Geosynthetics (جيوتكستايل جيوتكستايل GCL) في أعمال التعدين
التركيبات الأرضية في أعمال التعدين
مع توسع حجم شركات التعدين تدريجياً ، فإن معدل التعدين اليومي ، وحجم عمليات الموقع الواحد ، والتكاليف المرتبطة بالتعدين تزداد عاماً بعد عام. أدى التقدم في تكنولوجيا الاستخراج إلى تحسين معدل استرداد أجسام الركاز. يتطلب الأمر هندسة مكثفة لجعل المنجم فعالاً من حيث التكلفة وصديقًا للبيئة. Geosynthetics هي إحدى الطرق التي تحقق بها شركات التعدين أهدافها.
حلول Geosynthetic لمختلف المشاريع في صناعة التعدين
1.الرشح كومة
أصبح ترشيح الكومة محركًا كبيرًا للنمو في صناعة التعدين العالمية. يتم إنتاج أكثر من 35 في المائة من كل إمدادات النحاس والذهب المباعة اليوم عن طريق ترشيح الكومة. الآن يتم إنتاج النحاس الأصفر وخام النحاس والنيكل لاتريت واليورانيوم وحتى الأتربة النادرة عن طريق ترشيح الكومة.
إن فرضية ترشيح الكومة هي دعم الختم للأجزاء الأرضية الاصطناعية. تُستخدم الأغشية الأرضية وبطانات الطين الأرضية الاصطناعية (GCL) في حلول النظام مثل بطانات منصات الترشيح ، وبطانات خنادق محلول التخصيب ، وحفر المعالجة ، وتخزين المياه في الموقع ، و "معاطف المطر" فوق أكوام الركاز لتصريف مياه الأمطار (بدلاً من حلول مفاعل الترشيح المخفف) وإدارة مياه الصرف الصحي في الموقع.
تعد مشاريع ترشيح الكومة من أكبر مستخدمي الأغشية الأرضية ، حيث تستهلك ما يقدر بنحو 40 في المائة من جميع الأغشية الأرضية المنتجة ، ويستمر هذا الرقم في الزيادة. توفر الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) مقاومة كيميائية ممتازة ، ومقاومة شقوق الإجهاد ، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. فهي متينة ومتوافقة كيميائياً لتحمل حلول ترشيح كومة التعدين القوية في الأكوام وخزانات المحاليل. يمكن أن تعزز القوام المتاحة خصائص الاحتكاك المطلوبة لاستقرار المنحدر لنظام البطانة. تعتبر الأغشية الأرضية حلاً فعالاً من حيث التكلفة لإدارة المياه في الموقع واحتواء سوائل المعالجة.
الأغشية الأرضية ليست كل ما يحتاجه موقع التعدين. توفر مواد التكسية الأرضية غير المنسوجة حماية طويلة الأمد وقوية واستقرار الاحتكاك لأغشية التبطين في التضاريس الصعبة وسيناريوهات المناجم العالية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم استخدامه في عمليات التعدين ، يمكن أن يوفر حل البطانة المركبة (غشاء أرضي مع Geosynthetic Clay Liner ، GCL) أداء تبطين موثوقًا وفعالًا وطويل الأجل لتحسين اقتصاديات ترشيح الكومة والأداء البيئي.
بطانة "معطف واق من المطر" تمنع دخول مياه الأمطار إلى كومة الركاز ، وبالتالي لا يتم تخفيف سائل الحمل. هذه الطريقة أكثر كفاءة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لأنظمة التبطين الأرضية الاصطناعية حماية موارد المياه في الموقع. يمكن أن يؤدي الحفاظ على المياه في التعدين عن بُعد إلى تقليل النفقات ، حيث زادت تكلفة المياه بنسبة 300 في المائة خلال السنوات الثماني الماضية.
في المناجم البعيدة ، من الضروري ضمان سلامة الطرق. يعمل تقوية Geogrid على تثبيت السواتر والسدود وجدران الكسارة وهياكل التربة الأخرى. ضمان حمولة طريق 100 طن لسنوات عديدة. بدون أعطال الطرق المكلفة ، يمكن أن يخسر لغم ملايين الدولارات يوميًا إذا فشل الطريق.
توفر التكسيات الأرضية فصل طبقات الجسيمات ، واستقرار الترشيح في التكسية الأرضية ، والحماية من المواد التركيبية الأرضية الأخرى. يمكن لهذه المواد مجتمعة تحسين استعادة المواد القيمة ، وعزل النفايات الملوثة ، وإبقاء المواقع مفتوحة ، وجعل عمليات الإغلاق مسعى أكثر كفاءة وأقل تكلفة.
2. إدارة المخلفات
عندما يتم استخراج رواسب قيمة من الخام ، فإن الركاز المتبقي هو نفايات. عادة ، تشكل نسبة كبيرة من الخام المعالج بواسطة المناجم. يمكن أن تتلوث المخلفات من خلال عملية الاستخراج أو تحتوي على مكونات ضارة بالبيئة ، لذلك يجب عزلها لمنع الأضرار طويلة المدى بالبيئة.
يجب على مهندسي التصميم العاملين في المناجم تخصيص مساحة كبيرة للتحكم بشكل صحيح في المخلفات. يجب أن تكون كل هذه المنطقة أو معظمها مختومة بمادة أرضية غير منفذة للماء (مثل غشاء أرضي) أو نظام تبطين مركب (مثل غشاء أرضي / بطانة طينية أرضية). تعمل أنظمة الختم هذه على حماية قاع وجدران الخزان. عادةً ما يتم تغطية سطح المخلفات بنظام أرضيات اصطناعية بعد إغلاق البطارية أو المنجم.
مع نمو حجم المنجم ، تم تكثيف الهندسة المطلوبة للتحكم في حجم المخلفات بشكل صحيح. هذا التوسع في الاحتواء لا يتطلب عادةً أنظمة تبطين فحسب ، بل يتطلب أيضًا أنظمة تقوية وإحكام للحواجز الترابية حول بركة المخلفات. تتعرض السواتر الأرضية النقية الأضعف لخطر التشبع والتآكل والفشل. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب العمق المتزايد لبرك تخزين المخلفات تصميمات هندسية احتواء أقوى. يجب أن تكون المواد التركيبية الاصطناعية متينة ومثبتة على المدى الطويل في البيئات القاسية. على سبيل المثال ، قد يكون عمق أحواض المخلفات أكثر من 50 مترًا. في هذه الحالات ، تكون النفايات الملوثة ، الموحلة في كثير من الأحيان ، أعمق من أن تكون خطرة على أنظمة التبطين والتعزيز لرصدها. تعتمد السلامة البيئية للموقع على هذه الأنظمة الصديقة للبيئة ، ويجب أن تكون التركيبات الجيولوجية المختارة جديرة بالثقة.
هنا ، تشمل الحلول الأرضية الاصطناعية أغشية HDPE ، و GCL ، وأنظمة غشاء أرضي - GCL المركبة ، وأقمشة أرضية غير منسوجة ، وتقوية جيوجريدية.
3- بركة التبخير
يستخدم التبخر في عمليات التعدين المختلفة لفصل المواد القيمة عن الماء أو المحلول الملحي. على سبيل المثال ، يمكن استخلاص الأملاح المختلفة عن طريق التبخر. يمكن تركيز المحلول الملحي الغني بالليثيوم عن طريق التبخر. يتم حصاد هذه المواد من أحواض الطاقة الشمسية ، ويمكن صقلها إلى عناصر مستخدمة في مختلف الصناعات والزراعة والغذاء وغير ذلك.
قد يكون سلوك التبخير في البرك المصممة هندسيًا أيضًا حلاً فعالاً للمواقع بهدف معالجة الملوثات أو عزلها ، خاصةً إذا كانت الرواسب ملوثة.
تتطلب عمليات التبخر عمومًا نطاقًا كبيرًا لتكون أكثر كفاءة واقتصادية.
تستخدم حلول التبطين الأرضي الصناعي لمنع فقدان المواد القيمة في التسرب. كما أنها توفر حماية بيئية قوية. المواد المستخرجة عن طريق التبخر من المحتمل أن تكون عدوانية وتتطلب حماية البيئة ، خاصة المواد المركزة التي تنتجها عملية التبخر.
في كثير من الحالات ، يتم ضخ المحلول الحامل في الأحواض المصممة هندسيًا لدورات متعددة حتى تمتلئ البركة بحصاد كبير بما يكفي لتبرير جمعها اقتصاديًا. قد يتعرض النظام للمواد محل الاهتمام والظروف البيئية القاسية لفترة طويلة من الزمن (على سبيل المثال ، سنوات). لذلك ، فإن الأداء طويل الأمد والمتانة أمران حاسمان لأنظمة تبطين أحواض التبخر.
تشتمل الحلول التركيبية الأرضية في أحواض التبخير عادةً على أغشية أرضيات HDPE وبطانات طينية أرضية.
4. إغلاق المناجم
إغلاق المنجم هو حالة لكل منجم. قد يتم إغلاق المنجم في غضون بضعة أشهر أو إعادة فتحه في غضون بضع سنوات في نفس الموقع. تسبب استخدام المواد الكيميائية الخطرة في أنشطة التعدين في حدوث اضطراب شديد في التربة ، وعندما توقفت العمليات ، أصبح ذلك يمثل تهديدًا بيئيًا وكان من الضروري إغلاق المناجم بشكل مسؤول. واحدة من أكثر الطرق فعالية طويلة المدى لتحسين سلامة الموقع هي تركيب أنظمة السد الأرضية الاصطناعية لعزل مناطق التعدين.
تُستخدم أغشية الأرض ، وبطانات الطين الأرضية الاصطناعية ، ومواد التكسية الأرضية ومواد الصرف الصحي المركبة لتغطية التربة الملوثة وتغليفها وتنظيفها وعزلها. إنها تقضي على تسرب الهطول ، وتمنع الجريان السطحي الملوث ، وتسمح بتثبيت تربة نظيفة في الأعلى لدعم إعادة الغطاء النباتي الصحي ، وأكثر من ذلك.
5- القنوات والهياكل الجيوتقنية الأخرى
المناجم في المدن الصغيرة. إنهم بحاجة إلى طرق ومياه وكهرباء وإدارة نفايات وغذاء وأمن وإسكان وغير ذلك.
يجب نقل الخام ونقله خارج الموقع. الوصول مهم جدًا لبقاء المنجم. يجب ألا يتضرر نقل المواد. يمكن أن تحمل عربة النقل أكثر من 100 طن. بالنسبة للخامات ، والرمال النفطية ، والصخور ، وعمليات الفحم ، يجب أن تكون الطرق قوية بما يكفي لتحمل سنوات من المرور المتكرر.
تستخدم تعزيزات Geogrid وأنسجة أرضية عازلة لإعادة توزيع التوتر داخل الطريق ، مما يمنع اختلاط الركام الناعم والخشن. تقلل قوة الطريق المتزايدة من مخاطر تآكل الطرق والتشقق في بيئات التعدين الرطبة أو الجافة.
تستخدم نفس مواد التعزيز والفصل والتحكم في الصرف في مجموعة متنوعة من التطبيقات الجيوتقنية الأخرى في التعدين. تتطلب التضاريس المعقدة للعديد من المواقع بناء العديد من الهياكل الرأسية أو شبه الرأسية ، مثل جدران الكسارة الداعمة. تُعد الجدران الأرضية المستقرة ميكانيكيًا (MSE) المقواة بالأرضيات التركيبية استراتيجية شائعة وفعالة. بالإضافة إلى ذلك ، تحت المعدات الثقيلة والرافعات توجد سدود ، ودعائم جسر ، ومنصات تشغيل ، والعديد من النقاط الأخرى حيث يجب تعزيز التربة حتى تعمل المدينة الصغيرة على النحو المصمم.
أغشية التبطين المحكم للتعدين
بطانة أرضية من الطين (GCL)
التكسية الأرضية غير المنسوجة
التعدين Geogrid
تم تصميم حلول Geosynthetic لصناعة التعدين للتكيف طويل الأمد مع مجموعة متنوعة من البيئات ، مع التوافق الكيميائي الضروري لتلبية الأهداف الاقتصادية والبيئية لعمليات التعدين اليوم. تشمل الحلول:
أغشية التبطين من البولي إيثيلين (HDPE) كحاجز
بطانة الطين الاصطناعية الأرضية (GCL) كحاجز
شبكة جيوجريدية معززة
منسوجات أرضية غير منسوجة للترشيح والفصل
مواد الصرف الصحي / التنفيس
