IDENTIFICACIÓN Y CONTROL DE TALUD INESTABLE Y SU IMPLICANCIA OPERATIVA SOBRE VÍA DE ACARREO DE MINERAL Javier Maguiña Minera La Zanja S.R.L.
[email protected]
Raúl Espinoza Minera La Zanja S.R.L.
[email protected]
Ronal Chambilla Minera La Zanja S.R.L.
[email protected]
Marco Calderón
[email protected]
RESUMEN El presenta trabajo muestra el uso correcto de la información obtenida del monitoreo geotécnico para detectar un problema de inestabilidad en una vía principal de acarreo de mineral de uno de los dos tajos abiertos de una mina de oro. Esta inestabilidad fue solucionada mediante un plan integral que comprendía el cambio en la geometría y la despresurización de la zona en observación. Además se muestra cómo se pudo mantener un plan de minado capaz de generar un impacto mínimo en la producción ya programada. Finalmente se plasman las técnicas empleadas para realizar la implementación de la solución geométrica propuesta por geotecnia para la estabilización de los taludes en la vía. Palabras claves: Pila de lixiviación o pad de lixiviación
1. INTRODUCCIÓN Los ingenieros encargados de la estabilidad física de los componentes de las minas de tajo abierto buscan tener un mayor control de los taludes con los que interactúan, para ello emplean diversas formas de monitoreo, algunas más sofisticadas que otras, pero que, como se verá en este trabajo, son eficientes si la información es bien interpretada. En el caso que se muestra se han empleado dos tipos de monitoreo; inicialmente hitos y, luego, prismas controlados con estación total. La información que se puede registrar con elementos de control tales como prismas o hitos es, básicamente, el desplazamiento de las superficies donde fueron instaladas. En tal sentido, teniendo monitoreos continuos y manteniendo un registro de fecha y hora en los que se realizan, fácilmente se obtiene la velocidad con la que se desplaza esa misma superficie. Empleando información de la velocidad a lo largo de las últimas tres décadas, se ha venido perfeccionando la predicción de fallas empleando la teoría de la velocidad inversa.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Para el desarrollo de la velocidad inversa mostrado en este documento, hemos partido de lo desarrollado por Fukuzono 1 en 1985, en el cual indica, principalmente, que se pueden predecir colapsos en taludes usando un gráfico de los puntos de velocidad inversa (1/v) y la fecha en la que se obtuvo cada punto. Si luego de unir estos puntos se obtiene una línea con un coeficiente de regresión (R2) mayor a 85%, se podrá concluir que la fecha del colapso en este tipo de taludes será el punto en el que la recta intersecte la abscisa de la gráfica.2 Luego del análisis generado con la información obtenida por los sistemas de monitoreo, resulta sencillo determinar una zona estable o inestable. Debido a la limitada información sobre las propiedades del macizo rocoso que se pueden tener en una zona inestable, realizar un análisis de estabilidad podrá estar en función a las propiedades encontradas en el análisis retrospectivo (back analysis) para esa zona. Obviamente se pueden encontrar varios resultados a raíz de ello, sin embargo queda en criterio del ingeniero emplear los más adecuados. Uno de los factores más importantes en minería es considerar que los planes de extracción de mineral deben de ser respetados en su ejecución; sin embargo un problema de inestabilidad como el que se plantea en este documento acusa a cambiar de una forma muy ágil el plan de extracción que ya se tenía establecido. 2. DESARROLLO La operación minera La Zanja, desarrolla la explotación de mineral mediante la explotación por tajo abierto, la cual dentro de sus operaciones unitarias requiere del empleo de rutas de acarreo de mineral para trasladarlo a la única pila de lixiviación con la que se cuenta. Actualmente la operación explota dos tajos abiertos: San Pedro Sur y Pampa Verde, cada uno de ellos tiene vías de acarreo independientes (en casi todo su trayecto) para llegar a la pila de lixiviación. En el presente trabajo se tratará de la inestabilidad que se generó en la única vía que une el tajo Pampa Verde con el PAD de lixiviación.
Imagen N°1.- Vista Fotográfica Zona Inestable.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2.1 Control geotécnico de taludes Como parte de las actividades de inspecciones regulares a la vía de acarreo que une el tajo Pampa Verde con el pad de lixiviación, se encontró una grieta de tracción en la berma de seguridad de la vía. Debido a que existían proyecciones de esta grieta en cotas inferiores, se optó por instalar dos hitos de control. Estos hitos fueron medidos diariamente por el personal de topografía empleando un GPS diferencial (Trimble R8). La información principal que se obtuvo fue el desplazamiento de cada punto (hito) en relación al espacio de tiempo. Luego, mediante sencillas fórmulas de dinámica se pudo obtener valores de velocidad y velocidad inversa para cada lectura. En el Gráfico N°1 se puede aprecian dos periodos de una aceleración positiva. El primer período comprende las fechas del 03 de marzo al 10 de marzo; y el segundo período inicia el 18 de marzo y culmina con un descenso el 28 de marzo.
Gráfico N°1.- Velocidades registradas por monitoreo de hitos.
En los tramos más críticos se realizó una evaluación de la tendencia en la velocidad inversa. En el Gráfico N°2 se nota que existen dos momentos con velocidades inversas que generaban una línea de tendencia a falla.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico N°2.- Velocidades inversas
Los Gráfico N°1 y N°2, además, muestra el volumen de precipitación en la operación; como se puede observar el movimiento en la zona es proporcional a la cantidad de milímetros registrados, por ello se concluye que el agua es un agente importante en la inestabilidad detectada. Mediante una regresión lineal simple se pronosticó dos fechas de probable colapso que son el 12 de marzo y el 03 de abril (ver anexo XXX). Para poder determinar una correcta vía de estabilización se construyeron secciones de análisis, siendo una en particular, la llamada sección crítica3 (Ver Gráfico N°3). Sobre esta sección se necesitó el aporte geológico para poder determinar un modelo que muestre cada alteración de forma correcta. La información sobre el nivel de agua fue obtenida usando la medición de los piezómetros tipo Casagrande (o tubo abierto) más cercanos. La topografía empleada es la última con la que se contaba (antes de que se detecte el movimiento). Empleando toda la información descrita en este párrafo y sumando las inspecciones de campo, se iniciaron los trabajos de análisis retrospectivo (back analysis) usando el software especializado Slide. Este tipo de análisis permitió fijar propiedades geotécnicas para cada tipo de material.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico N°3.- Sección de análisis retrospectivo.
Para poder plantear una solución sobre la sección de análisis retrospectivo hay que resaltar lo siguiente:
Existen tres tipos de alteraciones presentes, a las cuales citaremos en orden ascendente de calidad y de acuerdo a cómo las citaremos en el siguiente trabajo: argílico, argílico avanzado, sílice. El contacto entre las alteraciones argílico y argílico avanzado tiene buzamiento de casi 45° en sentido desfavorable para la estabilidad del talud. El nivel freático es muy cercano al contacto. La geometría del talud es abrupta.
Fijándonos en los puntos anteriormente citados y en las propiedades encontradas en el análisis retrospectivo se construyó una sección (Ver Gráfico N°4) en el cual se modifican dos aspectos: la geometría de la parte superior del talud y el nivel de agua. Teóricamente se logra un factor de seguridad de 1.3
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico N°4.- Sección de análisis retrospectivo.
La ejecución de este programa de estabilización tardó aproximadamente un mes, iniciando con la generación de una nueva geometría y, luego, con la perforación de seis drenes horizontales. Cabe mencionar que los trabajos operativos no permitieron continuar con el monitoreo, por lo cual existe un lapsus de tiempo en el que no se tienen registros de movimiento (Ver Apéndices – gráficos 10.1 y 10.2). Actualmente el factor de seguridad en la misma sección sobre la cual se hicieron todos los análisis, pero empleando la topografía actual, es de 1.257. Paralelamente se instalaron puntos de control de monitoreo, en esta oportunidad prismas, donde los resultados obtenidos muestran que las velocidades empezaron a descender y actualmente son casi nulas (Ver Gráfico N°5). El caudal de los drenajes horizontales es constante y sigue siendo medido hasta la fecha, como se nota en el Gráfico N°6, obteniéndose como promedio alrededor de 0.35 litros por segundo.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico N°5.- Sección actual, FS.=1.257
Gráfico N°6.- Caudal monitoreado de drenes horizontales.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2.2 Plan de Minado El plan de minado para el mes de Abril contemplaba una producción de 675,000 toneladas de mineral con un contenido de 16,120 onzas, de las cuales el tajo pampa verde tendría un aporte de 4,055 onzas, aunque solo aporta el 18% del tonelaje programado, estas aportarían el 25% de la producción de onzas mensual. Ante la problemática de los deslizamientos en la carretera hacia el Tajo Pampa Verde, se realizó modificaciones en el plan de minado para cumplir con el objetivo de las onzas puestas en Pad, además de poner en ejecución el plan de banqueteado y perforaciones para despresurizar el talud de acceso, con el cual se bloqueó temporalmente el acceso a Pampa Verde. Las siguientes tablas muestran la modificación del plan, en la que se pueden contemplar el cumplimiento de 100% del tonelaje planeado y un 101% de cumplimiento de las onzas planeadas. Debido al cierre del acceso al Tajo Pampa Verde durante el banqueteo y estabilización del talud, el cumplimiento del tonelaje programado fue de 56% en este tajo; sin embargo se programó una ley 57% mayor de la prevista para poder cumplir con el objetivo de onzas del mes de Abril. Por otro lado, para cumplir el tonelaje programado se tuvo que programar un 8% más de tonelaje del tajo San Pedro Sur. (Ver Tabla 7). El gráfico 8, muestra la disminución en el aporte del tonelaje de Pampa Verde a la producción total y como este tonelaje es compensado en su totalidad por el tajo San Pedro Sur. Por otro lado, el gráfico 9 muestra que en el periodo en que la carretera hacia la zona de Pampa Verde estuvo cerrada, existe un descenso en la producción de onzas total debido a que sólo el tajo San Pedro Sur aportaba onzas. Sin embargo, se puede apreciar un mayor aporte de onzas diarias del tajo Pampa Verde (a partir del 16 de abril) con respecto a lo planeado para poder cumplir con el objetivo de onzas al mes.
San Pedro Sur & Pampa Verde
Mineral (TMS)
San Pedro Sur
Mineral (TMS)
Pampa Verde
PLAN DE MINADO
Mineral (TMS)
PLAN DE MINADO EJECUTADO
CUMPLIMIENTO
675,000
672,369
100%
Au (g/t)
0.743
0.752
101%
Au contenido (oz)
16,120
16,267
101%
550,243
595,947
108%
Au (g/t)
0.682
0.646
95%
Au contenido (oz)
12,065
12,371
103%
124,757
76,423
61%
1.011
1.586
157%
4,055
3,896
96%
Au (g/t) Au contenido (oz)
Tabla 7 – Plan de Minado
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico 8 – Distribución de Tonelaje Diario
Gráfico 9 – Distribución de Onzas de Producción Diaria
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3. CONCLUSIONES El uso de técnicas de predicción de fallamiento permitió tomar acción rápida del control del posible colapso, con el correspondiente análisis de riesgo y así evitar tanto daño al personal como a la propiedad. La aplicación de los monitoreos al fallamiento, nos permiten reducir los niveles de riesgo, con el constante control del mismo para evitar accidentes y/o daños. Es indudable la acción del agua, sobre todo en época de lluvias, que genera inestabilidad en diversas zonas del tajo. A pesar de controlar la presión de la filtración con las perforaciones de despresurización en la zona de fallamiento, ha sido necesario agregar controles adicionales como canales de coronación o derivación en las zonas superiores al fallamiento para reducir el riesgo por efecto del agua. La constante comunicación entre las áreas de Geotecnia y Planeamiento Corto Plazo permitió buscar alternativas de producción que nos permitan alcanzar los objetivos del mes mientras se daban las soluciones a la estabilización de la vía. 4. REFERENCIAS 1. A New Method for Predicting the Failure, Fukuzono T., 145,150 (1985) 2. Forecasting potential slope failure in open pit mines-contingency planning an remediation, Nick D. Rose and Oldrich Hungr, 6, (2006) 3. Visita técnica de la inestabilidad del talud en mina La Zanja, DCR Ingenieros S.R.Ltda. Geomecánica en Minería y Obras Civiles, (20 de Marzo 2014) 4. Planes de Minado – Planeamiento Minera La Zanja (Abril 2014) 5. APÉNDICES
Gráfico 10.1 - Velocidad monitoreada hasta después de los trabajos de estabilización
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gráfico 10.2 – Velocidad Inversa monitoreada hasta después de trabajos de estabilización
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
