2015 RPIC FEDERAL CONTAMINATED SITES REGIONAL WORKSHOP
Conception de la fermeture et de la surveillance du rendement de la mine Nanisivik
Jim Cassie, M.Sc., Ing. Ingénieur géotechnique principal BGC Engineering Inc.
Aperçu
• Aperçu du projet et du site
• Climat et contraintes
• Mesures de fermeture
• Couverture de résidus
• Canaux
• Ouvertures de la mine
• Emprunts
• Surveillance
• Méthodes
• Résultats
2 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Emplacement du site
• 73 o de latitude N
• 700 km au nord du cercle arctique
• Éloigné
• Mine souterraine de plomb et de zinc
• Ouverte en octobre 1976
• Achetée par Nyrstar en 2011
3 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
4 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Historique de la mine
• Fermeture de la mine en 2002 • A produit environ
10 000 000 m3 de résidus
• Plan de fermeture de la mine finalisé en 2002 et 2003 et approuvé en 2004.
• Réclamation par construction de 2004 à 2008.
• Surveillance du rendement de 2005 à 2014 (jusqu’en 2019).
5 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Climat froid
Température de l’air moyenne annuelle : -15.2 °C (2000) ou -14.3 °C (2012). Précipitations moyennes : 240mm/année. Évaporations moyennes : 200mm/année. Pergélisol : plus de 450 m de profondeur
6 -35.0
-30.0
-25.0
-20.0
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
5.0
10.0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Air
Tem
pera
ture
(°C
)
Mean Monthly Air Temperatures
Mean Temperatures Values (1977 to 2013)
2013 Temperature Values**Arctic Bay
Contraintes du site
• Site très éloigné : accessible par transport maritime du Québec en été.
• Accessible par avion en été et en hiver.
• Aucun équipement de mine à ciel ouvert ou civil sur le site.
• Saison de construction « d’été » très limitée.
• Choix de matériaux naturels limité.
• Végétalisation non nécessaire.
7 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Éléments de la fermeture
• Remblais, structures de confinement et chenaux de dérivation. – Quatre digues de réservoirs,
deux parcs de stockage, un évacuateur de crues et deux canaux de sortie.
• Couches de protection thermique : résidus, roches stériles, décharge, étangs (11 éléments en tout).
• Ouvertures de la mine, piliers de couronne et monteries (11 éléments).
• Zones d’emprunt (6 pour le schiste et 4 pour la pierre de carapace).
8 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Couvertures de résidus
9 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
• Zone d’élimination des résidus de 45 ha (0.45 km2).
• Résidus partiellement gelés (talik au centre).
• Caractérisation des résidus : • Pyrite 80 %
• Dolomite 18 %
• Soufre total d’environ 35 à 50 %
• Non oxydé
Couvertures d’essai
Objectifs de la réclamation des résidus
Ø Isoler les résidus potentiellement acides de l’atmosphère afin de réduire les dangers de ruissellement acide de la mine.
Ø Réduire les dangers de déplacements physiques des résidus à l’environnement.
Ø Fournir un environnement de surface sécuritaire et utilisable qui correspond à la nature environnante.
10 I B I C J U I N 2 1 0 5 , E D M O N T O N
– Construction de couvertures d’extension du pergélisol : o favorisent le développement du pergélisol dans
les résidus et emprisonnent le ruissellement du dégel saisonnier dans les matériaux de la couverture.
Conception de la couverture – différentes couvertures d’essai
11
Conception de la couverture – changements climatiques
Modèle géothermique
• Température moyenne annuelle de l’air = -15.1 °C
• 1 année sur 100 est une année chaude = -13.1 °C
• Approximation du réchauffement planétaire pour 2100 = -10.1 °C
12
Concept final de la couverture
• Planification de la réclamation
– Concept final de la couverture de résidus
• 1,25 m d’épaisseur – 1 m de remplissage de
schiste granuleux
– 0,25 m de pierre de pierre de carapace en surface
(graviers et pierres)
13 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Carapace
FormationSchiste
Résidus
Saturation de la glace
Reclassement des résidus
Posage du schiste
Posage de la carapace
Système à deux couches
West Twin Disposal Area 1998 Zone d’élimination West Twin 2004
Zone d’élimination West Twin 2005
Zone d’élimination West Twin avec couverture complétée août 2006
CANAUX
• Un nouveau canal comme évacuateur de crues autour de la digue West Twin.
• Conçu pour le pergélisol. • Dimensions : 550 m de
longueur et 6 m de largeur. • Pierres de carapace de
faible qualité. • Obstructions de neige et de
glace causent des débits d’eau plus élevés que prévu.
• Deux autres canaux, dont l’un comportant des préoccupations mineures d’érosion.
19 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Ouvertures de la mine
• 9 vérifications/têtes et 4 montages.
• Différentes tailles et formes, certaines comportant des bouchons de glace.
• Barrières physiques seulement.
• Remblayé d’enrochement de schiste près de la couronne.
• En pentes de 3:1 et de 4:1 et couvertures placées ensuite.
• Montages remblayés sous des monticules de remblai.
20 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Carrières de schiste
Carrière de schiste
Aperçu
• Aperçu du projet et du site
• Climat et contraintes
• Mesures de fermeture
• Couverture de résidus
• CANAUX
• Ouvertures de la mine
• Emprunts
• Surveillance
• Méthodes
• Résultats
24 I B I C J U I N 2 0 1 5 , E D M O N T O N
Méthodes de surveillance du rendement
• Examen de surveillance après la fermeture entrepris afin de renouveler le permis d’utilisation des eaux.
• Thermistances, cryopédomètres et piézomètres surveillés du 1er juillet au 1er septembre.
• Inspection visuelle effectuée par un ingénieur géotechnique.
• Examen des données climatiques. • Analyse de la qualité de l’eau et
essais.
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Horaire de surveillance
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Surveillance des couches actives
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Surveillance chronologique de la couche active
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0 01-‐May 01-‐Jun 02-‐Jul 02-‐Aug 02-‐Sep 03-‐Oct 03-‐Nov 04-‐Dec
Ac#ve Layer Dep
th (m
bgs)
Date (dd-‐mmm)
2013 Ac#ve Layer Monitoring Surface Cell Tailings Cover Frost Gauge 1 2006-‐2013
2006 Data 2009 Data
2013 Data
Cover
Tailings
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Qualité de l’eau à l’intérieur — Zn
Trou d’essai creusé en 2007 : saturation de la glace à la base de la couverture.
Regel des résidus
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Pression de l’eau interstitielle des résidus (talik)
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Température
Pression interstitielle
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Qualité de l’eau finale à la sortie — Zn
• Lorsqu’il fait froid, faites du pergélisol. • Le plan de fermeture de la mine traitera de plusieurs éléments et
aspects. • Le plan de fermeture et l’obtention de permis ont bénéficié de la
planification et des études de site entreprises au cours des activités. • Les conditions environnementales propres au site
ont été utilisées et les effets du réchauffement planétaire ont été comptabilisés.
• Des ingénieurs ayant l’expérience de sites nordiques nécessaires pour assurer l’AQ et le CQ.
• L’éloignement du site et les conditions environnementales sévères ont causé des contraintes sur les opérations de construction, mais ont bien réussi grâce au personnel compétent.
• Surveiller le rendement et ajuster en conséquence. • La mine est fermée et a atteint une condition stable.
Résumé du projet
• Nystar
• Geoff Claypool • Questions?
Remerciements/Coordonnées
IBIC JUIN 2015, EDMONTON
Personne-ressource
Jim Cassie
Ingénieur géotechnique principal BGC Engineering Inc. +1 (587) 894-2664
