Kimhedenin kuparikaivos Västerbottenin läänissä Pohjois-Ruotsissa on osa Kristinebergin kaivosaluetta, joka koostuu viidestä kaivoksesta, teollisuusalueesta ja rikastushiekka-alueesta. Kimhedenin kaivosta operoi Boliden AB vuosina 1968-1974. Yhdestä maanalaisesta kuilusta ja kahdesta avolouhoksesta louhittiin näinä vuosina yhteensä 0,13 Mt malmia. Louhitun malmin keskimääräinen metallipitoisuus oli 0,95 % kuparia, 0,27 % sinkkiä, 0,44 g/t kultaa ja 7 g/t hopeaa. Malmin rikkipitoisuus oli 18,4 %.

Kimhedenin paikka sijaitsee 470-520 metrin korkeudessa Hornbergetin kukkulan rinteessä. Kaksi avolouhosta olivat molemmat noin 20 m leveitä ja alle 15 m syviä. Avolouhos 1 oli 210 m pitkä, kun taas louhoksen 2 pituus oli 140 m. Maanalainen kaivos ylsi noin 400 metrin syvyyteen. Malmi prosessoitiin Kristinebergin teollisuusalueen rikastamolla ja siellä sijaitsi myös rikastushiekka-alueet. Kimhedenin alueella ei siis ole rikastushiekka-allasta.

Kimhedenin kaivostoiminnassa syntyi jätekiveä kaikkiaan 25 000–35 000 m 3 . Jätekivialueet sijaitsivat kaivojen vieressä. Jätekiviä kasattiin näille alueille ja jätettiin peittämättä, mikä johti pian happamien metallipitoisten pintavesien syntymiseen.

Pian Kimhedenin louhinnan lopettamisen jälkeen jätealueiden tarkkailu paljasti happamien valumavesien muodostumisen, jossa oli korkeita Cu- ja Zn-pitoisuuksia. Kimhedenin kunnostussuunnitelman laati Boliden, ja kunnostustyöt aloitettiin 1980-luvun alussa. Tavoitteena oli käsitellä AMD- (acid mine drainage) -rikkaita salaojitusvesiä, kunnes vesien laatu saavutti tyydyttävät rajat. Boliden teki vuosien aikana monenlaisia ​​kunnostustoimenpiteitä estääkseen hallitsemattomien happamien päästöjen muodostumisen. Viimeiset toimenpiteet tehtiin vuosina 1995 ja 1996.

Makean veden ohjaamiseksi louhosten ympäriltä, ja saastuneiden vesien keräämiseksi ja johtamiseksi kalkkikäsittelyä varten Kristinebergin rikastushiekka-altaaseen, alueen ympärille rakennettiin vuonna 1982 ojajärjestelmä. Lisäksi täytettyjen jätekivien päälle rakennettiin kuivapeiterakenne.

Sulkutekniikat

Kuivapeiterakenteen käytön tavoitteena oli estää AMD:tä aiheuttavien sulfidimineraalien hapettuminen. Kun jätekiviä laitetaan avolouhoksen pohjalle, ne kyllästyvät vedellä (ns. kohonneet vesipohjat -vaihtoehto), jolloin sulfidien hapettumista estetään.

Jätealueiden täyttö tehtiin vuosina 1984-1995 . Prosessin aikana lisättiin kalkkia jätteen pH:n nostamiseksi ja siten hapettumisprosessin hidastamiseksi. Kuitenkin täytön päätyttyä seurantatulokset osoittivat edelleen todisteita AMD:n jatkuvasta muodostumisesta. Näin ollen päätettiin peittää uudelleen jätekivet.

Peiton rakentaminen tapahtui vuonna 1996, jolloin asennettiin happidiffuusiosulkuna toimiva kuivapeite. Jätekivien päälle asetettiin 0,3 m paksu savitiivistekerros, jonka päälle peitti 1,5 m paksu kerros lajittelematonta moreenia

Kunnostustoimenpiteet aiheuttivat merkittävän kupari-, sinkki- ja sulfaattipitoisuuksien pienenemisen alavirran puolella ja alkuainepitoisuuksien nopean stabiloitumisen. Nämä tulokset osoittivat talteenoton onnistuneen, vaikkakin riittämättömänä, koska pitoisuudet olivat edelleen liian korkeita Bolidenin kunnostustavoitteiden saavuttamiseksi. Koska pitoisuudet olivat edelleen kohtalaisen korkealla tasolla, ojitusvesien kalkkikäsittely oli vielä vuonna 2014 tarpeen ennen kuin vedet voitiin päästää turvallisesti ympäristöön.

Johtopäätös

Kaivosjätteiden täyttö avolouhoksiin ja kuivapeitteiden levittäminen nähdään molemmat parhaina käytäntöinä kaivosjätteiden käsittelyssä (Euroopan komissio 2009). Tämä ei kuitenkaan automaattisesti takaa, että näitä menetelmiä voidaan soveltaa jokaiseen kaivokseen. Esimerkiksi Kimhedenissä jotkin muut toimenpiteet olisivat todennäköisesti olleet tehokkaampia.

Case Kimheden korostaa tapauskohtaisen suunnittelun ja kohteen ominaisuuksien tuntemisen merkitystä riittävän lopputuloksen saavuttamiseksi. Erityisesti vallitsevien hydrogeologisten olosuhteiden tuntemus on ratkaisevaa. Riittävän suunnittelun lisäksi myös suunnittelutavoitteiden toteutuminen rakennusvaiheessa on elintärkeää. Kimhedenin alueen kunnostus epäonnistui näissä molemmissa, sillä tavoitteet jätekivien happikontaktin vähentämiseen ja ojitusjärjestelmän rakentaminen suotovesien käsittelyyn eivät täysin onnistuneet.

Lähteet: In-pit backfilling of waste rocks under dry cover – a case study from Kimheden Cu mine, Sweden JA Evaluation of the effectiveness of backfilling and sealing at an open-pit mine using ground penetrating radar and geoelectrical surveys, Kimheden, northern Sweden.

Kimheden 6/2024

Kuilu 1 alueelle on jätetty sulffidipitoista sivukiveä.

Kuilu 1 alueen reunat; samaa tavaraa.

Avolouhos 1:n Yhdellä reunalla havaittavissa suotovesiä pinnan alla. Ei kulje ihan puhdasta vettä!

Avolouhos 2. Päällä 90-luvun ”tiivispeittorakenteet”.

Paikallinen pohjavesien tarkkailuputki. Eipä kovinkaan aktiiviselle paikalle vaikuta…

Ja miten tiivisrakenteet on onnistuneet? Sieltähän sitä luohoksen pohjalta pulppuaa paineellista vettä alarinteeseen.

Toinen vuoto uoma pinnan alla. Hyvin näkee ”näkymättömän” vuodon louhoksesta.

Ja sinne vain maastoon. Eipä paljon suoto-ojista ole iloa. Tämäkö on sitä kuuluisaa passiivista vesienkäsittelytekniikkaa?

Se EkoLoginen tupasvillasuodattamo Bolidenin toimesta…

Lopputulema

Kimheden opettaa meille, että parhaat käytännöt (BAT) eivät ole taikatemppuja tai pikakorjauspaketteja, joita voi liimata kaivoskuilun reunalle ja odottaa ihmettä. Ne vaativat huolellista suunnittelua, paikallistuntemusta ja tinkimätöntä toteutusta — eivät vain kauniita kaavioita, konsulttien diaesityksiä ja muutaman säkin sammutettua kalkkia.

Tässä tapauksessa opetus oli karu: kaivos otti malmin, jätti jälkeensä rikki- ja kuparipitoisen muistomerkin ja suoritti myöhemmin kunnostusnäytelmän, joka näytti hyvältä raportin kansilehdellä, mutta ei täysin pysäyttänyt vuotojen sinfoniaa. Kunnostustoimet laskivat pitoisuuksia, mutta eivät tarpeeksi; lopputulos oli kuin siivous myrskyn jälkeen, jossa lakaistaan näkyvimmät roskat kasaan ja toivotaan, että sade ei paljasta kaikkea.

Lopulta kaikki oppivat yhden yksinkertaisen, mutta armottoman totuuden: vesi löytää aina reitin! Voit peittää ongelman paksulla moreenikerroksella, ripotella hyvää tahtoa ja piirtää loistavia suunnitelmia, mutta jos pohjavesi ja geologia eivät ole mukana suunnittelussa, peite muuttuu vain kauniiksi muistutukseksi siitä, miten luonto ei ole kiinnostunut ihmisen aikatauluista.

Kimheden on varoittava esimerkki siitä, että ympäristövastuu ei ole pelkkää symboliikkaa — se vaatii oikeita ratkaisuja, oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Joskus paras käytäntö onkin myöntää, että tarvitaan : tarvitaan ymmärrystä, pitkäjänteisyyttä ja rehellistä arviointia siitä, mitä korjaus todella vaatii sekä kunnollisen normiston ohjaamaan kaivoksien sulkemista ja tiivisrakenteita.

Kimhedenin vuodot katsasti kaivostutkijat

Jari ja Jarkko