Geosintetski sastavi i mogućnosti za rudarske radove

Geosintetski sastavi i opcije za rudarske radove

1 Geomembrana

Projekti gomilnog ispiranja, bazeni za isparavanje, jalovine itd. u rudarskim operacijama često imaju vrlo velika opterećenja i geomembrane se vrlo često koriste. Upotreba geomembrana u projektima ispiranja gomile čini više od 40 posto ukupne proizvodnje geomembrana. Sirovine za geomembrane su polietilen visoke gustoće (HDPE), linearni polietilen niske gustoće (LLDPE geomembrana), polietilen niske gustoće (LDPE geomembrana) \ polivinil klorid (PVC geomembrana), polipropilen (PP geomembrana) i EPDM guma (EPDM geomembrana). Međutim, rudarstvo uglavnom odabire HDPE geomembranu zbog njene visoke kemijske otpornosti i fizičkih svojstava. Debljine veće ili jednake 0,75 mm (30 mil), kao što su Francuska i Njemačka, smatraju polimerne geomembrane od 1 mm (40 mil). Osim karakteristika geomembrane, moraju se uzeti u obzir i druga pitanja dizajna, kao što je učinak velikog naprezanja, vrsta temelja i materijali za postavljanje ispod i iznad geomembrane.

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 ili 0,4 in.) )), štapiće, oštre predmete ili krhotine bilo koje vrste. Ako postoje oštri predmeti, krhotine ili šljunak itd., potrebna je zaštitna netkana tkanina kako bi se spriječilo probijanje geomembrane.

U rudarskoj industriji ne postoje posebni propisi za primjenu barijera, tako da se debljina obloge obično bira na temelju iskustva, očekivanog opterećenja rudače, veličine čestica materijala koji se nalazi na vrhu geomembrane i materijala ispod. Zbog tipične kemijske otpornosti potrebne za geomembrane, HDPE se koristi u većini slučajeva. HDPE se koristi u:

izloženost ultraljubičastom zračenju

Potrebna je visoka kemijska otpornost

Očekivani dugoročni vijek trajanja

Visoka sposobnost pucanja pod naponom je važna (obično važna za HDPE)

Potrebna je dobra otpornost na toplinsku oksidaciju

Zahtijeva visoku otpornost na probijanje

Važna su visoka mehanička svojstva.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 godina), zahtjevi za sustave temeljnih obloga odlagališta obično zahtijevaju maksimalnu deformaciju od 0,25 posto. U primjenama u rudarstvu može doći do kraćeg životnog vijeka, tako da veći otkloni (ali manji od 1,5 posto) mogu biti prihvatljivi. Ključni aspekt u određivanju dugotrajne učinkovitosti također je temperatura tekućine na geomembrani.

2 Obloga od geosintetske gline

Geosintetske glinene obloge i višekomponentne glinene geosintetske barijere pripadaju skupini geosintetskih glinenih barijera definiranih na sljedeći način:

Geosintetička glinena barijera: tvornički sastavljena struktura od geosintetskog materijala, u obliku ploča, u kojoj funkciju barijere obavlja glina.

Geosynthetic Clay Liner (GCL): tvornički sastavljena geosintetička barijera koja se sastoji od gline poduprte geotekstilom koji se drži zajedno bušenjem iglom, šivanjem ili kemijskim ljepilom.

Višekomponentna glinena geosintetička barijera (MGCL): glinena ili geosintetička glinena obloga (GCL) s pričvršćenom barijerom od asfalta, polimera ili metala koja smanjuje hidrauličku vodljivost ili štiti glinenu jezgru, ili oboje.

GBR-C se koristi u rudarskim aplikacijama kao što su postrojenja za ispiranje gomile, bazeni za isparavanje ili bazeni za jalovinu, zadržavanje procesnih otopina, zadržavanje oborinskih voda, bazeni za pročišćavanje otpadnih voda, zatvarači i recikliranje.

Oštri uvjeti okoline izazov su inženjerima koji dizajniraju takve projekte. U nekim primjenama, sustav obloge može zahtijevati kompozitni sustav obloge s geomembranom ili višekomponentnim GCL-om. Zbog prednosti koje GCL-ovi nude, sve se više vide kao alternativa zbijenim glinenim oblogama u rudarskim aplikacijama, au nekim slučajevima MGCL-ovi mogu zamijeniti geomembrane. Neke od prednosti GCL-a su:

Isplativo podmetanje i ugradnja

Lako se postavlja u većini vremenskih uvjeta

Učinkovita barijera, posebno pod visokim normalnim opterećenjima

Međutim, dizajneri bi trebali uzeti u obzir uvjete specifične za lokaciju (materijal tla)

3 Netkani geotekstil

Kao separator, geotekstil se koristi za sprječavanje međusobnog miješanja susjednih slojeva tla ili materijala za punjenje. U primjenama filtracije, netkani geotekstil se koristi za zadržavanje čestica tla dok omogućuje prolazak tekućina kroz filterski medij.

Igličasti (mehanički spojeni) netkani tekstil je robustan geotekstil koji može izdržati teške uvjete ugradnje i izazovna građevinska opterećenja. Njihova jedinstvena fleksibilnost i svojstva istezanja u kombinaciji pružaju visoku otpornost na probijanje bez žrtvovanja performansi filtracije. Kada su pravilno odabrani, iglani netkani tekstil može pružiti izvrsnu dugotrajnu filtraciju i postići visoke kutove trenja na površini.

U primjenama u rudarstvu, geotekstili se široko koriste za zaštitu geomembranskih barijera od probijanja i neprihvatljivih deformacija.

4 Geosintetski drenažni sustav

4 Geosintetski drenažni sustav

Drenaža u podlogama za ispiranje je važna za obnavljanje metala, stabilnost i kontrolu izlijevanja. Bez obzira na odabranu vrstu drenažnog materijala (agregat ili geosintetika), tekući drenažni sloj na dnu hrpine podloge za ispiranje treba ispunjavati sljedeće zahtjeve:

Tekućina bi trebala moći teći u drenažni sloj bez stvaranja glave u podlozi za ispiranje

Dovoljna dugotrajna vodopropusnost u drenažnom sloju sa što manjim gradijentom na sustavu obloge

Izdržljiv sustav za drenažu vijeka trajanja jastučića za ispiranje (kemijska kompatibilnost)

Izdržati tlačna opterećenja (dugoročna i kratkoročna)

Zadovoljava zahtjeve stabilnosti na smicanje

Izbjegavajte oštećivanje sustava obloga

Dok je većina mreža za ispiranje prekrivena agregatom kao drenažnim materijalom (obično preko 0,5 m drobljenog šljunka (10 mm do 50 mm)), geosintetski drenažni slojevi sada se sve više koriste kao alternativa tradicionalnim sustavima drenaže šljunka.

Geosintetski drenažni sustavi definirani su kao: Trodimenzionalni montažni proizvod izrađen od sintetičkih sirovina, koji se sastoji od drenažnog sloja (jezgre), prekrivenog u većini slučajeva s najmanje jednim geotekstilnim filtrom za isporuku tekućine i/ili pare.

Daljnja primjena geosintetskih drenažnih sustava je kao sustav za detekciju procjednih voda između dvije barijere, kao što je između dvije polimerne geosintetske barijere.

Da bi geosintetski drenažni sustav bio ekvivalentan mineralnom drenažnom sloju kao što je sloj za ispiranje hrpe ili da bi ga nadmašio, ispitivanje učinkovitosti mora biti dostatno da pokaže njegovu dugoročnu učinkovitost. Oni bi trebali uključivati ​​performanse filtracije geotekstilnih filtera, dugoročne tlačne performanse geosintetičkih drenažnih sustava pod opterećenjem polja, dugoročne razine (protok/propusnost u ravnini) i druge zahtjeve specifične za mjesto kao što je ponašanje na smicanju na međupovršini ili otpornost na probijanje.

Tijekom procesa ocjenjivanja i odabira, projektant će često birati između mineralnog drenažnog sloja i geosintetskog drenažnog sustava. Inženjeri su bolje upoznati s mineralnim materijalima i nadziru potencijal geosintetičkih drenažnih sustava. Međutim, često se prati koji nedostaci mogu proizaći iz upotrebe mineralnih drenažnih slojeva. Postavljanje ove vrste materijala izravno na geomembranu može uzrokovati stres probijanja i može oštetiti geomembranu tijekom postavljanja. Naprezanje krzna može se pojaviti tijekom utovara jastučića za ispiranje, posebno kada se ne koristi ili se ne koristi dovoljan zaštitni sloj. Postavljanje drenažnih slojeva također je dugotrajno i usporava cjelokupni rudarski rad. S druge strane, geosintetski drenažni sustavi imaju mnoge prednosti. Jednostavna ugradnja, posebno na padinama, dosljedna svojstva materijala, brža ugradnja, otporni na probijanje i drenažni slojevi kombiniraju se za uštedu troškova u mnogim slučajevima.

Druge prednosti korištenja geosintetičkog drenažnog sustava su:

Put protoka velikog volumena za tekućine

Općenito niži troškovi instalacije i materijala, stoga isplativa alternativa materijalima za mineralnu drenažu

Jednostavna i brza montaža zahvaljujući maloj težini

5 Armirana geomreža

U rudarstvu, primjene geomreža uključuju ojačanje i stabilizaciju temelja, pojačanje kosina i potpornih zidova, te pojačanje jalovine jalovine. U situacijama kada je nosivost tla nedovoljna ili su svojstva smicanja preniska za stabilizaciju pod planiranim nagibima padina ili opterećenjima, ojačanje geomreže pomaže premostiti praznine za odgovarajuću stabilnost i sigurnost.

Struktura geomreže treba osigurati krute rupe. To utječe na sposobnost bočnog zadržavanja agregata koji se isprepliću u porama. Što je veća stabilnost veličine pora geomreže, to bolje bočno ograničenje pruža zrnatom materijalu. Interakcija s agregatom jedno je od glavnih načela armiranja geomreže. Zahvaljujući mehanizmu međusobnog zaključavanja, geomreža apsorbira stres iz tla i povećava sigurnost i upotrebljivost.

Kako bi optimalno apsorbirali naprezanje, geomreže moraju osigurati visoku čvrstoću pri malim naprezanjima. Što je veći vlačni modul pri maloj deformaciji, manja je deformacija i konačna deformacija koja se razvija u strukturi. Krajnja vlačna čvrstoća utječe na razinu vlačne čvrstoće koja je dostupna pri malom naprezanju, a povećanje krajnje čvrstoće rezultira istom stopom povećanja pri malom naprezanju.

U strukturama koje koriste geomreže za pružanje odgovarajuće stabilnosti i sigurnosti kako je utvrđeno strukturnom analizom, dugoročna izvedba proizvoda postaje odlučujuća. Različite sirovine i proizvodni procesi utječu na svojstva kao što su puzanje, otpornost na oštećenja instalacije i kemijski/biološki učinci. Ove vrijednosti izravno utječu na dugoročnu konstrukcijsku čvrstoću proizvoda razmatranog u analizi stabilnosti. Proizvodi s istom krajnjom čvrstoćom često se razlikuju u dugoročnoj projektiranoj čvrstoći koju rezultiraju.