Geosyntetiske komposisjoner og alternativer for minngarbeid

Geosyntetiske komposisjoner og alternativer for gruvedriften

1 Geomembrane

Heap-utvaskingsprosjekter, fordampningsdammer, avganger, etc. i gruvedrift opplever ofte svært høye belastninger og geomembraner er svært vanlige. Geomembrane-bruk i heap-utvaskingsprosjekter står for mer enn 40 % av all geomembranproduksjon. Geomembrane råvarer er polyetylen med høy tetthet (HDPE), lineær polyetylen med lav tetthet (LLDPE geomembran), polyetylen med lav tetthet (LDPE geomembran) \ polyvinylklorid (PVC geomembran), polypropylen (PP geomembran) og EPDM Gummi (EPDM geomembran). Imidlertid velger gruvedrift hovedsakelig HDPE geomembrane på grunn av sin høye kjemiske motstand og fysiske egenskaper. Tykkelser større enn eller lik 0,75 mm (30 mil), som Frankrike og Tyskland, vurderer 1 mm polymergeomembraner. I tillegg til geomembranens egenskaper må andre designproblemer vurderes, for eksempel effekten av høy stress, type fundament og plasseringsmaterialer under og over geomembranen.

Stiftelsesforholdene bør være faste for å minimere oppgjøret i løpet av innretningens levetid. Ellers vil geomembranen bli stresset og overbelastet, noe som resulterer i skade på geomembranen. Den subgrade overflaten skal gi en jevn, flat, fast, ukuelig base for geomembranen, uten plutselige, skarpe eller plutselige endringer eller klassebrudd som vil rive eller skade geomembranen, og ingen løse steinfragmenter (>10 mm eller 0,4 tommer)), pinner, skarpe gjenstander eller rusk av noe slag. Hvis det er skarpe gjenstander, rusk eller grus, etc., er det nødvendig med et beskyttende ikke-vevd stoff for å forhindre at geomembranen blir gjennomboret.

I gruveindustrien er det ingen spesifikke forskrifter for barriereapplikasjoner, så fôrtykkelse er vanligvis valgt basert på erfaring, forventet malmbelastning, partikkelstørrelse på materialet plassert på toppen av geomembranen og materialet nedenfor. På grunn av den typiske kjemiske motstanden som kreves for geomembraner, brukes HDPE i de fleste tilfeller. HDPE brukes i:

eksponering for ultrafiolett stråling

Høy kjemisk motstand kreves

Forventet langsiktig levetid

Høy spenningssprekkbarhet er viktig (vanligvis viktig for HDPE)

God termisk oksidasjonsmotstand er nødvendig

Krever høy punkteringsmotstand

Høye mekaniske egenskaper er viktige.

På grunn av forventet levetid for geomembraner (>>100 år) krever krav til deponibaseforingssystemer vanligvis en maksimal deformasjon på 0,25%. I gruveapplikasjoner kan kortere levetid oppstå, så høyere avbøyninger (men mindre enn 1,5%) kan være akseptable. Et viktig aspekt ved å bestemme langsiktig ytelse er også temperaturen på væsken på geomembranen.

2 Geosyntetisk leire liner

Geosyntetiske leireforinger og geosyntetiske barrierer med flere komponenter tilhører gruppen av geosyntetiske leirebarrierer, definert som følger:

Geosyntetisk leirebarriere: En fabrikkmontert struktur av et geosyntetisk materiale, i form av ark, der barrierefunksjonen utføres av leire.

Geosyntetisk clay liner (GCL): En fabrikkmontert geosyntetisk barriere som består av leire støttet av en geotekstil holdt sammen av nålstansing, søm eller kjemiske lim.

Multikomponent Clay Geosynthetic Barrier (MGCL): En leire eller geosyntetisk leireforing (GCL) med en vedlagt asfalt-, polymer- eller metallbarriere som reduserer hydraulisk ledningsevne eller beskytter leirkjernen, eller begge deler av.

GBR-C brukes i gruveapplikasjoner som heap leach anlegg, fordampning dammer eller tailings dammer, prosessløsning inneslutning, overvann inneslutning, avløpsvann behandling dammer, nedleggelser og resirkulering.

Tøffe miljøforhold utfordrer ingeniører som designer slike prosjekter. I noen programmer kan foringssystemet kreve et komposittforingssystem med en geomembran eller multikomponent GCL. På grunn av fordelene som GCLs tilbyr, blir de i økende grad sett på som et alternativ til komprimerte leireforinger i gruveapplikasjoner, og i noen tilfeller kan MGCLer erstatte geomembraner. Noen av fordelene med GCL er:

Kostnadseffektiv polstring og installasjon

Enkel å installere under de fleste værforhold

Effektiv barriere, spesielt under høye normale belastninger

Designere bør imidlertid vurdere stedsspesifikke forhold (jordmateriale)

3 Ikke-vevde geotekstiler

Som separator brukes geotekstiler for å forhindre at tilstøtende jordlag eller fyllmaterialer blandes med hverandre. I filtreringsapplikasjoner brukes ikke-vevde geotekstiler til å beholde jordpartikler samtidig som væsker kan passere gjennom filtermediet.

Nålstansede (mekanisk limte) ikke-vevde er robuste geotekstiler som er i stand til å motstå tøffe installasjonsforhold og utfordrende konstruksjonsbelastninger. Deres unike fleksibilitet og forlengelsesegenskaper kombineres for å gi høy punkteringsmotstand uten å ofre filtreringsytelsen. Når den er riktig valgt, kan nålstansede ikke-veve gi utmerket langsiktig filtrering og oppnå høye interfaciale friksjonsvinkler.

I gruveapplikasjoner er geotekstiler mye brukt til å beskytte geomembrane barrierer mot punktering og uakseptabel deformasjon.

4 Geosyntetisk drenering synstem

4 Geosyntetisk dreneringssystem

Drenering i heap leach matter er viktig for metallgjenvinning, stabilitet og spillkontroll. Uansett hvilken type dreneringsmateriale som er valgt (aggregert eller geosyntetisk), bør det flytende dreneringslaget nederst på heap-utvaskingsputen oppfylle følgende krav:

Væsken skal kunne strømme inn i dreneringslaget uten å skape et hode i heap-utvaskingsputen

Tilstrekkelig langsiktig vanngjennomtrengelighet i dreneringslaget med så lav gradient som mulig på foringssystemet

Slitesterkt system for drenering av heap leach pad levetid (kjemisk kompatibilitet)

Tåler kompressive belastninger (langsiktig og kortsiktig)

Oppfyller kravene til skjærstabilitet

Unngå å skade fôrsystemet

Mens de fleste heap leach matter er dekket med aggregert som dreneringsmateriale (vanligvis over 0,5 m knust grus (10mm til 50mm)), geosyntetiske dreneringslag er nå i økende grad brukt som et alternativ til tradisjonelle grus drenering systemer Smak.

Geosyntetiske dreneringssystemer er definert som: Et tredimensjonalt prefabrikkert produkt laget av syntetiske råvarer, bestående av et dreneringslag (kjerne), dekket i de fleste tilfeller med minst ett geotekstilt filter for væske- og / eller damplevering.

En ytterligere anvendelse av geosyntetiske dreneringssystemer er som et utvasket deteksjonssystem mellom to barriereforinger, for eksempel mellom to polymere geosyntetiske barrierer.

For at et geosyntetisk dreneringssystem skal tilsvare et mineraldreneringslag som en heap-utvaskingspute eller overgå det, må ytelsestesting være tilstrekkelig til å demonstrere sin langsiktige ytelse. Disse bør omfatte filtreringsytelse av geotekstilfiltre, langsiktig komprimering av geosyntetiske dreneringssystemer under feltlasting, langsiktige nivåer (in-plane flow / permeability) og andre stedsspesifikke krav som interfacial skjæradferd eller punkteringsmotstand .

Under evaluerings- og utvelgelsesprosessen vil designingeniøren ofte velge mellom et mineraldreneringslag og et geosyntetisk dreneringssystem. Ingeniører er mer kjent med mineralmaterialer og overvåker potensialet i geosyntetiske dreneringssystemer. Imidlertid overvåkes ofte hvilke ulemper som kan oppstå ved bruk av mineraldreneringslag. Plassering av denne typen materiale direkte på geomembranen kan forårsake punkteringsspenning og kan ha skadet geomembranen under plassering. Pelsspenning kan oppstå under lasting av heap-utvaskingsputer, spesielt når det ikke brukes noe eller utilstrekkelig beskyttende lag. Plasseringen av avløpssømmene er også tidkrevende og bremser den totale gruvedriften. På den annen side har geosyntetiske dreneringssystemer mange fordeler. Enkel installasjon, spesielt i skråninger, konsistente materialegenskaper, raskere installasjon, punkteringsbestandige og dreneringslag kombineres for å spare kostnader i mange tilfeller.

Andre fordeler ved å bruke et geosyntetisk dreneringssystem er:

Høyvolumstrømningsbane for væsker

Generelt lavere installasjons- og materialkostnader, og dermed et kostnadseffektivt alternativ til mineraldreneringsmaterialer

Enkel og rask installasjon på grunn av lav vekt

5 Forsterket geogrid

I gruvedrift inkluderer geogridapplikasjoner baseforsterkning og stabilisering, skråning og oppbevaring av veggforsterkning, og avgangsdammen overbelastet forsterkning. I situasjoner der jordens bæreevne ikke er tilstrekkelig eller skjæregenskapene er for lave til å stabilisere seg under planlagte hellinger eller belastninger, hjelper geogridforsterkning brohull for tilstrekkelig stabilitet og sikkerhet.

Geogridstrukturen skal gi stive hull. Dette påvirker den laterale innesperringsevnen til aggregater som låser seg i porene. Jo større porestørrelsesstabiliteten til geogridet, desto bedre lateral selvbeherskelse gir det granulært materiale. Samspillet med aggregert er et av hovedprinsippene for geogridforsterkning. Takket være låsemekanismen absorberer geogridet stress fra jorda og øker sikkerheten og anvendeligheten.

For å absorbere stress optimalt, må geonett gi høy styrke ved lave stammer. Jo større strekkmodulus ved lav belastning, jo lavere belastning og ultimate deformasjon utviklet i strukturen. Ultimat strekkfasthet påvirker nivået av strekkfasthet som er tilgjengelig ved lav belastning, og en økning i ultimate styrke resulterer i samme økningshastighet ved lav belastning.

I strukturer som benytter geogrider for å gi tilstrekkelig stabilitet og sikkerhet som bestemt av strukturell analyse, blir produktets langsiktige ytelse avgjørende. Ulike råvarer og produksjonsprosesser påvirker egenskaper som krypeadferd, robusthet mot installasjonsskade og kjemiske/biologiske effekter. Disse verdiene påvirker direkte produktets langsiktige designstyrke som vurderes i stabilitetsanalysen. Produkter med samme ultimate styrke varierer ofte i den langsiktige designstyrken de resulterer i.