admin_label="Full Text of PDF" _builder_version="4.17.3" background_size="initial" background_position="top_left" background_repeat="repeat" use_border_color="off" global_colors_info="{}"]

Kolam Mt Rosser

Proyek Remediasi – Uji Coba Pompa Lumpur – Temuan

 

 

---

LEMBAR KONTROL DOKUMEN

Klien	Rio Tinto Alcan
Judul Proyek	Rio Tinto Alcan Tidak Termasuk Remediasi Aset
Judul Dokumen	Uji coba Pompa Lumpur – Temuan
Dokumen No.	MDE0182RP0038WPR
Dokumen ini terdiri dari	DCS	TOC	Teks	Daftar Tabel	Daftar Tokoh	Tidak. arab Lampiran
	1	1	16	0	–	–

 

Pendeta.	Keadaan	Penulis (s)	Diulas oleh	Disetujui oleh	Kantor Asal	Tanggal Penerbitan
D01	Bagan	W Orsmond	C Masson, R Tapp		Dermaga Barat	22 Okt ’11
F01	Terakhir	W Orsmond	C Masson	W Orsmond	Dermaga Barat	15 Nov ’11

 

1 PENDAHULUAN

Mt Rosser Pond adalah bendungan tailing residu bauksit (lumpur merah) yang terletak di pegunungan Diablo di utara kota Ewerton di Jamaika.

Gambar 1.1

“Kolam” sebenarnya adalah bendungan buatan manusia yang mencakup area seluas sekitar 40 hektar dan memiliki tanggul batu setinggi hingga 53m di sepanjang sisi selatan yang membentuk impoundment. Ini awalnya dibangun pada tahun 1959 untuk bertindak sebagai kolam tailing untuk mengambil residu bauksit (lumpur merah) dari Pabrik Ewarton yang terletak sekitar 5 km jauhnya dan 300m lebih rendah. Lumpur merah dipompa sebagai bubur yang terdiri dari sekitar 20% padatan ke kolam selama sekitar 32 tahun hingga 1991 ketika kolam digantikan oleh Charlemount Mud Stacking and Drying Facility. Selama periode ini tanggul kolam (disebut sebagai bendungan), dinaikkan hingga 7 kali memberikan ketinggian puncak akhir 472m. Kolam itu namun tidak pernah diisi untuk kapasitas desain akhir dan tingkat pantai lumpur tetap di sekitar 469m dan daerah pusat sekitar 458m meninggalkan depresi cekung yang memegang sekitar 1,4 mil ^m3 air dengan pH tinggi dan beberapa kandungan kaustik.

Foto 1.1: Mt Rosser Pond melihat dari sudut tenggara ke barat laut

Rencana remediasi untuk kolam termasuk penghapusan air kolam dan kemudian regrading permukaan lumpur menjadi pengeringan bebas sehingga dapat distabilkan dan bervegetasi. Sekitar 500.000 ^m3 lumpur perlu dipindahkan pada jarak hingga 1 km untuk membuat profil yang diperlukan. Karena sifat lumpur permukaan yang sangat lembut (kekuatan geser kurang dari 3kPa) kapasitas bantalannya kurang dari 20kPa sehingga tidak dapat diakses menggunakan peralatan pekerjaan tanah yang dimodifikasi. Selain itu, lumpur bersifat thyrotrophic dan di bawah getaran atau pemuatan geser, pencairan cepat menghasilkan pengurangan kekuatan geser yang signifikan dan hilangnya kapasitas bantalan. Oleh karena itu, menggunakan peralatan pemindah tanah konvensional akan membutuhkan jalan angkut “mengambang” yang luas dengan risiko tinggi mesin macet atau seluruh kehilangan dan risiko pabrik terhadap personel. Oleh karena itu diputuskan untuk menyelidiki kemungkinan memompa lumpur merah in-situ.

Uji coba pemompaan lumpur dilakukan untuk menilai kelayakan menggunakan teknik ini untuk melakukan pergerakan lumpur massal. Memompa lumpur merah bukanlah hal yang aneh dan lumpur awalnya dipompa ke Kolam Mt Rosser. Namun, lumpur biasanya dipompa pada kandungan padatan 30% atau kurang. Setelah disimpan, mereka dapat mengambil waktu bertahun-tahun untuk rekonsolidasi dan firm up cukup untuk memungkinkan akses untuk pekerjaan tanah ringan dan tanaman pertanian.

 

Selain pemompaan lumpur, uji coba termasuk mengisi tiga geotube skala kecil untuk menilai kinerja mereka karena ini mungkin diperlukan sebagai bagian dari pekerjaan regrading.

Referensi proyek: AuM 0894 Jamaika. Ref Paket Kerja HSEQ: JWP# 11001

1.1 TUJUAN PERSIDANGAN

Tujuan utama dari uji coba pompa adalah untuk menentukan apakah lumpur dapat dipompa dalam keadaan insitu mereka, dan jika tidak, berapa jumlah air yang dibutuhkan dan bagaimana variasi kadar air mempengaruhi tingkat pompa.

Terkait dengan ini adalah untuk:

• mendapatkan apresiasi atas kesulitan dalam memompa dalam kondisi ini
• mendapatkan pemahaman tentang perilaku lumpur di sekitar area pompa.
• menilai bagaimana lumpur berperilaku setelah disimpan dan bagaimana mereka bereaksi ketika disimpan ke dalam air.

Untuk geotube, tujuan utamanya adalah untuk menilai bagaimana tabung berisi lumpur yang dipompa dan bagaimana mereka bereaksi dengan waktu.

2 PERALATAN YANG DIGUNAKAN

Uji coba pemompaan lumpur dilakukan dengan menggunakan Pompa EDDY 4″. Pompa ini direkomendasikan karena kemampuannya untuk menangani padatan variabel dan mekanisme operasi yang kuat. Unit pompa menggabungkan penggerak hidrolik dan kepala pemotong. Unit ini dipasang ke boom excavator JCB 220 yang juga memasok umpan hidrolik untuk menyalakan pompa untuk kisaran yang diperlukan 30-40 GPM pada 3.500 hingga 4.000 psi (2428MPa). Kepala pemotong didukung oleh unit daya hidrolik mandiri yang mampu menyediakan 30gpm yang diperlukan pada 200psi (1,9 l / s pada 13,8MPa). Jika dipasang pada excavator 30 ton dengan sistem hidrolik Sistem 14 dan umpan tambahan ganda ke boom, semua daya hidrolik yang diperlukan untuk pompa dan kepala pemotong dapat dipasok oleh excavator. Namun peralatan ini tidak tersedia pada saat itu di Jamaika.

FOTO 3.1: Pompa EDDY dalam Lampiran Excavator

Selain pompa yang dipasang pada excavator excavator Long Reach (CAT 325) digunakan untuk memindahkan lumpur ke arah kepala pemotong tetapi juga untuk melonggarkan lumpur dan mencampur air tambahan untuk memfasilitasi pemompaan. Air ditambahkan dengan memompanya langsung dari kolam menggunakan pompa air diesel 3 “.

Sebelum memompa lumpur, pompa lumpur akan beroperasi dalam mode resirkulasi untuk mengisi pompa. Ketika dalam mode resirkulasi (re-circ), bahan yang dipompa akan dialihkan ke pipa debit pendek yang dipasang pada pompa yang diarahkan kembali sejajar dengan kepala pemotong. Tindakan ini akan membantu mengagitasi dan mengaduk lumpur.

Foto 3.2: CAT 325 Jangkauan panjang (boom 60ft) dan JCB220 dengan pompa lumpur Eddy.

Geotube untuk uji coba adalah 6m panjang dan 1m tinggi (diisi) dan dipasok oleh Tencate. Tabung terbuat dari poliester tenun – GT1000M dan memiliki titik pengisian atas pusat. Satu set tas kecil dengan satu set tes polimer juga disediakan tetapi ini tidak dicoba selama kesempatan ini.

Foto 3.2: Geotube sebelum mengisi

3 SIFAT MATERIAL

Investigasi tanah geoteknik dilakukan di lumpur di dalam kolam Mt Rosser pada tahun 2004. Ini menunjukkan bahan yang didominasi lumpur clayey dengan sekitar 13% pasir, 29% tanah liat dan 58% lumpur menggunakan analisis saringan konvensional dan hidrometer. Batas Atterberg menunjukkan bahwa bahan tersebut adalah tanah liat plastisitas menengah hingga tinggi. Namun lumpur bervariasi di seluruh danau dan juga secara vertikal. Ini terutama sebagai konsekuensi dari proses deposisi dan lokasi pelepasan. Dekat dengan lokasi pembuangan bahan courser akan menetap terlebih dahulu dan bahan yang lebih halus akan menyebar terjauh dan ke ujung kolam yang berlawanan. Hasilnya disajikan pada gambar 4.1.

Gambar 4.1: Analisis penilaian (metode mekanika tanah konvensional, 2004 SI)

Awal tahun ini, sampel lumpur tambahan diuji karena terbukti bahwa tes mekanika tanah standar tidak memberikan penilaian yang akurat terhadap bahan halus ini. Hal ini terutama terlihat dalam tes yang dilakukan dengan pengayakan kering yang menunjukkan bahan serta pasir bergradasi baik (lihat hasil untuk sampel 5300, 5301, 5302 pada gambar 4.2). Ketika tersebar dalam air, bahkan dengan agen, reologi ‘hasil-pseudo-plastik’ dari lumpur tampaknya mempengaruhi hasil hidrometer dengan variasi besar antara tes (lihat hasil sampel PFT4 & 5 yang diambil selama uji coba pemompaan lumpur pada gambar 4.2).

Pengujian tambahan terdiri dari melakukan penilaian menggunakan Laser Particle Analyzer. Hasilnya menunjukkan bahwa lumpur didominasi Lumpur meskipun lumpur bervariasi dari 30% hingga 80% dengan bahan yang lebih berpasir atau lebih clayey (hingga 15% tanah liat). Lihat hasil sampel yang diakhiri dengan “L” pada gambar 4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2: Analisis penilaian lumpur kering menggunakan pengayak kering (5300-2), lumpur basah menggunakan pengayakan & hidrometer (PFT) dan analisis laser (L suffex).

Uji kadar air pada lumpur yang diambil dari dalam kolam lumpur tetapi di bawah air kolam berkisar antara 100% hingga 150% (50% hingga 40% padatan). Lumpur di lokasi uji pompa adalah 137% (42% padatan).

Kekuatan geser umumnya sangat rendah mulai dari 1kPa hingga 6kPa meningkat dengan kedalaman. Probe dinamis yang sebelumnya dilakukan menunjukkan bahwa lumpur “sangat lembut” hingga 5m meningkatkan kekuatan sedikit menjadi “lunak” pada kedalaman 9m setelah itu mereka meningkat menjadi kuat menjadi kaku.

pH lumpur berkisar antara 10,3 hingga 11,7, (ave 11,2). Pengujian sebelumnya menunjukkan bahwa lumpur permukaan memiliki pH yang lebih rendah meskipun sekali melalui kerak, pH cenderung lebih tinggi. Saat melakukan uji coba, lumpur hingga kedalaman sekitar 2,5 m bercampur, oleh karena itu stratifikasi dalam pH tidak dapat ditentukan.

4 TEMUAN

4.1 PEMOMPAAN LUMPUR

Awalnya, pemompaan bermasalah terutama karena ekskavator kurang bertenaga. Ini didiagnosis sebagai masalah pompa hidrolik dan excavator diganti. Kepala pemotong (yang juga bertindak untuk melindungi asupan) cenderung buta dengan lumpur (Foto 5.1) dan juga tidak memberikan agitasi yang cukup untuk mencairkan lumpur. Ini sebagian diselesaikan dengan menambahkan “pengaduk” (2 loop baja dilas di kedua sisi) ke kepala pemotong yang berputar dan juga “sisir” (Foto 5.2) untuk menjaga celah di dalam kepala pemotong terbuka.

Foto 5.1: Kepala pemotong dibutakan dengan lumpur Foto 5.2: Kepala Pemotong Dengan Sisir ditambahkan

Tingkat pemompaan lumpur bervariasi dari 21 l / s hingga 52 l / s (332 – 824gpm) dan terlihat jelas bahwa semakin banyak cairan lumpur semakin tinggi tingkat pompanya. Sampel diambil pada tingkat debit yang berbeda dan kadar air dan persen padatan yang ditentukan oleh pengujian laboratorium. Hasilnya diplot pada Gambar 5.1 dan meskipun tersebar, memberikan indikasi efek dari konten padatan pada laju aliran. Kadar air alami lumpur (insitu) di lokasi pengujian adalah 137%, atau 42% padatan. Ini ditunjukkan pada Gambar 5.1 sebagai garis vertikal. Memompa lumpur mendekati padatan persen tercapai meskipun laju aliran rendah.

Seperti disebutkan sebelumnya, ekskavator jangkauan panjang digunakan untuk melonggarkan lumpur. Air dipompa dari kolam menggunakan pompa 3 “ke dalam penggalian dan jangkauan panjang kemudian akan bekerja lumpur untuk mencampur air. Pompa lumpur kemudian akan digunakan dalam mode resirkulasi untuk lebih mencampur lumpur menjadi keadaan yang lebih konsisten. Bahkan dengan pencampuran dan agitasi ini, air cenderung berkonsentrasi pada permukaan. Ini membantu proses awal priming pompa dan setelah prima lumpur tebal pada 1m sampai 2m di bawah permukaan bisa dipompa. Namun, ditemukan bahwa lumpur yang lebih dalam cenderung kental dan ini akan secara signifikan mengurangi atau menghentikan aliran yang membutuhkan pompa untuk diangkat ke lumpur yang lebih tipis atau harus kembali ke mode re-circ atau harus sepenuhnya kembali prima. Oleh karena itu, pelepasan pompa sangat tidak konsisten karena posisi asupan hisap terus-menerus membutuhkan penyesuaian dalam upaya untuk mendapatkan debit yang memadai tetapi juga memompa lumpur setebal mungkin.

Foto 5.3: Pompa lumpur dalam mode re-circ / priming Foto 5.4: Pembuangan lumpur (±30l / s, ±37% padatan)

Gambar 5.1: Grafik laju aliran pada berbagai konten padatan

Pelepasan lumpur yang dipompa adalah melalui 30m selang fleksibel kemudian 60m pipa HDPE 4 “yang memiliki diameter internal sekitar 87mm (3,5”). Lumpur dibuang ke pantai lumpur asli yang terletak pada gradien sekitar 9%. Pada pengendapan lumpur perlahan-lahan mengalir ke bawah gradien. Kadang-kadang aliran akan berhenti dan lumpur akan menumpuk kemudian mengalir lagi dalam gerakan gelombang. Oleh karena itu, sudut alami istirahat akan menjadi beberapa derajat kurang dari ini – mungkin 5% hingga 6%.

Foto 5.5: Titik pembuangan lumpur Foto 5.6: Lumpur dibuang

Meskipun lumpur memiliki kekuatan geser yang sangat rendah, dan pada agitasi pencairan, sisi penggalian memiliki kekuatan yang cukup untuk berdiri sekitar 2m dekat vertikal. Bahkan dalam semalam, ada kemerosotan terbatas dan bank dapat dirusak sekitar 0,5m dengan kepala pemotong / agitator sebelum runtuh.

Pada penghentian pemompaan, untuk menyiram pipa, lumpur berair tipis dipompa sampai salurannya bersih. Sistem katup “T” kemudian digunakan untuk menghubungkan saluran pompa air 3 “dan ini kemudian digunakan untuk menyiram pipa dengan air.

4.2 GEOTUBE

Tiga geotube (1m x 6m) diisi dengan lumpur merah yang dipompa menggunakan pompa Eddy 4 “. Tingkat pengisian sekitar 30 hingga 40l / s meskipun sulit untuk menilai karena aliran dan konsistensi lumpur tidak terlihat.

Tabung 1 awalnya diisi dengan lumpur yang lebih berair dan kemudian lumpur yang lebih tebal karena operator pompa merasakan kondisi yang lebih baik. Tabung itu diisi sampai kencang. Tabung kedua diisi dengan lumpur yang lebih tebal dan pengisian berlanjut sampai tabung kencang. Kedua tabung ini diposisikan di pantai yang miring untuk membentuk area impoundment “U” kecil yang nantinya akan diisi dengan lumpur yang dipompa. Meskipun area itu disiapkan, tanah yang miring menyebabkan tabung pertama berputar sekitar 20 derajat. Tabung itu dipertaruhkan dan sisi downslope terisi kembali. Tempat tidur yang lebih jelas dibuat untuk tabung kedua dan masalah rotasi yang sama terbatas. Dua tabung berisi dengan lumpur berbak ditampilkan dalam Foto 5.7 dan 5.8. Selain kebocoran kecil pada kontak antara dua geotube, kolam lumpur berhasil.

Foto 5.7: Dua tabung geo yang membentuk bund kolam percobaan Foto 5.8: Lumpur setelah memompa adalah cairan

Tabung ketiga diposisikan di tanah datar. Itu diisi dengan lumpur berair sedang (tetapi ketebalan yang konsisten) dan diisi sampai tabung kencang.

Foto 5.10: Geotube sebelum mengisi Foto 5.11: Geotube diisi kencang – rembesan catatan / pendarahan

Dalam ketiga kasus tersebut, ada sangat sedikit kehilangan lumpur atau rembesan dari tabung. Ketika berdiri, beberapa air merah akan keluar di sekitar area tekanan. Setelah diisi kencang, seluruh tas akan memiliki tetesan air merah kecil terbentuk di luar (terlihat dalam Foto 5.11), tetapi rembesan itu secara umum nominal.

Tabung telah dipantau dan foto terbaru yang diambil pada tanggal 10 Oktober 2011 (6 minggu setelah pengisian) menunjukkan bagaimana tabung telah berkurang volumenya karena dewatering lumpur yang terkandung. Volume loss diperkirakan sekitar 30%. Oleh karena itu, kadar air yang diantisipasi akan menjadi sekitar 90% dan padatan sekitar 53%.

Foto 5.12: Geotube #3 terisi penuh Foto 5.13: Geotube #3after 6 minggu

Foto 5.14: Geotube #4 setelah 6 minggu Foto 5.15: Geotube #1 setelah 6 minggu

Lumpur yang dipompa ke kolam percobaan di belakang geotube tebal hingga tebal, mungkin dalam urutan 37 – 40% padatan. Setelah 6 minggu lumpur tidak hanya mengeras tetapi telah mengering secara signifikan dengan retakan permukaan yang lebar dan dalam seperti yang terlihat pada Foto 5.14 dan 5.15.

Pemantauan tabung dan kolam percobaan sedang berlangsung.

6 LANGKAH SELANJUTNYA

Pengadilan telah menunjukkan bahwa:

1. Lumpur dapat dipompa meskipun air perlu ditambahkan untuk mencapai volume debit “normal”.
2. Lumpur dapat dipompa di dekat kadar air insitu mereka dan kemungkinan besar pada kadar air in-situ mereka jika mereka lebih gelisah dan sistem pipa dirancang untuk mengurangi kerugian gesekan.
3. Pompa membutuhkan metode priming karena lumpur terlalu tebal untuk memungkinkannya prima.
4. Akses pada permukaan lumpur bermasalah dan akan sangat sulit pada lumpur yang dipompa.

Oleh karena itu, jika pemompaan akan digunakan sebagai metode utama memindahkan lumpur untuk menilai kembali kolam, maka pengaturan pompa membutuhkan seminimal mungkin sebagai berikut:

1. Mampu mengakses permukaan lumpur dan bergerak secara efisien dan aman. Sarannya adalah agar pompa dipasang pada ponton yang diposisikan menggunakan tali kekuatan tinggi (dynema) atau kabel baja. Sistem pompa harus dikendalikan dari jarak jauh karena ini akan membatasi pergerakan personel secara teratur di lumpur.
2. Memiliki sistem priming yang tidak memerlukan air yang di kolam di permukaan.
3. Mampu mengagitasi lumpur di sekitar kepala hisap untuk benar-benar mencairkannya.
4. Memiliki kapasitas daya dan volume yang cukup untuk memompa lumpur pada kadar air dekat atau at-situ dan membuangnya sekitar 1000m melalui pipa yang fleksibel.

Itu juga terbukti dari cobaan bahwa lumpur tidak merosot dan mengalir dengan mudah. Oleh karena itu akan diperlukan untuk memiliki excavator amfibi untuk melonggarkan lumpur di daerah sekitar kepala pompa. Lumpur yang melemah dan lebih cair ini juga akan membantu pergerakan ponton pompa. Untuk juga membatasi jumlah pergerakan yang perlu dilakukan ponton, ekskavator amfibi juga bisa memindahkan lumpur ke arah lokasi pompa.

7 PROGRAM

Dengan menggunakan kapasitas pompa lumpur 4 “, lumpur yang bergerak akan memakan waktu sekitar 1,5 hingga 2 tahun, pompa harus lebih cocok untuk tugas itu. Namun, target jangka waktu 1 tahun tampaknya masuk akal. Namun, sebelum ini, peralatan perlu dibeli dan diimpor ke Jamaika. Excavator Dredge Pump Attachments 6 dan 10 inci juga dianggap sebagai pilihan untuk GMP yang lebih tinggi dan garis waktu penyelesaian yang lebih agresif. Program awal adalah sebagai berikut:

Des 2011 – Maret 2012: Pengadaan Pompa dan Excavator Amfibi. Dapatkan ponton dibuat di Jamaika
April 2012 – Mei 2012: Impor pabrik dan mendirikan di tempat
Juni 2012 – Juni 2013: Pemompaan lumpur dan pekerjaan tanah massal
Juli 2013 – Juli 2014: stabilisasi permukaan dan mulai vegetasi.[/et_pb_text]