Komposisi dan opsi geosintetik untuk pekerjaan penambangan

Komposisi dan Opsi Geosintetik untuk Pekerjaan Pertambangan

1 Geomembran

Proyek pelindian tumpukan, kolam penguapan, tailing, dll dalam operasi penambangan sering mengalami beban yang sangat tinggi dan geomembran sangat umum digunakan. Penggunaan geomembran dalam proyek pelindian tumpukan menyumbang lebih dari 40 persen dari semua produksi geomembran. Bahan baku geomembran adalah high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE geomembrane), low density polyethylene (LDPE geomembrane) \ polyvinyl chloride (PVC geomembrane), polypropylene (PP geomembrane) dan EPDM Rubber (EPDM geomembrane). Namun, operasi penambangan terutama memilih geomembran HDPE karena ketahanan kimia dan sifat fisiknya yang tinggi. Ketebalan yang lebih besar dari atau sama dengan 0,75 mm (30 mil), seperti Prancis dan Jerman, pertimbangkan geomembran polimer 1 mm (40 mil). Selain karakteristik geomembran, masalah desain lainnya harus dipertimbangkan, seperti efek tegangan tinggi, jenis pondasi, dan penempatan material di bawah dan di atas geomembran.

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 atau 0,4 inci) )), tongkat, benda tajam, atau serpihan apa pun. Jika ada benda tajam, serpihan, atau kerikil, dll., kain non-anyaman pelindung diperlukan untuk mencegah geomembran tertusuk.

Di industri pertambangan, tidak ada peraturan khusus untuk aplikasi penghalang, jadi ketebalan lapisan biasanya dipilih berdasarkan pengalaman, pemuatan bijih yang diharapkan, ukuran partikel material yang ditempatkan di atas geomembran, dan material di bawahnya. Karena ketahanan kimia khas yang diperlukan untuk geomembran, HDPE digunakan dalam banyak kasus. HDPE digunakan dalam:

paparan radiasi ultraviolet

Diperlukan ketahanan kimia yang tinggi

Masa manfaat jangka panjang yang diharapkan

Daya retak tegangan tinggi penting (biasanya penting untuk HDPE)

Ketahanan oksidasi termal yang baik diperlukan

Membutuhkan ketahanan tusukan yang tinggi

Sifat mekanik yang tinggi adalah penting.

Due to the expected service life of geomembranes (>>100 tahun), persyaratan untuk sistem lapisan dasar TPA biasanya memerlukan deformasi maksimum 0,25 persen . Dalam aplikasi penambangan, masa pakai yang lebih pendek dapat terjadi, sehingga defleksi yang lebih tinggi (tetapi kurang dari 1,5 persen) dapat diterima. Aspek kunci dalam menentukan kinerja jangka panjang juga suhu cairan pada geomembran.

2 Lapisan Tanah Liat Geosintetik

Lapisan tanah liat geosintetik dan penghalang geosintetik tanah liat multikomponen termasuk dalam kelompok penghalang tanah liat geosintetik, yang didefinisikan sebagai berikut:

Geosynthetic Clay Barrier: Struktur rakitan pabrik dari bahan geosintetik, dalam bentuk lembaran, di mana fungsi penghalang dilakukan oleh tanah liat.

Geosynthetic Clay Liner (GCL): Penghalang geosintetik rakitan pabrik yang terdiri dari tanah liat yang didukung oleh geotekstil yang disatukan dengan meninju jarum, menjahit, atau perekat kimia.

Multicomponent Clay Geosynthetic Barrier (MGCL): Lapisan tanah liat atau geosintetik (GCL) dengan aspal, polimer, atau penghalang logam terpasang yang mengurangi konduktivitas hidrolik atau melindungi inti tanah liat, atau keduanya.

GBR-C digunakan dalam aplikasi pertambangan seperti fasilitas pelindian tumpukan, kolam penguapan atau kolam tailing, penahanan solusi proses, penahanan air badai, kolam pengolahan air limbah, penutupan dan daur ulang.

Kondisi lingkungan yang keras menantang para insinyur merancang proyek semacam itu. Dalam beberapa aplikasi, sistem pelapis mungkin memerlukan sistem pelapis komposit dengan geomembran atau GCL multi-komponen. Karena manfaat yang ditawarkan GCL, mereka semakin dilihat sebagai alternatif untuk lapisan tanah liat yang dipadatkan dalam aplikasi pertambangan, dan dalam beberapa kasus MGCL dapat menggantikan geomembran. Beberapa manfaat GCL adalah:

Padding dan pemasangan yang hemat biaya

Mudah dipasang di sebagian besar kondisi cuaca

Penghalang yang efektif, terutama di bawah beban normal yang tinggi

Namun, perancang harus mempertimbangkan kondisi spesifik lokasi (bahan tanah)

3 Geotekstil non-anyaman

Sebagai pemisah, geotekstil digunakan untuk mencegah lapisan tanah yang berdekatan atau bahan pengisi dari pencampuran satu sama lain. Dalam aplikasi filtrasi, geotekstil nonwoven digunakan untuk menahan partikel tanah sambil membiarkan cairan melewati media filter.

Nonwoven yang dilubangi dengan jarum (diikat secara mekanis) adalah geotekstil yang kuat yang mampu menahan kondisi pemasangan yang keras dan beban konstruksi yang menantang. Fleksibilitas dan sifat elongasinya yang unik digabungkan untuk memberikan ketahanan tusukan yang tinggi tanpa mengorbankan kinerja filtrasi. Ketika dipilih dengan benar, tenunan jarum berlubang dapat memberikan filtrasi jangka panjang yang sangat baik dan mencapai sudut gesekan antarmuka yang tinggi.

Dalam aplikasi pertambangan, geotekstil banyak digunakan untuk melindungi penghalang geomembran dari tusukan dan deformasi yang tidak dapat diterima.

4 Sistem drainase geosintetik

4 Sistem drainase geosintetik

Drainase di lapisan pelindian tumpukan penting untuk pemulihan logam, stabilitas, dan pengendalian tumpahan. Terlepas dari jenis bahan drainase yang dipilih (agregat atau geosintetik), lapisan drainase cair di bagian bawah bantalan pelindian tumpukan harus memenuhi persyaratan berikut:

Cairan harus dapat mengalir ke lapisan drainase tanpa membuat kepala di tumpukan pelindian

Permeabilitas air jangka panjang yang cukup pada lapisan drainase dengan gradien serendah mungkin pada sistem lapisan

Sistem yang tahan lama untuk drainase masa pakai bantalan pelindian tumpukan (kompatibilitas bahan kimia)

Menahan beban tekan (jangka panjang dan jangka pendek)

Memenuhi persyaratan stabilitas geser

Hindari merusak sistem lapisan

Sementara sebagian besar lapisan pelindian tumpukan ditutupi dengan agregat sebagai bahan drainase (biasanya lebih dari 0.5m kerikil pecah (10mm hingga 50mm)), lapisan drainase geosintetik kini semakin banyak digunakan sebagai alternatif sistem drainase kerikil tradisional Taste.

Sistem drainase geosintetik didefinisikan sebagai: Produk prefabrikasi tiga dimensi yang terbuat dari bahan baku sintetis, terdiri dari lapisan drainase (inti), yang dalam banyak kasus ditutupi dengan setidaknya satu filter geotekstil untuk pengiriman cairan dan/atau uap.

Aplikasi lebih lanjut dari sistem drainase geosintetik adalah sebagai sistem deteksi lindi antara dua lapisan penghalang, seperti antara dua penghalang geosintetik polimer.

Agar sistem drainase geosintetik setara dengan lapisan drainase mineral seperti tumpukan pelindian atau melampauinya, pengujian kinerja harus cukup untuk menunjukkan kinerja jangka panjangnya. Ini harus mencakup kinerja filtrasi filter geotekstil, kinerja tekan jangka panjang dari sistem drainase geosintetik di bawah pembebanan lapangan, tingkat jangka panjang (aliran/permeabilitas dalam bidang), dan persyaratan spesifik lokasi lainnya seperti perilaku geser antarmuka atau ketahanan tusukan.

Selama proses evaluasi dan pemilihan, insinyur desain akan sering memilih antara lapisan drainase mineral dan sistem drainase geosintetik. Insinyur lebih akrab dengan bahan mineral dan mengawasi potensi sistem drainase geosintetik. Namun, kerugian apa yang mungkin timbul dari penggunaan lapisan drainase mineral sering dipantau. Menempatkan material jenis ini secara langsung pada geomembran dapat menyebabkan tegangan tusukan dan dapat merusak geomembran selama penempatan. Tegangan bulu dapat terjadi selama pemuatan bantalan pelindian tumpukan, terutama bila tidak ada atau tidak cukup lapisan pelindung yang digunakan. Penempatan lapisan saluran pembuangan juga memakan waktu dan memperlambat operasi penambangan secara keseluruhan. Di sisi lain, sistem drainase geosintetik memiliki banyak keuntungan. Kemudahan pemasangan, terutama di lereng, sifat material yang konsisten, pemasangan lebih cepat, tahan tusukan dan lapisan drainase digabungkan untuk menghemat biaya dalam banyak kasus.

Manfaat lain menggunakan sistem drainase geosintetik adalah:

Jalur aliran volume tinggi untuk cairan

Umumnya lebih rendah biaya pemasangan dan material, sehingga menjadi alternatif hemat biaya untuk material drainase mineral

Pemasangan mudah dan cepat karena bobotnya yang ringan

5 Geogrid yang diperkuat

Dalam pertambangan, aplikasi geogrid meliputi perkuatan dan stabilisasi dasar, perkuatan lereng dan dinding penahan tanah, serta perkuatan lapisan penutup kolam tailing. Dalam situasi di mana daya dukung tanah tidak mencukupi atau sifat geser terlalu rendah untuk distabilkan di bawah kemiringan lereng atau beban yang direncanakan, perkuatan geogrid membantu menjembatani celah untuk stabilitas dan keamanan yang memadai.

Struktur geogrid harus menyediakan lubang yang kaku. Hal ini mempengaruhi kemampuan kekangan lateral agregat yang saling mengunci di dalam pori-pori. Semakin besar stabilitas ukuran pori geogrid, semakin baik pengekangan lateral yang diberikannya untuk material granular. Interaksi dengan agregat adalah salah satu prinsip utama perkuatan geogrid. Berkat mekanisme interlocking, geogrid menyerap tekanan dari tanah dan meningkatkan keamanan dan kemudahan servis.

Untuk menyerap tegangan secara optimal, geogrid perlu memberikan kekuatan tinggi pada regangan rendah. Semakin besar modulus tarik pada regangan rendah, semakin rendah regangan dan deformasi ultimit yang terjadi pada struktur. Kekuatan tarik ultimit mempengaruhi tingkat kekuatan tarik yang tersedia pada regangan rendah, dan peningkatan kekuatan ultimit menghasilkan tingkat peningkatan yang sama pada regangan rendah.

Dalam struktur yang menggunakan geogrid untuk memberikan stabilitas dan keamanan yang memadai sebagaimana ditentukan oleh analisis struktural, kinerja jangka panjang produk menjadi penentu. Bahan baku dan proses manufaktur yang berbeda mempengaruhi sifat seperti perilaku mulur, ketahanan terhadap kerusakan instalasi, dan efek kimia/biologis. Nilai-nilai ini secara langsung mempengaruhi kekuatan desain jangka panjang dari produk yang dipertimbangkan dalam analisis stabilitas. Produk dengan kekuatan pamungkas yang sama sering kali berbeda dalam kekuatan desain jangka panjang yang dihasilkannya.