Геосинтетични състави и варианти за минни работи

Геосинтетични състави и възможности за минни работи

1 Геомембрана

Проектите за купно излужване, изпарителни басейни, хвостохранилища и т.н. в минните операции често изпитват много високи натоварвания и геомембраните се използват много често. Използването на геомембрани в проекти за извличане на купчини представлява повече от 40 процента от цялото производство на геомембрани. Геомембранните суровини са полиетилен с висока плътност (HDPE), линеен полиетилен с ниска плътност (LLDPE геомембрана), полиетилен с ниска плътност (LDPE геомембрана) \ поливинилхлорид (PVC геомембрана), полипропилен (PP геомембрана) и EPDM каучук (EPDM геомембрана). Въпреки това минните операции избират главно HDPE геомембрана поради високата й химическа устойчивост и физични свойства. Дебелини, по-големи или равни на 0,75 mm (30 mils), като Франция и Германия, считат за 1 mm (40 mils) полимерни геомембрани. В допълнение към характеристиките на геомембраната, трябва да се вземат предвид и други въпроси при проектирането, като ефекта от голямото напрежение, вида на основата и материалите за поставяне под и над геомембраната.

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 или 0,4 инча) )), пръчици, остри предмети или отломки от всякакъв вид. Ако има остри предмети, отломки или чакъл и т.н., е необходим защитен нетъкан текстил, за да се предотврати пробиване на геомембраната.

В минната индустрия няма специфични разпоредби за приложения на бариери, така че дебелината на облицовката обикновено се избира въз основа на опита, очакваното натоварване на руда, размера на частиците на материала, поставен върху геомембраната, и материала отдолу. Поради типичната химическа устойчивост, необходима за геомембраните, HDPE се използва в повечето случаи. HDPE се използва в:

излагане на ултравиолетова радиация

Необходима е висока химическа устойчивост

Очакван дългосрочен полезен живот

Голяма способност за напукване под напрежение е важна (обикновено важна за HDPE)

Изисква се добра устойчивост на термично окисление

Изисква висока устойчивост на пробиване

Високите механични свойства са важни.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 години), изискванията за системите за облицовка на основата на депото обикновено изискват максимална деформация от 0,25 процента. При минни приложения може да възникне по-кратък живот, така че по-високи деформации (но по-малко от 1,5 процента) могат да бъдат приемливи. Ключов аспект при определяне на дългосрочната производителност е и температурата на течността върху геомембраната.

2 Облицовка от геосинтетична глина

Геосинтетичните глинени облицовки и многокомпонентните глинени геосинтетични бариери принадлежат към групата на геосинтетичните глинени бариери, определени както следва:

Геосинтетична глинена бариера: Фабрично сглобена конструкция от геосинтетичен материал под формата на листове, в която бариерната функция се изпълнява от глина.

Геосинтетична глинена обшивка (GCL): Фабрично сглобена геосинтетична бариера, състояща се от глина, поддържана от геотекстил, държан заедно чрез пробиване с игла, шевове или химически лепила.

Многокомпонентна глинена геосинтетична бариера (MGCL): Глина или геосинтетична глинена обвивка (GCL) с прикрепена асфалтова, полимерна или метална бариера, която намалява хидравличната проводимост или защитава глиненото ядро, или и двете.

GBR-C се използва в минни приложения като съоръжения за излужване на купи, изпарителни басейни или хвостохранилища, задържане на технологичен разтвор, задържане на дъждовни води, резервоари за пречистване на отпадъчни води, затвори и рециклиране.

Суровите условия на околната среда предизвикват инженерите, които проектират такива проекти. В някои приложения системата за облицовка може да изисква композитна система за облицовка с геомембрана или многокомпонентен GCL. Поради предимствата, които GCL предлагат, те все повече се разглеждат като алтернатива на уплътнените глинени облицовки в минните приложения, а в някои случаи MGCL могат да заменят геомембраните. Някои от предимствата на GCL са:

Ефективна подложка и монтаж

Лесен за инсталиране при повечето метеорологични условия

Ефективна бариера, особено при големи нормални натоварвания

Дизайнерите обаче трябва да вземат предвид специфичните за обекта условия (почвен материал)

3 Нетъкан геотекстил

Като сепаратор геотекстилът се използва за предотвратяване на смесването на съседни почвени слоеве или пълнежни материали помежду си. В приложенията за филтриране нетъканият геотекстил се използва за задържане на почвени частици, като същевременно позволява на течностите да преминават през филтърната среда.

Иглонабитите (механично свързани) нетъкани текстилни материали са здрави геотекстили, способни да издържат на сурови условия на монтаж и предизвикателни строителни натоварвания. Тяхната уникална гъвкавост и свойства на удължаване се комбинират, за да осигурят висока устойчивост на пробиване, без да се жертва ефективността на филтриране. Когато са правилно избрани, иглонабитите нетъкани материали могат да осигурят отлична дългосрочна филтрация и да постигнат високи ъгли на междуфазно триене.

В минните приложения геотекстилът се използва широко за защита на геомембранните бариери от пробиване и неприемлива деформация.

4 Геосинтетична дренажна система

4 Геосинтетична дренажна система

Дренажът в подложките за излугване на купи е важен за възстановяването на метала, стабилността и контрола на разлива. Независимо от вида на избрания дренажен материал (инертни или геосинтетични), течният дренажен слой на дъното на купчината за измиване трябва да отговаря на следните изисквания:

Течността трябва да може да тече в дренажния слой, без да създава напор в купчината за излугване

Достатъчна дългосрочна водопропускливост в дренажния слой с възможно най-нисък градиент на облицовъчната система

Устойчива система за дренаж на експлоатационния живот на купчината излугваща подложка (химическа съвместимост)

Издържа на натоварвания на натиск (дългосрочни и краткосрочни)

Отговаря на изискванията за устойчивост на срязване

Избягвайте да повредите системата на облицовката

Докато повечето рогозки за измиване на купчини са покрити с инертен материал като дренажен материал (обикновено над 0.5 m натрошен чакъл (10 mm до 50 mm)), геосинтетичните дренажни слоеве сега се използват все повече като алтернатива на традиционните системи за дренаж от чакъл.

Геосинтетичните дренажни системи се определят като: Триизмерен сглобяем продукт, изработен от синтетични суровини, състоящ се от дренажен слой (сърцевина), покрит в повечето случаи с поне един геотекстилен филтър за доставяне на течност и/или пара.

Друго приложение на геосинтетичните дренажни системи е като система за откриване на инфилтрат между две бариерни облицовки, като например между две полимерни геосинтетични бариери.

За да може една геосинтетична дренажна система да бъде еквивалентна на минерален дренажен слой, като купчина излужваща подложка, или да го надмине, тестовете за ефективност трябва да са достатъчни, за да се демонстрира нейната дългосрочна ефективност. Те трябва да включват ефективност на филтриране на геотекстилни филтри, дългосрочна ефективност на натиск на геосинтетични дренажни системи при полеви натоварвания, дългосрочни нива (поток/пропускливост в равнината) и други специфични за обекта изисквания, като поведение на междуфазно срязване или устойчивост на пробиване.

По време на процеса на оценка и подбор проектантът често ще избира между минерален дренажен слой и геосинтетична дренажна система. Инженерите са по-запознати с минералните материали и наблюдават потенциала на геосинтетичните дренажни системи. Често обаче се следи какви недостатъци могат да възникнат от използването на минерални дренажни слоеве. Поставянето на този тип материал директно върху геомембраната може да причини напрежение при пробиване и може да повреди геомембраната по време на поставянето. Натоварването на козината може да възникне по време на зареждането на подложките за излугване, особено когато не се използва никакъв или недостатъчен защитен слой. Поставянето на дренажните шевове също отнема много време и забавя цялостната минна операция. От друга страна, геосинтетичните дренажни системи имат много предимства. Лесен монтаж, особено на склонове, постоянни свойства на материала, по-бърз монтаж, устойчиви на пробиване и дренажни слоеве се комбинират, за да спестят разходи в много случаи.

Други предимства от използването на геосинтетична дренажна система са:

Голям обемен път на потока за течности

Като цяло по-ниски разходи за монтаж и материали, като по този начин е рентабилна алтернатива на минералните дренажни материали

Лесен и бърз монтаж поради лекото тегло

5 Подсилена геомрежа

В минното дело приложенията на георешетките включват укрепване и стабилизиране на основата, укрепване на наклони и подпорни стени и укрепване на откривката на хвостохранилището. В ситуации, когато носещият капацитет на почвата е недостатъчен или свойствата на срязване са твърде ниски, за да се стабилизират при планирани наклони на склонове или натоварвания, армировката от георешетка помага за преодоляване на празнини за адекватна стабилност и безопасност.

Структурата на георешетката трябва да осигурява твърди отвори. Това влияе върху способността за странично ограничаване на агрегатите, блокиращи се в порите. Колкото по-голяма е стабилността на размера на порите на георешетката, толкова по-добро странично задържане осигурява тя за гранулирания материал. Взаимодействието с инертния материал е един от основните принципи на армировката на георешетката. Благодарение на заключващия механизъм, геомрежата абсорбира напрежението от почвата и повишава безопасността и експлоатационната възможност.

За да абсорбират напрежението оптимално, георешетките трябва да осигурят висока якост при ниски напрежения. Колкото по-голям е модулът на опън при ниска деформация, толкова по-ниска е деформацията и крайната деформация, развита в структурата. Крайната якост на опън влияе върху нивото на якост на опън, налично при ниско напрежение, а увеличаването на крайната якост води до същата скорост на увеличение при ниско напрежение.

В конструкции, които използват геомрежи, за да осигурят адекватна стабилност и безопасност, както се определя от структурния анализ, дългосрочната работа на продукта става решаваща. Различните суровини и производствени процеси влияят на свойства като поведение при пълзене, устойчивост на повреда на инсталацията и химични/биологични ефекти. Тези стойности пряко влияят върху дългосрочната проектна якост на продукта, разглеждан в анализа на стабилността. Продукти с една и съща крайна якост често се различават по дългосрочната проектна якост, до която водят.