CONSTRUCCION DE BOTADEROS DE GRAN ALTURA Fredy Mamani Compañía Minera Antamina
INDICE 1. Introducción 2. Objetivo 3. Ciclo de Actividades 3.1. Diseño de Botaderos 3.2. Estudios de Fundación y Análisis de Estabilidad 3.3. Optimización de Diseños y Secuencias de Construcción 3.4. Construcción y Monitoreo de Estabilidad 4. Conclusiones
1. INTRODUCCION
INTRODUCCION Para el desarrollo de un proyecto minero básicamente tiene los siguientes componentes: -Tajo -Botaderos -Planta Concentradora o SX - EW -Presa de Relaves o Pads de Lixiviación Antamina esta ubicado en el corazón de la cordillera de los Andes, rodeado de picos y quebradas con una topografía muy difícil y suelos no competentes.
INTRODUCCION Esto representa una dificultad para la instalación de cualquier infraestructura, principalmente los botaderos. Esta dificultad se ha convertido en retos para construir botaderos de Gran Altura, con descargas al vacío de 400m a 300m de altura, esta actividad esta relacionado a la optimización de las distancias de acarreo. Se cuenta con un equipo profesional conformado por el área de Ingeniería Mina, Geotecnia, Operaciones Mina y Consultores Externos.
INTRODUCCION Botadero Este Botadero Tucush
Botadero Este INTRODUCCION Consta de 3 etapas de construcción con capacidades de 750, 165 y 1410 millones de toneladas. Botadero Tucush Consta de 2 etapas de construcción con capacidades de 640 y 165 millones de toneladas.
2. OBJETIVO
OBJETIVO El principal objetivo de este documento es transmitir las experiencias que hemos tenido en la construcción de nuestros botaderos de gran altura, desde la etapa de diseño, los estudios de fundación y análisis de estabilidad; optimización de diseños y desarrollo de secuencias de construcción; preparación de la fundación, construcción y monitoreo del mismo.
3. CICLO DE ACTIVIDADES
CICLO DE ACTIVIDADES La geomorfología de la base de los botaderos, las características y propiedades geotécnicas del material de la fundación no son favorables, típicamente encontramos los siguientes tipos de suelos: orgánico, coluvial, morrénico, fluvial y lacustre en capas de diferentes espesores. En algunas áreas se encuentran afloramientos de rocas, los taludes naturales están entre 25 a 40, adicional a estos factores tenemos la restricción horizontal. Ciclo para construir un botadero estable: -Diseño de Botaderos -Estudio de la Fundación y Análisis de Estabilidad -Optimización de Diseños y Secuencias de Construcción -Construcción y Monitoreo de Estabilidad
3.1 DISEÑO DE BOTADEROS Los diseños finales son parte de un ciclo de Planeamiento LOM
3.1 DISEÑO DE BOTADEROS Parámetros de Diseño: -Gradiente Rampa 10%
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD El estudio de la fundación, esta actividad es fundamental para diseñar y construir un botadero estable, con la información que se obtiene se realizara los análisis de estabilidad. Para la toma de la información de campo y sus respectivos análisis en laboratorios se utilizan métodos directos como la evaluación superficial, calicatas y perforaciones; y métodos indirectos como la refracción sísmica.
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD Calicatas Refracción Sísmica Perforación
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD El estudio de la fundación: -Propiedades Geotécnicas -Perfil Estratigráfico -Nivel Freático de la Fundación En los laboratorios las nuestras son sometidos a ensayos de clasificación, identificación, contenido de humedad y comportamiento mecánico. Resumen de Resultados
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD Análisis de Estabilidad, se analizan los primeros diseños LOM propuestos mediante secciones (Geometrías), nuestro objetivo es obtener un FoS que garantice la estabilidad global del Botadero; datos principales: Las características geomorfológicas del terreno, las propiedades geotécnicas de la fundación y el material a depositar sobre la fundación. Estos análisis se realizan en condiciones estáticas y pseudoestáticas, se utiliza una aceleración horizontal del terreno de 0.14g y por la gran consecuencia que tendría una falla del botadero se utiliza un valor mucho mas conservador de 0.24g esto corresponde al 50% de la aceleración máxima de un MCE.
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD La Metodología consiste en realizar análisis de estabilidad bidimensionales suponiendo un modelo de tensión efectiva equilibrio límite, para los análisis se utiliza el método de rebanadas de Equilibrio Limite General (GLE), se consideran modos de fallas circulares y no circulares. Condiciones Estáticas Análisis de Falla Circular
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD Se utilizan rutinas de búsqueda para determinar las superficies de fallas criticas (superficies de fallas con valores de FoS computados mas bajos). Condiciones Pseudoestáticas Análisis de Falla de Fundación
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD Así mismo se realizan análisis tridimensionales, suponiendo una superficie de falla elipsoidal idealizada y una superficie de falla combinada, con una superficie de falla plana en la fundación del Botadero. Para estos análisis se utiliza una versión generalizada 3D del método Bishop Simplificado de rebanadas. Modelo Tridimensional de Análisis de Estabilidad de Taludes
3.2 ESTUDIOS DE FUNDACION Y ANALISIS DE ESTABILIDAD Optimización de Acuerdo al Análisis de Estabilidad
3.3 OPTIMIZACION DE DISEÑOS Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCION Como resultado final de los estudios de fundación y análisis de estabilidad se obtienen recomendaciones que principalmente son: -Tratamiento de la fundación para estabilizar -Secuencias de construcción -Manejo del Agua Con los FoS aceptables en condiciones estáticas y pseudoestáticas se procede a optimizar los diseños de los botaderos y son incorporados en los diferentes planes, generándose secuencias de construcción.
3.3 OPTIMIZACION DE DISEÑOS Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCION En la secuencia de construcción un criterio muy importante a considerar es el número de descargas o las toneladas a descargar, mucho depende del talud del botadero, la altura, la calidad del material y la fundación. Diseño Parcial Secuencia de Construcción
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD La Construcción de un Botadero se inicia con la implementación de un Programa de Manejo Ambiental Operativo (PMAO), aquí se detalla paso a paso las actividades que se ejecutaran para estabilizar la fundación del botadero de acuerdo a las recomendaciones Geotécnicas. Con el objetivo de prevenir y mitigar los posibles impactos al medio ambiente el PMAO consta de 02 componentes: las actividades que se realizaran antes y después de intervenir el área.
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD El Antes consiste en construir canales y drenes de conducción de agua, construcción de pozas de sedimentación. Construcción de canales y drenes
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Después se realiza la recuperación del suelo orgánico, retiro del material inestable como morrenas arcillas y otros, en algunos casos se reemplaza por un material competente y construcción de bermas de seguridad. Recuperación de Suelo Orgánico Retiro del material inestable
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Una vez implementado toda las actividades de estabilización de fundación de Botadero se inicia con la descarga masiva de material. Inicio de Descarga
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Monitoreo de Estabilidad, básicamente consiste en el seguimiento de la supervisión y la implementación de instrumentación en los frentes de descarga para garantizar la estabilidad del Botadero. La supervisión realiza una inspección visual de las condiciones del Botadero, tomando en consideración las características físicas como: -Asentamientos en las plataformas -Tipo de Material -Condiciones de bermas -Angulo del Talud -Presencia de grietas -Ratio de Descarga -Condiciones del Pie y Fundación -Presencia de Agua -Distribución del Material
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Supervisión en Campo, su objetivo principal es garantizar la seguridad de las personas y de los equipos. Asentamientos en Cresta Falla por Fundación
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD La Instrumentación consiste en el uso de herramientas que nos ayudan a predecir en que momento un Botadero puede fallar, para los frentes activos y no activos tenemos los extensómetros. Extensómetro Manual Extensómetro Digital
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD La Instrumentación para el monitoreo de los diseños finales o cuando se requiera consiste en el uso de estaciones robotizadas, instalación de prismas, inclinómetros y piezómetros. Extensómetro Manual Extensómetro Digital
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Con la información que se obtiene se ha implementado un sistema de caracterización de Botaderos, clasificándolos en bueno, regular o malo, mediante la valorización de sus características físicas y de acuerdo a las estadísticas de movimiento de botadero se ha definido parámetros de control. Parámetros de Control
3.4 CONSTRUCCION Y MONITOREO DE ESTABILIDAD Dentro del proceso constructivo se ha Implementado el corte y relleno en las crestas, para mitigar el movimiento del botadero, cada botadero cuenta con un procedimiento de construcción. Corte Profundo en Crestas
4. CONCLUSIONES
4 CONCLUSIONES -Considerar los estudios de fundación y análisis de estabilidad es vital para la construcción de un Botadero -En el diseño y planeamiento es necesario realizar un análisis de sensibilidad sobre cuántas toneladas puede recibir un botadero, considerando todo los factores ya mencionados. -En el monitoreo de estabilidad de botaderos se debe tener un estricto control en la supervisión y en la implementación y seguimiento de la instrumentación. -Para el proceso constructivo es necesario la implementación de procedimientos. -Hacer factible la construcción de un botadero de gran altura es garantizar la continuidad de la operación
GRACIAS.