Composicions geosintètics i opcions per al treball del minng
Composicions geosintètiques i opcions per al treball miner
1 Geomembrana
Els projectes de lixiviació en pila, estanys d'evaporació, residus, etc. en les explotacions mineres sovint experimenten càrregues molt elevades i les geomembranes s'utilitzen molt habitualment. L'ús de geomembranes en projectes de lixiviació en pila representa més del 40 per cent de tota la producció de geomembranes. Les matèries primeres de la geomembrana són polietilè d'alta densitat (HDPE), polietilè lineal de baixa densitat (geomembrana LLDPE), polietilè de baixa densitat (geomembrana LDPE) \ clorur de polivinil (geomembrana de PVC), polipropilè (geomembrana PP) i cautxú EPDM (geomembrana EPDM). Tanmateix, les operacions mineres trien principalment la geomembrana HDPE a causa de la seva alta resistència química i propietats físiques. Els gruixos superiors o iguals a 0,75 mm (30 mils), com ara França i Alemanya, consideren geomembranes de polímer d'1 mm (40 mils). A més de les característiques de la geomembrana, s'han de tenir en compte altres qüestions de disseny, com ara l'efecte d'una gran tensió, el tipus de fonamentació i els materials de col·locació per sota i per sobre de la geomembrana.
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 o 0,4 polzades) )), pals, objectes punxants o restes de qualsevol tipus. Si hi ha objectes punxants, restes o grava, etc., cal un teixit protector no teixit per evitar que la geomembrana sigui perforada.
A la indústria minera, no hi ha regulacions específiques per a aplicacions de barrera, de manera que el gruix del revestiment es tria normalment en funció de l'experiència, la càrrega de mineral esperada, la mida de partícula del material col·locat a la part superior de la geomembrana i el material que hi ha a sota. A causa de la resistència química típica requerida per a les geomembranes, en la majoria dels casos s'utilitza HDPE. HDPE s'utilitza en:
exposició a la radiació ultraviolada
Es requereix alta resistència química
Vida útil esperada a llarg termini
És important la crackabilitat d'alta tensió (generalment important per a HDPE)
Es requereix una bona resistència a l'oxidació tèrmica
Requereix una alta resistència a la punxada
Les propietats mecàniques elevades són importants.
Due to the expected service life of geomembranes (>>100 anys), els requisits dels sistemes de revestiment de base d'abocador solen requerir una deformació màxima del 0,25 per cent . En aplicacions mineres, es poden produir vides de vida més curtes, de manera que poden ser acceptables deflexions més altes (però menys de l'1,5 per cent). Un aspecte clau per determinar el rendiment a llarg termini és també la temperatura del líquid a la geomembrana.
2 Revestiment d'argila geosintètica
Els revestiments d'argila geosintètica i les barreres geosintètics d'argila multicomponent pertanyen al grup de barreres d'argila geosintètica, definit de la següent manera:
Barrera d'argila geosintètica: Estructura ensamblada en fàbrica d'un material geosintètic, en forma de làmines, en la qual la funció de barrera és realitzada per l'argila.
Geosynthetic Clay Liner (GCL): una barrera geosintètica muntada a la fàbrica que consisteix en argila suportada per un geotèxtil unit mitjançant punxons d'agulla, costures o adhesius químics.
Barrera geosintètica d'argila multicomponent (MGCL): un revestiment d'argila o d'argila geosintètica (GCL) amb una barrera d'asfalt, polímer o metall que redueix la conductivitat hidràulica o protegeix el nucli d'argila, o tots dos.
GBR-C s'utilitza en aplicacions mineres com ara instal·lacions de lixiviació en pila, estanys d'evaporació o estanys de residus, contenció de solucions de procés, contenció d'aigües pluvials, estanys de tractament d'aigües residuals, tancaments i reciclatge.
Les dures condicions ambientals desafien els enginyers que dissenyen aquests projectes. En algunes aplicacions, el sistema de revestiment pot requerir un sistema de revestiment compost amb una geomembrana o GCL multicomponent. A causa dels avantatges que ofereixen els GCL, es veuen cada cop més com una alternativa als revestiments d'argila compactada en aplicacions mineres i, en alguns casos, els MGCL poden substituir les geomembranes. Alguns dels avantatges de GCL són:
Encoixinat i instal·lació rendibles
Fàcil d'instal·lar en la majoria de condicions meteorològiques
Barrera eficaç, especialment sota altes càrregues normals
Tanmateix, els dissenyadors haurien de tenir en compte les condicions específiques del lloc (material del sòl)
3 Geotèxtils no teixits
Com a separador, els geotèxtils s'utilitzen per evitar que les capes de sòl adjacents o els materials d'ompliment es barregin entre si. En aplicacions de filtració, els geotèxtils no teixits s'utilitzen per retenir les partícules del sòl alhora que permeten que els líquids passin a través del medi filtrant.
Els teixits no teixits perforats amb agulla (units mecànicament) són geotèxtils robusts capaços de suportar condicions d'instal·lació dures i càrregues de construcció difícils. Les seves propietats úniques de flexibilitat i allargament es combinen per proporcionar una alta resistència a la punxada sense sacrificar el rendiment de filtració. Quan es seleccionen correctament, els teixits no teixits perforats amb agulla poden proporcionar una filtració excel·lent a llarg termini i aconseguir angles de fricció interfacials elevats.
En aplicacions mineres, els geotèxtils s'utilitzen àmpliament per protegir les barreres de geomembrana de punxades i deformacions inacceptables.
4 Sistema de drenatge geosintètic
4 Sistema de drenatge geosintètic
El drenatge en catifes de lixiviació de pila és important per a la recuperació del metall, l'estabilitat i el control dels vessaments. Independentment del tipus de material de drenatge escollit (agregat o geosintètic), la capa de drenatge líquid a la part inferior del coixinet de lixiviació de pila ha de complir els requisits següents:
El líquid hauria de poder fluir a la capa de drenatge sense crear un cap al coixinet de lixiviació del munt.
Suficient permeabilitat a l'aigua a llarg termini a la capa de drenatge amb un gradient tan baix com sigui possible al sistema de revestiment
Sistema durador per al drenatge de la vida útil del coixinet de lixiviació (compatibilitat química)
Resistir càrregues de compressió (llarg i curt termini)
Compleix els requisits d'estabilitat al cisallament
Eviteu danyar el sistema de revestiment
Tot i que la majoria de catifes de lixiviació estan cobertes d'àrids com a material de drenatge (normalment més de 0,5 m de grava triturada (de 10 a 50 mm)), les capes de drenatge geosintètics s'utilitzen cada cop més com a alternativa als sistemes de drenatge de grava tradicionals Taste.
Els sistemes de drenatge geosintètics es defineixen com: Un producte prefabricat tridimensional fet de matèries primeres sintètiques, constituït per una capa de drenatge (nucli), cobert en la majoria dels casos amb almenys un filtre geotèxtil per al lliurament de líquids i/o vapor.
Una altra aplicació dels sistemes de drenatge geosintètic és com a sistema de detecció de lixiviats entre dos revestiments de barrera, com ara entre dues barreres geosintètics polimèrics.
Perquè un sistema de drenatge geosintètic sigui equivalent a una capa de drenatge mineral, com ara un coixinet de lixiviació de pila o el superi, les proves de rendiment han de ser suficients per demostrar el seu rendiment a llarg termini. Aquests haurien d'incloure el rendiment de filtració dels filtres geotèxtils, el rendiment de compressió a llarg termini dels sistemes de drenatge geosintètics sota càrrega de camp, els nivells a llarg termini (flux/permeabilitat en el pla) i altres requisits específics del lloc, com ara el comportament de cisalla interfacial o la resistència a la perforació.
Durant el procés d'avaluació i selecció, l'enginyer de disseny sovint triarà entre una capa de drenatge mineral i un sistema de drenatge geosintètic. Els enginyers estan més familiaritzats amb els materials minerals i supervisen el potencial dels sistemes de drenatge geosintètics. No obstant això, sovint es controlen quins inconvenients poden derivar de l'ús de capes de drenatge mineral. Col·locar aquest tipus de material directament sobre la geomembrana pot provocar estrès per punxada i pot haver danyat la geomembrana durant la col·locació. L'estrès de la pell pot produir-se durant la càrrega de coixinets de lixiviació de pila, especialment quan no s'utilitza cap capa protectora o és insuficient. La col·locació de les costures de desguàs també requereix molt de temps i alenteix l'operació minera general. D'altra banda, els sistemes de drenatge geosintètics tenen molts avantatges. La facilitat d'instal·lació, especialment en pendents, les propietats consistents del material, la instal·lació més ràpida, les capes de drenatge i resistents a la punxada es combinen per estalviar costos en molts casos.
Altres avantatges d'utilitzar un sistema de drenatge geosintètic són:
Ruta de cabal d'alt volum per a fluids
En general, menors costos d'instal·lació i material, per tant una alternativa rendible als materials de drenatge mineral
Instal·lació fàcil i ràpida a causa del pes lleuger
5 Geomalla reforçada
A la mineria, les aplicacions de geomalla inclouen el reforç i l'estabilització de la base, el reforç de talús i murs de contenció i el reforç de sobrecàrrega de l'estany de residus. En situacions en què la capacitat portant del sòl és insuficient o les propietats de cisalla són massa baixes per estabilitzar-se sota inclinacions o càrregues de pendent planificades, el reforç de la geomalla ajuda a superar els buits per a una estabilitat i seguretat adequades.
L'estructura de la geomalla ha de proporcionar forats rígids. Això afecta la capacitat de confinament lateral dels agregats que s'entrellacen als porus. Com més gran sigui l'estabilitat de la mida dels porus de la geomalla, millor serà la restricció lateral que proporciona el material granular. La interacció amb l'àrid és un dels principis principals del reforç de la geomalla. Gràcies al mecanisme d'enclavament, la geomalla absorbeix l'estrès del sòl i augmenta la seguretat i la facilitat de servei.
Per absorbir l'estrès de manera òptima, les geogrilles han de proporcionar una gran resistència a baixes tensions. Com més gran sigui el mòdul de tracció a baixa tensió, menor serà la deformació i la deformació final desenvolupada a l'estructura. La resistència a la tracció màxima afecta el nivell de resistència a la tracció disponible a una tensió baixa, i un augment de la resistència a la tracció té com a resultat la mateixa taxa d'augment a una tensió baixa.
En estructures que utilitzen geogrilles per proporcionar una estabilitat i seguretat adequades, tal com determina l'anàlisi estructural, el rendiment a llarg termini del producte esdevé decisiu. Les diferents matèries primeres i processos de fabricació afecten propietats com ara el comportament de fluència, la robustesa davant els danys de la instal·lació i els efectes químics/biològics. Aquests valors afecten directament la resistència de disseny a llarg termini del producte considerat en l'anàlisi d'estabilitat. Els productes amb la mateixa força final sovint difereixen en la força de disseny a llarg termini que resulten.
