מבחר אתרי שטיפת ערמות והנחת ספינות תחתונות

בניית ערימה כוללת ערימת עפרות או עפרות מצטברות על גבי הציפוי התחתון של שטיפת ערימה שטח בהתאם למידות הגיאומטריות המתוכננות. ערימת העפרות הבנויה צריכה להיות בעלת חדירות טובה ואחידה, כמו גם יציבות מבנית. זה מבטיח שבמהלך תהליך השטיפה, חומר השטיפה יוכל לחדור באופן אחיד על פני כל חתך הרוחב של ערימת העפרות בעוצמת פיזור הנוזלים הנדרשת. במקביל, זה מונע אירועים כגון קריסה בקצוות ערימת העפרות או שטיפות מקומיות. לכן, יש להקדיש תשומת לב רבה במהלך הפעולה. בפועל הייצור, קיים סוג נוסף של שיטת שטיפה בערימה. העפרה המופקת מועברת ישירות לפלטפורמת השטיפה של הערימה לצורך שטיפה ללא ריסוק מוקדם. במקרים מסוימים, השטיפה אף מתרחשת באתר הפיצוץ. גודל החלקיקים של העפרה נע בדרך כלל בין 100 ל-200 מ"מ או אף יותר, וכתוצאה מכך מחזור שטיפה שיכול להימשך חצי שנה או אף יותר. מכיוון שסוג זה של שטיפה בערימה הוא פשוט יחסית, הוא לרוב אינו נחקר כצורה אופיינית של שטיפה בערימה.

מבחר אתרי שטיפת ערמות והנחת ספינות תחתונות

הבחירה של אתר שטיפת ערימה קשור להשקעה בתשתיות, כולל עיבוד האתר, דרכי תחבורה ותכנון צינורות. הציפוי התחתון של אתר שטיפת הערימה והנחתו הם קריטיים לייצור שטיפת הערימה, במיוחד עבור ערימות בקנה מידה גדול. לכן, יש להבטיח את איכות הציפוי התחתון.

1. דרישות בסיסיות לאתרי דליפת ערימות

לאתר צריך להיות חוזק נשיאה מספיק כדי לעמוד בלחץ הכולל של משקל העפרה וציוד ההובלה.

עליו להיות בעל שיפוע טופוגרפי מסוים, המסייע לגיזום האתר ולזרימת התשטיפים.

צריך להיות מספיק שטח לבניית ערימות קרקע ומעברי תחבורה. עבור מכרות בעלי פוטנציאל פיתוח, יש לשקול גם אפשרויות הרחבה עתידיות.

2. בחירה והנחת ציפויים תחתונים עבור פלטפורמות ניקוז ערימות

2.1 בחירת תרכובות תחתונות עבור פלטפורמות שטיפת ערימות

ניתן לסווג ציפויים תחתונים לפלטפורמות שטיפת ערימה לשני סוגים: קבוע וזמני. הראשון דורש זמן בנייה ארוך ועלויות גבוהות, מה שהופך אותו מתאים למכרות בקנה מידה בינוני עד גדול עם חיי שירות ארוכים. לעומת זאת, ציפויים תחתונים זמניים משמשים פעם אחת בלבד, דורשים זמן בנייה קצר והם זולים. הם מתאימים למכרות עם חיי שירות של פחות מ-5 שנים. בנוסף, גם הסביבה הסובבת משחקת תפקיד. אם השטח לבניית אתר שטיפת הערימה מוגבל, ניתן לבנות פלטפורמת שטיפת ערימה קבועה. לעומת זאת, אם ישנו מדרון שטח גדול בקרבת מקום ומרחק הובלת העפרה קצר, ניתן לבנות פלטפורמת שטיפת ערימה זמנית.

2.2 מספר חומרים נפוצים לציפוי תחתון

• חרסית ובנטוניטכאשר יש כמות גדולה של חרסית ליד אתר הדליפה של הערימה, שימוש בבטנה תחתונה מחרסית היא בחירה מתאימה. ניתן לדחוס את הבטנה התחתונה הזו בשלוש שכבות, כל אחת בעובי של כ-150 מ"מ. מקדם החדירות של הבטנה התחתונה הזו הוא 1.0×10⁻⁶ ס"מ/שנייה, דבר העומד בדרישות הגנת הסביבה. מכיוון שלבנטוניט (במיוחד מסוג נתרן) יש תכונות ספיגת מים חזקות והוא יכול להתרחב פי 7-10 בנפח לאחר ספיגת מים, הוספת כמות מתאימה (כ-30%) של בנטוניט לחימר יכולה להפחית משמעותית את חדירות החימר. סוג זה של בטנה תחתונה קל להנחה ועלותו נמוכה. יש לדחוס את היסודות, והשיפוע צריך להיות עדין כדי למנוע שחיקה של הבטנה התחתונה במהלך תהליך הדליפה של הערימה.

• אספלט ובטוןכאשר משתמשים באספלט או בטון כציפוי תחתון, חוזקם נגד חלחול וחוזקם הדחיסה קשורים לעוביו. בדרך כלל, העובי נע בין 150 ל-200 מ"מ. כאשר בנוי היטב, מקדם החדירות הוא בין 1.0×10⁻⁹ ס"מ/שנייה ל-9×1.0⁻⁹ ס"מ/שנייה. עם זאת, סוג זה של ציפוי תחתון יקר יחסית ונוטה לסדקים.

• סרטי פוליאתילן בצפיפות גבוהה (לוחות) (HDPE)כאשר משתמשים בפוליאתילן בצפיפות גבוהה ובחומרים סינתטיים אחרים כציפוי תחתון, העובי הוא 1-2 מ"מ בלבד. מקדם החדירות שלו נמוך מ-1.0×10⁻⁹ ס"מ/שנייה, ויש לו עמידות בינונית בפני ניקוב. הוא מתאים לעפרות בגודל חלקיקים של פחות מ-13 מ"מ וניתן לעשות בו שימוש חוזר מספר פעמים. ניתן לחבר לוחות רכים מפוליאתילן בצפיפות גבוהה באתר באמצעות ציקלוהקסנון. שיטת הבנייה פשוטה, אך מוטלות דרישות מחמירות לאיכות הריתוכים. במדינות זרות, חומר זה נבחר לעתים קרובות עבור ציפויים תחתונים של אתרי שטיפה של ערימות מים (כולל בריכות נוזלים מוגמרות).

2.3 מבני קו תחתון

• ריפודים תחתונים בשכבה אחתכאשר משתמשים בחימר, אספלט או בטון עבור ציפויי תחתית חד-שכבתיים, הם נושאים מאמץ גבוה יחסית ויכולים לשלוט ביציבות ערימת העפרות יחד עם היסודות. כאשר משתמשים בחומרים סינתטיים, במיוחד כאשר החומרים הסינתטיים מונחים על יסוד של חומרים בעלי גרגירים עדינים, חוזק המגע החיכוך נמוך מאוד, מה שיכול להבטיח את יציבות ערימת העפרות.

• ריפודים תחתונים דו-שכבתייםבטנות תחתית דו-שכבתיות מורכבות משני סוגים של חומרים לבטנה התחתונה. שתי השכבות יכולות להיות במגע ישיר או לכלול שכבת ניקוז או שכבת חיץ ביניהן. שכבת הניקוז המשמשת לניטור דליפות יכולה לאסוף ולמחזר את התשטיפים. שכבת הניקוז יכולה להיות עשויה מחומרים כגון חול דק, והוספתה יכולה גם לשפר את יציבות ערימת העפרות. השכבה העליונה של הבטנה התחתונה הדו-שכבתית היא לרוב שכבת ריפוד העבודה כדי להבטיח את שחזור התשטיפים, בעוד שהשכבה התחתונה היא שכבת הגיבוי כדי למנוע דליפת התמיסה לסביבה. בדרך כלל, שכבת העבודה של הבטנה התחתונה הדו-שכבתית עשויה מחומרים סינתטיים כגון HDPE ו-PVC, ושכבת הגיבוי עשויה מחימר.

• ריפוד תחתון משולש שכבותבטנות תחתית משולשות מורכבות לרוב משכבה אחת של PVC או HDPE רך ושתי שכבות של חרסית, או שתי שכבות של PVC ושכבה אחת של חרסית. קיימת אפשרות גבוהה יחסית להחלקת ערימת העפרות עם בטנות תחתית משולשות. כדי למנוע החלקה, יש לספק לפחות שכבת ניקוז אחת בין שכבות הבטנה התחתונה. בטנות תחתית משולשות נמצאות בשימוש פחות נפוץ.

2.4 הנחת ציפויים תחתונים

טכנולוגיית ההנחה ואיכות הציפוי התחתון משפיעות קשות על תפקודו. בעת הנחת ציפוי תחתון מחימר, יש להימנע מעונות גשום או יבשות כדי למנוע סדקים בציפוי התחתון עקב אובדן מים. הגישה הספציפית היא תחילה להניח שכבה של חרסית, בנטוניט או פסולת דקה על היסודות, לדחוס אותה, לאחר מכן להניח סרטי פלסטיק או יריעות גומי, להוסיף שכבה של חרסית או חול דק, ולבסוף לכסות שכבה של עפרה גדולה כשכבת מגן.

כאשר יש הפרש גובה ביסודות, יש להתחיל את הנחת ציפויי התחתית מחומר סינתטי מהנקודה הנמוכה ביותר ולהמשיך כלפי מעלה. יש להימנע מיצירת קמטים. ניתן להשתמש במכונת גלילים חלקה להנחה, ועדיף לבצע את הריתוך באתר. הריתוכים צריכים להיות אחידים, וכיוון הסידור שלהם צריך להיות ניצב למסלול התנועה האפשרי של ערימת העפרות. בנוסף, שטח הנחת הציפוי התחתון של אתר שטיפת הערימה צריך להיות גדול מעט יותר משטח התחתית בפועל של ערימת העפרות.