降雨に伴うスレーキング性岩石の浸透挙動とAMD問題に関する研究

岩盤・開発機械システム工学研究室 4年 宮弓 泰輔

1.はじめに

 インドネシアKPC(Kaltim Prima Coal)鉱山では、酸性鉱山排水(Acid Mine Drainage;AMD)対策の一つとしてNAGタイプ別埋め戻し法(一例;図1)が行われている。しかし、廃石のスレーキングにより亀裂が生じ水の浸 透が促進されれば、Potentially Acid Forming(PAF)層のカバー材としてのNon Acid Forming(NAF)層の役割を失う危険性が生じる。そこで本研究では、廃石のNAGタイプ別埋め戻し法によるAMD対策の有効性について検証するた め、スレーキング性岩石の風化に伴う水の浸透特性の変化および酸性水の発生挙動の解明を数種  図1 NAGタイプ別埋め戻し法の例
の試験により試みた。


2. 試験概要

 一連の試験にはKPC鉱山から採取したJ2、AB5、AB1の3種類の岩石試料を用いた。本研究では、@試料の成分分析(XRD、XRF分析)、A試料 の性質分析(NAG試験、Acid Neutralising Capacityの測定)、BSlaking Index試験(湿潤溶液に蒸留水とpH3.2の硫酸水を用い、pHおよびSO42-濃度を測定)、Cカラム試験(カラムに試料を充填し、上部から水を注 ぎ、ライトで乾かすという現場を模した湿潤・乾燥サイクル中にカラム下部から流出した水のpHおよびSO42-濃度を測定)、の4種類の試験を行った。
3.試験結果

 各試験(@〜C)によって得られた結果を要約すると以下の通りである。@J2はAMDの原因物質とされているPyriteを含有しており、AB5および AB1は酸の緩衝作用を持つSideriteを含有している。A結果を表1に示す。J2がPAF、AB5およびAB1がNAFと分類される。AB5および AB1は中和力を持つ。BJ2>AB5>AB1の順にスレーキング性が高い。図2に示すように、J2から最も酸性水が発生した。一方、NAF(AB5およ びAB1)からも初期段階ではpH6以下の酸性水が発生したが、その後緩衝作用によりpHが上昇した。さらに、硫酸水を用いた場合、蒸留水と比べ多くの酸 性水が発生した。C図3に示すように、NAGタイプ別埋め戻し法のカバーシステムを模して、NAFでPAFを覆うことで酸性水の発生量が減少した。


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