Geosynthetics (Geomembrane geotextile GCL geogrid) בעבודות כרייה

גיאוסינתזה בעבודות כרייה

ככל שהיקף חברות הכרייה מתרחב בהדרגה, קצב הכרייה היומי, היקף הפעילות באתר בודד והעלויות הכרוכות בכרייה עולים משנה לשנה. ההתקדמות בטכנולוגיית המיצוי שיפרה את קצב ההחלמה של גופי עפרות. נדרשת הנדסה מקיפה כדי להפוך את המכרה לחסכוני לחלוטין וידידותי לסביבה. גיאוסינתזה היא אחת הדרכים שבהן חברות כרייה משיגות את מטרותיהן.

פתרונות גיאוסינתטיים לפרויקטים שונים בתעשיית הכרייה

1.שטיפת ערימה

שטיפת ערמות הפכה למניע עצום לצמיחה בתעשיית הכרייה העולמית. יותר מ-35 אחוז מכל אספקת נחושת וזהב שנמכרת כיום מופקת על ידי שטיפת ערימה. כעת מיוצרים פליז, נחושת עפרות, לטריט ניקל, אורניום ואפילו אדמה נדירה על ידי שטיפת ערימה.

הנחת היסוד של שטיפת ערמות היא תמיכת האיטום של הגיאו-סינתטיים. גיאוממברנות וגיאו-סינטטי חימר (GCL) משמשים בפתרונות מערכת כציפויי רפידות לשטיפה, ציפיות תעלות תעלות העשרה, בורות תהליך, אגירת מים באתר, "מעילי גשם" מעל ערימות עפרות לניקוז מי גשמים (ולא פתרונות שטיפת כור בדילול) וניהול שפכים במקום.

פרויקטים של שטיפת ערמות הם אחד המשתמשים הגדולים ביותר של גיאוממברנות, וצורכים כ-40 אחוזים מכלל הגאוממברנות המיוצרות, והנתון הזה ממשיך לעלות. גיאוממברנות פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) מציעות עמידות כימית מעולה, עמידות בפני סדקי מתח ועמידות בפני UV. הם עמידים ותואמים כימית כדי לעמוד בפתרונות שטיפת ערימות כרייה אגרסיביות בערימות ובמיכלי תמיסה. המרקמים הזמינים יכולים לשפר את תכונות החיכוך הנדרשות ליציבות השיפוע של מערכת הבטנה. גיאוממברנות הן פתרון חסכוני לניהול מים באתר והכלת נוזלי טיפול.

גיאוממברנות הן לא כל מה שאתר כרייה צריך. גיאוטקסטילים לא ארוגים מספקים הגנה חזקה ויציבות חיכוך לטווח ארוך עבור גיאוממברנות בשטח קשה ובתרחישים של ערימות מוקשים גבוהות. בנוסף, אם נעשה בו שימוש בפעולות כרייה, פתרון ריפוד מרוכב (Geomembrane with Geosynthetic Clay Liner, GCL) יכול לספק ביצועי ריפוד אמינים, יעילים לטווח ארוך לשיפור הכלכלה של שטיפת ערמות וביצועים סביבתיים.

בטנת "מעיל הגשם" מונעת ממי גשמים להיכנס לערימת העפרות, ולכן נוזל ההריון אינו מדולל. שיטה זו יעילה יותר. בנוסף, מערכות ריפוד גיאו-סינטטי יכולות להגן על משאבי המים באתר. חיסכון במים בכרייה מרוחקת יכול להפחית את ההוצאות, שם עלות המים עלתה ב-300 אחוז במהלך שמונה השנים האחרונות.

במכרות מרוחקים, חשוב להבטיח כבישים חלקים. חיזוק גיאוגריד מייצב גרגרים, סוללות, קירות מגרסה ומבני אדמה אחרים. להבטיח עומס כביש של 100 טון לשנים רבות. ללא תקלות כביש יקרות, מכרה עלול להפסיד מיליוני דולרים ביום אם הכביש ייכשל.

גיאוטקסטיל מספק הפרדה של שכבות חלקיקים, יציבות סינון בגיאוטקסטיל והגנה מפני חומרים גיאו-סינתטיים אחרים. יחד, חומרים אלה יכולים לשפר את השחזור של חומרים יקרי ערך, לסחוט פסולת מזוהמת, לשמור על אתרים פתוחים ולהפוך את הסגרים למאמץ יעיל יותר וזול יותר.

2.ניהול זנבות

כאשר מכרים מרבצים יקרי ערך של עפרות, העפרה הנותרת היא פסולת. בדרך כלל, הוא מהווה אחוז גדול מהעפרות המעובדות במכרות. זנבות עלולים להיות מזוהמים בתהליך המיצוי או להכיל רכיבים המזיקים לסביבה, ולכן יש לבודד אותם כדי למנוע פגיעה ארוכת טווח בסביבה.

מהנדסי תכנון העובדים במכרות חייבים להקצות כמות גדולה של שטח כדי לשלוט כראוי על זנב. יש לאטום את כל השטח הזה או את רובו בחומר גיאו-סינטטי אטום למים (למשל גיאוממברנה) או מערכת ריפוד מרוכבת (למשל גיאוממברנה/חימר גיאוסינתטי). מערכות איטום אלו מגנות על תחתית ודפנות הבור. בדרך כלל, פני השטח של הזנבות יכוסו על ידי מערכת גיאו-סינתטית לאחר כיבוי הסוללה או המכרה.

ככל שהמכרה גדל בגודלו, התגברה ההנדסה הנדרשת לשליטה נכונה בנפח הזנב. הרחבת הבלימה הזו דורשת בדרך כלל לא רק מערכות ריפוד, אלא גם מערכות חיזוק ואיטום לרחפנים סביב בריכת הזנב. כדורי אדמה טהורים חלשים יותר נמצאים בסיכון לרוויה, שחיקה וכישלון. בנוסף, העומק המוגבר של בריכות אחסון זנב דורש תכנונים הנדסיים חזקים יותר. החומרים הגיאו-סינתטיים המשמשים חייבים להיות עמידים ומוכחים לטווח ארוך בסביבות קשות. לדוגמה, בריכות זנב עשויות להיות בעומק של יותר מ-50 מ'. במקרים אלה, הפסולת המזוהמת, לרוב בוצית, עמוקה מכדי להיות מסוכנת למעקב אחר מערכות ריפוד וחיזוק. הבטיחות הסביבתית של האתר תלויה במערכות ידידותיות לסביבה הללו, והגיאו-סינתטיים הנבחרים חייבים להיות אמינים.

כאן, פתרונות גיאו-סינתטיים כוללים HDPE geomembranes, GCL, geomembrane-GCL composite systems, geotextile nonwoven ו-geogrid חיזוק.

3.בריכת אידוי

אידוי משמש בפעולות כרייה שונות כדי להפריד חומרים יקרי ערך ממים או ממלח. למשל, ניתן להפיק מלחים שונים על ידי אידוי. ניתן לרכז את התמיסה העשירה בליתיום על ידי אידוי. חומרים אלו, שנקטפו מבריכות סולאריות, ניתנים לזיקוק לפריטים המשמשים בתעשיות שונות, בחקלאות, במזון ועוד.

התנהגות אידוי בבריכות מהונדסות עשויה להוות פתרון יעיל גם לאתרים שמטרתם לתקן או לסגור מזהמים, במיוחד אם המשקעים מזוהמים.

תהליכי אידוי בדרך כלל דורשים קנה מידה ניכר כדי להיות יעיל וחסכוני יותר.

פתרונות ריפוד גיאוסינתטיים משמשים למניעת אובדן של חומרים יקרי ערך בחלחול. הם גם מספקים הגנה סביבתית חזקה. חומרים שנכרים על ידי אידוי הם בעלי פוטנציאל אגרסיבי ודורשים הגנה על הסביבה, במיוחד החומרים המרוכזים המיוצרים בתהליך האידוי.

במקרים רבים, התמיסה ההריונית נשאבת לבריכות מהונדסות במשך מחזורים מרובים עד שהבריכה מתמלאת בקציר גדול מספיק כדי להצדיק כלכלית את איסוףה. המערכת עלולה להיחשף לחומר המעניין ולתנאים סביבתיים קשים למשך תקופה ממושכת (למשל, שנים). לכן, ביצועים ועמידות לטווח ארוך הם קריטיים עבור מערכות ריפוד בריכות אידוי.

פתרונות גיאו-סינתטיים בבריכות אידוי כוללים בדרך כלל גיאוממברנות HDPE וספינות חימר גיאו-סינתטיות.

4. סגירות מוקשים

סגירת מכרה היא מצב שיהיה לכל מכרה. שלי עשוי להיסגר בעוד כמה חודשים או להיפתח מחדש בעוד כמה שנים באותו מקום. השימוש בכימיקלים מסוכנים בפעילות הכרייה גרם להפרעות קרקע חמורות, וכאשר הפעילות הופסקה, זה הפך לאיום סביבתי והיה צורך בסגירת מכרה אחראית. אחת הדרכים היעילות ביותר לטווח ארוך לשיפור בטיחות האתר היא התקנת מערכות כיסוי גיאו-סינטטי לבידוד אזורי כרייה.

גיאוממברנות, ספינות חימר גיאו-סינטטיות, טקסטיל גיאוגרפי וחומרי ניקוז גיאו-מרוכבים משמשים לכיסוי, עטיפה וניקוי ובידוד של קרקעות מזוהמות. הם מבטלים חדירת משקעים, מונעים מי נגר מזוהם, מאפשרים התקנת אדמה נקייה מעל לתמיכה בצמחייה בריאה ועוד.

5. ערוצים ומבנים גיאוטכניים אחרים

מכרות נמצאים בערים קטנות. הם צריכים כבישים, מים, חשמל, ניהול פסולת, מזון, ביטחון, דיור ועוד.

יש להעביר עפרות ולהוביל מחוץ לאתר. הגישה חשובה מאוד להישרדות המכרה. אסור להינזק להובלת חומרים. רכב ההובלה יכול לשאת יותר מ-100 טון. עבור פעולות עפרות, חולות נפט, סלע ופחם, הכבישים חייבים להיות חזקים מספיק כדי לעמוד לאורך שנים של מעבר חוזר.

חיזוקי גיאוגריד וגיאוטקסטיל מבודדים משמשים לפיזור מחדש של מתח בתוך הכביש, ומונעים ערבוב של אגרגטים עדינים וגסים. חוזק כביש מוגבר מפחית את הסיכון לשחיקת כבישים ולחריצים בסביבות כרייה רטובות או יבשות.

אותם חומרי חיזוק, הפרדה ובקרת ניקוז משמשים במגוון יישומים גיאוטכניים אחרים בכרייה. הטופוגרפיה המורכבת של אתרים רבים מחייבת בנייה של מבנים אנכיים או כמעט אנכיים רבים, כגון קירות מגרסה תומכים. קירות אדמה מיוצב מכני (MSE) מחוזקים בגיאו-סינתזה הם אסטרטגיה נפוצה ויעילה. בנוסף, מתחת לציוד הכבד ולמנופים נמצאים סוללות, תומכי גשרים, פלטפורמות הפעלה ועוד נקודות רבות בהן יש לחזק אדמה כדי שהעיר הקטנה תתפקד כמתוכנן.

כרייה גיאוממברנה בעלת מרקם

Liner Clay Geosynthetics (GCL)

טקסטיל גיאוטקסטיל לא ארוג

כריית גיאוגריד

פתרונות גיאוסינתטיים לתעשיית הכרייה מיועדים להתאמה ארוכת טווח למגוון סביבות, עם התאימות הכימית הדרושה לעמידה ביעדים הכלכליים והסביבתיים של פעולות הכרייה כיום. הפתרונות כוללים:

• פוליאתילן (HDPE) גיאוממברנה כמחסום

• Liner Clay Geosynthetic Clay Liner (GCL) כמחסום

• גיאוגריד מחוזק

• טקסטיל גיאוטקסטיל לא ארוגים לסינון והפרדה

• חומרי ניקוז/אוורור גיאוקומפוזיט