Wichtige Anwendungen und Vorteile von geosynthetischen Tondichtungsbahnen (GCL) für den Bergbau

Im Umweltmanagement im Bergbau ist die Verhinderung der Kontamination des Grundwassers und der umliegenden Ökosysteme durch giftige und gefährliche Stoffe eine zentrale Aufgabe für Absetzbecken und Schlackenhalden. Geosynthetische Bentonit-Tondichtungsbahnen (GCLs), vor allem solche auf Natriumbentonitbasis, haben sich aufgrund ihrer geringen Durchlässigkeit und ihrer selbstheilenden Eigenschaften als unverzichtbare Barrierestrukturen für diese Anlagen erwiesen.

Kernanwendungen

1. Fundamentbarriere- und Auskleidungssystem:

• GCLs können direkt als vorderste Sickerschutzschicht an der Rückseite und den Hängen des Damms verlegt oder mit HDPE-Geomembranen zu Verbunddichtungssystemen kombiniert werden. Ihr Kern, hochquellendes Natriumbentonit, dehnt sich bei Kontakt mit Wasser schnell aus und bildet ein dichtes Gel. Dies ergibt eine Dichtung mit außergewöhnlich geringer Durchlässigkeit, die die Migration von Sickerwasser wirksam stoppt.

• Das selbstheilende Bentonit GCL (GCL) dichtet regelmäßig kleine Risse ab, die durch Grundrisse oder Bauschäden entstanden sind. Diese Funktion ist vor allem bei Schlackenhalden erforderlich, die zu ungleichmäßiger Setzung neigen.

2. Verschlusskappensystem:

• Nach Ablauf der Lebensdauer wird die GCL, eine wichtige Abdichtungsdecke/-matte (Bentonitmatte zur Abdichtung) innerhalb der Deckschicht, unter der Drainageschicht oder dem Deckboden verlegt, um das Eindringen von Niederschlag und die Bildung von neuem kontaminiertem Sickerwasser zu verhindern und so die langfristige Schließung und Sicherheit des Standorts zu gewährleisten.

• GCL ist äußerst flexibel und kann sich eng an komplexe Hangformen anpassen, wodurch es mit einer Bentonitdecke mit geringer Durchlässigkeit kontinuierlichen Schutz bietet.

GCL Liner-Installationsmethode und -prozess

I. Vorinstallation

1. Untergrundabnahme

• Ebenheit:Der Untergrund muss eben, fest und frei von scharfen Vorsprüngen (Felsen, Baumwurzeln, Metall usw.) sein. Die Ebenheitsanforderung lautet typischerweise: Der Höhenunterschied sollte auf einem 3-m-Lineal ±25 mm nicht überschreiten.

• Kompaktheit:Der Untergrund muss die Entwurfsanforderungen an die Verdichtung erfüllen (normalerweise ≥ 90 % des Proctors-Verdichtungsindex), um ungleichmäßige Setzungen zu vermeiden.

• Neigung:Die Neigung sollte den Anforderungen des Diagramms entsprechen, mit sauberen Übergängen und ohne steile Abhänge oder Vertiefungen.

• Sauberkeit:Alle Partikel (Schmutz, Müll, stehendes Wasser), die den GCL durchstoßen oder beschädigen könnten, müssen vollständig entfernt werden. Entwässerung: Stellen Sie sicher, dass der Untergrund über eine ausreichende Entwässerung verfügt, um zu verhindern, dass sich Wasser ansammelt und unbedeckte GCL durchnässt.

2. Materialhandhabung und Lagerung

• Produktinspektion:Überprüfen Sie Produktspezifikationen, Zertifizierungsdokumente und Inspektionsberichte der Produktionsstätte. Überprüfen Sie die Rollen auf sichtbare Integrität (keine Beschädigungen, keine Feuchtigkeitsansammlung und dichte Versiegelung).

• Lagerung: Kritisch!

• An einem trockenen, ebenen Ort lagern, vor Sonnenlicht und Regen geschützt und fern von Zündquellen.

• Um eine vorzeitige Hydratisierung und Unwirksamkeit des Bentonits zu verhindern, ist eine offene Lagerung strengstens untersagt.

• Die Stapelung der Schichten sollte die Empfehlungen des Herstellers (normalerweise ≤ 4 Rollen) nicht überschreiten, um eine Verformung der Basisschicht zu vermeiden.

• Bewahren Sie die Werksverpackung bis zum Gebrauch intakt auf.

3. Ausrüstung & Personal

• Ausrüstung:Bereiten Sie Verlegemaschinen (z. B. Schlingenstapler, Rollenverlegemaschine), Schweiß-/Nähgeräte (falls erforderlich), Bentonitpulver/Dichtungsstreifen, Ballast (Sandsäcke, Erdsäcke), Schneidwerkzeuge usw. vor.

• Personal:Das Baupersonal muss eine professionelle Schulung durchlaufen haben und mit den Eigenschaften und dem Installationsprozess von GCL vertraut sein.

II. Installationsprozess

1. Richtung & Reihenfolge

• Richtung:Im Allgemeinen werden die Rollen von oben nach unten entlang des Gefälles verlegt (um das Erosionsrisiko an überlappenden Fugen zu verringern), wobei die lange Seite möglichst parallel zur Richtung des maximalen Gefälles verläuft.

• Sequenz:Verlegen Sie zuerst den Behälterboden und anschließend die Seitenschrägen. Benachbarte Bahnen sollten in die gleiche Richtung verlegt werden. Vermeiden Sie das Schneiden und Spleißen kleiner Stücke in komplexen Strukturbereichen (z. B. Ecken und Rohrleitungseinführungen).

2. Abrollen & Positionieren

• Verwenden Sie Spezialwerkzeuge (z. B. einen Spreizer oder eine Schlinge), um die Rollen vorsichtig abzurollen. Ziehen Sie sie nicht über den Boden, um einen Abrieb des darunter liegenden Geotextils zu vermeiden.

• Manuelles Positionieren sorgt für ein glattes, faltenfreies und freistehendes Geotextil. Kleinere Falten können beim anschließenden Abdecken geglättet werden; größere Falten müssen geschnitten und entfernt werden.

• Sorgen Sie für eine ausreichende Verankerungslänge (in der Regel innerhalb des Ankergrabens oben am Hang).

3. Überlappung: Der Schlüssel zur Verhinderung von Durchsickern!

• Überlappungsbreite:Die Formatanforderungen müssen strikt eingehalten werden (normalerweise ≥ 150 mm, obwohl in wichtigen Bereichen oder unter besonderen Bedingungen auch größere Breiten erforderlich sein können).

• Sauberkeit im Überlappungsbereich:Stellen Sie sicher, dass die Überlappungsstelle glatt und trocken ist und sich kein Schmutz, Ablagerungen oder angesammeltes Wasser darin befindet.

• Bentonitzugabe:

• Verteilen Sie gleichmäßig eine ausreichende Menge spezielles Bentonitpulver (vom GCL-Lieferanten bereitgestellt, typischerweise ≥0,4 kg/m) über den Überlappungsbereich. Dies ist entscheidend für eine dichte Abdichtung!

• Oder verwenden Sie einen vorbetonierten Dichtungsstreifen (Bentonitstreifen), der in der Mitte der Überlappung platziert wird.

• Überlappungsmethode:Typischerweise wird eine natürliche Überlappung verwendet (kein Nähen oder Schweißen des Geotextils). Die obere Schicht bedeckt die untere Schicht auf natürliche Weise, und die Überlappungsrichtung sollte sicherstellen, dass das Wasser von der oberen zur unteren Schicht fließt (d. h. „Druck nach unten“). Besondere Bereiche: Bentonitplatten oder Bentonit-Dichtmittel sind für eine verbesserte Abdichtung an Rohrleitungseinführungen, Ecken und steilen Hängen erforderlich.

4. Verankerung

• Die GCL am oberen Ende des Hangs muss in einem vorab ausgehobenen Ankergraben sicher verankert werden.

• Verfüllen Sie den Ankergraben und verdichten Sie ihn lagenweise, um sicherzustellen, dass die GCL während der Installation oder des Betriebs nicht verrutscht.

5. Schadensbehebung

• Alle während der Installation festgestellten Löcher, Risse oder übermäßigen Abnutzungserscheinungen müssen sofort repariert werden.

• Reparaturmethode:

• Reinigen Sie den beschädigten Bereich.

• Schneiden Sie einen ausreichend großen GCL-Flicken (≥ 300 mm über die beschädigte Kante hinaus) aus demselben Material aus und legen Sie ihn über den beschädigten Bereich.

• Streuen Sie eine großzügige Menge Bentonitpulver um den Rand des Flickens und den Überlappungsbereich zwischen dem ursprünglichen GCL.

• Sichern Sie den Flicken mit temporären Gewichten wie Sandsäcken, bis er bedeckt ist.

III. Wichtige Schritte nach der Installation

1. Sofortige Abdeckung

GCL sollte nicht über längere Zeit der Witterung ausgesetzt werden! Fertiggestellte GCL-Abschnitte sollten umgehend (in der Regel noch am selben Tag) mit einer Schutzschicht und/oder Deckmaterialien (z. B. Geotextilien, Sand-/Erdschutzschichten, Geomembranen, Drainageschichten, Abraum/Deckboden) abgedeckt werden.

Zweck:

• Verhindert eine vorzeitige Hydratisierung des Bentonits (z. B. durch plötzlichen Regen).

• Verhindert die durch UV-Strahlung verursachte Zersetzung von Geotextilien.

• Verhindert Schäden durch menschliche oder mechanische Beschädigungen.

• Sorgt für Gewicht, damit die GCL eng am Untergrund haftet, und erleichtert die Hydratisierung und Ausdehnung.

2. Schutzschicht

• Zwischen der GCL und dem Deckgebirge aus grobkörnigen Materialien (z. B. Schotter, Abraum) oder schweren Lasten muss eine geeignete Schutzschicht aus Geotextilvlies (typischerweise ≥ 300 g/m²) verlegt werden.

• Die Schutzschicht muss flach und mit ausreichender Überlappung (normalerweise ≥ 300 mm) verlegt werden, um ein Durchstechen der GCL zu verhindern.

3. Aktivierung der Hydratation

• Ideale Hydratation: Verlassen Sie sich auf die Feuchtigkeit im darüber liegenden Material (oder auf natürliche Niederschläge), damit der Bentonit langsam und gleichmäßig hydratisieren und sich unter Druck ausdehnen kann, wodurch ein dichtes Kolloid entsteht.

• Künstliche Vorhydratation (mit Vorsicht verwenden):

• Wird nur in Betracht gezogen, wenn das Fundament extrem trocken ist, dem darüber liegenden Material Feuchtigkeit fehlt oder der Bauzeitplan eng ist.

• Diese Methode muss streng nach den Konstruktionsanforderungen und den Anweisungen des Herstellers durchgeführt werden, normalerweise unter Verwendung eines Sprühnebels.

• Nicht mit großen Wassermengen spülen! Dies kann zu Bentonitverlusten oder Wassersäcken führen.

• Stellen Sie nach der Hydratation sicher, dass ausreichend Gewicht auf die Abdeckung aufgebracht wird, um eine ungleichmäßige Ausdehnung oder Schrumpfung aufgrund von Wasserverlust zu verhindern.

4. Qualitätskontrolle und Dokumentation

Überwachung des gesamten Prozesses: Spezielles Personal überwacht den Verlegeprozess und konzentriert sich dabei auf die Kontrolle der Basisschicht, Überlappungen, Verankerung, Reparaturen und rechtzeitige Abdeckung.

Aufzeichnungen: Um ein vollständiges Bauprotokoll zu erstellen, werden detaillierte Aufzeichnungen über Verlegedatum, Wetter, Rollennummer, Überlappungsort, Reparaturort, Abdeckzeit sowie Fotos/Videos geführt. Abnahme: Nach Abschluss der Pflasterarbeiten wird eine gemeinsame Abnahmeprüfung durchgeführt, um die Einhaltung der Entwurfs- und Spezifikationsanforderungen zu bestätigen.

Besondere Überlegungen zu Rückständen/Schlackenhalden

1. Chemische Umgebung

Es ist wichtig, vor dem Einbau die Ergebnisse der chemischen Verträglichkeitsprüfung zu überprüfen. Bei Verwendung von polymermodifiziertem GCL ist darauf zu achten, dass es für das Sickerwasser vor Ort geeignet ist.

2. Hangstabilität

• Beim Einbau an Hängen müssen die Bediener Sicherheitsmaßnahmen (Sicherheitsgurte und rutschfeste Schuhe) tragen.

• Stellen Sie sicher, dass die Pflasterung glatt und nahe an der Hangoberfläche ist, um die Belastung von oben zu minimieren.

• Gehen Sie beim Aufbringen der Schutzschicht und des Deckgebirges von der Unterseite des Hangs nach oben vor, um die Abwärtskräfte zu verringern.

• Bringen Sie bei Bedarf Gewichte (z. B. Sandsackketten) auf der Hangoberfläche an.

3. Große Maschinen

Vor dem Auftragen der Schutzschicht ist der Betrieb schwerer Maschinen direkt auf freiliegender GCL strengstens untersagt. An den erforderlichen Zugangspunkten sollte eine ausreichend dicke temporäre Schutzschicht (z. B. Holzplatten und verdicktes Geotextil) verlegt werden.

4. Wetter

Vermeiden Sie das Pflastern an regnerischen, schneereichen oder windigen Tagen. Bei plötzlichem Regenfall sofort mit dem Verlegen aufhören und die unbedeckte Gipskartonplatte vollständig mit einer Plane abdecken. Die Ränder verdichten, um das Eindringen von Regenwasser zu verhindern. Nach dem Regen auf Feuchtigkeit prüfen; stark durchnässte Bahnen können entsorgt werden.

5. Schnittstellenbehandlung: 

Anschlüsse an Bauwerke wie Umleitungsgräben, Rohrleitungen und Beobachtungsbrunnen sind Schwachstellen und erfordern von Ingenieuren genehmigte Spezialdetails (wie etwa Manschettendichtungen und Bentonit-Gummi-Wassersperren) sowie eine sorgfältige Konstruktion.

Wichtige Vorteile zur Bewältigung von Bergbauherausforderungen

1. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit:

Zur Bekämpfung des sauren oder stark salzhaltigen Sickerwassers in Bergbaugebieten können spezielle, chemisch beständige Bentonitmembranen oder polymermodifizierte GCLs eingesetzt werden. Diese Produkte verbessern durch die Einbeziehung von Polymeren die Langzeitstabilität und Dichtigkeit von Bentonit in aggressiven chemischen Umgebungen erheblich. (Strenge chemische Verträglichkeitstests sind Voraussetzung für die Anwendung.)

2. Effiziente Konstruktion

GCL wird in Rollenform geliefert, was eine schnelle Installation ermöglicht und die Bauzeit deutlich verkürzt. Es eignet sich besonders für große Absetzbeckenböden. Seine dünnschichtige Beschichtung (Natrium-Bentonit-Liner) reduziert die Beckengröße und den Erdaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Tonlinern deutlich.

3. Zuverlässige Selbstheilungsfähigkeit

Die wasserquellenden Eigenschaften von Bentonit verleihen GCL besondere Selbstheilungskräfte, gleichen mögliche Defekte effektiv aus und verbessern die allgemeine Maschinenzuverlässigkeit.

4. Umweltfreundliche Komponente

Bentonit ist ein natürlich vorkommendes Mineral und GCL selbst entspricht als Schlüsselelement des umweltfreundlichen Membranbarrierekonzepts den Standards einer nachhaltigen Bergbauentwicklung.

Lieferantenauswahl

Die Wahl des richtigen GCL-Lieferanten (GCL Bentonit / Geotextile Clay Liner (GCL) Lieferanten) ist entscheidend. Lieferanten sollten in der Lage sein, Folgendes bereitzustellen:

• 1. Produkte, die strengen Tests unterzogen wurden (einschließlich Tests auf chemische Verträglichkeit).

• 2. Geosynthetische Bentonit-Auskleidungen (GCLs), die für die spezifische Sickerwasserzusammensetzung von Rückständen/Schlacke optimiert sind, beispielsweise polymermodifizierte Typen.

• 3. Umfassender technischer Support und Bauanleitung.

Über Haoyang Environmental Technology

In Absetzbecken und Schlackenhalden sind Bentonit-GCLs (GCLs) oder geosynthetische Tondichtungsbahnen (Geosynthetic Clay Liners) aufgrund ihrer geringen Durchlässigkeit, ihrer selbstheilenden Eigenschaften, ihrer chemischen Beständigkeit und ihrer einfachen Installation Kernmaterialien für die Schaffung umweltfreundlicher und zuverlässiger Umweltgrenzen. Die optimale Auswahl und Anwendung von Natriumbentonit-Dichtungsbahnen oder deren modifizierten Produkten sowie die Gewährleistung einer hervorragenden Installation spielen eine unersetzliche Rolle beim Schutz von Bergbaugebieten und der umgebenden Umwelt.

Haoyang Environmental Technology (Shandong) Co., Ltd. wurde 2008 gegründet und hat seinen Hauptsitz in der chinesischen Provinz Shandong. Das Unternehmen ist ein internationaler Anbieter integrierter Umwelttechnologie-Dienstleistungen. Zu seinen Dienstleistungen zählen Forschung und Entwicklung sowie die Herstellung von umwelttechnischen Materialien, technische Beratung und Planung, Bau, ökologische Sanierung und die Entsorgung gefährlicher Abfälle. Das Unternehmen verfügt über mehr als 20 moderne Produktionslinien. Zu seinen Kernprodukten zählen:

• Polyethylen-Geomembran (einschließlich 10 Meter langer Roh-Geomembran);

• Vlies-/Gewebeverbund-Geomembran;

• Filament-Spinnvlies-Nadelvlies-Geotextilien;

• Nadelvlies-Geotextilien aus Stapelfasern;

• Dreidimensionales Verbund-Drainagenetz;

• Natriumbentonit-Abdichtungsmatte (GCL);

Unsere Produkte finden breite Anwendung in Umweltschutzprojekten wie Wasserschutz, Transport, kommunalen Deponien, industriellen Absetzbecken und der Sondermüllbehandlung und werden in globale Märkte wie Südostasien, Südamerika und Afrika exportiert. Wir laden internationale Partner herzlich zur Zusammenarbeit ein, um gemeinsam die überlegene Leistung von Haoyang GCL bei Sickerschutzprojekten für Absetzbecken und Schlackenhalden zu überprüfen und einen breiteren Markt für Umweltschutztechnologieanwendungen zu erschließen.