Montana : Le suivi d'un drainage rocheux acide Armé d'un équipement CSI, Schafer & Associates du Montana réalise l'un des plus grands défis environnementaux pour l'exploitation minière

Les problèmes de drainage rocheux acide DRA (ARD - Acid Rock Drainage) liés à l'extraction des métaux sont l'un des plus grands défis environnementaux pour de nombreuses mines. La formation de DRA nécessite trois composantes : l'oxygène, l'eau et les roches réactives (couramment trouvées dans les décharges d'une mine). Bien que les stratégies de prévention du DRA soient nombreuses, elles se concentrent généralement sur la réduction minimale du flux d'eau et d'oxygène dans et à travers les roches réactives pour réduire l'oxydation des sulfures. Une technique courante et réussie consiste à couvrir les déchets réactifs avec une couche de matériaux de faible perméabilité et un couvert végétal qui isole les roches réactives de l'oxygène et de l'eau. L'efficacité de ce revêtement peut être évaluée in situ en surveillant le mouvement de l'eau, la teneur en oxygène et les températures dans les stériles.

Schafer & Associés de Bozeman, dans le Montana, surveille les performances de ces revêtements et des développements du DRA associés depuis plus de dix ans. Une partie intégrante de ces efforts de surveillance a inclus des équipements de CSI pour caractériser davantage la teneur en eau et les changements de température dans les matériaux récupérés. En règle générale, les capteurs de mesure sont installés le long d'un profil vertical dans le système de revêtement et les pierres de déchet sous-jacentes. Chaque capteur est câblé vers une centrale de mesure de Campbell Scientific (CSI) localisée pour la collecte continue de données. Pour maximiser l'utilité des données, une station météorologique de surface est normalement installée pour surveiller les événements de précipitation et les changements dans des conditions ambiantes, qui peuvent influer directement sur la performance du revêtement. L'illustration montre un réseau de monitoring d'instrumentation typique pour une installation de déchets de mines.

La teneur en eau souterraine et le mouvement peuvent être surveillés avec un certain nombre de techniques et de conceptions d'équipements, y compris des sondes à neutrons, la réflectométrie temporelle, les lysimètres de gravité et les unités de dissipation de chaleur. Pour améliorer les interprétations de flux d'eau à travers divers systèmes de revêtement, des combinaisons des techniques ci-dessus peuvent être utilisées. Par exemple, Schafer & Associates utilise efficacement le capteur de potentiel de matrice de dissipation de chaleur 229-L de CSI pour surveiller les flux d'eau dans un système de revêtement multicouches constitué d'une couche de barrière à faible perméabilité sous une couverture végétale. En installant des capteurs de dissipation de chaleur immédiatement au-dessus et au-dessous de la couche à faible perméabilité, l'efficacité de la barrière à limiter l'infiltration peut être évaluée. En outre, ces capteurs démontrent l'humidité de la couche de barrière et indiquent des tendances possibles qui peuvent nuire aux performances du revêtement.

Une autre technique efficace pour surveiller les changements de teneur en eau dans les matériaux composés de déchets, a été la sonde de réflectomètre de teneur en eau CS615. Installé horizontalement dans la surface supérieure d'une pile de déchets non perturbée, le CS615 fournit des informations de base sur le flux d'eau dans la pile. Après une remise en état avec un revêtement végétalisé, le CS615 peut être utilisé pour surveiller le flux net d'eau de surface dans les roches résiduaires, alors que la végétation est établit. Les données recueillies permettent non seulement d'évaluer la performance du revêtement végétale, mais aussi d'améliorer les paramètres d'entrée pour les modèles de bilan hydrique.

Au cours de la formation du DRA, l'oxydation de la pyrite dans les matériaux des déchets est une réaction exothermique. Comme la pyrite s'oxyde au sulfate ferreux et à l'acide, on génère 1440 kJ mol^-1 de pyrite (Harries et Ritchie, 1981). Schafer & Associates utilise les sondes de température 107 de CSI pour surveiller les changements de température dans le profil vertical des piles de déchets. En utilisant des techniques d'analyse des tendances ainsi que des données de surveillance, le développement du DRA et la performance du revêtement construit peut être évalué.

La surveillance des piles de déchets recyclées est un outil important pour évaluer la performance des revêtements construits. Les données générées à partir de techniques de surveillance continue permettent d'améliorer les interprétations du mouvement de l'eau et des réactions potentielles se produisant à l'intérieur du revêtement et des déchets de matériaux de roche. L'équipement CSI a et continuera à jouer un rôle essentiel dans notre suivi et notre évaluation des contrôles techniques pour limiter le DRA.