Einleitung: Die entscheidende Rolle von Geomembranen für die Sicherheit im Bergbau

Bergbaurückstände – Abfallstoffe aus der Mineralgewinnung – enthalten oft Schwermetalle, Säuren und giftige Chemikalien. Ohne dichte Eindämmung können diese Ressourcen in Böden und Gewässer gelangen und irreversible Umweltschäden verursachen. Polyethylen hoher Dichte (HDPE) hat sich zu einem Eckpfeiler des verantwortungsvollen Bergbaus entwickelt und bietet dank ihrer robusten Form und ihrer Abdichtungseigenschaften beispiellose Sicherheit. Nachfolgend finden Sie drei Fallstudien, die den Erfolg von HDPE in realen Projekten zur Lagerung von Rückständen veranschaulichen.

Warum sich HDPE-Geomembranen für die Lagerung von Rückständen eignen

Geomembranen aus Polyethylen hoher Dichte sind für die harten Anforderungen des Bergbaus besonders geeignet. Zu ihren wichtigsten Vorteilen zählen:

• Überlegene chemische Beständigkeit: Beständig gegen korrosive Einflüsse wie Schwefelsäure und Schwermetalle, die häufig in Rückständen vorkommen.

• Außergewöhnliche Undurchlässigkeit: Bietet branchenführende Geomembran-Abdichtung (Durchlässigkeit nur 1×10⁻¹² cm/s) und stoppt giftige Lecks.

• Haltbarkeit:Es ist UV-stabilisiert und reißfest und hält extremen Temperaturen, schweren Belastungen und jahrelanger Einwirkung rauer Bedingungen stand.

• Kosteneffizienz: Geringere Installations- und Wartungskosten im Vergleich zu Beton- oder Tonauskleidungen bei längerer Lebensdauer.

Fallstudie 1: Absetzbecken einer Kupfermine, Chile

Projekthintergrund

Eine riesige Kupfermine in der chilenischen Atacama-Wüste stand vor einer großen Herausforderung: Aus ihrem alternden, mit Lehm ausgekleideten Absetzbecken sickerte saures Wasser (pH 2–3) in das umliegende, trockene Ökosystem. Aufgrund strenger Umweltauflagen und der Forderung nach langfristiger Stabilität entschieden sich die Ingenieure für eine 2 mm dicke Geomembran aus Polyethylen hoher Dichte zur Neuauskleidung der 500 Hektar großen Anlage.

Durchführung

Das Montageteam verlegte die Geomembran über ein Vlies-Geotextilpolster, um Einstiche durch felsigen Boden zu verhindern. Die Nähte wurden mithilfe computergesteuerter Maschinen heißverschweißt, um eine nahtlose Barriere zu gewährleisten – entscheidend für die Abdichtung der Geomembran. Nach der Installation wurde jede Schweißnaht einer Vakuumprüfung unterzogen, um die Integrität zu bestätigen.

Ergebnisse (12 Jahre später)

• Keine Lecks:Wassertests rund um den Damm ergaben keine Spuren von Schwermetallen oder Säuren und bestätigten damit die Wirksamkeit der Geomembran-Abdichtung.

• UV-Beständigkeit:Trotz mehr als 3.000 Sonnenstunden im Jahr behält die Geomembran aus Polyethylen hoher Dichte 90 % ihrer Zugfestigkeit, ohne Anzeichen von Sprödigkeit.

• Kosteneinsparungen:Im Vergleich zur vorherigen Tonauskleidung (die jährliche Reparaturen erforderte) sanken die Wartungskosten um über 70 %, ohne dass größere Überholungen erforderlich waren.

Fallstudie 2: Absetzbecken einer Goldmine, Kanada

Projekthintergrund

Eine abgelegene Goldmine im Norden Kanadas musste in einer Region, die anfällig für Frost und starken Schneefall ist, zyanidhaltige Rückstände – ein giftiges Nebenprodukt der Goldgewinnung – eindämmen. Die Mine entschied sich für eine 1,5 mm dicke Polyethylen-Geomembran mit hoher Dichte aufgrund ihrer Flexibilität in kaltem Klima und ihrer Beständigkeit gegen Cyanidabbau.

Durchführung

Die Installation erfolgte innerhalb eines kurzen Sommerfensters. Die Geomembran wurde auf einem verdichteten Lehmuntergrund verlegt, um die Stabilität zu erhöhen. Schweißer arbeiteten im Schichtbetrieb, um die Nähte abzudichten, bevor die Temperaturen sanken. Dabei kamen speziell für kaltes Wetter entwickelte Wärmepistolen zum Einsatz. Die Folie wurde zusätzlich mit Betongewichten entlang des Teichrands verankert, um der Eisausbreitung standzuhalten.

Ergebnisse (8 Jahre später)

• Leistung bei kaltem Wetter:Die Geomembran überstand Kälteeinbrüche von 40 °C, ohne zu reißen, und behielt ihre wasserdichte Versiegelung, selbst als sich das Eis verschob.

• Cyanidverträglichkeit:Eine Laboruntersuchung der Auskleidung ergab keinen chemischen Abbau und beweist damit die Zyanidbeständigkeit der Geomembran aus Polyethylen hoher Dichte.

• Ökosystemschutz:Untersuchungen der Fische und der Flora und Fauna in den umliegenden Flüssen bestätigen, dass keine Cyanidverunreinigungen vorliegen, und erfüllen damit die strengen Umweltstandards Kanadas.

Fallstudie 3: Eisenerz-Tailings-Anlage, Australien

Projekthintergrund

Eine Eisenerzmine in Westaustralien wollte ihre Haldenlagerstätte erweitern, um die steigende Produktion zu bewältigen. Der sandige Boden und die starken Niederschläge machten herkömmliche Abdichtungen zu riskant. Daher entschieden sich die Ingenieure für eine 2 mm dicke Polyethylen-Geomembran mit hoher Dichte und einer Geotextilunterlage für höhere Durchstoßfestigkeit.

Durchführung

Früher wurde die Geomembran in riesigen Rollen ausgebracht, um Nähte zu reduzieren, wobei automatische Schweißmaschinen für gleichmäßige, stabile Verbindungen sorgten. Früher wurde unter der Auskleidung ein Leckerkennungsgerät installiert, um nach Verstößen zu suchen. Die Sensoren waren mit einem zentralen Dashboard verbunden und sorgten für Echtzeitwarnungen.

Ergebnisse (6 Jahre später)

Sturmbeständigkeit: Dank der wasserdichten Geomembran und der unzerstörbaren Verankerung überstand die Auskleidung heftige Regenfälle (1.000 mm in 48 Stunden) ohne dass Wasser eindrang.

• Abriebfestigkeit:Selbst bei ständiger Bewegung der Eisenerzrückstände (die von Natur aus abrasiv sind) weist die Geomembran nur minimalen Bodenverschleiß auf und behält ihre Integrität.

• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften:Die Anlage hat sämtliche Umweltprüfungen bestanden und die Aufsichtsbehörden lobten die Geomembran aus Polyethylen hoher Dichte als Modell für nachhaltigen Bergbau.

Wichtige Erkenntnisse aus erfolgreichen Projekten

Diese Fallstudien beleuchten zufriedenstellende Praktiken für den Einsatz von Geomembranen aus Polyethylen hoher Dichte bei der Lagerung von Bergbaurückständen:

• Nahtqualität:Für die Abdichtung von Geomembranen ist eine ordnungsgemäße Schweißung (heißverschweißte Nähte mit hundertprozentiger Festigkeitsprüfung) von entscheidender Bedeutung.

• Untergrundvorbereitung:Die Kombination mit Geotextil- oder Tonunterlagen verhindert Löcher durch Steine oder bewegte Erde.

• Klimaanpassung:Wählen Sie die Dicke (1,5–2 mm) in erster Linie auf Grundlage der örtlichen Bedingungen – dickere Auskleidungen für abrasive Rückstände oder extreme Temperaturen.

• Überwachung:Strukturen zur Leckerkennung sorgen für zusätzliche Sicherheit und gewährleisten ein frühzeitiges Eingreifen bei auftretenden Problemen.

Fazit: HDPE-Geomembranen – eine bewährte Lösung für den Bergbau

Die Erfolgsgeschichten aus Chile, Kanada und Australien zeigen, dass Polyethylen-Geomembranen mit hoher Dichte mehr als nur eine gesetzliche Vorschrift sind – sie sind eine zuverlässige und kostengünstige Lösung zum Schutz von Ökosystemen und zur Sicherung der Langlebigkeit des Bergbaus. Ihre Wasserdichtigkeit, chemische Beständigkeit und Robustheit machen sie zur idealen Lösung für die Haldenlagerung.

Für Bergbauoperationen, die nach Stabilitätsproduktivität mit Umweltverantwortung suchen, gibt die Geomembrane Science eine klare Richtung für den Erfolg - eine, die die Prüfung der Zeit, des Klimas und der harten Bergbaubedingungen erfolgt.