Геосинтетика (геомембранна геотекстильна GCL георешітка) у гірничих роботах
Геосинтетика в гірничих роботах
У міру того, як масштаб майнінгових компаній поступово розширюється, щоденна швидкість видобутку, масштаби операцій на одній ділянці та витрати, пов’язані з видобутком, збільшуються з кожним роком. Удосконалення технології видобутку підвищило швидкість вилучення рудних тіл. Потрібні масштабні інженерні роботи, щоб зробити шахту ідеально рентабельною та екологічно чистою. Геосинтетика є одним із способів досягнення гірничодобувними компаніями своїх цілей.
Геосинтетичні рішення для різних проектів у гірничодобувній промисловості
1.Кучне вилуговування
Кучне вилуговування стало величезним двигуном зростання світової гірничодобувної промисловості. Понад 35 відсотків усіх проданих сьогодні міді та золота виробляється шляхом купчастого вилуговування. Зараз шляхом купчастого вилуговування отримують латунь, мідь, латерит нікелю, уран і навіть рідкоземельні метали.
Передумовою купального вилуговування є ущільнювальна опора геосинтетики. Геомембрани та геосинтетичні глиняні вкладиші (GCL) використовуються в системних рішеннях як футеровки майданчиків купального вилуговування, вкладиші траншей для збагачувального розчину, технологічні ями, зберігання води на місці, «дощовики» над териконами для відводу дощової води (замість розчинів реакторів розріджувального вилуговування) і управління стічними водами на місці.
Проекти купального вилуговування є одними з найбільших користувачів геомембран, споживаючи приблизно 40 відсотків усіх вироблених геомембран, і ця цифра продовжує зростати. Геомембрани з поліетилену високої щільності (HDPE) забезпечують відмінну хімічну стійкість, стійкість до розтріскування під напругою та стійкість до ультрафіолету. Вони міцні та хімічно сумісні, щоб протистояти агресивним розчинам для вилуговування купи в штабелях і резервуарах розчину. Доступні текстури можуть покращити фрикційні властивості, необхідні для стійкості схилу системи облицювання. Геомембрани є економічно ефективним рішенням для управління водними ресурсами на місці та утримання очисної рідини.
Геомембрани — це не все, що потрібно майнінговому майданчику. Нетканий геотекстиль забезпечує довготривалий міцний захист і стійкість до тертя для геомембран у складних місцевостях і сценаріях з високими шахтними завалами. Крім того, якщо використовується в гірничодобувних роботах, композитне рішення для футеровки (геомембрана з геосинтетичною глиняною підкладкою, GCL) може забезпечити надійну, ефективну довгострокову роботу футеровки для покращення економіки купального вилуговування та екологічних показників.
Підкладка «дощовик» перешкоджає потраплянню дощової води в терикон, тому вагітна рідина не розбавляється. Цей спосіб більш ефективний. Крім того, системи геосинтетичного покриття можуть захистити водні ресурси на місці. Збереження води у віддаленому майнінгу може зменшити витрати, коли вартість води зросла на 300 відсотків за останні вісім років.
У віддалених шахтах вкрай важливо забезпечити рівні дороги. Армування георешітки стабілізує берми, насипи, стінки дробарки та інші ґрунтові конструкції. Гарантія дорожнього навантаження 100 тонн на багато років. Без дорогих провалів дороги шахта може втрачати мільйони доларів на день, якщо дорога провалиться.
Геотекстиль забезпечує поділ шарів частинок, фільтраційну стабільність геотекстилю та захист від інших геосинтетичних матеріалів. У поєднанні ці матеріали можуть покращити відновлення цінних матеріалів, секвеструвати забруднені відходи, тримати майданчики відкритими та зробити закриття ефективнішим і менш дорогим заходом.
2. Управління хвостами
Коли видобуваються цінні родовища руди, руда, що залишилася, є відходами. Як правило, він становить великий відсоток руди, що переробляється в шахтах. Хвости можуть бути забруднені в процесі видобутку або містити компоненти, які є шкідливими для навколишнього середовища, тому їх необхідно ізолювати, щоб запобігти довгостроковій шкоді навколишньому середовищу.
Інженери-проектувальники, які працюють у шахтах, повинні виділяти велику кількість простору для належного контролю хвостів. Всю або більшу частину цієї зони необхідно герметизувати водонепроникним геосинтетичним матеріалом (наприклад, геомембраною) або композитною системою облицювання (наприклад, геомембрана/геосинтетичний глиняний вкладиш). Ці системи ущільнень захищають дно та стінки бачка. Як правило, поверхня хвостосховища покривається геосинтетичною системою після закриття батареї або шахти.
У міру збільшення розмірів шахти інтенсифікувались інженерні роботи, необхідні для належного контролю об’єму хвостів. Таке розширення захисної оболонки зазвичай вимагає не лише систем облицювання, але й систем посилення та ущільнення берм навколо хвостосховища. Більш слабкі чисті земляні берми піддаються ризику насичення, ерозії та руйнування. Крім того, збільшення глибини хвостосховищ потребує більш міцних інженерних конструкцій захисної оболонки. Використовувана геосинтетика має бути довговічною та довговічною в суворих умовах. Наприклад, хвостосховища можуть мати глибину понад 50 м. У цих випадках забруднені, часто мулисті, відходи знаходяться надто глибоко, щоб бути небезпечними для моніторингу систем облицювання та зміцнення. Від цих екологічно чистих систем залежить екологічна безпека ділянки, а обрана геосинтетика повинна бути надійною.
Тут геосинтетичні рішення включають геомембрани HDPE, GCL, композитні системи геомембрана-GCL, нетканий геотекстиль і армування георешітки.
3. Ставок-випарник
Випаровування використовується в різних гірничих роботах для відділення цінних матеріалів від води або розсолу. Наприклад, шляхом випаровування можна добувати різні солі. Збагачений літієм розсіл можна сконцентрувати шляхом випарювання. Зібрані з сонячних басейнів ці матеріали можуть бути перероблені в предмети, які використовуються в різних галузях промисловості, сільському господарстві, харчових продуктах тощо.
Поведінка випаровування в інженерних ставках також може бути ефективним рішенням для ділянок з метою рекультивації або секвестрування забруднень, особливо якщо осад забруднений.
Процеси випаровування зазвичай вимагають значного масштабу, щоб бути більш ефективними та економними.
Геосинтетичні розчини футеровки використовуються для запобігання втраті цінних матеріалів під час просочування. Вони також забезпечують надійний захист навколишнього середовища. Матеріали, видобуті шляхом випаровування, є потенційно агресивними та вимагають захисту навколишнього середовища, особливо концентровані матеріали, отримані в процесі випаровування.
У багатьох випадках корисний розчин закачують у сконструйовані ставки протягом кількох циклів, поки ставок не заповниться достатньо великим урожаєм, щоб економічно виправдати його збір. Система може піддаватися впливу цікавого матеріалу та суворих умов навколишнього середовища протягом тривалого періоду часу (наприклад, років). Таким чином, довгострокова продуктивність і довговічність є критичними для систем облицювання ставків-випарників.
Геосинтетичні рішення у ставках-випарниках зазвичай включають геомембрани з ПНД та геосинтетичні глиняні вкладиші.
4. Закриття шахт
Закриття шахти – це стан, який матиме кожна шахта. Шахта може закритися через кілька місяців або знову відкритися через кілька років у тому самому місці. Використання небезпечних хімічних речовин у гірничодобувній діяльності спричинило серйозне порушення ґрунту, а коли діяльність була припинена, це стало загрозою для навколишнього середовища, і необхідно було відповідально закрити шахту. Одним із найефективніших довгострокових способів покращити безпеку ділянки є встановлення геосинтетичних систем укриття для ізоляції гірничих ділянок.
Геомембрани, геосинтетичні глиняні вкладиші, геотекстиль і геокомпозитні дренажні матеріали використовуються для покриття, інкапсуляції, очищення й ізоляції забруднених ґрунтів. Вони усувають проникнення опадів, запобігають забрудненому стоку, дозволяють засипати чистий ґрунт для підтримки здорового відновлення рослинності тощо.
5. Канали та інші геотехнічні споруди
Шахти є в невеликих містах. Їм потрібні дороги, вода, електроенергія, утилізація відходів, їжа, безпека, житло тощо.
Руда повинна бути переміщена та транспортована за межі майданчика. Доступ дуже важливий для виживання шахти. Матеріальний транспорт не повинен бути пошкоджений. Транспортна машина може перевозити понад 100 тонн. Для добування руди, нафтових пісків, каміння та вугілля дороги повинні бути достатньо міцними, щоб витримувати роки багаторазового проходження.
Армування георешітки та ізоляційний геотекстиль використовуються для перерозподілу напруги всередині дороги, запобігаючи змішуванню дрібних і грубих заповнювачів. Підвищена міцність дороги знижує ризик ерозії дороги та утворення колії у вологому чи сухому середовищі шахт.
Ці ж матеріали для зміцнення, розділення та контролю дренажу використовуються в багатьох інших геотехнічних застосуваннях у гірничій промисловості. Складний рельєф багатьох ділянок вимагає будівництва багатьох вертикальних або майже вертикальних конструкцій, таких як опорні стіни дробарки. Механічно стабілізовані земляні (MSE) стіни, посилені геосинтетичними матеріалами, є загальною та ефективною стратегією. Крім того, під важким обладнанням і кранами розташовані набережні, опори мостів, робочі платформи та багато інших точок, де необхідно укріпити ґрунт, щоб невелике місто функціонувало за проектом.
Гірнича текстурована геомембрана
Геосинтетичний глиняний вкладиш (GCL)
Нетканий геотекстиль
Гірнича геосітка
Геосинтетичні рішення для гірничодобувної промисловості розроблені для тривалої адаптації до різноманітних середовищ із хімічною сумісністю, необхідною для досягнення економічних та екологічних цілей сучасних гірничих робіт. Рішення включають:
Геомембрана з поліетилену (HDPE) як бар'єр
Геосинтетична глина (GCL) як бар'єр
Армована георешітка
Геотекстиль для фільтрації та розділення нетканих матеріалів
Геокомпозитні дренажні/вентиляційні матеріали
