Επιλογή χώρων έκπλυσης σωρών και τοποθέτηση κάτω επενδύσεων

Η κατασκευή σωρού περιλαμβάνει την στοίβαξη μεταλλευμάτων ή συσσωματωμένων μεταλλευμάτων στην κάτω επένδυση της περιοχής έκπλυσης σωρού σύμφωνα με τις σχεδιασμένες γεωμετρικές διαστάσεις. Ο κατασκευασμένος σωρός μεταλλεύματος πρέπει να διαθέτει καλή και ομοιόμορφη διαπερατότητα, καθώς και δομική σταθερότητα. Αυτό διασφαλίζει ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έκπλυσης, ο παράγοντας έκπλυσης μπορεί να διεισδύσει ομοιόμορφα σε ολόκληρη την εγκάρσια διατομή του σωρού μεταλλεύματος με την απαιτούμενη ένταση κατανομής υγρού. Παράλληλα, αποτρέπει περιστατικά όπως η κατάρρευση στις άκρες του σωρού μεταλλεύματος ή οι τοπικές εκπλύσεις. Επομένως, πρέπει να δοθεί μεγάλη προσοχή κατά τη λειτουργία. Στην παραγωγική πρακτική, υπάρχει ένας άλλος τύπος μεθόδου έκπλυσης σωρού. Το μετάλλευμα που εξάγεται μεταφέρεται απευθείας στην πλατφόρμα έκπλυσης σωρού για έκπλυση χωρίς προηγούμενη σύνθλιψη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η έκπλυση λαμβάνει χώρα ακόμη και στο σημείο ανατίναξης. Το μέγεθος των σωματιδίων του μεταλλεύματος κυμαίνεται συνήθως από 100 έως 200 mm ή και μεγαλύτερο, με αποτέλεσμα έναν κύκλο έκπλυσης που μπορεί να διαρκέσει έξι μήνες ή και περισσότερο. Δεδομένου ότι αυτός ο τύπος έκπλυσης σωρού είναι σχετικά απλός, συχνά δεν μελετάται ως τυπική μορφή έκπλυσης σωρού.

Επιλογή χώρων έκπλυσης σωρών και τοποθέτηση κάτω επενδύσεων

Η επιλογή της θέσης έκπλυσης σωρού σχετίζεται με τις επενδύσεις σε υποδομές, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας του χώρου, των οδών μεταφοράς και της διάταξης των αγωγών. Η κάτω επένδυση της θέσης έκπλυσης σωρού και η διάταξή της είναι κρίσιμες για την παραγωγή έκπλυσης σωρού, ειδικά για σωρούς μεγάλης κλίμακας. Επομένως, πρέπει να διασφαλίζεται η ποιότητα της κάτω επένδυσης.

1. Βασικές απαιτήσεις για τοποθεσίες έκπλυσης σωρών

Η τοποθεσία θα πρέπει να έχει επαρκή φέρουσα αντοχή για να αντέχει τη συνολική πίεση του βάρους του μεταλλεύματος και του εξοπλισμού μεταφοράς.

Θα πρέπει να έχει μια ορισμένη τοπογραφική κλίση, η οποία να ευνοεί την περικοπή του χώρου και τη ροή των στραγγισμάτων.

Θα πρέπει να υπάρχει αρκετός χώρος για την κατασκευή σωρών και τα περάσματα μεταφοράς. Για ορυχεία με αναπτυξιακές δυνατότητες, θα πρέπει επίσης να εξεταστούν μελλοντικές δυνατότητες επέκτασης.

2. Επιλογή και τοποθέτηση κάτω επενδύσεων για πλατφόρμες έκπλυσης σωρών

2.1 Επιλογή κάτω επένδυσης για πλατφόρμες έκπλυσης σωρών

Οι κάτω επενδύσεις για πλατφόρμες έκπλυσης σωρού μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους: μόνιμες και προσωρινές. Το πρώτο απαιτεί μεγάλο χρόνο κατασκευής και υψηλό κόστος, καθιστώντας το κατάλληλο για ορυχεία μεσαίας έως μεγάλης κλίμακας με μεγάλη διάρκεια ζωής. Αντίθετα, οι προσωρινές επενδύσεις πυθμένα χρησιμοποιούνται μόνο μία φορά, απαιτούν σύντομο χρόνο κατασκευής και είναι χαμηλού κόστους. Είναι κατάλληλα για ορυχεία με διάρκεια ζωής μικρότερη από 5 χρόνια. Επιπλέον, παίζει ρόλο και το περιβάλλον. Εάν η περιοχή για την κατασκευή του χώρου έκπλυσης σωρού είναι περιορισμένη, μπορεί να κατασκευαστεί μια μόνιμη πλατφόρμα έκπλυσης σωρού. Αντίθετα, εάν υπάρχει κλίση μεγάλης περιοχής κοντά και η απόσταση μεταφοράς μεταλλεύματος είναι μικρή, μπορεί να κατασκευαστεί μια προσωρινή πλατφόρμα έκπλυσης σωρού.

2.2 Αρκετά συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά κάτω επένδυσης

• Άργιλος και Μπεντονίτης : Όταν υπάρχει μεγάλη ποσότητα αργίλου κοντά στο σημείο έκπλυσης σωρού, η χρήση μιας επένδυσης πυθμένα από άργιλο είναι μια κατάλληλη επιλογή. Αυτή η επένδυση πυθμένα μπορεί να συμπιεστεί σε τρία στρώματα, πάχους περίπου 150 mm το καθένα. Ο συντελεστής διαπερατότητας αυτής της επένδυσης πυθμένα είναι 1.0×10−7 cm/s, γεγονός που πληροί τις απαιτήσεις της προστασίας του περιβάλλοντος. Δεδομένου ότι ο μπεντονίτης (ειδικά ο τύπος νατρίου) έχει ισχυρές ιδιότητες απορρόφησης νερού και μπορεί να διασταλεί 10-30 φορές σε όγκο μετά την απορρόφηση νερού, η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας (περίπου 4%) μπεντονίτη στον άργιλο μπορεί να μειώσει σημαντικά τη διαπερατότητα του αργίλου. Αυτός ο τύπος επένδυσης πυθμένα είναι εύκολος στην τοποθέτηση και έχει χαμηλό κόστος. Η θεμελίωση πρέπει να συμπιεστεί και η κλίση πρέπει να είναι ήπια για να αποφευχθεί η διάβρωση της επένδυσης πυθμένα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έκπλυσης σωρού.

• Άσφαλτος και Σκυρόδεμα : Όταν χρησιμοποιείται άσφαλτος ή σκυρόδεμα ως κάτω επένδυση, η αντοχή του σε διαρροές και η αντοχή σε θλίψη σχετίζονται με το πάχος του. Συνήθως, το πάχος κυμαίνεται από 150 έως 200 mm. Όταν κατασκευάζεται καλά, ο συντελεστής διαπερατότητας κυμαίνεται μεταξύ 1.0×10−9 cm/s και 1.0×10−10 cm/s. Ωστόσο, αυτός ο τύπος κάτω επένδυσης είναι σχετικά ακριβός και επιρρεπής σε ρωγμές.

• Μεμβράνες (Πλάκες) Πολυαιθυλενίου Υψηλής Πυκνότητας (HDPE) : Όταν χρησιμοποιείται πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας και άλλα συνθετικά υλικά ως κάτω επένδυση, το πάχος είναι μόνο 1 - 2 mm. Ο συντελεστής διαπερατότητάς του είναι μικρότερος από 1.0×10−13 cm/s και έχει μέτρια αντοχή σε διάτρηση. Είναι κατάλληλο για μεταλλεύματα με μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 20 mm και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί πολλές φορές. Οι μαλακές πλάκες πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας μπορούν να συγκολληθούν επί τόπου χρησιμοποιώντας κυκλοεξανόνη. Η μέθοδος κατασκευής είναι απλή, αλλά υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητα των συγκολλήσεων. Σε ξένες χώρες, αυτό το υλικό επιλέγεται συχνά για τις κάτω επενδύσεις των χώρων έκπλυσης σωρού (συμπεριλαμβανομένων των λιμνών τελικού υγρού).

2.3 Κατασκευές κάτω επένδυσης

• Μονοστρωματικές Κάτω Επενδύσεις : Όταν χρησιμοποιείται άργιλος, άσφαλτος ή σκυρόδεμα για μονόστρωτες κάτω επενδύσεις, αυτές υφίστανται σχετικά υψηλή καταπόνηση και μπορούν να ελέγξουν τη σταθερότητα του σωρού μεταλλεύματος μαζί με τη βάση. Όταν χρησιμοποιούνται συνθετικά υλικά, ειδικά όταν τα συνθετικά υλικά τοποθετούνται σε βάση από λεπτόκοκκα υλικά, η αντοχή στην τριβή είναι πολύ χαμηλή, γεγονός που μπορεί να διασφαλίσει τη σταθερότητα του σωρού μεταλλεύματος.

• Διπλής στρώσης κάτω επένδυση : Οι διπλής στρώσης κάτω επένδυση αποτελούνται από δύο τύπους υλικών κάτω επένδυσης. Τα δύο στρώματα μπορούν να βρίσκονται σε άμεση επαφή ή να έχουν ένα στρώμα αποστράγγισης ή ένα στρώμα ανάσχεσης ενδιάμεσα. Το στρώμα αποστράγγισης που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση διαρροών μπορεί να συλλέγει και να ανακυκλώνει τα στραγγίσματα. Το στρώμα αποστράγγισης μπορεί να κατασκευαστεί από υλικά όπως λεπτή άμμο, και η προσθήκη της μπορεί επίσης να βελτιώσει τη σταθερότητα του σωρού μεταλλεύματος. Το άνω στρώμα της διπλής στρώσης κάτω επένδυσης είναι συχνά το στρώμα εργασίας-μαξιλαριού για να διασφαλιστεί η ανάκτηση των στραγγισμάτων, ενώ το κάτω στρώμα είναι το εφεδρικό στρώμα για να αποτραπεί η διαρροή του διαλύματος στο περιβάλλον. Συνήθως, το στρώμα εργασίας της διπλής στρώσης κάτω επένδυσης είναι κατασκευασμένο από συνθετικά υλικά όπως HDPE και PVC, και το εφεδρικό στρώμα είναι κατασκευασμένο από άργιλο.

• Τριπλή στρώση κάτω επένδυσης : Οι τριπλή στρώση κάτω επένδυσης αποτελούνται συχνά από μία στρώση μαλακής πλάκας PVC ή HDPE και δύο στρώσεις αργίλου ή δύο στρώσεις PVC και μία στρώση αργίλου. Υπάρχει σχετικά υψηλή πιθανότητα ολίσθησης σωρού μεταλλεύματος με τριπλή στρώση κάτω επένδυσης. Για να αποφευχθεί η ολίσθηση, θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον μία στρώση αποστράγγισης μεταξύ των στρώσεων της κάτω επένδυσης. Οι τριπλή στρώση κάτω επένδυσης χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά.

2.4 Τοποθέτηση κάτω επένδυσης

Η τεχνολογία τοποθέτησης και η ποιότητα της κάτω επένδυσης επηρεάζουν σοβαρά τη λειτουργία της. Κατά την τοποθέτηση πήλινης επένδυσης πυθμένα, είναι απαραίτητο να αποφύγετε τις βροχερές ή ξηρές εποχές για να αποτρέψετε το ράγισμα της κάτω επένδυσης λόγω απώλειας νερού. Η συγκεκριμένη προσέγγιση είναι να τοποθετηθεί πρώτα μια στρώση πηλού, μπεντονίτη ή λεπτών απορριμμάτων στη θεμελίωση, να συμπιεστεί, στη συνέχεια να τοποθετηθούν πλαστικές μεμβράνες ή φύλλα καουτσούκ, να προστεθεί μια στρώση πηλού ή λεπτής άμμου και τέλος να καλυφθεί μια στρώση μεταλλεύματος μεγάλου μεγέθους ως προστατευτική στρώση.

Όταν υπάρχει υψομετρική διαφορά στο θεμέλιο, η τοποθέτηση των επενδύσεων από συνθετικό - υλικό πρέπει να ξεκινά από το χαμηλότερο σημείο και να προχωρά προς τα πάνω. Αποφύγετε τη δημιουργία ρυτίδων. Μια μηχανή κυλίνδρου χωρίς ραφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τοποθέτηση και η συγκόλληση πραγματοποιείται κατά προτίμηση επί τόπου. Οι συγκολλήσεις πρέπει να είναι ομοιόμορφες και η κατεύθυνση διάταξής τους πρέπει να είναι κάθετη στην πιθανή διαδρομή κίνησης του σωρού μεταλλεύματος. Επιπλέον, η περιοχή τοποθέτησης της κάτω επένδυσης της θέσης έκπλυσης σωρού θα πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την πραγματική επιφάνεια του πυθμένα του σωρού μεταλλεύματος.