Ģeosintētiskās kompozīcijas un iespējas kalnrūpniecības darbam

Ģeosintētiskās kompozīcijas un iespējas kalnrūpniecības darbam

1 Ģeomembrana

Kalnu izskalošanas projekti, iztvaikošanas dīķi, sārņi utt. kalnrūpniecībā bieži tiek pakļauti ļoti lielai slodzei, un ļoti bieži tiek izmantotas ģeomembrānas. Ģeomembranas izmantošana kaudzes izskalošanas projektos veido vairāk nekā 40 procentus no visas ģeomembranas ražošanas. Ģeomembrānas izejmateriāli ir augsta blīvuma polietilēns (HDPE), lineārais zema blīvuma polietilēns (LLDPE ģeomembrāna), zema blīvuma polietilēns (LDPE ģeomembrāna) \ polivinilhlorīds (PVC ģeomembrāna), polipropilēns (PP ģeomembrāna) un EPDM gumija (EPDM ģeomembrāna). Tomēr ieguves operācijās galvenokārt tiek izvēlēta HDPE ģeomembrāna tās augstās ķīmiskās izturības un fizikālo īpašību dēļ. Ja biezums ir lielāks par 0,75 mm (30 jūdzes) vai vienāds ar to, piemēram, Francijā un Vācijā, tiek ņemtas vērā 1 mm (40 jūdzes) polimēru ģeomembranas. Papildus ģeomembranas īpašībām jāņem vērā arī citi projektēšanas jautājumi, piemēram, liela sprieguma ietekme, pamatu veids un izvietošanas materiāli zem un virs ģeomembrānas.

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 vai 0,4 collas) )), nūjas, asi priekšmeti vai jebkāda veida gruveši. Ja ir asi priekšmeti, gruveši vai grants u.c., ir nepieciešams aizsargājošs neausts audums, lai novērstu ģeomembranas caurduršanu.

Kalnrūpniecībā nav īpašu noteikumu barjeru lietojumiem, tāpēc oderes biezumu parasti izvēlas, pamatojoties uz pieredzi, paredzamo rūdas slodzi, materiāla daļiņu izmēru, kas novietots virs ģeomembrānas, un materiālu, kas atrodas zemāk. Ģeomembrānas tipiskās ķīmiskās izturības dēļ vairumā gadījumu tiek izmantots HDPE. HDPE izmanto:

ultravioletā starojuma iedarbība

Nepieciešama augsta ķīmiskā izturība

Paredzamais ilgtermiņa lietderīgās lietošanas laiks

Svarīga ir augsta sprieguma plaisāšanas spēja (parasti svarīga HDPE)

Nepieciešama laba termiskās oksidācijas izturība

Nepieciešama augsta caurduršanas izturība

Augstas mehāniskās īpašības ir svarīgas.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 gadi), prasībām poligona pamatnes oderējuma sistēmām parasti ir nepieciešama maksimālā deformācija 0,25 procenti. Kalnrūpniecībā var būt īsāks kalpošanas laiks, tāpēc var būt pieļaujama lielāka novirze (bet mazāka par 1,5 procentiem). Galvenais aspekts ilgtermiņa veiktspējas noteikšanā ir arī šķidruma temperatūra uz ģeomembrānas.

2 Ģeosintētiskā māla oderējums

Ģeosintētiskā māla starplikas un daudzkomponentu māla ģeosintētiskās barjeras pieder pie ģeosintētisko māla barjeru grupas, kas definēta šādi:

Ģeosintētiskā māla barjera: rūpnīcā samontēta ģeosintētiska materiāla konstrukcija lokšņu veidā, kurā barjeras funkciju veic māls.

Ģeosintētiskā māla oderējums (GCL): rūpnīcā samontēta ģeosintētiskā barjera, kas sastāv no māliem, ko atbalsta ģeotekstils, kas ir kopā ar adatas caurumošanu, izšūšanu vai ķīmiskām līmēm.

Daudzkomponentu māla ģeosintētiskā barjera (MGCL): māla vai ģeosintētiskā māla oderējums (GCL) ar piestiprinātu asfalta, polimēra vai metāla barjeru, kas samazina hidraulisko vadītspēju vai aizsargā māla serdi, vai abus.

GBR-C izmanto kalnrūpniecībā, piemēram, kaudzes izskalošanās iekārtās, iztvaikošanas dīķos vai atkritumu dīķos, procesa šķīdumu ierobežošanā, lietus ūdens ierobežošanā, notekūdeņu attīrīšanas dīķos, slēgšanā un otrreizējā pārstrādē.

Skarbie vides apstākļi izaicina inženierus, kas izstrādā šādus projektus. Dažos lietojumos oderējuma sistēmai var būt nepieciešama salikta oderējuma sistēma ar ģeomembrānu vai daudzkomponentu GCL. Pateicoties priekšrocībām, ko piedāvā GCL, tās arvien vairāk tiek uzskatītas par alternatīvu sablīvēta māla starplikām kalnrūpniecībā, un dažos gadījumos MGCL var aizstāt ģeomembrānas. Dažas no GCL priekšrocībām ir:

Rentabls polsterējums un uzstādīšana

Viegli uzstādīt vairumā laika apstākļu

Efektīva barjera, īpaši pie lielām normālām slodzēm

Tomēr dizaineriem jāņem vērā vietai specifiski apstākļi (augsnes materiāls)

3 Neaustie ģeotekstilmateriāli

Kā atdalītāju izmanto ģeotekstilmateriālus, lai novērstu blakus esošo augsnes slāņu vai pildījuma materiālu sajaukšanos savā starpā. Filtrēšanas lietojumos neaustie ģeotekstilmateriāli tiek izmantoti, lai noturētu augsnes daļiņas, vienlaikus ļaujot šķidrumiem iziet cauri filtra videi.

Ar adatu caurdurti (mehāniski savienoti) neaustie materiāli ir izturīgi ģeotekstilmateriāli, kas spēj izturēt skarbos uzstādīšanas apstākļus un sarežģītas būvniecības slodzes. To unikālās elastības un pagarinājuma īpašības apvieno augstu izturību pret caurduršanu, nezaudējot filtrēšanas veiktspēju. Pareizi izvēlēti ar adatu caurumoti neaustie materiāli var nodrošināt izcilu ilgstošu filtrēšanu un sasniegt augstus saskarnes berzes leņķus.

Kalnrūpniecībā ģeotekstilmateriālus plaši izmanto, lai aizsargātu ģeomembrānas barjeras no caurduršanas un nepieņemamas deformācijas.

4 Ģeosintētiskā drenāžas sintēma

4 Ģeosintētiskā drenāžas sistēma

Drenāža kaudzes izskalošanās paklājos ir svarīga metāla atgūšanai, stabilitātei un noplūdes kontrolei. Neatkarīgi no izvēlētā drenāžas materiāla veida (agregāts vai ģeosintētisks), šķidruma drenāžas slānim kaudzes izskalošanās spilventiņa apakšā jāatbilst šādām prasībām:

Šķidrumam jāspēj ieplūst drenāžas slānī, neradot galvu kaudzes izskalošanās spilventiņā

Pietiekama ilgstoša ūdens caurlaidība drenāžas slānī ar pēc iespējas mazāku slīpumu uz oderējuma sistēmas

Izturīga sistēma kaudzes izskalošanās spilventiņu novadīšanai (ķīmiskā saderība)

Izturēt spiedes slodzes (ilgtermiņā un īstermiņā)

Atbilst bīdes stabilitātes prasībām

Izvairieties no oderējuma sistēmas bojājumiem

Lai gan lielākā daļa kaudzes izskalojuma paklāju ir pārklāti ar pildvielu kā drenāžas materiālu (parasti vairāk nekā 0,5 m šķembas (10 mm līdz 50 mm)), ģeosintētiskie drenāžas slāņi tagad arvien vairāk tiek izmantoti kā alternatīva tradicionālajām grants drenāžas sistēmām.

Ģeosintētiskās drenāžas sistēmas tiek definētas kā: Trīsdimensiju saliekams izstrādājums, kas izgatavots no sintētiskām izejvielām, kas sastāv no drenāžas slāņa (serdes), kas vairumā gadījumu pārklāts ar vismaz vienu ģeotekstila filtru šķidruma un/vai tvaika padevei.

Ģeosintētisko drenāžas sistēmu turpmākais pielietojums ir kā izskalojuma noteikšanas sistēma starp divām barjeras starplikām, piemēram, starp divām polimēru ģeosintētiskām barjerām.

Lai ģeosintētiskā drenāžas sistēma būtu līdzvērtīga minerālu drenāžas slānim, piemēram, kaudzes izskalošanās spilventiņam, vai to pārspētu, veiktspējas pārbaudei ir jābūt pietiekamai, lai pierādītu tās ilgtermiņa veiktspēju. Tajos jāiekļauj ģeotekstila filtru filtrēšanas veiktspēja, ģeosintētisko drenāžas sistēmu ilgtermiņa spiedes veiktspēja lauka noslogojuma apstākļos, ilgtermiņa līmeņi (plūsmas/caurlaidība) un citas vietai specifiskas prasības, piemēram, saskarnes bīdes uzvedība vai caurduršanas izturība.

Izvērtēšanas un atlases procesā projektētājs bieži izvēlas starp minerālu drenāžas slāni un ģeosintētisko drenāžas sistēmu. Inženieri vairāk pārzina minerālmateriālus un pārrauga ģeosintētisko drenāžas sistēmu potenciālu. Tomēr bieži tiek uzraudzīti, kādi trūkumi var rasties, izmantojot minerālu drenāžas slāņus. Šāda veida materiāla novietošana tieši uz ģeomembrānas var izraisīt caurduršanas spriegumu un izvietošanas laikā var sabojāt ģeomembrānu. Kažokādas spriegums var rasties, noslogojot kaudzes izskalošanās paliktņus, īpaši, ja aizsargslānis netiek izmantots vai tiek izmantots nepietiekami. Drenāžas šuvju novietošana arī ir laikietilpīga un palēnina kopējo ieguves darbību. No otras puses, ģeosintētiskajām drenāžas sistēmām ir daudz priekšrocību. Uzstādīšanas vienkāršība, īpaši nogāzēs, nemainīgas materiāla īpašības, ātrāka uzstādīšana, izturīgi pret caurduršanu un drenāžas slāņi daudzos gadījumos ļauj ietaupīt izmaksas.

Citas ģeosintētiskās drenāžas sistēmas priekšrocības ir:

Liela apjoma plūsmas ceļš šķidrumiem

Parasti zemākas uzstādīšanas un materiālu izmaksas, tādējādi rentabla alternatīva minerālu drenāžas materiāliem

Viegla un ātra uzstādīšana vieglā svara dēļ

5 Pastiprināts ģeorežģis

Kalnrūpniecībā ģeorežģa lietojumi ietver pamatnes pastiprināšanu un stabilizāciju, slīpumu un atbalsta sienu pastiprināšanu, kā arī sārņu dīķu pārseguma nostiprināšanu. Situācijās, kad grunts nestspēja ir nepietiekama vai bīdes īpašības ir pārāk zemas, lai stabilizētos pie plānotajiem slīpuma slīpumiem vai slodzēm, ģeorežģa pastiprināšana palīdz pārsegt spraugas, lai nodrošinātu atbilstošu stabilitāti un drošību.

Ģeorežģa struktūrai jānodrošina stingri caurumi. Tas ietekmē agregātu sānu ierobežošanas spēju, kas bloķējas porās. Jo lielāka ir ģeorežģa poru izmēra stabilitāte, jo labāku sānu ierobežojumu tas nodrošina granulētajam materiālam. Mijiedarbība ar pildvielu ir viens no galvenajiem ģeorežģa nostiprināšanas principiem. Pateicoties bloķēšanas mehānismam, ģeorežģis absorbē slodzi no augsnes un palielina drošību un izmantojamību.

Lai optimāli absorbētu spriegumu, ģeorežģiem ir jānodrošina augsta izturība pie zemām deformācijām. Jo lielāks stiepes modulis pie zemas deformācijas, jo mazāka deformācija un galīgā deformācija veidojas konstrukcijā. Maksimālā stiepes izturība ietekmē pieejamo stiepes stiprības līmeni pie zemas deformācijas, un maksimālās stiprības palielināšanās rada tādu pašu pieauguma ātrumu pie zemas deformācijas.

Konstrukcijās, kurās tiek izmantoti ģeorežģi, lai nodrošinātu adekvātu stabilitāti un drošību, ko nosaka strukturālā analīze, produkta ilgtermiņa darbība kļūst noteicošā. Dažādi izejmateriāli un ražošanas procesi ietekmē tādas īpašības kā šļūde, izturība pret uzstādīšanas bojājumiem un ķīmiskā/bioloģiskā iedarbība. Šīs vērtības tieši ietekmē stabilitātes analīzē ņemtā produkta ilgtermiņa konstrukcijas izturību. Produkti ar vienādu galīgo izturību bieži atšķiras ar to radīto ilgtermiņa konstrukcijas izturību.