Ny forskning kommer att hjälpa gruvföretag att bättre förstå de negativa samhälleliga och miljömässiga effekterna av gruvavfallskatastrofer, känd som avfallsflöden, och förhoppningsvis undvika dem.

Forskare skapade en databas som en del av en studie som presenterar den första globala bilden av förekomstfrekvensen, beteenden och fysiska effekter av avfallsflöden, som är snabba nedströmsförflyttningar av gruvavfall efter haveri i avfallsdammar.

Studien, ledd av University of Waterloo, involverar forskare i tre provinser och rapporterar detaljerad information om 63 avfallsflöden som har inträffat över hela världen sedan 1928. Katastrofala avfallsflöden har inträffat vartannat till vart tredje år i genomsnitt sedan 1965, orsakar döden, långvarig miljöförorening och allvarliga infrastrukturskador över avstånd som kan sträcka sig över tiotals kilometer. Farligt väder och otillräckliga dräneringssystem har varit de vanligaste utlösande faktorerna för avfallsflöde sedan 1996.

"Trots de strikta tekniska kraven, avfallsdammar kan misslyckas, ibland katastrofalt, så vår forskning ökar medvetenheten om de potentiella nedströmseffekterna för allmän säkerhet, sa Nahyan Rana, en Ph.D. student i geo- och miljövetenskap vid Waterloo, och ledande forskare i detta projekt. "Denna studie är särskilt relevant när vi tar hänsyn till den globala ökningen av gruvaktivitet."

Databasen kommer att hjälpa gruvingenjörer att jämföra förhållandena före tidigare incidenter med de på befintliga platser. Forskarna använde satellitbilder för att kartlägga dussintals fall av avfallsflöde och göra fallet för att stödja fler bedömningar av dessa dammar.

Genom att analysera satellitbilder och historiska data, forskarna fann att avfallsflödenas beteende främst beror på ett högt förhållande mellan vatten och fasta ämnen i avfallsavfallet och arten av nedströms terräng. Att ha överskott av lagrat vatten ökar flytbarheten hos släppt avfall.

Vissa avfallsflöden har uppnått maximala hastigheter på 100 kilometer i timmen när de färdas längs halvtorra, smala kanaler. Resultatet är massförluster och förstörelse av samhällen och den naturliga miljön. Vissa avfallsflöden har förekommit längs aktiva floder, vilket leder till lägre hastigheter men längre resvägar som överstiger 10 kilometer. Avfallsflöden i nästan platt terräng har färdats kortare sträckor men orsakat omfattande översvämningar med maximala hastigheter på 22 till 50 kilometer i timmen.

"Sedan 2014, det har varit tre högprofilerade evenemang – två i Brasilien och ett här i Kanada, sa Stephen Evans, en professor i geologisk teknik och medförfattare till denna studie. "Medan stora framsteg har gjorts när det gäller reglering och tillsyn, Att studera tidigare avfallsflöden möjliggör bättre förutsägelse av vad som kan hända om ett större avfallsdammfel skulle inträffa."

Studien, Katastrofala massflöden till följd av uppdämningsfel, publicerades nyligen i tidskriften Engineering Geology. Databasen, En omfattande global databas över avfallsflöden, kan nås via Scholars Portal Dataverse.