Nieuw onderzoek zal mijnbouwbedrijven helpen de negatieve maatschappelijke en milieueffecten van mijnafvalrampen beter te begrijpen, bekend als afvalstromen, en hopelijk vermijd ze.

Onderzoekers hebben een database gemaakt als onderdeel van een onderzoek dat het eerste globale beeld van de incidentiepercentages presenteert, gedrag en fysieke effecten van afvalstromen, dit zijn snelle stroomafwaartse verplaatsingen van mijnafval na het falen van residudammen.

De studie, geleid door de Universiteit van Waterloo, betrekt onderzoekers in drie provincies en rapporteert gedetailleerde informatie over 63 residustromen die wereldwijd hebben plaatsgevonden sinds 1928. Catastrofale residustromen hebben zich sinds 1965 gemiddeld eens in de twee tot drie jaar voorgedaan, veroorzaakt de dood, langdurige milieuvervuiling en ernstige schade aan de infrastructuur over afstanden van tientallen kilometers. Gevaarlijke weersomstandigheden en ontoereikende drainagesystemen zijn sinds 1996 de meest voorkomende oorzaken voor de afvoer van residuen.

"Ondanks de strenge technische eisen, residudammen kunnen falen, soms catastrofaal, dus ons onderzoek verhoogt het bewustzijn van de potentiële stroomafwaartse effecten voor openbare veiligheidsdoeleinden, " zei Nahyan Rana, een doctoraat student aard- en milieuwetenschappen aan Waterloo, en hoofdonderzoeker van dit project. "Deze studie is vooral relevant als we kijken naar de wereldwijde toename van mijnbouwactiviteiten."

De database helpt mijnbouwingenieurs om de omstandigheden vóór eerdere incidenten te vergelijken met die van bestaande locaties. De onderzoekers gebruikten satellietbeelden om tientallen gevallen van residustroom in kaart te brengen en pleiten voor meer beoordelingen van deze dammen.

Door de satellietbeelden en historische gegevens te analyseren, de onderzoekers ontdekten dat het gedrag van residustromen voornamelijk afhangt van een hoge verhouding van water tot vaste stoffen in het residu en de aard van het stroomafwaartse terrein. Het hebben van overtollig opgeslagen water verhoogt de vloeibaarheid van vrijgekomen residuen.

Sommige afvalstromen hebben een maximumsnelheid van 100 kilometer per uur bereikt wanneer ze langs halfdroge, smalle kanalen. Het resultaat is massale slachtoffers en de vernietiging van gemeenschappen en de natuurlijke omgeving. Sommige residustromen hebben plaatsgevonden langs actieve rivieren, wat leidt tot lagere snelheden maar langere reisafstanden van meer dan 10 kilometer. Afvalstromen op bijna vlakke terreinen hebben kortere afstanden afgelegd, maar veroorzaakten wijdverbreide overstromingen met snelheden van 22 tot 50 kilometer per uur.

"Sinds 2014 er zijn drie spraakmakende evenementen geweest - twee in Brazilië en één hier in Canada, " zei Stephen Evans, een professor in geologische engineering en co-auteur van deze studie. "Hoewel er veel vooruitgang is geboekt op het gebied van regelgeving en toezicht, het bestuderen van de stromen van afvalstromen in het verleden maakt een betere voorspelling mogelijk van wat er zou kunnen gebeuren als er een grote storing in de residudam zou optreden."

De studie, Catastrofale massastromen als gevolg van storingen in de opstuwing van residuen, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Engineering Geology. De databank, Een uitgebreide wereldwijde database van afvalstromen, is toegankelijk via Scholars Portal Dataverse.