اختيار مواقع ترشيح الكومة ووضع بطانة القاع

تتضمن عملية بناء الكومة تكديس الخامات أو الخامات المتكتلة على البطانة السفلية لمنطقة ترشيح الكومة وفقًا للأبعاد الهندسية المصممة. يجب أن تتميز كومة الخام المبنية بنفاذية جيدة ومتجانسة، بالإضافة إلى استقرار هيكلي. يضمن ذلك، أثناء عملية الترشيح، أن يتغلغل عامل الترشيح بشكل متجانس عبر المقطع العرضي الكامل لكومة الخام بكثافة توزيع السائل المطلوبة. في الوقت نفسه، يمنع حدوث ظواهر مثل الانهيار عند حواف كومة الخام أو الانجرافات الموضعية. لذلك، يجب إيلاء عناية فائقة أثناء التشغيل. في الممارسة الإنتاجية، يوجد نوع آخر من طرق ترشيح الكومة. يُنقل الخام المستخرج مباشرة إلى منصة ترشيح الكومة للترشيح دون تكسير مسبق. في بعض الحالات، يتم الترشيح حتى في موقع التفجير. يتراوح حجم جزيئات الخام عادةً من 100 إلى 200 ملم أو حتى أكبر، مما ينتج عنه دورة ترشيح يمكن أن تستمر لمدة نصف عام أو أكثر. نظراً لأن هذا النوع من الترشيح بالكومة بسيط نسبياً، فإنه غالباً لا يتم دراسته كشكل نموذجي للترشيح بالكومة.

اختيار مواقع ترشيح الكومة ووضع بطانة القاع

يرتبط اختيار موقع عملية الترشيح بالكومة بالاستثمار في البنية التحتية، بما في ذلك معالجة الموقع، وطرق النقل، وتخطيط خطوط الأنابيب. وتُعدّ الطبقة السفلية لموقع الترشيح بالكومة وكيفية وضعها أمراً بالغ الأهمية لإنتاجية هذه العملية، لا سيما في الأكوام الكبيرة. لذا، يجب ضمان جودة هذه الطبقة.

1. المتطلبات الأساسية لمواقع الترشيح التراكمي

يجب أن يتمتع الموقع بقوة تحمل كافية لتحمل الضغط الإجمالي لوزن الخام ومعدات النقل.

يجب أن يكون لها منحدر طبوغرافي معين، مما يساعد على تقليم الموقع وتدفق الرشح.

يجب توفير مساحة كافية لبناء الأكوام وممرات النقل. بالنسبة للمناجم ذات إمكانات التطوير، ينبغي أيضًا دراسة إمكانيات التوسع المستقبلية.

2. اختيار ووضع بطانات القاع لمنصات ترشيح الكومة

2.1 اختيار بطانات القاع لمنصات الترشيح بالأكوام

يمكن تصنيف بطانات القاع لمنصات استخلاص الأكوام إلى نوعين: دائم ومؤقت. يتطلب النوع الأول وقت بناء طويل وتكاليف عالية، مما يجعله مناسبًا للمناجم المتوسطة والكبيرة ذات عمر الخدمة الطويل. في المقابل، تُستخدم بطانات القاع المؤقتة مرة واحدة فقط، وتتطلب وقت بناء قصيرًا، وهي منخفضة التكلفة. وهي مناسبة للمناجم التي يقل عمر خدمتها عن 5 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، تلعب البيئة المحيطة دورًا أيضًا. إذا كانت مساحة موقع استخلاص الأكوام محدودة، فيمكن بناء منصة استخلاص أكوام دائمة. وعلى العكس، إذا كان هناك منحدر كبير قريب ومسافة نقل الخام قصيرة، فيمكن بناء منصة استخلاص أكوام مؤقتة.

2.2 العديد من مواد بطانة القاع الشائعة الاستخدام

• الطين والبنتونيت : عند وجود كمية كبيرة من الطين بالقرب من موقع الترشيح بالكومة، يُعد استخدام بطانة سفلية طينية خيارًا مناسبًا. يمكن دكّ هذه البطانة على ثلاث طبقات، بسماكة 150 مم تقريبًا لكل طبقة. معامل نفاذية هذه البطانة 1.0 × 10⁻⁷ سم/ث، وهو ما يفي بمتطلبات حماية البيئة. نظرًا لأن البنتونيت (وخاصةً النوع الصوديومي) يتمتع بقدرة عالية على امتصاص الماء، ويمكنه التمدد من 10 إلى 30 ضعف حجمه بعد امتصاص الماء، فإن إضافة كمية مناسبة (حوالي 4%) من البنتونيت إلى الطين يمكن أن يقلل بشكل كبير من نفاذيته. يتميز هذا النوع من البطانات السفلية بسهولة تركيبه وانخفاض تكلفته. يجب دكّ الأساس جيدًا، وأن يكون المنحدر لطيفًا لمنع تآكل البطانة السفلية أثناء عملية الترشيح بالكومة.

• الأسفلت والخرسانة : عند استخدام الأسفلت أو الخرسانة كبطانة سفلية، ترتبط مقاومتها للتسرب وقوة تحملها للضغط بسماكتها. عادةً ما تتراوح السماكة بين 150 و200 مم. عند التنفيذ الجيد، يتراوح معامل النفاذية بين 1.0 × 10⁻⁹ سم/ث و1.0 × 10⁻¹⁰ سم/ث. مع ذلك، يُعد هذا النوع من البطانات السفلية مكلفًا نسبيًا وعرضةً للتشقق.

• أغشية (ألواح) البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) : عند استخدام البولي إيثيلين عالي الكثافة ومواد اصطناعية أخرى كبطانة سفلية، لا يتجاوز سمكها 1-2 مم. معامل نفاذيتها أقل من 1.0 × 10−13 سم/ث، وتتمتع بمقاومة متوسطة للثقب. وهي مناسبة للخامات ذات حجم جسيمات أقل من 20 مم، ويمكن إعادة استخدامها عدة مرات. يمكن ربط ألواح البولي إيثيلين عالي الكثافة المرنة في الموقع باستخدام سيكلوهكسانون. طريقة التركيب بسيطة، ولكن تُفرض متطلبات صارمة على جودة اللحامات. في الخارج، يُختار هذا النوع من المواد غالبًا للبطانات السفلية لمواقع ترشيح الأكوام (بما في ذلك أحواض السائل النهائي).

2.3 هياكل البطانة السفلية

• البطانات السفلية أحادية الطبقة : عند استخدام الطين أو الأسفلت أو الخرسانة في البطانات السفلية أحادية الطبقة، فإنها تتحمل إجهادًا عاليًا نسبيًا، ويمكنها التحكم في استقرار كومة الخام جنبًا إلى جنب مع الأساس. أما عند استخدام المواد الاصطناعية، وخاصةً عند وضعها على أساس من مواد ناعمة الحبيبات، فإن قوة الاحتكاك تكون منخفضة جدًا، مما يضمن استقرار كومة الخام.

• البطانات السفلية ذات الطبقتين : تتكون هذه البطانات من نوعين من مواد البطانة السفلية. قد تكون الطبقتان متلامستين مباشرةً أو بينهما طبقة تصريف أو طبقة عازلة. تُستخدم طبقة التصريف لمراقبة التسربات، حيث تجمع العصارة وتعيد تدويرها. يمكن تصنيع طبقة التصريف من مواد مثل الرمل الناعم، كما أن إضافتها تُحسّن من استقرار كومة الخام. غالبًا ما تكون الطبقة العلوية من البطانة السفلية ذات الطبقتين هي طبقة التبطين العاملة لضمان استعادة العصارة، بينما تُشكّل الطبقة السفلية طبقة الدعم لمنع تسرب المحلول إلى البيئة. عادةً ما تُصنع الطبقة العاملة من مواد اصطناعية مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) والبولي فينيل كلوريد (PVC)، بينما تُصنع طبقة الدعم من الطين.

• البطانات السفلية ثلاثية الطبقات: تتكون هذه البطانات عادةً من طبقة واحدة من ألواح PVC أو HDPE المرنة وطبقتين من الطين، أو طبقتين من PVC وطبقة واحدة من الطين. يزداد احتمال انزلاق أكوام الخام مع هذه البطانات. ولمنع الانزلاق، يجب توفير طبقة تصريف واحدة على الأقل بين طبقات البطانة. مع ذلك، فإن استخدام البطانات السفلية ثلاثية الطبقات أقل شيوعًا.

2.4 وضع بطانات القاع

تؤثر تقنية وضع بطانة القاعدة وجودتها بشكل كبير على وظيفتها. عند وضع بطانة قاع طينية، من الضروري تجنب مواسم الأمطار أو الجفاف لمنع تشققها بسبب فقدان الماء. تتمثل الطريقة المحددة في وضع طبقة من الطين أو البنتونيت أو مخلفات البناء الدقيقة على الأساس، وضغطها، ثم وضع أغشية بلاستيكية أو صفائح مطاطية، وإضافة طبقة من الطين أو الرمل الناعم، وأخيرًا تغطية طبقة من خام كبير الحجم كطبقة واقية.

عند وجود اختلاف في ارتفاع الأساس، يجب البدء بوضع بطانة قاع من مادة صناعية من أدنى نقطة والانتقال إلى الأعلى. تجنب تكوّن التجاعيد. يمكن استخدام آلة أسطوانة ملحومة للوضع، ويُفضل إجراء اللحام في الموقع. يجب أن تكون اللحامات موحدة، وأن يكون اتجاه ترتيبها عموديًا على مسار حركة كومة الخام. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون مساحة وضع بطانة قاع موقع ترشيح الكومة أكبر قليلاً من المساحة الفعلية لقاع كومة الخام.