Geosyntetiske kompositioner og muligheder for minearbejdet

Geosyntetiske sammensætninger og muligheder for minedrift

1 Geomembran

Dybeudvaskningsprojekter, fordampningsdamme, tailings osv. i minedrift oplever ofte meget høje belastninger, og geomembraner er meget almindeligt anvendte. Geomembranbrug i heap-udvaskningsprojekter tegner sig for mere end 40 procent af al geomembranproduktion. Geomembranråmaterialer er højdensitetspolyethylen (HDPE), lineær lavdensitetspolyethylen (LLDPE geomembran), lavdensitetspolyethylen (LDPE geomembran) \ polyvinylchlorid (PVC geomembran), polypropylen (PP geomembran) og EPDM gummi (EPDM geomembran). Imidlertid vælger minedrift hovedsageligt HDPE geomembran på grund af dens høje kemiske resistens og fysiske egenskaber. Tykkelser større end eller lig med 0,75 mm (30 mils), såsom Frankrig og Tyskland, skal du overveje 1 mm (40 mils) polymergeomembraner. Ud over geomembranens egenskaber skal andre designspørgsmål tages i betragtning, såsom effekten af ​​høj spænding, typen af ​​fundament og placeringsmaterialer under og over geomembranen.

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 eller 0,4 in.) )), pinde, skarpe genstande eller affald af enhver art. Hvis der er skarpe genstande, snavs eller grus osv., kræves der et beskyttende fiberdug for at forhindre geomembranen i at blive gennemboret.

I mineindustrien er der ingen specifikke regler for barriereanvendelser, så foringstykkelsen vælges normalt ud fra erfaring, forventet malmbelastning, partikelstørrelse af materialet placeret oven på geomembranen og materiale nedenunder. På grund af den typiske kemiske resistens, der kræves for geomembraner, anvendes HDPE i de fleste tilfælde. HDPE bruges i:

udsættelse for ultraviolet stråling

Høj kemikalieresistens påkrævet

Forventet langsigtet brugstid

Højspændingsrevnelighed er vigtig (normalt vigtig for HDPE)

God termisk oxidationsmodstand er påkrævet

Kræver høj punkteringsmodstand

Høje mekaniske egenskaber er vigtige.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 år), kræver kravene til bundbeklædningssystemer til lossepladser typisk en maksimal deformation på 0,25 procent. I minedrift kan der forekomme kortere levetider, så højere afbøjninger (men mindre end 1,5 procent) kan være acceptabelt. Et nøgleaspekt ved bestemmelse af langsigtet ydeevne er også væskens temperatur på geomembranen.

2 Geosyntetisk Clay Liner

Geosyntetiske lerbeklædninger og multikomponent lergeosyntetiske barrierer tilhører gruppen af ​​geosyntetiske lerbarrierer, defineret som følger:

Geosyntetisk lerbarriere: En fabriksmonteret struktur af et geosyntetisk materiale, i form af plader, hvor barrierefunktionen udføres af ler.

Geosynthetic Clay Liner (GCL): En fabriksmonteret geosyntetisk barriere bestående af ler understøttet af et geotekstil, der holdes sammen af ​​nålestansning, syning eller kemiske klæbemidler.

Multicomponent Clay Geosynthetic Barrier (MGCL): En ler- eller geosyntetisk lerforing (GCL) med en vedhæftet asfalt-, polymer- eller metalbarriere, der reducerer den hydrauliske ledningsevne eller beskytter lerkernen, eller begge dele.

GBR-C bruges i minedriftsapplikationer såsom bunkeudvaskningsanlæg, fordampningsdamme eller tailingsdamme, indeslutning af procesopløsninger, indeslutning af regnvand, spildevandsbehandlingsdamme, lukninger og genbrug.

Barske miljøforhold udfordrer ingeniører til at designe sådanne projekter. I nogle applikationer kan foringssystemet kræve et kompositforingssystem med en geomembran eller multikomponent GCL. På grund af de fordele, som GCL'er tilbyder, ses de i stigende grad som et alternativ til komprimerede lerforinger i minedrift, og i nogle tilfælde kan MGCL'er erstatte geomembraner. Nogle af fordelene ved GCL er:

Omkostningseffektiv polstring og installation

Nem at installere under de fleste vejrforhold

Effektiv barriere, især under høje normale belastninger

Designere bør dog overveje stedspecifikke forhold (jordmateriale)

3 Ikke-vævede geotekstiler

Som separator bruges geotekstiler til at forhindre tilstødende jordlag eller fyldmaterialer i at blande sig med hinanden. I filtreringsapplikationer bruges nonwoven geotekstiler til at tilbageholde jordpartikler, mens væsker tillader at passere gennem filtermediet.

Nålestansede (mekanisk limede) nonwovens er robuste geotekstiler, der er i stand til at modstå barske installationsforhold og udfordrende konstruktionsbelastninger. Deres unikke fleksibilitet og forlængelsesegenskaber kombineres for at give høj punkteringsmodstand uden at ofre filtreringsydelsen. Når det er valgt korrekt, kan nålestansede nonwovens give fremragende langtidsfiltrering og opnå høje grænsefladefriktionsvinkler.

I minedrift anvendes geotekstiler i vid udstrækning til at beskytte geomembranbarrierer mod punktering og uacceptabel deformation.

4 Geosyntetisk drænsystem

4 Geosyntetisk drænsystem

Dræning i dyngeudvaskningsmåtter er vigtig for metalgenvinding, stabilitet og spildkontrol. Uanset hvilken type drænmateriale, der vælges (tilslag eller geosyntetisk), skal det flydende drænlag i bunden af ​​heap-udvaskningspuden opfylde følgende krav:

Væsken skal kunne strømme ind i drænlaget uden at skabe et hoved i heap-udvaskningspuden

Tilstrækkelig langsigtet vandgennemtrængelighed i drænlaget med så lav gradient som muligt på foringssystemet

Holdbart system til dræning af heap-udvaskningspudens levetid (kemisk kompatibilitet)

Modstå trykbelastninger (lang og kort sigt)

Opfylder krav til forskydningsstabilitet

Undgå at beskadige foringssystemet

Mens de fleste dyngeudvaskningsmåtter er dækket af tilslag som drænmateriale (normalt over 0,5 m knust grus (10 mm til 50 mm)), bruges geosyntetiske drænlag nu i stigende grad som et alternativ til traditionelle grusdræningssystemer Smag.

Geosyntetiske drænsystemer er defineret som: Et tredimensionelt præfabrikeret produkt fremstillet af syntetiske råmaterialer, bestående af et drænlag (kerne), dækket i de fleste tilfælde med mindst ét ​​geotekstilfilter til væske- og/eller damplevering.

En yderligere anvendelse af geosyntetiske drænsystemer er som et perkolatdetektionssystem mellem to barriereforinger, såsom mellem to polymere geosyntetiske barrierer.

For at et geosyntetisk dræningssystem skal være ækvivalent med et mineralsk drænlag, såsom en bunkeudvaskningspude, eller for at overgå det, skal ydeevnetestning være tilstrækkelig til at demonstrere dets langsigtede ydeevne. Disse bør omfatte filtreringsydelse for geotekstilfiltre, langsigtet kompressionsydelse af geosyntetiske drænsystemer under feltbelastning, langsigtede niveauer (i-plan flow/permeabilitet) og andre stedspecifikke krav såsom grænsefladeforskydningsopførsel eller punkteringsmodstand.

Under evaluerings- og udvælgelsesprocessen vil konstruktøren ofte vælge mellem et mineralsk drænlag og et geosyntetisk drænsystem. Ingeniører er mere fortrolige med mineralske materialer og overvåger potentialet i geosyntetiske drænsystemer. Hvilke ulemper der kan opstå ved brugen af ​​mineralske drænlag overvåges dog ofte. Placering af denne type materiale direkte på geomembranen kan forårsage punkteringsspænding og kan have beskadiget geomembranen under placeringen. Pelsspænding kan forekomme under påfyldning af bunkeudvaskningspuder, især når der ikke bruges noget eller utilstrækkeligt beskyttende lag. Placeringen af ​​drænsømmene er også tidskrævende og bremser den samlede minedrift. På den anden side har geosyntetiske drænsystemer mange fordele. Nem installation, især på skråninger, ensartede materialeegenskaber, hurtigere installation, punkteringsbestandige og drænende lag tilsammen sparer omkostninger i mange tilfælde.

Andre fordele ved at bruge et geosyntetisk drænsystem er:

Højvolumenstrømningsvej for væsker

Generelt lavere installations- og materialeomkostninger, og dermed et omkostningseffektivt alternativ til mineralske drænmaterialer

Nem og hurtig installation på grund af lav vægt

5 Forstærket geonet

Inden for minedrift omfatter geonet-anvendelser basisforstærkning og stabilisering, forstærkning af hældninger og støttemur og forstærkning af tailingsdam-overbelægning. I situationer, hvor jordens bæreevne er utilstrækkelig, eller forskydningsegenskaberne er for lave til at stabilisere sig under planlagte hældninger eller belastninger, hjælper geonetforstærkning med at bygge bro mellem huller for tilstrækkelig stabilitet og sikkerhed.

Geonettstrukturen skal give stive huller. Dette påvirker den laterale indeslutningsevne af aggregater, der låser sammen i porerne. Jo større porestørrelsesstabiliteten af ​​geonettet er, jo bedre sideværts begrænsning giver det det granulære materiale. Samspillet med tilslag er et af hovedprincipperne for geonetforstærkning. Takket være sammenlåsningsmekanismen absorberer geonettet stress fra jorden og øger sikkerheden og servicevenligheden.

For at absorbere stress optimalt skal geonet give høj styrke ved lave belastninger. Jo større trækmodulet er ved lav belastning, jo lavere er tøjningen og den ultimative deformation udviklet i strukturen. Ultimativ trækstyrke påvirker niveauet af tilgængelig trækstyrke ved lav belastning, og en stigning i brudstyrke resulterer i samme stigningshastighed ved lav belastning.

I strukturer, der anvender geonet til at give tilstrækkelig stabilitet og sikkerhed som bestemt ved strukturel analyse, bliver produktets langsigtede ydeevne afgørende. Forskellige råmaterialer og fremstillingsprocesser påvirker egenskaber som krybeadfærd, robusthed over for installationsskader og kemiske/biologiske effekter. Disse værdier påvirker direkte den langsigtede designstyrke af det produkt, der tages i betragtning i stabilitetsanalysen. Produkter med samme ultimative styrke adskiller sig ofte i den langsigtede designstyrke, de resulterer i.