Geosynteettiset koostumukset ja vaihtoehdot minng-työlle

Geosynteettiset koostumukset ja vaihtoehdot kaivostoiminnalle

1 Geomembraani

Kaivostoiminnassa kasojen huuhtoutumishankkeet, haihdutusaltaat, rikastushiekka jne. Geomembraanin käyttö kasan huuhtoutumisprojekteissa on yli 40% kaikesta geomembraanin tuotannosta. Geomembraanin raaka-aineet ovat suuritiheyksinen polyeteeni (HDPE), lineaarinen pienitiheyksinen polyeteeni (LLDPE-geomembraani), pienitiheyksinen polyeteeni (LDPE-geomembraani) polyvinyylikloridi (PVC-geomembraani), polypropeeni (PP-geomembraani) ja EPDM-kumi (EPDM-geomembraani). Kaivostoiminnassa valitaan kuitenkin pääasiassa HDPE-geomembraania sen korkean kemiallisen kestävyyden ja fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi. Paksuudet, jotka ovat suurempia tai yhtä suuria kuin 0,75 mm (30 mils), kuten Ranska ja Saksa, harkitsevat 1 mm:n (40 mils) polymembraaneja. Geomembraanin ominaisuuksien lisäksi on otettava huomioon muita suunnittelukysymyksiä, kuten suuren rasituksen vaikutus, perustuksen tyyppi ja sijoitusmateriaalit geomembraanin ala- ja yläpuolelle.

Perustusolosuhteiden tulisi olla tiukat, jotta asuminen minimoidaan laitoksen elinkaaren aikana. Muuten geomembraani stressaantuu ja ylikuormittuu, mikä johtaa geomembraanin vaurioitumiseen. Subgrade-pinnan on muodostettava geomembraanille sileä, tasainen, kiinteä, lannistumaton pohja, jossa ei ole äkillisiä, teräviä tai äkillisiä muutoksia tai laatukatkoja, jotka repivät tai vahingoittaisivat geomembraania, eikä irtonaisia kallionpaloja (>10 mm tai 0,4 tuumaa) ), tikkuja, teräviä esineitä tai minkäänlaisia roskia. Jos siellä on teräviä esineitä, roskia tai soraa jne., Tarvitaan suojaava kuitukangas geomembraanin lävistämisen estämiseksi.

Kaivosteollisuudessa ei ole erityisiä määräyksiä sulkusovelluksille, joten vuorauksen paksuus valitaan yleensä kokemuksen, odotetun malmin kuormituksen, geomembraanin päälle sijoitetun materiaalin hiukkaskoon ja alla olevan materiaalin perusteella. Geomembraanien tyypillisen kemiallisen kestävyyden vuoksi HDPE: tä käytetään useimmissa tapauksissa. HDPE: tä käytetään:

altistuminen ultraviolettisäteilylle

Korkea kemiallinen kestävyys vaaditaan

Odotettu pitkän aikavälin taloudellinen vaikutusaika

Korkea rasituksen halkeilukyky on tärkeää (yleensä tärkeä HDPE: lle)

Tarvitaan hyvä terminen hapettumiskestävyys

Vaatii korkean lävistyskestävyyden

Korkeat mekaaniset ominaisuudet ovat tärkeitä.

Geomembraanien odotetun käyttöiän vuoksi (>>100 vuotta) kaatopaikkapohjan vuorausjärjestelmiä koskevat vaatimukset edellyttävät tyypillisesti enintään 0,25%: n muodonmuutoksia. Kaivossovelluksissa voi esiintyä lyhyempiä eliniät, joten korkeammat taipumat (mutta alle 1,5 %) voivat olla hyväksyttäviä. Keskeinen näkökohta pitkän aikavälin suorituskyvyn määrittämisessä on myös geomembraanin nesteen lämpötila.

2 Geosynteettinen savivuori

Geosynteettiset savivuoraukset ja monikomponenttiset savigeosynteettiset esteet kuuluvat geosynteettisten saviesteiden ryhmään, joka määritellään seuraavasti:

Geosynteettinen savieste: Geosynteettisen materiaalin tehtaalla koottu rakenne levyjen muodossa, jossa estetoiminto suoritetaan savella.

Geosynteettinen savivuori (GCL): Tehtaalla koottu geosynteettinen este, joka koostuu savesta, jota tukee geotekstiili, jota pidetään yhdessä neulan lävistyksellä, ompelemalla tai kemiallisilla liimoilla.

Monikomponenttinen savigesynteettinen este (MGCL): Savi- tai geosynteettinen savivuori (GCL), johon on kiinnitetty asfaltti, polymeeri tai metallieste, joka vähentää hydraulista johtavuutta tai suojaa saviydintä tai molempia Ja.

GBR-C:tä käytetään kaivossovelluksissa, kuten kasan huuhtoutumislaitoksissa, haihdutuslammikoissa tai rikastushiekka-altaissa, prosessiliuosten suojarakennuksessa, hulevesien suojarakennuksessa, jätevedenkäsittelylammikoissa, sulkimissa ja kierrätyksessä.

Ankarat ympäristöolosuhteet haastavat tällaisia projekteja suunnittelevia insinöörejä. Joissakin sovelluksissa vuorausjärjestelmä voi vaatia komposiittivuorausjärjestelmän, jossa on geomembraani tai monikomponenttinen GCL. GCL: ien tarjoamien etujen vuoksi niitä pidetään yhä enemmän vaihtoehtona tiivistetyille savivuorauksille kaivossovelluksissa, ja joissakin tapauksissa MGCL: t voivat korvata geomembraanit. Joitakin GCL: n etuja ovat:

Kustannustehokas pehmuste ja asennus

Helppo asentaa useimpiin sääolosuhteisiin

Tehokas este, erityisesti suurissa normaaleissa kuormituksissa

Suunnittelijoiden tulisi kuitenkin harkita paikkakohtaisia olosuhteita (maa-aines)

3 Kuitukankaat geotekstiilit

Erottimena geotekstiilejä käytetään estämään vierekkäisiä maakerroksia tai täyttömateriaaleja sekoittumasta toisiinsa. Suodatussovelluksissa kuitukankaita geotekstiilejä käytetään maaperän hiukkasten säilyttämiseen samalla kun nesteet pääsevät kulkemaan suodatinväliaineen läpi.

Neulalla lävistetyt (mekaanisesti sidotut) kuitukankaat ovat kestäviä geotekstiilejä, jotka kestävät ankaria asennusolosuhteita ja haastavia rakennuskuormia. Niiden ainutlaatuinen joustavuus ja venymäominaisuudet tarjoavat yhdessä korkean puhkaisukestävyyden uhraamatta suodatustehoa. Oikein valittuna neulalla lävistetyt kuitukankaat voivat tarjota erinomaisen pitkäaikaisen suodatuksen ja saavuttaa korkeat interfacial-kitkakulmat.

Kaivossovelluksissa geotekstiilejä käytetään laajalti suojaamaan geomembraaniesteitä puhkaisulta ja sietämättömiltä muodonmuutoksilta.

4 Geosynteettinen viemärisynstem

4 Geosynteettinen viemäröintijärjestelmä

Kasojen huuhtoutumismattojen viemäröinti on tärkeää metallien talteenoton, vakauden ja vuotojen hallinnan kannalta. Riippumatta valitun viemärimateriaalin tyypistä (aggregaatti tai geosynteettinen), kasan huuhtovesityynyn pohjassa olevan nestemäisen viemärikerroksen tulee täyttää seuraavat vaatimukset:

Nesteen pitäisi pystyä virtaamaan viemärikerrokseen luomatta päätä kasan huuhtoutumistyynyyn

Riittävä pitkäaikainen vedenläpäisevyys viemärikerroksessa, jossa on mahdollisimman alhainen kaltevuus vuorausjärjestelmässä

Kestävä järjestelmä kasan huuhtoutumistyynyn käyttöiän tyhjentämiseen (kemiallinen yhteensopivuus)

Kestää puristuskuormia (pitkäaikainen ja lyhytaikainen)

Täyttää leikkausvakausvaatimukset

Vältä vuorausjärjestelmän vahingoittamista

Vaikka useimmat kasan huuhtoutumismatot on peitetty kiviaineksella viemärimateriaalina (yleensä yli 0,5 m murskattua soraa (10 mm - 50 mm)), geosynteettisiä viemärikerroksia käytetään nyt yhä enemmän vaihtoehtona perinteisille soranpoistojärjestelmille Taste.

Geosynteettiset viemäröintijärjestelmät määritellään seuraavasti: Synteettisistä raaka-aineista valmistettu kolmiulotteinen esivalmistettu tuote, joka koostuu viemärikerroksesta (ytimestä), joka on useimmissa tapauksissa peitetty vähintään yhdellä geotekstiilisuodattimella nesteen ja/tai höyryn toimittamista varten.

Geosynteettisten viemäröintijärjestelmien lisäkäyttö on suotovedenilmaisujärjestelmänä kahden estevuorauksen välillä, kuten kahden polymeerisen geosynteettisen esteen välissä.

Jotta geosynteettinen viemäröintijärjestelmä vastaisi mineraalien viemärikerrosta, kuten kasan huuhtoutumistyynyä, tai ylittäisi sen, suorituskykytestauksen on oltava riittävä osoittamaan sen pitkän aikavälin suorituskyky. Näitä tulisi olla geotekstiilisuodattimien suodatusteho, geosynteettisten viemäröintijärjestelmien pitkäaikainen puristuskyky kenttäkuormituksen alaisena, pitkäaikaiset tasot (tason sisäinen virtaus /läpäisevyys) ja muut paikkakohtaiset vaatimukset, kuten interfakaalinen leikkauskäyttäytyminen tai puhkaisunkestävyys.

Arviointi- ja valintaprosessin aikana suunnittelija valitsee usein mineraaliviemärikerroksen ja geosynteettisen viemäröintijärjestelmän välillä. Insinöörit tuntevat mineraalimateriaalit paremmin ja valvovat geosynteettisten viemäröintijärjestelmien potentiaalia. Kuitenkin, mitä haittoja mineraalien viemärikerrosten käytöstä voi aiheutua, seurataan usein. Tämäntyyppisen materiaalin sijoittaminen suoraan geomembraanille voi aiheuttaa puhkaisurasitusta ja on saattanut vahingoittaa geomembraania sijoituksen aikana. Turkisjännitys voi ilmetä kasan huuhtoutumistyynyjen lataamisen aikana, varsinkin kun suojakerrosta ei käytetä tai se on riittämätöntä. Viemärisaumojen sijoittelu on myös aikaa vievää ja hidastaa koko kaivostoimintaa. Toisaalta geosynteettisillä viemäröintijärjestelmillä on monia etuja. Helppo asennus, erityisesti rinteille, tasaiset materiaaliominaisuudet, nopeampi asennus, puhkaisunkestävät ja viemärikerrokset säästävät kustannuksia monissa tapauksissa.

Muita geosynteettisen viemäröintijärjestelmän käytön etuja ovat:

Nesteiden suuren tilavuuden virtausreitti

Yleensä alhaisemmat asennus- ja materiaalikustannukset, mikä on kustannustehokas vaihtoehto mineraalien kuivatusmateriaaleille

Helppo ja nopea asennus keveyden ansiosta

5 Vahvistettu geoverkko

Kaivostoiminnassa geogrid-sovelluksia ovat pohjavahvistus ja stabilointi, kaltevuuden ja tukiseinän vahvistaminen sekä rikastushiekka-altaan ylikuormitettu vahvistus. Tilanteissa, joissa maaperän kantokyky on riittämätön tai leikkausominaisuudet ovat liian alhaiset vakiintuakseen suunniteltujen kaltevuuskaltevuuden tai kuormien alla, geoverkkovahvistus auttaa kuromaan umpeen rakoja riittävän vakauden ja turvallisuuden takaamiseksi.

Geoverkkorakenteen tulisi tarjota jäykkiä reikiä. Tämä vaikuttaa huokosiin lukittuvien kiviainesten lateraaliseen sulkeutumiskykyyn. Mitä suurempi geoverkon huokoskoon stabiilisuus on, sitä paremman sivuttaisrajoituksen se tarjoaa rakeiselle materiaalille. Vuorovaikutus aggregaatin kanssa on yksi geoverkkojen vahvistamisen pääperiaatteista. Lukitusmekanismin ansiosta geoverkko imee maaperän rasitusta ja lisää turvallisuutta ja huollettavuutta.

Jotta stressi voitaisiin absorboida optimaalisesti, geoverkkojen on annettava suuri lujuus alhaisilla rasituksilla. Mitä suurempi vetomoduuli pienellä rasituksella, sitä pienempi on rakenteessa kehittynyt rasitus ja lopullinen muodonmuutos. Lopullinen vetolujuus vaikuttaa pienellä rasituksella käytettävissä olevaan vetolujuuteen, ja lopullisen lujuuden kasvu johtaa samaan kasvunopeuteen pienellä rasituksella.

Rakenteissa, joissa käytetään geoverkkoja riittävän vakauden ja turvallisuuden tarjoamiseksi rakenneanalyysin mukaisesti, tuotteen pitkän aikavälin suorituskyvystä tulee ratkaiseva. Erilaiset raaka-aineet ja valmistusprosessit vaikuttavat ominaisuuksiin, kuten hiipimiskäyttäytymiseen, asennusvaurioiden kestävyyteen ja kemiallisiin/biologisiin vaikutuksiin. Nämä arvot vaikuttavat suoraan stabiilisuusanalyysissä tarkasteltuun tuotteen pitkän aikavälin suunnittelulujuuteen. Tuotteet, joilla on sama lopullinen lujuus, eroavat usein pitkäaikaisesta suunnittelulujuudesta, johon ne johtavat.