A importância da drenagem e do controlo da infiltração na indústria mineira

A gestão das águas subterrâneas é essencial para garantir a segurança das operações mineiras e a segurança ambiental em todas as suas fases. Estruturas de drenagem inadequadas podem levar a acidentes graves, como instabilidade de taludes, inundação de túneis e rutura de barragens de resíduos. Além disso, os sistemas de controlo positivo de infiltrações podem evitar que os efluentes com metais pesados e ácidos contaminem o ambiente.

Este artigo apresenta de forma abrangente os vários materiais de drenagem e controlo de infiltrações exigidos pela indústria mineira e as suas aplicações inovadoras.

I. Sistema Básico de Materiais de Drenagem

1.1 Série de placas de drenagem em plástico

• Placa de drenagem plástica impermeabilizante para túneis:Concebido especificamente para túneis de minas, apresenta uma elevada resistência à compressão (até 500 kPa) e uma excelente condutividade da água (condutividade da água > 0,5 cm²/s).

• Placa de drenagem em PEAD:Fabricado em polietileno de alta densidade, é resistente à corrosão ácida e alcalina e adequado para ambientes extremos com uma gama de pH de 2 a 12.

• Conselho de Proteção de Drenagem:Possui uma camada protetora para evitar danos mecânicos e tem uma vida útil superior a 30 anos. 

1.2 Sistema de Drenagem Composto

• Sistema de drenagem composto:Uma forma tridimensional que integra drenagem, filtragem e proteção.

• Placa de drenagem geocomposta:Pesando apenas 1,5-3,0 kg/m² por unidade de área, tem uma força de tração de 200-400 kN/m.

• Geocomposto de drenagem 3D:Esta inovadora estrutura de drenagem tridimensional melhora a eficiência da drenagem em 40% em comparação com os materiais tradicionais.

II. Soluções avançadas de materiais para controlo de infiltrações

2.1 Série de geomembranas de PEAD

• Folha de geomembrana de PEAD :Com uma espessura padrão de 1,0-3,0 mm e um alongamento à rotura superior a 700%, é o material anti-infiltração preferido para lagoas de rejeitos.

• Geomembrana HDPE de duas cores:O design de duas cores facilita a inspeção da qualidade da soldadura e atinge uma resistência de até 90% do material original.

• Revestimento composto texturado:A textura da superfície melhora o coeficiente de atrito em 50%, sendo particularmente adequada para aplicações em declives acentuados. 

2.2 Materiais especiais anti-infiltração

• Geocomposto resistente a produtos químicos:Resistente a ambientes químicos extremos com uma gama de pH de 1-14.

• Geomembrana composta resistente aos raios UV:A adição de agentes antienvelhecimento especiais aumenta a sua vida útil no exterior para 25 anos.

• Revestimento de membrana resistente às raízes:Uma fórmula especial previne eficazmente a penetração nas raízes das plantas.

III. Aplicações Inovadoras dos Materiais Compósitos

3.1 Estrutura composta multicamadas

• Geocomposto de dois ecrãs e uma membrana:Uma estrutura típica de tecido não tecido/filme de PEAD/tecido não tecido proporciona funções anti-infiltração e drenagem.

• Geomembrana geotêxtil dupla:Estrutura dupla de tecido não tecido protege a membrana impermeável do meio contra danos.

• Membrana composta reforçada:Incorpora uma malha de fibra de vidro para aumentar a resistência à perfuração em 300%.

3.2 Materiais Compósitos Funcionais Especiais

• Geocomposto auto-reparador:Contém um agente de restauração de microcápsulas integrado para restaurar rotineiramente pequenas fissuras.

• Revestimento geocomposto de alta resistência:Com uma corrente de tração até oitenta kN/m, adequada para zonas de elevado stress.

• Revestimento composto ecológico: Feito de materiais recicláveis, cumpre os requisitos de construção de minas verdes.

IV. Sistema de Rede de Drenagem Tridimensional

4.1 Estrutura de Drenagem Tridimensional

• Rede de Drenagem 3D para Aterros Sanitários:Altura do canal de drenagem central 5-10 mm, condutividade hidráulica > 0,01 m²/s

• Geonet HDPE:Os tamanhos de malha variam entre 5×5 mm e 10×10 mm, adequados para necessidades de drenagem de vários tamanhos de partículas.

• Rede de Drenagem Composta:Estrutura composta com uma taxa de fluência de compressão a longo prazo de <10%.

4.2 Componentes de Drenagem Profissional

• Redes de Drenagem:Materiais auxiliares de drenagem utilizados para formar um sistema de drenagem tridimensional completo.

• Rede de drenagem:Rede de drenagem leve adequada para projetos de drenagem auxiliar.

• Rede para Drenagem:Rede de drenagem básica com a melhor relação custo-benefício.

V. Soluções de Aplicação Especial

5.1 Sistema de proteção para encostas íngremes

• Geomembrana para encostas íngremes:Especialmente formulado para aumentar o coeficiente de atrito, adequado para declives até 1:1,5.

• Geomembrana ligada a geotêxtil:Melhora a estabilidade da interface e evita o deslizamento.

• Revestimento composto de alta resistência:Estrutura composta multicamadas com excelente desempenho antiderrapante.

5.2 Soluções para ambientes extremos

• Geomembrana composta de PP:Polipropileno, resistente a temperaturas de -30°C a 120°C.

• Revestimento de contenção industrial:Normas anti-infiltração de nível industrial, adequadas para o controlo da poluição por metais pesados.

• Revestimento de geomembrana à prova de fugas:Uma estrutura de deteção de camada dupla com uma precisão de deteção de fugas de 1×10⁻⁵cm/s.

VI. Orientações Técnicas para Seleção de Materiais

6.1 Indicadores-chave de desempenho

• Condutividade Hidráulica:As substâncias de drenagem devem ser >1×10⁻³m/s

• Coeficiente de infiltração:As substâncias impermeabilizantes devem ter <1×10⁻¹¹cm/s

• Resistência à tracção:30-80 kN/m, dependendo dos requisitos de atribuição

• Grossura:1,0-3,0 mm é uma variação frequente na indústria mineira.

6.2 Matriz de Decisão de Seleção

VII. Estudos de Caso de Projectos

7.1 Projeto de Lagoa de Rejeitos de Mina de Cobre

Ao utilizar a folha de geomembrana de PEAD (2,0 mm de espessura) em conjunto com a placa de drenagem geocomposta, conseguimos controlar com sucesso a fuga para <0,5 L/ha·d, muito abaixo do padrão da indústria.

7.2 Projeto de túnel de mina de carvão profundo

Um sistema combinado de placa de drenagem plástica impermeabilizante para túneis e revestimento compósito de alta resistência resolveu eficientemente os desafios de drenagem e anti-infiltração sob alta pressão de água (0,8 MPa).

7.3 Gestão de encostas íngremes

Aplicando a Geomembrana para Encostas Íngremes (inclinação 1:1,25) e o Geocomposto de Drenagem 3D, o coeficiente de estabilidade da encosta foi aumentado de 0,95 para 1,35.

VIII. Tendências de Desenvolvimento Futuro

Materiais Inteligentes:Os revestimentos geocompostos incorporados com sensores podem monitorizar fugas em tempo real.

Produtos Ecológicos:Espera-se que a quota de mercado dos revestimentos compostos ecológicos cresça 15% ao ano.

Materiais Compósitos de Alto Desempenho:O geocomposto auto-reparador tornar-se-á a principal escolha para a remediação de minas.

Normalização:As melhorias nos requisitos ASTM para revestimentos compósitos irão pressionar o progresso empresarial.

IX. Conclusões e Recomendações

As tarefas de drenagem e antipercolação na mineração exigem a escolha do melhor agregado estrutural com base nas condições geológicas e hidrológicas específicas e nos requisitos do projeto. Recomendações:

• Dê prioridade às vantagens abrangentes de desempenho da série de produtos Geocomposite.

• Utilize materiais especiais, como materiais de alta resistência e resistentes a produtos químicos, em áreas-chave.

• A ênfase deve ser colocada nos indicadores de desempenho a longo prazo, como a resistência aos raios UV e a resistência às raízes.

• Realize testes regulares nas juntas do geocomposto para garantir a qualidade do projeto.

Através da escolha científica de tecidos e da construção padronizada, as modernas substâncias de drenagem e anti-infiltração podem melhorar substancialmente a segurança da mina e o desempenho ambiental, oferecendo uma base estável para a melhoria sustentável da indústria mineira.