanteen reunasta putoilevat kivet. Kuva 2 Poikkileikkauskuva, josta näkyy miten pumppaustasanteen pohja on tehty. Sukeltaja havaitsi ensimmäisellä sukelluksellaan joitakin tunneleita pumppaustasanteen pohjan juuresta.

4 HSE / 1 4(2) Kuva 3 Kaavio kaaripadon rakennustekniikasta. Aloituspato on eristeen päällä ja korotukset on tehty rikastushiekan päälle ylävirtaan menetelmällä.

5 HSE / 1 5(2) Arviot vaurion syntymekanismista Tässä osiossa käydään läpi arvioita vaurion syntymekanismista. Tilanteen luonteesta johtuen aikaa toiminnalle ja suunnittelulle oli rajoitetusti. Nopeus oli ja on edelleen avaintekijä vuodon hallinnassa. Vaurion sijaintia ei tarkkaan tiedetä. On olemassa kaksi vaihtoehtoa: Joko vaurio on bitumikermissä tai moreenitiivisteessä NP3 padon ylävirrassa. Tutkimuksista huolimatta vaurion paikkaa ei todennäköisesti ikinä pystytä tarkasti osoittamaan. o Mikäli vaurio on bitumikermissä, vaurio on syntynyt joko pumppaustasanteen tai rampin rakentamisen aikana, jolloin tippunut kiven kappale on saattanut vahingossa puhkaista kermin. Vaikka tasanteen alla on ollut suojamurskekerros, se ei ole välttämättä ollut tarpeeksi estääkseen kiven puhkaisemasta kermiä. Lisäksi suojamurskekerroksen paksuus (25 cm, raekoko 0-16 mm) ei anna paljoa mahdollisuutta virheelle. Tämä tarkoittaa, että merkittävä kermin puhkeaminen on voinut sattua jo rakennusvaiheessa ja vasta nyt aktivoitunut, kun paine on saavuttanut tietyn kynnysrajan (vuodon reitin kehitys pohjarakenteissa). Vesi mahdollisesti virtaa kermin ja NP3 - padon alta kohdissa, joihin altaan rakennuksen aikana on suoritettu massanvaihto. Louhetäytteestä vesi virtaa yhtyvään ojaan (katso kuvat 5-8). o Mikäli vaurio on moreenitiivisteessä, vuotovesi virtaa kermin yläpuolelta mahdollisesta viasta moreenitiivisteen juurella, tai moreenin ja kermin yhtymäkohdasta suotopadosta. Tämän vuotoreitin todennäköisyys on kuitenkin pienempi, koska sen tulisi näkyä lisääntyneenä suotovetenä ja kiintoainesta todennäköisesti esiintyisi enemmän. o Vaurio, joka aiheuttaa suuren vuotovesimäärän, saattaa olla monen osatekijän summa, mutta silti yksi päätekijä on oltava joka aktivoitui suuremman paineen takia. Tämä selittäisi äkillisen vuotovesi määrän lisääntymisen. o Patorakentamisessa on käytäntönä ollut olettaa, että vuotovedet tulevat joko heikosti vettä läpäisevän materiaalin tai kermissä olevan vaurion läpi. Kermin valmistajat tyypillisesti olettavat kermissä olevan tietyn määrän vaurioita per neliömetri ja tästä lasketaan kermin vedenjohtavuus. Suurin vuotovesi määrä vaikuttaisi tulevan pumppaustasanteen alta tai juuresta NP3 -altaan syvimmästä osiosta. Sukeltajan ensimmäisten näköhavaintojen perusteella pumppaustasanteen pohjan reunus oli kaikkein aktiivisinta aluetta. Tätä käsitystä tukee myös alueelle tehdyt sähkönjohtavuusmittaukset, kuten myös moreenin ajon hyvä vaikutus virtauksen pienenemiseen. Ensimmäisen moreenin ajon jälkeen sukeltajan havainnot aktiivisesta alueesta siirtyivät ajorampin kylkeen. Vuotoveden kirkkaus on hyvä indikaattori siitä, että vedelle tapahtuu suodattumista ennen tai jälkeen kun se läpäisee päävaurion. Tämä taas tukee ajatusta siitä, että kermin päällä olevalla 25 cm paksulla suojamurskekerroksella (0-16 mm) on luultavasti tärkeä rooli veden suodattumisessa.

6 HSE / 1 6(2) Ilman suodattavaa ominaisuutta altaan pohjan hienojakoinen sedimentti ja ajetun moreenin hienoaines kulkeutuisi helposti veden mukana vuoto-ojaan. Tulee huomata, että patotarkastus pidettiin (heinäkuu 2015) ulkopuolisen osapuolen toimesta ja tässä tarkastuksessa ei tunnistettu mitään huomattavia suotovesilähteitä, eikä muitakaan rakenteellisia tai toiminnallisia poikkeamia. Vauriota ei ole realistista eikä kannattavaa korjata sitä paljastamalla. Vaurion paljastaminen on todella vaikeaa ja se vain pahentaisi tilannetta. Tähän on päädytty seuraavin perustein: o Allas tulisi ensin tyhjentää. Tämä tuo suuria sekä patoturvallisuuteen, että vesien hallintaan liittyviä haasteita, kuten riskin kaaripadon sortumisesta jos vedenpinnan lasku tehdään liian nopeasti (rikastushiekkaperustus menettää stabiliteettinsa). Tästä syystä on asetettu vedenpinnan laskulle taso m, joka ei aiheuta riskiä kaaripadolle. o Vaikka oletettaisiin, että allas pystyttäisiin tyhjentämään vedestä, täytyisi altaan pohjalta poistaa suuria määriä pohjasedimenttiä sekä purkaa rakenteita, jotta vaurio voitaisiin paljastaa. Tässä tapauksessa riski siitä, että aiheutettaisiin lisää vaurioita kermiin, olisi erittäin suuri. o Oletetaan, että altaan tyhjentämisen jälkeen vaurio voitaisiin paikata. Työ tulisi kuitenkin viemään 3-6kk:tta ja se pitäisi toteuttaa talvikaudella (NP3 altaan turvallinen pinnan lasku vaikuttaa aikatauluun). NP3 allas tulisi poistaa käytöstä korjaustyön ajaksi ja se toisi lisää vaikeuksia tulevaisuudessa. o Näiden riskien takia vauriota ei pidä pyrkiä paljastaa. o Vaurion korjaaminen kauko-ohjaus tekniikalla on myös katsottu olevan vaarallista. Korjauksen tuloksista ei ole takeita, ja tästä syystä sitä ei suositella: Tällaisen tekniikan käyttöön menisi aikaa ja se olisi hidasta. Kuten aiemmin todettiin, ajan tuhlaaminen vain kasvattaa riskiä. Vaurion sijainti tulisi kohdentaa tarkasti. Tällä hetkellä vaurion tarkkaa sijaintia ei voida varmasti osoittaa, ainoastaan mahdollinen alue. Korjaustyöt tekisivät todennäköisesti lisää vahinkoa kermille, tai heikosti vettä läpäisevälle kerrokselle.

7 HSE / 1 7(2) Ramppi yhdistää kaaripadon pumppaustasanteeseen, ja näin vedelle muodostuu reitti rakenteissa. Kuva 4 Rampin yhteys pumppaustasanteeseen. Tämä rakennelma muodostaa vedelle reitin kermin päällä.

8 HSE / 1 8(2) Kuva 5 Poikkileikkaus NP3 padosta ja veden todennäköinen reitti bitumikermin alapuolella. Kuva 6 Kaaviopiirustus suojamurskekerroksesta pumppaustasanteen pohjalla.

9 HSE / 1 9(2) Kuva 7 Vuodon mahdollinen kulkureitti NP3 padon ylävirran puolella (huomaa, että piirustus eroaa rakennetusta padosta). Kuva 8 Vuodon mahdollinen reitti NP3 padon louhetäytteessä padon alavirtaan korotuksen puolella (huomaa, että piirustus eroaa rakennetusta padosta).

10 HSE / 1 10(2) Yhteenveto Kuten aiemmin todettu, lopullista varmuutta vuodon syistä ei todennäköisesti tulla löytämään. Kaivosyhtiö on päätynyt minimoimaan lisävahingon riskejä ja hallitsemaan vuototilannetta parhain mahdollisin keinoin. Vuodonhallintatoimilla on myös saavutettu odotettuja tuloksia, joten arviotamme vaurion syistä voitaneen pitää oikeansuuntaisena. Hallintakeinojen viimeinen vaihe on edessä huhtikuulla 2016, jolloin vapaa vesi kaaripadon sisäpuolelta on syrjäytetty rikastushiekalla. Tämän vaiheen jälkeen NP3 -altaaseen ei enää muodostu yhtä suuria syvänteitä ja näin ollen hydrostaattisen paineen vaikutus mahdollisiin vauriokohtiin minimoidaan. NP3-altaan täyttöstrategia ja vapaan veden poistaminen on uudelleensuunnittelun myötä muutettu tukemaan matalan vesialueen periaatetta. Vapaa vesi tullaan pitämään kaukana patolinjasta.