تاسیسات مورد استفاده در مباحث مهندسی معدن عموما شامل دو نوع می شوند: سدهای باطله و پشته های شستشوی کانی (HLP). در هر دوی این تاسیسات، به دلیل تجمع حجم عظیمی از کانیهای شامل فلزات سنگین و دیگر ترکیبات خطرناک که ورود آنها به محیط خطر بالقوه ای جهت سلامت انسان و محیط زیست محسوب می شود، وجود لایه آب بند در کف ضروری است. ضمن اینکه در HLP ها، به دلیل نیاز به جمع آوری شیرابه از کف و بازیافت فلزات، وجود پوشش کف علاوه بر اهیمت زیست محیطی دارای اهمیت اقتصادی نیز می باشد. تصویری از یک HLP در شکل زیر مشاهده میشود.
یکی از انواع HLP: اعمال مایع شستشو در بالا و استخراج شیرابه حاوی فلزات گرانبها از کف سیستم
محلول شوینده ی مورد استفاده بسته به نوع کانی می¬تواند متشکل از یک اسید قوی (مانند اسید سولفوریک) و یا در مورد استخراج طلا و نقره از HLP، یک محلول سیانید رقیق شده باشد.
مصالح ژئوسینتتیک
ژئوسینتتيك ها محصولات پليمري هستند كه دراندركنش باخاك خصوصيات فيزيكي آنرا بهبود مي بخشند. به دلايل ويژگي هاي مكانيكي بسيارخوب، سهولت اجرا، دوام و پايايي، وصرفه¬اقتصادي زمينه¬هاي كاربري اين محصولات به سرعت روبه افزايش مي¬باشد.
يكي از مهمترين زمينه هاي كاربرد محصولات ژئوسينتتيك، آببندي سازه¬های مختلف از جمله ساختمان ها، مراکز دفن پسماند، تونل¬ها، کانال¬ها و تاسیسات معدنی می¬باشد. در خانواده ژئوسينتتيك¬ها، ژئوممبرين و لاینررسي ژئوسنتتیکی كارمي روند. بسته به شرايط محيطي پروژه و شكل سطوح مورد نظر و ساير پارامترهاي از ايندو محصول و يا در بعضي موارد از تركيب آنها براي آببندي سطوح استفاده مي شود.
ژئوممبرین
بر اساس تعریف ASTM D ۴۴۳۹، لاینرهای ژئوممبرینی غشاهای با نفوذپذیری بسیار پایینی هستند که جهت جلوگیری از مهاجرت مایعات در پروژه های مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر، پلیمرهای ترموپلاستیک بیشترین کاربرد را در تولید ژئوممبرین دارند. سه نوع اصلی ژئوممبرین ترموپلاستیک که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند ازژئوممبرین PVC، ژئوممبرین پلی اتیلنی که خود به سه دسته VLDPE، LLDPE و HDPE تقسیم می¬شوند، ژئوممبرین پلی اتیلنی کلره (CPE) و غیره.
در کاربردهایی مانند HLP و سدهای باطله، ژئوممبرین¬های HDPE و LLDPE به دلیل خواص مناسبی که از خود نشان می¬دهند بیشترین استفاده را دارند. از جمله این خواص می¬توان به نفوذپذیری بسیار پایین، مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون، مقاومت بالا در برابر انواع مایعات، طول عمر بسیار بالا و خواص مکانیکی بسیار خوب اشاره کرد. از این میان، ژئوممبرین HDPE به دلیل دارا بودن کربن سیاه بیشتر دارای مقاومت شیمایی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بالاتر ی نسبت به LLDPE می¬باشد و در نتیجه در مواردی که مایع موجود دارای اسیدیته بالایی است، استفاده از آن اجتناب ناپذیر می¬نماید. در مقابل، ژئوممرین LLDPE دارای نرمی و انعطاف پذیری بیشتری نسبت به HDPE بوده و لذا نصب آن راحت¬تر و احتمال وقوع پارگی¬های حین نصب نیز در آن کمتر است. از همه مهمتر، پتانسیل ایجاد ترک¬های تنشی در LLDPE نسبت به HDPE کمتر است.
رول ژئوممبرین
نصب ژئوممبرین در HLP
انتخاب نوع و ضخامت ژئوممبرین کاملا به شرایط پروژه بستگی دارد؛ منتها با توجه به میزان بار وارده و شرایط بستر و نیز نوع مصالح زیر و روی ژئوممبرین، می¬توان از جدول زیر به عنوان یک هنمود کلی استفاده نمود.
ضوابط کلی استفاده
از ژئوممبرین جهت لاینر در کاربردهای معدنکاری
لاینر رسی ژئوسینتتیکی (GCL)
لاينرهاي رسي ژئوسينتتيكي لايه هايي آب بند با ساختاری مرکب از بنتونیت سديم پودری فشرده در بين دو لايه ژئوتکستايل بافته شده و نبافته می باشند که به روش needle punching به هم متصل می شوند. اين ترکيب متعادل از الياف پليمري و رس طبيعي، يك لايه آب بند با مقاومت برشي بالاي درازمدت را به وجود مي آورد.
رول GCL
در اغلب موارد، GCL به عنوان جایگزینی برای ۱ متر لاینر رسی متراکم شده (CCL) مورد استفاده قرار می گیرد. این مسئله به دلیل برتری های غیر قابل انکاری است که GCL بر CCL دارد. از جمله سهولت و سرعت اجرا، مقرون به صرفه بودن، قابلیت خودترمیمی (self-healing) در صورت ترک خوردگی، مقاومت در برابر نشست¬های نامتقارن بزرگ، تعمیرات آسان و غیره اشاره کرد.
از لحاظ عملکرد هیدرولیکی، در صورتی که مایع در تماس با GCL، اثر شدیدی بر روی آن نداشته باشد، GCL نسبت به CCL و ژئوممبرین ارجح است؛ چرا که نفوذپذیری بسیار کمتری نسبت به CCL داشته و ژئوممبرین نیز غالبا دچار پارگی می شود. در نتیجه میزان دبی کل عبوری از واحد سطح GCL از سایر انواع لاینر کمتر است.
نتیجه گیری
استفاده از هر دو لاینر ژئوممبرینی و GCL در کاربردهای معدنی اکیدا توصیه می گردد؛ چرا که استفاده از لاینرهای مرکب توسط آیین نامه¬ها و محققین زیادی پیشنهاد شده است. با توجه به برتری¬های انکار ناپذیر مصالح ژئوسینتتیک بر مصالح طبیعی، گزینه برتر جهت استفاده به عنوان لاینر می باشند.