Geosyntetiska kompositioner och alternativ för mingarbetet

Geosyntetiska kompositioner och alternativ för gruvdrift

1 Geomembran

Höglakningsprojekt, indunstningsdammar, avfall etc. i gruvdrift upplever ofta mycket höga belastningar och geomembran är mycket vanligt förekommande. Geomembrananvändning i höglakningsprojekt står för mer än 40 procent av all geomembranproduktion. Geomembranråmaterial är högdensitetspolyeten (HDPE), linjär lågdensitetspolyeten (LLDPE geomembran), lågdensitetspolyeten (LDPE geomembran) \ polyvinylklorid (PVC geomembran), polypropen (PP geomembran) och EPDM gummi (EPDM geomembran). Men gruvverksamheten väljer huvudsakligen HDPE geomembran på grund av dess höga kemiska motståndskraft och fysikaliska egenskaper. Tjocklekar större än eller lika med 0,75 mm (30 mils), såsom Frankrike och Tyskland, överväg 1 mm (40 mils) polymergeomembran. Utöver geomembranets egenskaper måste andra designfrågor beaktas, såsom effekten av hög spänning, typen av fundament och placeringsmaterial under och ovanför geomembranet.

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 tum) )), pinnar, vassa föremål eller skräp av något slag. Om det finns vassa föremål, skräp eller grus etc. krävs ett skyddande fibertyg för att förhindra att geomembranet sticker hål.

Inom gruvindustrin finns det inga specifika regler för barriärapplikationer, så fodertjockleken väljs vanligtvis utifrån erfarenhet, förväntad malmbelastning, partikelstorlek på materialet placerat ovanpå geomembranet och material under. På grund av den typiska kemiska resistens som krävs för geomembran, används HDPE i de flesta fall. HDPE används i:

exponering för ultraviolett strålning

Hög kemikalieresistens krävs

Förväntad långsiktig livslängd

Hög spänningssprickbarhet är viktigt (vanligtvis viktigt för HDPE)

God termisk oxidationsbeständighet krävs

Kräver högt punkteringsmotstånd

Höga mekaniska egenskaper är viktiga.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 år), kräver kraven för deponibasbeklädnadssystem vanligtvis en maximal deformation på 0,25 procent . I gruvtillämpningar kan kortare livslängder förekomma, så högre nedböjningar (men mindre än 1,5 procent) kan vara acceptabelt. En nyckelaspekt för att bestämma långsiktig prestanda är också temperaturen hos vätskan på geomembranet.

2 Geosynthetic Clay Liner

Geosyntetiska lerbarriärer och flerkomponents lera geosyntetiska barriärer tillhör gruppen av geosyntetiska lerbarriärer, definierade enligt följande:

Geosyntetisk lerbarriär: En fabriksmonterad struktur av ett geosyntetiskt material, i form av ark, där barriärfunktionen utförs av lera.

Geosynthetic Clay Liner (GCL): En fabriksmonterad geosyntetisk barriär som består av lera som stöds av en geotextil som hålls samman av nålstansning, sömmar eller kemiska lim.

Multicomponent Clay Geosynthetic Barrier (MGCL): En lera eller geosynthetic clay liner (GCL) med en bifogad asfalt-, polymer- eller metallbarriär som minskar hydraulisk ledningsförmåga eller skyddar lerkärnan, eller båda av.

GBR-C används i gruvtillämpningar såsom höglakningsanläggningar, indunstningsdammar eller avfallsdammar, processlösningsinneslutning, dagvatteninneslutning, avloppsvattenreningsdammar, stängningar och återvinning.

Hårda miljöförhållanden utmanar ingenjörer att utforma sådana projekt. I vissa applikationer kan fodersystemet kräva ett kompositfodersystem med ett geomembran eller flerkomponents GCL. På grund av fördelarna som GCL erbjuder, ses de alltmer som ett alternativ till kompakterade lera liners i gruvapplikationer, och i vissa fall kan MGCL ersätta geomembran. Några av fördelarna med GCL är:

Kostnadseffektiv stoppning och installation

Lätt att installera i de flesta väderförhållanden

Effektiv barriär, speciellt under höga normala belastningar

Emellertid bör designers överväga platsspecifika förhållanden (jordmaterial)

3 Non-woven geotextilier

Som avskiljare används geotextilier för att förhindra att intilliggande jordlager eller fyllnadsmaterial blandas med varandra. I filtreringsapplikationer används ovävda geotextilier för att hålla kvar jordpartiklar samtidigt som vätskor kan passera genom filtermediet.

Nålstansade (mekaniskt bundna) nonwovens är robusta geotextilier som kan motstå tuffa installationsförhållanden och utmanande konstruktionsbelastningar. Deras unika flexibilitet och töjningsegenskaper kombineras för att ge hög punkteringsmotstånd utan att ge avkall på filtreringsprestanda. När de är korrekt valda kan nålstansade nonwovens ge utmärkt långtidsfiltrering och uppnå höga gränsytfriktionsvinklar.

I gruvapplikationer används geotextilier i stor utsträckning för att skydda geomembranbarriärer från punktering och oacceptabel deformation.

4 Geosyntetiskt dräneringssystem

4 Geosyntetiskt dräneringssystem

Dränering i höglakningsmattor är viktigt för metallåtervinning, stabilitet och spillkontroll. Oavsett vilken typ av dräneringsmaterial som väljs (aggregat eller geosyntetiskt), bör vätskedräneringsskiktet i botten av högens urlakningsdyna uppfylla följande krav:

Vätskan ska kunna rinna in i dräneringsskiktet utan att skapa ett huvud i högens lakkudde

Tillräcklig långtidsvattengenomsläpplighet i dräneringsskiktet med så låg gradient som möjligt på fodersystemet

Slitstarkt system för dränering av högens urlakningsdynas livslängd (kemisk kompatibilitet)

Tål tryckbelastningar (långsiktig och kortsiktig)

Uppfyller kraven på skjuvstabilitet

Undvik att skada fodersystemet

Medan de flesta höglakmattor är täckta med stenmaterial som dräneringsmaterial (vanligtvis över 0,5 m krossat grus (10 mm till 50 mm)), används geosyntetiska dräneringslager nu alltmer som ett alternativ till traditionella grusdräneringssystem Smak.

Geosyntetiska dräneringssystem definieras som: En tredimensionell prefabricerad produkt tillverkad av syntetiska råvaror, bestående av ett dräneringsskikt (kärna), täckt i de flesta fall med minst ett geotextilfilter för vätska och/eller ånga.

En ytterligare tillämpning av geosyntetiska dräneringssystem är som ett lakvattendetekteringssystem mellan två barriärliners, såsom mellan två polymera geosyntetiska barriärer.

För att ett geosyntetiskt dräneringssystem ska vara likvärdigt med ett mineraldräneringslager såsom en höglakningsdyna eller för att överträffa det, måste prestandatestning vara tillräcklig för att visa dess långsiktiga prestanda. Dessa bör inkludera filtreringsprestanda för geotextilfilter, långtidskompressionsprestanda för geosyntetiska dräneringssystem under fältbelastning, långtidsnivåer (flöde/permeabilitet i planet) och andra platsspecifika krav som gränssnittsskjuvningsbeteende eller punkteringsmotstånd.

Under utvärderings- och urvalsprocessen kommer konstruktören ofta att välja mellan ett mineraldräneringsskikt och ett geosyntetiskt dräneringssystem. Ingenjörer är mer bekanta med mineralmaterial och övervakar potentialen hos geosyntetiska dräneringssystem. Däremot övervakas ofta vilka nackdelar som kan uppstå vid användning av mineraliska dräneringsskikt. Att placera denna typ av material direkt på geomembranet kan orsaka punkteringsspänning och kan ha skadat geomembranet under placeringen. Pälspåfrestning kan uppstå under laddningen av höglakningsdynor, speciellt när inget eller otillräckligt skyddsskikt används. Placeringen av dräneringsfogarna är också tidskrävande och saktar ner den totala gruvdriften. Å andra sidan har geosyntetiska dräneringssystem många fördelar. Enkel installation, speciellt i sluttningar, konsekventa materialegenskaper, snabbare installation, punkteringsbeständiga och dränerande lager sparar i många fall kostnader.

Andra fördelar med att använda ett geosyntetiskt dräneringssystem är:

Högvolymflödesväg för vätskor

Generellt lägre installations- och materialkostnader, därmed ett kostnadseffektivt alternativ till mineralavloppsmaterial

Enkel och snabb installation tack vare låg vikt

5 Förstärkt geonät

Inom gruvdrift inkluderar geonättillämpningar basförstärkning och stabilisering, förstärkning av lutningar och stödmurar och förstärkning av avfallsdammar. I situationer där markens bärförmåga är otillräcklig eller skjuvegenskaperna är för låga för att stabiliseras under planerade sluttningslutningar eller belastningar, hjälper geonätförstärkning till att överbrygga luckor för adekvat stabilitet och säkerhet.

Geonätstrukturen bör ge styva hål. Detta påverkar den laterala inneslutningsförmågan hos aggregat som låser sig i porerna. Ju större porstorleksstabilitet hos geonätet, desto bättre lateral begränsning ger det det granulära materialet. Samspelet med ballast är en av huvudprinciperna för geonätförstärkning. Tack vare förreglingsmekanismen absorberar geonätet stress från marken och ökar säkerheten och användbarheten.

För att absorbera stress optimalt behöver geonät ge hög hållfasthet vid låga töjningar. Ju större dragmodulen är vid låg töjning, desto lägre töjning och slutlig deformation utvecklas i strukturen. Slutlig draghållfasthet påverkar nivån av draghållfasthet som är tillgänglig vid låg töjning, och en ökning av draghållfasthet resulterar i samma ökningshastighet vid låg töjning.

I strukturer som använder geonät för att ge adekvat stabilitet och säkerhet enligt strukturanalys, blir produktens långsiktiga prestanda avgörande. Olika råvaror och tillverkningsprocesser påverkar egenskaper som krypbeteende, robusthet mot installationsskador och kemiska/biologiska effekter. Dessa värden påverkar direkt den långsiktiga designstyrkan hos produkten som beaktas i stabilitetsanalysen. Produkter med samma slutliga styrka skiljer sig ofta åt i den långsiktiga designstyrkan de resulterar i.