Geotecnia aplicada. Geote ecnia minera. (84.07) Mecánica de Suelos y Geología FIUBA

Transcripción

1 Geotecnia aplicada a la industria minera Geote ecnia minera (84.07) Mecánica de Suelos y Geología FIUBA 1

2 Índice ecnia minera Geote Rajos mineros Minas subterráneas Presas de relaves Pilas de lixiviación 2

3 Rajos mineros Geotecnia minera 3

4 Diseño de rajos Geote ecnia minera 4 Se aplican principios básicos de estabilidad de taludes Se debe tener en cuenta la influencia del tamaño del corte (nivel de tensiones) sobre las propiedades resistentes de los materiales Las estructuras pueden controlar el comportamiento

5 Control estructural del comportamiento ecnia minera Geote 5

6 Geote ecnia minera Etapas de diseño 6 Modelos Dominios Diseño Análisis Implementación (Read & Stacey 2006)

7 Geote ecnia minera Modelo geológico 7 El modelo geológico es una distribución de los materiales que intervienen en el análisis Litología Alteración Intemperismo

8 Modelo estructural Geote ecnia minera El modelo estructural es una distribución de las discontinuidades Mayores Resistencia Rugosidad Rellenos Halos de influencia Menores Persistencia Espaciamiento 8

9 Modelo estructural Geote ecnia minera El modelo estructural es una distribución de las discontinuidades Mayores Menores Puede construirse a través de la integración de mapeos a escala banco (scan-lines) 9

10 Macizo rocoso: roca intacta y micro- defectos Principal Stresses (ILA) 160 Principal Stresses (IBR) 160 Principal Stresses (IGR) Geote ecnia minera ess (MPa) Major principal stre Serie S1 vs S3 Env. mejor ajuste 20 Serie S1 vs S3 (IBR) Env. mejor ajuste 20 Series S1 vs S3 (IGR) Env. mejor ajuste Env. ajuste restringido Env. ajuste restringido Env. ajuste restringido Minor principal stress (MPa) Minor principal stress (MPa) Minor principal stress (MPa)

11 Modelos y dominios geotécnicos Geote ecnia minera 11 Un modelo geotécnico es el conjunto de parámetros que define el comportamiento de una unidad geotécnica presente en el macizo rocoso Un dominio geotécnico es modelo + geometría Unidad Unit Weight E v T UCS mi UCS mi (kn/m³) (MPa) ( ) (MPa) (MPa) () (MPa) () ILA 23, ,25 3,5 (1) IBR 23, ,25 3,5 (1) IGR 23, ,25 3,5 (1) Hoek Brown Mohr Coulomb Unidad mb s a σ cm σ tm c φ Em vm ( ) () () (MPa) (MPa) (MPa) ( ) (MPa) () ILA 5,01 0,007 0,504 3,14 0,05 1, ,25 IBR 2,93 0,001 0,511 1,03 0,01 0, ,23 IGR 4,19 0,004 0,506 2,23 0,03 1, ,23

12 Ejemplo: Sección de diseño Geotecnia minera 12

13 Ejemplo: Sección de diseño con modelos geotécnicos ecnia minera Geote 13

14 Ejemplo: análisis de banco-berma Se estudia el comportamiento del macizo a escala banco para determinar el ancho de berma y el potencial volumen de derrame Geote ecnia minera 77 14

15 Ejemplo: análisis a escala global I: Las discontinudades se embeben en las propiedades p del medio continuo ecnia minera Geote II: Algunas discontinuidades incluidas en las mallas 15

16 Modelo numérico 3D Kindalag ecnia minera Geote (Price 2012) 16

17 Monitoreo de rajos Ground Probe Geotecnia minera 17

18 Monitoreo de rajos Ground Probe Geotecnia minera 18

20 Minería subterránea ecnia minera Geote 20 (Tatiya 2005)

21 Minería subterránea Geote ecnia minera 21 Comprensión del problema geomecánico Modelo constitutivo y calibración de parámetros Etapas de la modelización Inspección numérica de resultados Interpretación ingenieril de resultados Análisis de sensibilidad

22 Geotecnia minera 22

23 Geotecnia minera 23

24 Minería subterránea Geotecnia minera 24

25 Modelo geotécnico para mina subterránea Udocan minera Geotecnia m 25 (Ogorodnikov 2012)

26 Modelo de operación subterránea minera Geotecnia m Resolution 3 m cubes 26 (Muaka 2012)

27 Modelo de operación subterránea Actual Minado de pilares Nivel 0 minera Geotecnia m 27 (Muaka 2012)

28 Chuquicamata subterránea Geotecnia m minera FW 28 CR UZ A DO ZCI GE OT EC NIC O3 BEF RQS Q=S (Hormazábal 2012)

29 Obras para transporte de minerales Cajón de chancado Geote ecnia minera Túnel cinta Caverna Piques de traspaso Plug 29

30 Cajón de chancado Geotecnia minera 30

31 Cajón de chancado Geotecnia minera 31

32 Pique de traspaso y plug ecnia minera Geote Diseño convencional 32 Diseño optimizado

33 Funcionamiento del plug Geotecnia minera 33

34 Funcionamiento del plug Geotecnia minera 34

35 Pique de traspaso y plug Geotecnia minera 35

36 Pique de traspaso y plug Geotecnia minera 36

38 Relaves Geote ecnia minera 100 Los relaves son residuos del proceso minero 60 Son partículas de limo y 50 arena contaminadas con productos químicos 20 Los relaves se almacenan en recintos controlados para minimizar la contaminación del terreno % Passing Sieve Size (mm) 38

39 Relaves Los relaves se clasifican por el contenido de agua que tienen al momento de su deposición ecnia minera Geote 39

40 Disposición de relaves Los relaves se disponen mediante diferentes técnicas Spigotting ecnia minera Geote 40

41 Disposición de relaves Los relaves se disponen mediante diferentes técnicas Spigotting Descarga abierta ecnia minera Geote 41

42 Disposición de relaves ecnia minera Geote Los relaves se disponen mediante diferentes técnicas Spigotting Descarga abierta Relaves espesados 42

43 Disposición de relaves ecnia minera Geote Los relaves se disponen mediante diferentes técnicas Spigotting Descarga abierta Relaves espesados Disposición en pasta 43

44 Disposición de relaves Geote ecnia minera Los relaves se disponen mediante diferentes técnicas Spigotting Descarga abierta Relaves espesados Disposición en pasta Almacenamiento en seco 44

45 Técnicas de recrecimiento Relleno compactado (como una presa de tierra convencional) Fracción arena del propio relave empleada para la presa Geote ecnia minera Upstream Downstream Centerline 45

46 Resistencia al corte de los relaves La resistencia al corte de los relaves depende directamente de su densidad,,que varía fuertemente con el tiempo debido a consolidación y desecación ecnia minera Geote Deposición Consolidación 46 Desecación

47 Riesgos asociados Geotecnia minera 47

50 El drenaje en presas de relaves ecnia minera Geote El drenaje interno tiene importancia crucial para la seguridad de una presa de relaves Además, el drenaje es la medida más económica y confiable para aumentar la seguridad de una presa de relaves, sobre todo en las upstream 50

52 Pilas de lixiviación Las pilas de lixiviación son depósitos de rocas mineralizadas trituradas que se riegan con productos químicos para extraer sus minerales ecnia minera Geote 52

53 Pilas de lixiviación ecnia minera Geote Las pilas de lixiviación son depósitos de rocas mineralizadas trituradas que se riegan con productos químicos para extraer sus minerales Se construyen por etapas, de manera que las nuevas capas cubren los materiales ya procesados 53

54 Pilas de lixiviación Geote ecnia minera El objetivo es contar con una pila de material estable ypermeable Equipos no deben triturar el material para no crear una capa impermable Los drenes de pie deben mantener el terraplén drenado Las membranas de base no deben permitir la percolación de fluidos al terreno natural 54

55 Bibliografía Geote ecnia minera 55 Básica EPA. Design and evaluation of tailings dams. Tatiya. Surface and underground excavations. Balkema Brady & Brown. Rock mechanics for underground mining. Kluwer Wyllie & Mah. Rock slope engineering, civil and mining. Spon Press Complementaria Read & Stacey. Guidelines for open pit slope design. CRC Press Van Zyl. Geotechnical aspects of heap leach design. SME Hustrulid Slope stability in surface mining SMME