Forsiden af mineaffaldsbunken ved Iron King Mine og Humboldt Smelter Superfund Site i Yavapai County. Kredit:UA Superfund Research Center
Efterhånden som den globale efterspørgsel efter mineraler og metaller fortsætter med at vokse, det samme gør udbredelsen af mineaffald – de affaldsmaterialer, der er tilbage, når minedriften er afsluttet. Tailings opbevaringsfaciliteter, som typisk forbliver længe efter en mines levetid er forbi, bruge dæmninger til at indeholde grundsten, sand, silt og vand tilbage fra forarbejdning af værdifulde mineraler som kobber, guld og fosfat. Imidlertid, lagerfaciliteterne har potentiale til at fejle.
Mange af verdens 15, 000 mineaffaldslagre er mere tilbøjelige til at fejle end andre typer vandopbevaringsvolde. I en af de værste fiaskoer i de sidste årtier, Brasiliens Córrego do Feijão jernmalmmine nær Brumadinho tailings dæmning kollapsede i begyndelsen af 2019. I alt 270 mennesker blev dræbt i en flodbølge af mudder, der pudsede mere end 623 acres med slam og forurenede hundredvis af miles af flodsystemer.
I et forsøg på at minimere risikoen og bedre forberede mineingeniører og operatører til at håndtere tailingsfaciliteter, University of Arizona, Colorado State University og Colorado School of Mines er gået sammen om at lancere Tailings Center of Excellence. Centret er fokuseret på at uddanne ingeniører i ansvarlig og bæredygtig håndtering af mineaffald og fremme forskningsstøttet bedste praksis.
"Afdelingen for minedrift og geologisk teknik ved University of Arizona har etableret en langvarig ekspertise og internationalt ry inden for overvågning af sundhed og sikkerhed for minedrift og civilingeniørinfrastruktur, "sagde Moe Momayez, midlertidig afdelingsleder og David &Edith Lowell formand for minedrift og geologisk teknik. "Vi har i øjeblikket flere projekter i og uden for Arizona, der anvender digitale teknologier, tingenes industrielle internet og kunstig intelligens tilpasset hvert sted for at give mineoperatører indsigt i realtid vedrørende vandkvalitet, nedsivning og mekanisk stabilitet af tailingsopbevaringsfaciliteter."
Siden grundlæggelsen i 1885, University of Arizona har været hjemsted for et af verdens bedste mineprogrammer. Colorado School of Mines og Colorado State University har også højtplacerede mineprogrammer og tailingsrelateret træning og uddannelse. Det nye centers uddannelsestilbud vil omfatte online og personlige korte kurser og workshops, interuniversitetscertifikater og både bachelor- og kandidatuddannelse. Universiteterne vil også udnytte industripartnerskaber til at holde trit med virkelige behov.
Michael Geddis, corporate hydrogeologist hos KGHM International, forklarede, at konstant sporing af forhold såsom poretryk, nedsivningsgradienter og strømningshastigheder er afgørende for at forhindre fejl.
"Overvågning i realtid af kritiske parametre, der korrelerer med denne operationelle praksis, kan føre til påvisning af interne ændringer i afgangsopbevaringsfaciliteten, der kan føre til fejl, " sagde han. "Korrekt designet og vedligeholdt automatiserede overvågningssystemer kan give dette kritiske link."
Tailings Center of Excellence vil også koordinere tæt med Tailings and Waste Engineering Center, et nyetableret konsortium af fakulteter fra Georgia Tech, UC Berkeley, University of Illinois i Urbana-Champaign og Colorado State University.
"På University of Arizona, vi former ingeniører, der vil forme fremtiden, " sagde David W. Hahn, Craig M. Berge dekan ved UArizona College of Engineering. "Minematerialer er afgørende for at opbygge vores verden - inklusive avancerede teknologier såsom solpaneler, vindmøller og elbiler. Dette center fremmer vores engagement i at samarbejde med industrien for at fremme bæredygtighed, en søjle i vores mission som jordtilskudsinstitution."