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논문

온도 및 산소농도 단면도 작성을 통한 광산폐석장 특성화 연구

The Study on Characterization through the Temperature and Oxygen Concentration Profiles in AMD Producing Waste Rock Pile

김선준|고주인
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2005.12|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제42권 제6호|pp. 552-565

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안정동위원소Stable isotopePhysicochemical properties물리화학적 특성황화광물광산폐석장Acid Base AccountingWaste rock pileSulfide minerals
주제분류자원공학

초록

광산폐석장 특성화 연구를 위해 동원-우성탄광 폐석장의 전기비저항탐사 및 탄성파탐사 결과 자료를 검토한 후 4개의 시추공을 착정 하여, 각 시추공에서 심도별 온도 및 산소농도를 측정하였다. 또한 폐석시료를 채취하여 ABA(Acid Base Accounting) test를 수행하였고, 폐석장에서 발생되는 침출수 및 지역강우를 채취하여 물리화학적 특성(pH, 온도, Fe, Al, Mn 및 SO42- 농도 등)과 안정동위원소분석을 실시하였다. 침출수의 수질 분석 결과, 폐석장 내부에서 황철석 등의 황화광물 산화가 활발하게 이루어지고 있음을 파악할 수 있었고, 폐석에 대한 ABA test 결과 산 발생 가능성이 높은 것으로 조사되었다. 시추공의 심도별 온도 측정 결과에서도 광산폐석장 내부에서 황철석 등의 황화광물 산화에 의한 온도 증가 현상을 확인 할 수 있었고, 심도별 산소농도 측정 결과로 페석장내 각 시추공의 깊이에 따라 공급되는 산소의 양이 다른 것을 확인할 수 있었다. 폐석장의 사면 근처에 존재하는 3, 4호 시추공내 온도는 1, 2호 시추공보다 약 1∼3 높게 조사되었다. 심도별 산소농도 측정 결과 폐석장의 사면 가까이에 존재하는 시추공인 3호 시추공에서는 폐석장 심부까지 대기와 비슷한 약 20%의 산소가 공급되고 있었다. 또한 침출수의 유동경로로 추정되는 1, 2, 3호 시추공과 새로운 침출수 경로로 예상되는 1, 4호 시추공의 산소농도 모니터링 결과는 폐석장내로 유입되는 물에 의해 폐석장 하부 지하유로의 형성 및 확장을 예상하게 한다.

Abstract

The Dongwon-wooseong coal mine was selected as a study area which is located at Sabuk, Jeongseon, Gangwon-do, Korea. Four drilling holes on waste rock pile were selected using electrical resistivity survey and seismic survey for the characterization of waste rock pile. The cores from each drill hole were collected and analyzed for Acid Base Accounting(ABA) test. The depth profile of temperatures and oxygen concentrations in four holes were measured. In addition seepages from the waste rock pile and precipitation were collected and analyzed for physicochemical properties(e.g. pH, temperature, Fe, Al, Mn, SO42-) and stable isotope ratio. Physicochemical properties of waste rock pile seepage exhibited the oxidation of sulfide minerals(e.g. pyrite). ABA test results of waste rocks indicated that acid producing potential is very highly. The increasing temperature with depths in drill hole apparently exhibits the oxidation of sulfide minerals. Different oxygen contents were also observed with depths at each drill hole. Temperature in hole No.3 and 4, near the boundary of the waste rock pile is higher about 3 and 1 than the holes No.1 and 2. Also, oxygen content in hole No.3 does not decrease with depth and is maintained at the level of the atmospheric content. Also, it was assumed that seepage would flow in the direction of holes No.1, 2, and 3 and new seepage would flow from holes No.1 to 4. From the results of monitoring oxygen concentrations in all of 4 holes, it was assumed that groundwater channels be formed and expanded inside the waste rock file by water infiltration.

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