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Grant: Alliance Grants

Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

$102,866.00

Integration of extreme climate conditions and environmental risk in mine site reclamation

FY 2023-24

Summary
The mining industry is a significant asset to the Canadian economy. One of the most serious environmental issues related to mining is the reclamation of waste disposal areas that generate acid mine drainage (AMD). Several types of cover systems can be used to control AMD at mine sites, including low saturated hydraulic conductivity covers (LSHCCs), covers with capillary barrier effects (CCBEs), covers combined with an elevated water table (EWT), and insulation covers (ICs). All these reclamation techniques are highly sensitive to climate conditions since they are exposed to atmospheric conditions at the surface. One of the main challenges for cover designers is to define extreme climate conditions and to integrate climate change (CC) into performance predictions using numerical tools. Problematic extreme events to consider for cover systems design differ depending on the reclamation technique used and the environmental risks associated with infrastructure failure. The resilience capacity of the reclamation system must also be considered. Currently, there is no consensus on an approach to define extreme climate conditions for cover systems design. In this project, a methodological approach will be developed to determine such extreme conditions to apply in numerical models for cover systems design, with specific considerations for CC. Guidelines will also integrate environmental risks into the determination of the extreme conditions. This approach will contribute to standardization of the integration of extreme events (considering most recent CC projections) and considerations of environmental risk in the design of mine cover systems in Canada. L'industrie minière occupe une place significative dans l'économie canadienne. Un des enjeux environnementaux le plus important lié à l'industrie minière est la restauration des aires d'entreposage de rejets qui génèrent du drainage minier acide (DMA). Plusieurs types de système de recouvrement peuvent être utilisés pour contrôler le DMA sur les sites miniers, incluant les recouvrements à faible conductivité hydraulique, les recouvrements avec effets de barrière capillaire, les recouvrements combinés à une nappe phréatique surélevée et les recouvrements isolants. Ces techniques de restauration sont très sensibles aux conditions climatiques, car elles sont exposées en surface aux conditions atmosphériques. Un des défis les plus importants pour les concepteurs de systèmes de recouvrement est de définir des conditions climatiques extrêmes pour la conception et d'intégrer les changements climatiques (CC) dans la prédiction de la performance à l'aide d'outils numériques. Les événements extrêmes problématiques pour les systèmes de recouvrements varient selon la technique de restauration utilisée et le risque environnemental associé à une défaillance de l'infrastructure. La résilience des systèmes doit également être considérée. Présentement, il n'y a pas de consensus sur une approche pour définir des conditions climatiques extrêmes pour la conception des systèmes de recouvrements. Ainsi, une approche méthodologique sera développée dans ce projet afin de déterminer ces conditions à appliquer dans les modèles numériques, en considérant les CC. Des lignes directrices indiqueront également comment intégrer le risque environnemental dans la détermination des conditions extrêmes. Cette approche contribuera à standardiser l'intégration des événements extrêmes (en considérant les projections de CC les plus récentes) et à considérer le risque environnemental dans la conception des systèmes de recouvrement pour la restauration minière au Canada.
Program
Alliance Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
588357-2023
Name nom
Bussière, Bruno B
Department département
Institut de recherche en mines et en environnement (IRME)
Organization id
47
Institution établissement
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2023
Award amount
102866
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
200
Area of application group en
Natural resources (economic aspects)
Area of application group fr
Ressources naturelles (aspects économiques)
Area of application en
Natural resources (economic aspects)
Area of application fr
Ressources naturelles (aspects économiques)
Research subject code
1504
Research subject group en
Environmental engineering
Research subject group fr
Solid waste management (including radioactivity)
Research subject en
Génie de l'environnement
Research subject fr
Gestion des déchets dangereux (y compris radioactivité)
Application title
Integration of extreme climate conditions and environmental risk in mine site reclamation
Keyword
acid mine drainage; climate change; climate hazards; cover design; cover performance; durability; mine site reclamation; modelling; risk; thermo-hydrogeological behavior
Application summary
The mining industry is a significant asset to the Canadian economy. One of the most serious environmental issues related to mining is the reclamation of waste disposal areas that generate acid mine drainage (AMD). Several types of cover systems can be used to control AMD at mine sites, including low saturated hydraulic conductivity covers (LSHCCs), covers with capillary barrier effects (CCBEs), covers combined with an elevated water table (EWT), and insulation covers (ICs). All these reclamation techniques are highly sensitive to climate conditions since they are exposed to atmospheric conditions at the surface. One of the main challenges for cover designers is to define extreme climate conditions and to integrate climate change (CC) into performance predictions using numerical tools. Problematic extreme events to consider for cover systems design differ depending on the reclamation technique used and the environmental risks associated with infrastructure failure. The resilience capacity of the reclamation system must also be considered. Currently, there is no consensus on an approach to define extreme climate conditions for cover systems design. In this project, a methodological approach will be developed to determine such extreme conditions to apply in numerical models for cover systems design, with specific considerations for CC. Guidelines will also integrate environmental risks into the determination of the extreme conditions. This approach will contribute to standardization of the integration of extreme events (considering most recent CC projections) and considerations of environmental risk in the design of mine cover systems in Canada. L'industrie minière occupe une place significative dans l'économie canadienne. Un des enjeux environnementaux le plus important lié à l'industrie minière est la restauration des aires d'entreposage de rejets qui génèrent du drainage minier acide (DMA). Plusieurs types de système de recouvrement peuvent être utilisés pour contrôler le DMA sur les sites miniers, incluant les recouvrements à faible conductivité hydraulique, les recouvrements avec effets de barrière capillaire, les recouvrements combinés à une nappe phréatique surélevée et les recouvrements isolants. Ces techniques de restauration sont très sensibles aux conditions climatiques, car elles sont exposées en surface aux conditions atmosphériques. Un des défis les plus importants pour les concepteurs de systèmes de recouvrement est de définir des conditions climatiques extrêmes pour la conception et d'intégrer les changements climatiques (CC) dans la prédiction de la performance à l'aide d'outils numériques. Les événements extrêmes problématiques pour les systèmes de recouvrements varient selon la technique de restauration utilisée et le risque environnemental associé à une défaillance de l'infrastructure. La résilience des systèmes doit également être considérée. Présentement, il n'y a pas de consensus sur une approche pour définir des conditions climatiques extrêmes pour la conception des systèmes de recouvrements. Ainsi, une approche méthodologique sera développée dans ce projet afin de déterminer ces conditions à appliquer dans les modèles numériques, en considérant les CC. Des lignes directrices indiqueront également comment intégrer le risque environnemental dans la détermination des conditions extrêmes. Cette approche contribuera à standardiser l'intégration des événements extrêmes (en considérant les projections de CC les plus récentes) et à considérer le risque environnemental dans la conception des systèmes de recouvrement pour la restauration minière au Canada.