Các thành phần địa tổng hợp và các tùy chọn cho hoạt động minng
Các thành phần địa tổng hợp và các tùy chọn để khai thác hoạt động
1 màng địa
Các dự án rửa trôi chất đống, ao bốc hơi, chất thải, vv trong hoạt động khai thác thường chịu tải trọng rất cao và geomembranes được sử dụng rất phổ biến. Việc sử dụng geomembrane trong các dự án rửa trôi đống chiếm hơn 4 0 phần trăm tổng sản lượng geomembrane. Nguyên liệu thô của màng địa là polyetylen mật độ cao (HDPE), polyetylen mật độ thấp tuyến tính (màng địa LLDPE), polyetylen mật độ thấp (màng địa LDPE) \ polyvinyl clorua (màng địa PVC), polypropylen (màng địa PP) và Cao su EPDM (màng địa EPDM). Tuy nhiên, các hoạt động khai thác chủ yếu chọn loại màng địa HDPE do tính chất vật lý và hóa học cao. Các độ dày lớn hơn hoặc bằng 0,75 mm (30 mils), chẳng hạn như Pháp và Đức, hãy xem xét các geomembranes polyme 1 mm (40 mils). Ngoài các đặc điểm của màng địa chất, các vấn đề thiết kế khác phải được xem xét, chẳng hạn như ảnh hưởng của ứng suất cao, loại móng và vật liệu bố trí bên dưới và bên trên màng địa chất.
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 (>1 0 mm hoặc 0,4 inch))), gậy, vật sắc nhọn hoặc bất kỳ loại mảnh vụn nào. Nếu có vật sắc nhọn, mảnh vỡ hoặc sỏi, v.v., cần phải có vải không dệt bảo vệ để tránh xuyên thủng màng địa chất.
Trong ngành công nghiệp khai thác, không có quy định cụ thể cho các ứng dụng rào chắn, vì vậy độ dày lớp lót thường được lựa chọn dựa trên kinh nghiệm, tải trọng quặng dự kiến, kích thước hạt của vật liệu đặt trên màng địa chất và vật liệu bên dưới. Do khả năng kháng hóa chất điển hình cần thiết cho geomembranes, HDPE được sử dụng trong hầu hết các trường hợp. HDPE được sử dụng trong:
tiếp xúc với bức xạ tia cực tím
Yêu cầu kháng hóa chất cao
Thời gian sử dụng hữu ích lâu dài được mong đợi
Khả năng nứt do ứng suất cao là rất quan trọng (thường là quan trọng đối với HDPE)
Cần có khả năng chống oxy hóa nhiệt tốt
Yêu cầu khả năng chống đâm thủng cao
Tính chất cơ học cao là quan trọng.
Due to the expected service life of geomembranes (>>1 0 0 năm), các yêu cầu đối với hệ thống lớp lót nền của bãi chôn lấp thường yêu cầu độ biến dạng tối đa là 0,25 phần trăm. Trong các ứng dụng khai thác, thời gian tồn tại ngắn hơn có thể xảy ra, vì vậy độ lệch cao hơn (nhưng ít hơn 1,5 phần trăm) có thể được chấp nhận. Một khía cạnh quan trọng trong việc xác định hiệu suất lâu dài cũng là nhiệt độ của chất lỏng trên màng địa chất.
2 Lớp lót đất sét tổng hợp
Lớp lót đất sét địa tổng hợp và hàng rào địa tổng hợp đất sét đa thành phần thuộc nhóm hàng rào đất sét địa tổng hợp, được xác định như sau:
Rào chắn đất sét địa tổng hợp: Một cấu trúc được lắp ráp tại nhà máy của vật liệu địa tổng hợp, ở dạng tấm, trong đó chức năng rào cản được thực hiện bởi đất sét.
Geosynthetic Clay Liner (GCL): Một rào cản địa tổng hợp do nhà máy lắp ráp bao gồm đất sét được hỗ trợ bởi vải địa kỹ thuật được giữ với nhau bằng cách đục lỗ kim, khâu hoặc chất kết dính hóa học.
Rào cản địa tổng hợp đất sét đa thành phần (MGCL): Một lớp lót đất sét hoặc đất sét tổng hợp (GCL) với một lớp nhựa đường, polyme hoặc rào cản kim loại kèm theo để giảm độ dẫn thủy lực hoặc bảo vệ lõi đất sét, hoặc cả hai.
GBR-C được sử dụng trong các ứng dụng khai thác mỏ như các cơ sở xử lý nước thải đống, ao bốc hơi hoặc ao lắng, ngăn chứa dung dịch xử lý, ngăn chứa nước mưa, ao xử lý nước thải, đóng cửa và tái chế.
Điều kiện môi trường khắc nghiệt thách thức các kỹ sư thiết kế các dự án như vậy. Trong một số ứng dụng, hệ thống lớp lót có thể yêu cầu hệ thống lớp lót tổng hợp với màng địa chất hoặc GCL đa thành phần. Do những lợi ích mà GCL mang lại, chúng ngày càng được coi là một giải pháp thay thế cho lớp lót bằng đất sét nén trong các ứng dụng khai thác và trong một số trường hợp, MGCL có thể thay thế geomembranes. Một số lợi ích của GCL là:
Đệm và lắp đặt tiết kiệm chi phí
Dễ dàng cài đặt trong hầu hết các điều kiện thời tiết
Rào cản hiệu quả, đặc biệt là dưới tải trọng bình thường cao
Tuy nhiên, các nhà thiết kế nên xem xét các điều kiện cụ thể của địa điểm (vật liệu đất)
3 Vải địa kỹ thuật không dệt
Như một vật ngăn cách, vải địa kỹ thuật được sử dụng để ngăn các lớp đất liền kề hoặc vật liệu lấp đầy trộn lẫn với nhau. Trong các ứng dụng lọc, vải địa kỹ thuật không dệt được sử dụng để giữ lại các hạt đất trong khi cho phép chất lỏng đi qua phương tiện lọc.
Sản phẩm không dệt được đục lỗ bằng kim (liên kết cơ học) là loại vải địa kỹ thuật mạnh mẽ có khả năng chịu được các điều kiện lắp đặt khắc nghiệt và tải trọng xây dựng đầy thách thức. Tính linh hoạt và độ giãn dài độc đáo của chúng kết hợp để cung cấp khả năng chống đâm thủng cao mà không làm giảm hiệu suất lọc. Khi được lựa chọn đúng cách, sản phẩm không dệt được đục lỗ bằng kim có thể cung cấp khả năng lọc lâu dài tuyệt vời và đạt được góc ma sát bề mặt cao.
Trong các ứng dụng khai thác mỏ, vải địa kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để bảo vệ các rào cản màng địa khỏi bị thủng và biến dạng không thể chấp nhận được.
4 Hệ thống thoát nước địa tổng hợp
4 Hệ thống thoát nước địa tổng hợp
Hệ thống thoát nước trong thảm rò rỉ đống rất quan trọng để thu hồi kim loại, ổn định và kiểm soát tràn. Bất kể loại vật liệu thoát nước được chọn (cốt liệu hay địa tổng hợp), lớp thoát nước lỏng ở dưới cùng của đệm lót đống phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Chất lỏng phải có thể chảy vào lớp thoát nước mà không tạo ra đầu trong đệm lót đống
Độ thấm nước lâu dài đủ trong lớp thoát nước với độ dốc càng thấp càng tốt trên hệ thống lớp lót
Hệ thống bền để thoát nước của tuổi thọ đệm lót đống (tương thích hóa học)
Chịu được tải trọng nén (dài hạn và ngắn hạn)
Đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định khi cắt
Tránh làm hỏng hệ thống lót
Trong khi hầu hết các thảm rỉ rác được phủ bằng cốt liệu làm vật liệu thoát nước (thường trên 0. 5m sỏi nghiền (10mm đến 50mm)), các lớp thoát nước địa tổng hợp ngày càng được sử dụng thay thế cho hệ thống thoát nước bằng sỏi truyền thống.
Hệ thống thoát nước địa tổng hợp được định nghĩa là: Một sản phẩm đúc sẵn ba chiều được làm bằng vật liệu thô tổng hợp, bao gồm một lớp (lõi) thoát nước, được bao phủ trong hầu hết các trường hợp với ít nhất một bộ lọc vải địa kỹ thuật để phân phối chất lỏng và / hoặc hơi nước.
Một ứng dụng khác của hệ thống thoát nước địa tổng hợp là như một hệ thống phát hiện nước rỉ rác giữa hai lớp lót, chẳng hạn như giữa hai hàng rào địa tổng hợp polyme.
Để hệ thống thoát nước địa tổng hợp tương đương với lớp thoát nước khoáng như tấm đệm lót đống hoặc vượt qua nó, thử nghiệm hiệu suất phải đủ để chứng minh hiệu suất lâu dài của nó. Chúng phải bao gồm hiệu suất lọc của bộ lọc vải địa kỹ thuật, hiệu suất nén dài hạn của hệ thống thoát nước địa tổng hợp dưới tải trọng tại hiện trường, mức độ dài hạn (dòng chảy / thấm trong mặt phẳng) và các yêu cầu cụ thể khác của địa điểm như hành vi cắt bề mặt hoặc khả năng chống đâm thủng.
Trong quá trình đánh giá và lựa chọn, kỹ sư thiết kế thường sẽ lựa chọn giữa lớp thoát nước khoáng và hệ thống thoát nước địa tổng hợp. Các kỹ sư quen thuộc hơn với các vật liệu khoáng và giám sát tiềm năng của hệ thống thoát nước địa tổng hợp. Tuy nhiên, những bất lợi nào có thể phát sinh từ việc sử dụng các lớp thoát nước khoáng thường được theo dõi. Đặt loại vật liệu này trực tiếp lên màng địa chất có thể gây ra ứng suất đâm thủng và có thể làm hỏng màng địa chất trong quá trình lắp đặt. Căng thẳng lông thú có thể xảy ra trong quá trình tải các tấm đệm lót, đặc biệt là khi không sử dụng hoặc sử dụng không đủ lớp bảo vệ. Việc đặt các đường nối cống cũng tốn nhiều thời gian và làm chậm hoạt động khai thác chung. Mặt khác, hệ thống thoát nước địa tổng hợp có nhiều ưu điểm. Dễ dàng lắp đặt, đặc biệt là trên các mái dốc, đặc tính vật liệu phù hợp, lắp đặt nhanh hơn, các lớp chống thủng và thoát nước kết hợp để tiết kiệm chi phí trong nhiều trường hợp.
Các lợi ích khác của việc sử dụng hệ thống thoát nước địa tổng hợp là:
Đường dẫn dòng khối lượng lớn cho chất lỏng
Nói chung chi phí lắp đặt và vật liệu thấp hơn, do đó là một giải pháp thay thế hiệu quả về chi phí cho các vật liệu thoát nước khoáng
Cài đặt dễ dàng và nhanh chóng do trọng lượng nhẹ
5 Lưới địa lý được củng cố
Trong khai thác mỏ, các ứng dụng geogrid bao gồm gia cố và ổn định nền, gia cố mái dốc và tường chắn, và gia cố quá tải ao thải. Trong các tình huống mà khả năng chịu lực của đất không đủ hoặc tính chất cắt quá thấp để ổn định dưới độ nghiêng hoặc tải trọng của mái dốc dự kiến, gia cố lưới địa giúp các khoảng trống của cầu có đủ độ ổn định và an toàn.
Cấu trúc lưới địa lý nên cung cấp các lỗ cứng. Điều này ảnh hưởng đến khả năng liên kết bên của các khối kết dính với nhau trong các lỗ rỗng. Độ ổn định kích thước lỗ của lưới địa càng lớn thì khả năng hạn chế bên tốt hơn mà nó cung cấp cho vật liệu dạng hạt. Sự tương tác với cốt liệu là một trong những nguyên tắc chính của việc gia cố lưới địa lý. Nhờ cơ chế lồng vào nhau, lưới địa hấp thụ ứng suất từ đất và tăng tính an toàn và khả năng sử dụng.
Để hấp thụ căng thẳng một cách tối ưu, geogrids cần cung cấp sức mạnh cao ở các chủng thấp. Mô đun kéo càng lớn ở biến dạng thấp thì biến dạng và biến dạng cuối cùng phát triển trong kết cấu càng thấp. Độ bền kéo cuối cùng ảnh hưởng đến mức độ bền kéo có sẵn ở độ căng thấp và sự gia tăng độ bền cuối cùng dẫn đến tốc độ tăng tương tự ở độ căng thấp.
Trong các cấu trúc sử dụng geogrids để cung cấp sự ổn định và an toàn đầy đủ như được xác định bằng phân tích cấu trúc, hiệu suất lâu dài của sản phẩm trở nên quyết định. Các nguyên liệu thô và quy trình sản xuất khác nhau ảnh hưởng đến các đặc tính như hành vi rão, độ chắc chắn đối với hư hỏng khi lắp đặt và các tác động hóa học / sinh học. Các giá trị này ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền thiết kế lâu dài của sản phẩm được xem xét trong phân tích độ ổn định. Các sản phẩm có cùng độ bền cuối cùng thường khác nhau về độ bền thiết kế lâu dài mà chúng mang lại.
