بخشی از مقاله
چکیده
براي ساخت سازههاي فروشویی تودهاي، سطحی قریب به یک کیلومتر مربع با استفاده از مواد طبیعی و مصنوعی، به صورت تناوبی، ایزوله میگردد. روي این سطح لایه اي از شن که داراي نفوذ پذیري بالایی باشد، پهن میشود. سپس توده خاك اکسیدي به صورت پله اي روي آن احداث شده و اسید شویی میگردد. اسید مس را در خود حل کرده و از طریق سیستم زهکش به خارج از توده انتقال مییابد.
محلول باردار خروجی براي استحصال مس به واحد لیچینگ فرستاده میشود و بعد از استخراج مس براي شستشوي مجدد به روي توده باز میگردد. پارامترهاي مقاومت برشی بین لایههاي طبیعی و مصنوعی که در کف بستر توده بکار میروند، نسبت به سایر اجزاء توده، کمتر میباشند. بنابراین یکی از این سطوح، سطح احتمالی لغزش توده را تشکیل میدهد. لغزش در تودههاي فروشویی از نظر زیست محیطی و اقتصادي اهمیت زیادي دارد. بر این اساس تحلیل پایداري و بررسی پتانسیل لغزش آنها الزامی است.
براي تحلیل پایداري سازههاي فروشویی تودهاي از نرم افزارهاي متفاوتی استفاده میشود. روش تحلیل پایداري بلوك به بلوك روشی است تحلیلی که براي تحلیل پایداري شیبهاي خاکی از آن استفاده میگردد. این روش براساس تئوري بلوکهاي فعال، انفعالی و بیتفاوت استوار است. در این مقاله چگونگی کاربرد این روش در تحلیل پایداري و ساخت سازههاي فروشویی تودهاي ارائه شده است.
مقدمه
سازه فروشویی واحد نخست فرآیند هیدرومتالورژي در روش فروشویی تودهاي میباشد. براي ساخت این سازه ابتدا سطح وسیعی قریب به یک کیلومتر مربع با شیب ترجیحاً بین 5-15 درجه و نزدیک به دامپهاي خاك اکسیدي معدن انتخاب میشود. سپس بخشهاي داراي شیب تند کمی تسطیح و تمام سطح براي جلوگیري از نشست غیر مجاز تحکیم میشود.
بطور کلی شیب منطقه باید درحدي باشد که از یک طرف سیال بار دار مس بتواند تحت شیب طبیعی زمین به بیرون از توده حرکت کند و از طرف دیگر پایداري توده روي این شیب در مراحل مختلف ساخت و در طول مدت بهره برداري تضمین گردد. براي ایزوله کردن کف بستر معمولاً از چند لایه نفوذ ناپذیر طبیعی و مصنوعی به صورت تناوبی استفاده میشود. مواد طبیعی شامل رس و کوشین1 متراکم بوده و ماده مصنوعی مورد استفاده ژئوممبران2 میباشد. ضخامت ژئوممبران 1 تا 2 میلیمتر بوده و مقاومت سوراخ شدگی3 بسیار کمی دارد. با توجه به اینکه لایه نفوذ ناپذیر اصلی بستر سازه ژئو ممبران میباشد نصب صحیح آن داراي اهمیت ویژه اي است.
براي محافظت ژئوممبران از آسیبهاي احتمالی، 20 تا 25 سانتیمتر کوشین غیر متراکم یا لایه اي از جنس ژئوتکستایل محافظ روي این لایه پهن میگردد. روي کوشین لایه اي از شن میریزند. وظیفه اصلی این لایه، به علت نفوذ پذیري بالا، انتقال سیال باردار به خارج از توده معدنی میباشد. ضخامت این لایه به دبی پاششی اسید، ضریب نفوذ پذیري شن و شیب بستر بستگی دارد. روي لایه شن پلههاي خاك اکسیدي احداث شده و اسید شویی میگردند. اسید، فلز موجود در ماده معدنی را در خود حل کرده و از طریق لایه زهکش به خارج از توده انتقال مییابد. محلول باردار4، براي استحصال مس، به واحد لیچینک5 فرستاده میشود. در این واحد مس از اسید جدا شده و اسید خالی از فلز با نام رافینیت6 براي شستشوي مجدد به روي سازه باز میگردد.
شکلهاي1و2 به ترتیب فرآیند فروشویی تودهاي ولایههاي کف بستر آنها را نشان میدهند.
در سازههاي فروشویی تودهاي، حرکت و لغزش توده موجب پاره شدگی آستر ژئوممبران میشود. این لایه در حقیقت وظیفه اصلی ایزوله کردن بستر سازه را بر عهده دارد. در صورت پاره شدگی آستر ژئوممبران حجم بسیار زیادي از مواد شیمیایی وارد زمین میشود. که علاوه بر بههدر رفتن مواد شیمیایی و معدنی موجب آلودگی شدید خاك و آب زیرزمینی نیز میگردد. همچنین لغزش توده در شرایط خاص منجر به توقف خط تولید و رسانیدن آسیب جدي به سازههاي زیر دست میشود.
سطح لغزش در سازههاي فروشویی تودهاي، برخلاف سایر شیبهاي خاکی، قبل از ساخت سازه قابل تغییر است. بنابراین، براي این تودهها، تحلیل پایداري و بررسی چگونگی افزایش پایداري، در صورت پایین بودن ضریب ایمنی لغزش، امري حتمیو ضروري میباشد.
روش بلوك به بلوك7 روشی تحلیلی براي تحلیل پایداري شیبهاي خاکی است. اساس این روش تحلیل ورقهاي میباشد. در این روش هرکدام از ورقهها با توجه به هندسه و خواص ژئوتکنیکی سطح لغزش و توده میتواند به عنوان یک بلوك انفعالی8، فعال9 یا بی-تفاوت10 عمل کند.
در توده مورد تحلیل، هر بلوك انفعالی باعث افزایش ضریب ایمنی و هر بلوك فعال باعث کاهش ضریب ایمنی لغزش خواهد شد. ولی بلوکهاي بیتفاوت همانطوري که از نامشان پیداست تاثیري در پایداري توده نخواهند داشت. نتیجه موازنه تمامی بلوکها تعادل یا عدم تعادل توده را نشان خواهد داد. در این مقاله معادلات اصلی تحلیل پایداري بلوك به بدست آمده و چگونگی کاربرد آنها در این سازهها ارائه بلوك براي تحلیل پایداري سازههاي فروشویی توده اي میشود.
شکل -1 شماتیک کلی فرآیند فروشویی توده اي
شکل.2 شماتیک لایههاي کف بستر سازههاي فروشویی
