Compoziții geosintetice și opțiuni pentru lucrul la minng

Compozitii geosintetice si optiuni pentru lucrul minier

1 Geomembrană

Proiectele de leșiere a haldelor, iazurile de evaporare, sterilul etc. în operațiunile miniere suferă adesea sarcini foarte mari și geomembranele sunt foarte frecvent utilizate. Utilizarea geomembranei în proiectele de leșiere în grămada reprezintă mai mult de 40 la sută din întreaga producție de geomembrană. Materiile prime pentru geomembrană sunt polietilena de înaltă densitate (HDPE), polietilenă liniară de joasă densitate (geomembrană LLDPE), polietilenă de joasă densitate (geomembrană LDPE) \ clorură de polivinil (geomembrană PVC), polipropilenă (geomembrană PP) și cauciuc EPDM (geomembrană EPDM). Cu toate acestea, operațiunile miniere aleg în principal geomembrana HDPE datorită rezistenței sale chimice ridicate și proprietăților fizice. Grosimi mai mari sau egale cu 0,75 mm (30 mils), cum ar fi Franța și Germania, iau în considerare geomembrane polimerice de 1 mm (40 mils). Pe lângă caracteristicile geomembranei, trebuie luate în considerare și alte aspecte de proiectare, cum ar fi efectul tensiunii mari, tipul de fundație și materialele de plasare sub și deasupra geomembranei.

Foundation conditions should be firm to minimize settlement over the life of the facility. Otherwise, the geomembrane will be stressed and overstretched, resulting in damage to the geomembrane. The subgrade surface shall provide a smooth, flat, firm, indomitable base for the geomembrane, with no sudden, sharp, or sudden changes or grade breaks that would tear or damage the geomembrane, and no loose rock fragments (>10 mm sau 0,4 in.) )), bețe, obiecte ascuțite sau resturi de orice fel. Dacă există obiecte ascuțite, resturi sau pietriș etc., este necesară o țesătură de protecție nețesă pentru a preveni străpungerea geomembranei.

În industria minieră, nu există reglementări specifice pentru aplicațiile de barieră, astfel încât grosimea căptușelii este de obicei aleasă pe baza experienței, a încărcării așteptate cu minereu, a dimensiunii particulelor materialului plasat deasupra geomembranei și a materialului de dedesubt. Datorită rezistenței chimice tipice necesare geomembranelor, HDPE este utilizat în majoritatea cazurilor. HDPE este utilizat în:

expunerea la radiații ultraviolete

Este necesară rezistență chimică ridicată

Durată de viață utilă așteptată pe termen lung

Este importantă fisurabilitatea la presiune ridicată (de obicei importantă pentru HDPE)

Este necesară o bună rezistență la oxidare termică

Necesită rezistență mare la perforare

Proprietățile mecanice ridicate sunt importante.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 ani), cerințele pentru sistemele de căptușire a bazei depozitului de deșeuri necesită de obicei o deformare maximă de 0,25 la sută . În aplicațiile miniere, pot apărea durate de viață mai scurte, astfel încât deviații mai mari (dar mai puțin de 1,5 la sută) pot fi acceptabile. Un aspect cheie în determinarea performanței pe termen lung este și temperatura lichidului de pe geomembrană.

2 Căptușeală de argilă geosintetică

Garniturile din argilă geosintetică și barierele geosintetice din argilă multicomponentă aparțin grupului de bariere din argilă geosintetică, definite după cum urmează:

Bariera de argilă geosintetică: O structură asamblată în fabrică dintr-un material geosintetic, sub formă de foi, în care funcția de barieră este îndeplinită de argilă.

Căptușeală de argilă geosintetică (GCL): o barieră geosintetică asamblată din fabrică, constând din argilă susținută de un geotextil ținut împreună prin perforarea cu ace, cusături sau adezivi chimici.

Barieră geosintetică cu argilă multicomponentă (MGCL): O căptușeală din argilă sau argilă geosintetică (GCL) cu o barieră atașată de asfalt, polimer sau metal care reduce conductivitatea hidraulică sau protejează miezul de argilă sau ambele.

GBR-C este utilizat în aplicații miniere, cum ar fi instalații de leșiere a haldelor, iazuri de evaporare sau iazuri de decantare, reținerea soluțiilor de proces, reținerea apei pluviale, iazuri de tratare a apelor uzate, închideri și reciclare.

Condițiile dure de mediu îi provoacă pe inginerii care proiectează astfel de proiecte. În unele aplicații, sistemul de căptușeală poate necesita un sistem de căptușeală compozit cu o geomembrană sau GCL multicomponent. Datorită beneficiilor pe care le oferă GCL-urile, acestea sunt din ce în ce mai văzute ca o alternativă la căptușelile de argilă compactată în aplicațiile miniere, iar în unele cazuri MGCL-urile pot înlocui geomembranele. Unele dintre beneficiile GCL sunt:

Căptușeală și instalare rentabile

Ușor de instalat în majoritatea condițiilor meteorologice

Barieră eficientă, în special la sarcini normale ridicate

Cu toate acestea, proiectanții ar trebui să ia în considerare condițiile specifice locului (materialul solului)

3 Geotextile nețesute

Ca separator, geotextilele sunt folosite pentru a preveni amestecarea straturilor de sol adiacente sau a materialelor de umplutură. În aplicațiile de filtrare, geotextilele nețesute sunt folosite pentru a reține particulele de sol, permițând în același timp lichidelor să treacă prin mediul de filtrare.

Nețesuturile perforate cu ace (legate mecanic) sunt geotextile robuste, capabile să reziste la condiții dure de instalare și la sarcini de construcție dificile. Proprietățile lor unice de flexibilitate și alungire se combină pentru a oferi o rezistență ridicată la perforare, fără a sacrifica performanța de filtrare. Atunci când sunt selectate corespunzător, materialele nețesute perforate cu ace pot oferi o filtrare excelentă pe termen lung și pot obține unghiuri mari de frecare interfacială.

În aplicațiile miniere, geotextilele sunt utilizate pe scară largă pentru a proteja barierele geomembrane de perforare și deformare inacceptabilă.

4 Sinstem de drenaj geosintetic

4 Sistem de drenaj geosintetic

Scurgerea în covorașe de leșiere a grămezilor este importantă pentru recuperarea metalului, stabilitate și controlul scurgerilor. Indiferent de tipul de material de drenaj ales (agregat sau geosintetic), stratul de drenaj lichid din partea inferioară a stratului de scurgere a grămezii trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Lichidul ar trebui să poată curge în stratul de drenaj fără a crea un cap în stratul de leșie al grămezii

Permeabilitate suficientă a apei pe termen lung în stratul de drenaj cu un gradient cât mai mic posibil pe sistemul de căptușeală

Sistem durabil pentru drenarea duratei de viață a tamponului de leșiere a grămezii (compatibilitate chimică)

Rezistă la sarcini de compresiune (pe termen lung și pe termen scurt)

Îndeplinește cerințele de stabilitate la forfecare

Evitați deteriorarea sistemului de căptușeală

În timp ce majoritatea covorașelor de scurgere sunt acoperite cu agregat ca material de drenaj (de obicei peste 0,5 m de pietriș zdrobit (10 mm până la 50 mm)), straturile de drenaj geosintetice sunt acum din ce în ce mai folosite ca alternativă la sistemele tradiționale de drenaj cu pietriș Taste.

Sistemele de drenaj geosintetice sunt definite ca: Un produs prefabricat tridimensional din materii prime sintetice, format dintr-un strat de drenaj (miez), acoperit in majoritatea cazurilor cu cel putin un filtru geotextil pentru livrarea lichidului si/sau a aburului.

O altă aplicație a sistemelor de drenaj geosintetic este ca sistem de detectare a levigatului între două căptușeli de barieră, cum ar fi între două bariere geosintetice polimerice.

Pentru ca un sistem de drenaj geosintetic să fie echivalent cu un strat de drenaj mineral, cum ar fi o grămadă de leșiere, sau să îl depășească, testarea performanței trebuie să fie suficientă pentru a demonstra performanța sa pe termen lung. Acestea ar trebui să includă performanța de filtrare a filtrelor geotextile, performanța la compresiune pe termen lung a sistemelor de drenaj geosintetic sub încărcare de câmp, niveluri pe termen lung (debit/permeabilitate în plan) și alte cerințe specifice locului, cum ar fi comportamentul la forfecare interfață sau rezistența la perforare .

În timpul procesului de evaluare și selecție, inginerul proiectant va alege adesea între un strat de drenaj mineral și un sistem de drenaj geosintetic. Inginerii sunt mai familiarizați cu materialele minerale și supraveghează potențialul sistemelor de drenaj geosintetic. Cu toate acestea, ce dezavantaje pot apărea din utilizarea straturilor de drenaj mineral sunt adesea monitorizate. Plasarea acestui tip de material direct pe geomembrană poate provoca stres la perforare și poate fi deteriorat geomembrană în timpul plasării. Stresul cu blană poate apărea în timpul încărcării tampoanelor de leșiere a grămezilor, mai ales atunci când nu se utilizează un strat protector sau este insuficient. Amplasarea cusăturilor de scurgere este, de asemenea, consumatoare de timp și încetinește operațiunea generală de exploatare. Pe de altă parte, sistemele de drenaj geosintetic au multe avantaje. Ușurința de instalare, în special pe pante, proprietățile materiale consistente, instalarea mai rapidă, straturile rezistente la perforare și de drenaj se combină pentru a economisi costurile în multe cazuri.

Alte beneficii ale utilizării unui sistem de drenaj geosintetic sunt:

Calea de curgere cu volum mare pentru fluide

În general, costuri de instalare și materiale mai mici, astfel o alternativă rentabilă la materialele de drenaj mineral

Instalare ușoară și rapidă datorită greutății reduse

5 Geogrilă întărită

În minerit, aplicațiile geogrilei includ armarea și stabilizarea bazei, armarea în pantă și a peretelui de reținere și armarea supraîncărcării iazurilor de decantare. În situațiile în care capacitatea portantă a solului este insuficientă sau proprietățile de forfecare sunt prea scăzute pentru a se stabiliza sub înclinațiile sau sarcinile planificate ale pantei, armarea geogrilei ajută la eliminarea golurilor pentru o stabilitate și siguranță adecvate.

Structura geogrilei ar trebui să furnizeze găuri rigide. Acest lucru afectează capacitatea de izolare laterală a agregatelor care se interconectează în pori. Cu cât este mai mare stabilitatea dimensiunii porilor a geogrilei, cu atât o reținere laterală mai bună oferă materialului granular. Interacțiunea cu agregatul este unul dintre principiile principale ale armăturii geogrilei. Datorită mecanismului de interblocare, geogrila absoarbe stresul din sol și crește siguranța și funcționalitatea.

Pentru a absorbi stresul în mod optim, geogrilele trebuie să ofere rezistență ridicată la deformații scăzute. Cu cât este mai mare modulul de tracțiune la deformare scăzută, cu atât deformarea și deformația finală dezvoltată în structură sunt mai mici. Rezistența finală la tracțiune afectează nivelul de rezistență la tracțiune disponibil la deformare scăzută, iar o creștere a rezistenței finale are ca rezultat aceeași rată de creștere la deformare scăzută.

În structurile care utilizează geogrile pentru a oferi stabilitate și siguranță adecvate, așa cum este determinată de analiza structurală, performanța pe termen lung a produsului devine decisivă. Diferitele materii prime și procese de fabricație afectează proprietăți precum comportamentul la fluaj, robustețea la deteriorarea instalației și efectele chimice/biologice. Aceste valori afectează direct rezistența de proiectare pe termen lung a produsului considerat în analiza stabilității. Produsele cu aceeași rezistență finală diferă adesea în ceea ce privește rezistența de proiectare pe termen lung la care rezultă.