depÓsitos de relaves: consideraciones en … · sismo 1960 inicios de la mecánica de suelos sismo...
Post on 20-Sep-2018
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Ingeniería al servicio del medio ambiente.
DEPÓSITOS DE RELAVES: CONSIDERACIONES EN SU MANEJO
Dr. Ing. Raúl Espinace Abarzúa
Director Grupo Geotecnia PUCV
Director Ejecutivo Geotecnia Ambiental
Copiapó, Mayo 2015
SEMINARIO: “TRANQUES DE RELAVES, UNA MIRADA DETALLADA PARA EL ANÁLISIS INFORMADO EN ZONAS MINERAS”
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
ALGUNOS TIPOS DE DEPÓSITOS MASIVOS DE LA MINERÍA
2
• Depósitos de relaves • Depósitos de Ripios de Lixiviación • Depósitos de estéril minero •Piscinas de Evaporación
•Depósitos de Escorias
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente. 3
ALGUNOS TIPOS DE DEPÓSITOS DE RELAVES
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
INFORMACION 2007 DE SERNAGEOMIN
N° de depósitos de relaves 867 El 14% (121) se encuentra en operación y el 86%
en abandono De estos 121 en operación, 107 son tranques de
relaves.
Catastro PAM. Proyecto FOCIGAM. Convenio Sernageomin, JICA, Japón,
2002-2007
INFORMACION 2010 DE SERNAGEOMIN
Se catastró inicialmente 213 faenas
mineras abandonadas y paralizadas, para
posteriormente llegar a 309
¿CUÁNTOS SON LOS DEPÓSITOS DE RELAVES EN CHILE?
4
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
ANTECEDENTES QUE MERECEN LA ATENCIÓN EN LOS DEPÓSITOS DE RELAVES
5
1. Creciente cantidad de relaves a disponer diariamente
2. Conciencia del Mayor Riesgo Sísmico en zonas mineras (*)
3. Nuevas Exigencias para los Depósitos y sus Diseños
4. Presencia de las Presas de Relaves mas altas de la Historia
5. Nuevas Normativas y Cambios en la Institucionalidad Minera (**)
6. Carencia de sitios apropiados para disposición de relaves
7. Conciencia de Nuevos Desafíos Tecnológicos para los depósitos de relaves: ¿Opciones de depósito de relaves?; Reducción Consumo de Agua; Obligatoriedad de Desarrollar Operaciones Limpia (control estricto del polvo y derrames generados), Necesidad de controles de operación adecuados a los tiempos, Otros.
“…se producen diariamente en Chile más de un millón de toneladas de
relaves...” Jacques Wiertz, 2012
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
TERREMOTOS COSTEROS EN CHILE, 1500 – 2010 (BARRIENTOS, 2007)
6
TERREMOTOS EN CHILE
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
TIPOS DE DEPÓSITOS DE RELAVES
7
Tranques de arenas de relaves (baratos, mas riesgosos)
Embalses con material de empréstito (más caro, simple y seguros)
Depósitos de Relaves Espesados (DRE O TTD) (complejo y eficaz) en pasta o filtrados (eficaz y caro)
Depósitos de relaves mixtos (nueva tendencia en Chile)
Depósitos en minas de explotación Depósitos en minas abandonadas (reducida experiencia) Depósitos en excavaciones abiertas Depósitos mixtos (rajos, caserones) (complejo y eficaz)
Depósitos costeros (No permitidos) Depósitos submarinos ( En estudio)
•Aguas arriba (prohibido)
•Eje central
•Aguas abajo (más seguros)
DEPOSITOS MARINOS O LACUSTRES
¿Son seguros estos depósitos de relaves, según su estabilidad física?
OTROS Ej: CO Disposición de relaves secos y desmonte
DEPOSITOS EN LA SUPERFICIE DE LA TIERRA
DS 248
DEPOSITOS BAJO LA SUPERFICIE DE LA TIERRA
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Aguas Abajo Aguas Arriba
Muro de Partida
Alfombra drenante
Laguna de Aguas Claras
Arenas Finas Limosas
Lamas
No permitido Actualmente
Eje Central Muro de Partida de drenaje Libre
Arenas Finas Limosas
Lamas
Laguna de Aguas Claras
Arenas Finas Limosas
Lamas
Material Impermeable
LOS MÁS EMPLEADOS: TRANQUES DE ARENAS DE RELAVES
8
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Tranque tipo aguas arriba (up-stream)
Consiste en levantar un muro inicial con material de empréstito para, posteriormente, verter la fracción gruesa de relave sobre las lamas o fracción final de relave. Luego de cierta altura se inicia el levante del muro hacia aguas arriba, es decir, nuevamente sobre las lamas. Esta operación se repite hasta alcanzar la altura máxima de diseño del tranque.
Alternativa geotécnicamente inviable en la actualidad, desde el punto de vista geotécnico y que se recoge en el DS 248.
TIPOS DE TRANQUES DE ARENAS DE RELAVES.
9
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Es el método mas seguro desde el punto de vista geotécnico.
TRANQUE TIPO AGUAS ABAJO (DOWN – STREAM).
Se basa en levantar el muro hacia aguas abajo del embalse. De esta forma el muro siempre queda fundado sobre material adecuado.
10
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Muro de Partida
Muro Resistente de Arenas
Sistema de Drenaje Basal
Revancha Mínima e Impermeabilización
Laguna de Aguas Claras
Cubeta de Lamas lo mas seca posible
Piezómetros
Pozos de Monitoreo
Sistema de Captación de Aguas de Drenaje
Pozos de Monitoreo
Muro de Pie
Muro Resistente de Arenas
Revancha Mínima e Impermeabilización
Laguna de Aguas Claras
SECCIÓN TIPO DE MURO RESISTENTE DE ARENA DE RELAVES Y SUS OBRAS PRINCIPALES.
11
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Hoy no es evidente qué tipo de depósito hay que implementar en Chile. Los de pasta pueden ser buenos en casos como proyectos en zonas de climas secos y cálidos, con áreas planas y en caso necesario uso de aguas salada.
¿QUÉ ESTÁ PASANDO ACTUALMENTE?.
12
13
¿SON SEGUROS LOS TRANQUES DE RELAVES EN SU ESTABILIDAD FISICA?
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente. GA - Ingeniería al servicio del medio ambiente
Sismo 1960
Inicios de la Mecánica de Suelos
Sismo 1985
NCh 433
El desarrollo de la ingeniería geotécnica y la adopción de normas actualizadas ha contribuido a limitar la destrucción y pérdida de vidas humanas, dados los terremotos sufridos y el alto número de habitantes de las zonas Nuevos desafíos en el sector minero: Nuevas normas de diseño sísmico; Nuevos criterios para el Diseño de tranques de relaves; Ley de Cierre de Faenas Mineras; cambios en la institucionalidad, otros.
LA GEOTECNIA EN CHILE Y SUS DESAFÍOS EN EL SECTOR MINERO
Sismo 1965-71
Decreto 86 Tranques de Relaves
Sismo 2010 y Accidente Minero
GEOTECNIA
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
NORMAS QUE REGULAN EL DISEÑO Y OPERACIÓN DE LOS TRANQUES DE RELAVES
15
PERMISO NORMATIVA INSTITUCIONALIDAD
Evaluación ambiental
Ley N° 19.300/Ley N° 20.417. Ingresan
a evaluación todos lo proyectos de
desarrollo minero según lo
estipulado en Art. 3 DS 40.
Servicio Evaluación Ambiental
Construcción y operación depósito
de relavesDS 132/248/Ley N° 20.551 SERNAGEOMIN
Disposición de aguas servidas y
otrosCódigo Sanitario Servicio de Salud
Cambio de uso de sueloLey General de Urbanismo y
ConstruccionesSEREMI Agricultura
Rescate y traslado de fauna
protegidaLey N° 4.601 (caza) SAG
Corta de bosque nativo DL N° 701 CONAF
Obras de defensa de cauces
naturalesArt. 171 Código de Aguas DGA
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
PERMISOS AMBIENTALES SECTORIALES (DS 40/2013)
16
Permisos Ambientales Sectoriales Autoridad Competente Componente Ambiental
Art. 132 (mixto).- Permisos para hacer excavaciones de tipo arqueológico, antropológico,
paleontológico, a que se refieren los artículos 22 y 23 de la Ley N° 17.288, sobre Monumentos
Nacionales. Ex PAS 76.
CONSEJOS DE
MONUMENTO NACIONALES Medio Ambiente
Art. 135 (mixto).- Permiso para emprender la construcción y operación de depósitos de relave,
según el artículo 9° del D.S. N° 248/2006 Ministerio de Minería, Reglamento de Construcción y
Operación de Tranques de Relaves. Ex PAS 84 texto parcialmente modificado.
SERNAGEOMIN Medio Ambiente
Art. 137 (mixto).- Permiso para la aprobación del plan de cierre de una faena minera, a que se
refiere el artículo 6° de la Ley 20.551 de Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras. NUEVO. SERNAGEOMIN Medio Ambiente
Art. 138 (mixto).- Permiso para la construcción, reparación, modificación y ampliación de
cualquier obra pública o particular destinada a la evacuación, tratamiento o disposición final de
desagües y aguas servidas de cualquier naturaleza, a que se refiere el artículo 71 letra b) del
D.F.L. 725/67, Código Sanitario. Ex PAS 91.
SERVICIO DE
SALUD
Efluentes Líquidos y Calidad de
Aguas
Art. 139 (mixto).- Permisos para la construcción, reparación, modificación y ampliación de
cualquier obra pública o particular destinada a la evacuación, tratamiento o disposición final de
residuos industriales o mineros, a que se refiere el artículo 71 letra b) del D.F.L 725/67, Código
Sanitario. Ex PAS 90.
SISS Medio Ambiente
Art. 149 (mixto).- El permiso para corta de plantaciones en terrenos de aptitud
preferentemente forestal, a que se refiere el artículo 21 del Decreto Ley N° 701, de 1974, sobre
Fomento Forestal. Ex PAS 102 (texto parcialmente modificado).
CONAF Flora y Vegetación
Art.155 (mixto).- El permiso para la construcción de las obras a que se refiere el artículo 294 del
D.F.L. N° 1222 de 1981, del Ministerio de Justicia, Código de Aguas. Ex PAS 101. DGA
Efluentes Líquidos y Calidad de
Aguas
Art. 159 (mixto).- Permiso para la extracción de ripio y arena en los cauces de los ríos y esteros,
a que se refiere el artículo 11 de la Ley N° 11.402. Ex PAS 89 MOP Medio Ambiente
Peligro Sísmico
(Amenazas)
Vulnerabilidad
(Consecuencias)
Ciencia
Aplicada
Ciencia
Fundamental
Gestión
Pública
Riesgo Sísmico:
RIESGO SÍSMICO = PELIGRO SÍSMICO × VULNERABILIDAD
Riesgo sísmico: medida que combina la peligrosidad sísmica, con la vulnerabilidad y la posibilidad que se produzcan
daños por sismos en un período determinado.
Nuestra Tarea
¿LA INGENIERIA CHILENA ESTA PREPARADA PARA GENERAR PROYECTOS DE DISEÑO QUE DISMINUYAN EL RIESGO SISMICO?
La ingeniería Chilena ha sido reconocida a nivel mundial por su alta calidad
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente. 18
Ejemplo de Vulnerabilidad
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
• Licuefacción del prisma resistente.
• Inestabilidad de taludes (bajo condiciones estáticas y
sísmicas).
• Deformaciones excesivos.
• Rebalse, overtoping y vaciamiento.
• Piping o tubificación.
• Inestabilidad del suelo de Fundación
• Planos de falla por precipitaciones o erosión eólica
RIESGOS GEOTÉCNICOS ASOCIADO A TRANQUES DE RELAVES
19
¿ES SEGURA LA OPERACIÓN DE NUESTROS TRANQUES DE RELAVES?
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
FALLA EN TRANQUE AGUAS ARRIBA POR LICUEFACCIÓN ANTE TERREMOTOS.
20
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
FALLA EN TRANQUE DE RELAVES POR INESTABILIDAD DE TALUD.
21
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
FALLA EN TRANQUE DE RELAVES POR OVERTOPPING.
22
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
FALLA EN TRANQUES DE RELAVES POR PIPING.
23
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Over topping
Over topping
Falla de taludes
Licuefacción, Chile 2010
RIESGOS ASOCIADOS A PRESAS DE RELAVES
24
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
H total= 65 m; M = 8,2 Graves daños y contaminación río Cachapoal
25
RIESGOS ASOCIADOS A PRESAS DE RELAVES
PRINCIPALES FALLAS DE TRANQUES DE RELAVES EN CHILE (Grupo Geotecnia PUCV)
Tranque Ubicación
(Ciudad/Región) Fecha Método
Altura
(m)
Talud
(H:V) Estado
Vol. (m3)
Embalse
Mecanismo
de falla
Evento causal
R (km)
Vol. Flujo
(m3)
Flujo
(m)
Agua dulce
Arenas Sewell, Rancagua
15/06/15
y otras - 61 - OP •- R+IT Lluvias y crecidas 80.000 •-
Barahona 1 Sewell, Rancagua 01/12/28 US 65 1:1 OP 20 millon •LQ+FF Ms=8,3, R=95 2.800.0000 •-
El Cobre 1, 2 y 3 Nogales Región Valparaíso
28/03/65
(03/03/85)
(22/09/02)
US
35
26
26
1,2:1/3,
7:1/
OP/AB
AB
OP
4.250.000
985..000
350..000
•LQ+FF
•IT
•LQ
Ms = 7,4, R = 68
1.900.000
-
350.000
12.000
-
12.000
Los Maquis 1
Bellavista
Hierro Negro
Cabildo Región Valparaíso 28/03/65
US
-
US
15
20
12,5
1,7:1
1,7:1
1:1
AB
OP
OP
•-
LQ+FF
LQ+FF
LQ+FF
Intraplaca R= 15
Ms = 7,4 R= 55
R= 18
23.000
70.000
1.000
40.000
800
1.000
Veta del Agua 2
Veta del Agua 1 Nogales Región Valparaíso
07/11/81
03/03/85
US
US/CL
20
24
1,2:1
1,5:1 OP
-
700.000 LQ+FF
Ms = 6,5, R = 85
Ms = 7,8 , R = 80
-
280.000
-
5.000
La Patagua La Ligua, Región Valparaíso 28/03/65 - 25 - OP LQ+FF Sismo intraplaca
Ms = 7,4 R= 15 35.000 500
Cerro Negro 3
Cerro Negro 4
Cerro Negro 2
Cabildo, Región Valparaíso
28/03/65
03/03/85
03/10/2003
US
US/CL
US
45
40
-
1,2:1
1,7:1
-
OP
OP
2.000.000
-
LQ+FF
LQ+FF
E+FF
Iinterplaca R=38
Iinterplaca R = 105
-
-
500.000
80.000
5.000
8.000
-
Planta
La Cocinera Ovalle, IV Región Coquimbo 14/10/97 US/CL 30 1,7:1 OP - LQ+FF
Sismo intraplaca
Ms= 7,0 y R = 80 60.000 -
El Cobre 2, 3, 4,5 Nogales Región Valparaíso 22/09/2002 US - - AB - R+FF Lluvias y crecidas 8.000 -
Algarrobo
Almendro
Maiten
Región de Coquimbo 14/10/97
US
US
US
20
18
15
1,5: 1
1,5: 1
1,5: 1
OP
OP
OP/AB
-
E+FF
LQ+FF
LQ+FF
Interplaca R = 80
Ms=7,0; R= 100
R= 120
- -
Planta Alhué Alhué Región Metropolita 27/02/2010 DS 15 4,5 :1 OP - LQ+IT Mw=8,8, R = 252 - -
Las Palmas Pencahue, Región del Maule 27/02/2010 - 15 - OP - LQ
Sismo interplaca
Mw = 8,8
70% vol. total 400
Planta Chacón Cachapoal, Rancagua 27/02/2010 - - 1,8:1 AB - IT - -
Veta del Agua 5 Nogales Región Valparaíso 27/02/2010 US - 1,4:1 AB - IT 80.000 100
Tranque1
Minera Clarita San Felipe, V Región Valparaíso 27/02/2010 US - 1,2:1 AB - IT
80% del
vol. total -
US: Método de construcción “aguas arriba “; UP/CL: Método de construcción “aguas arriba” y “Eje Central”; DS: Método de construcción “aguas abajo”; OP : Etapa operacional; AB : Abandono ; OP/AB : Fin de la etapa operacional; LQ+FF:
licuación y falla por flujo; IT: inestabilidad de taludes; R: Rebose; Def: deformaciones 26
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Pendiente de taludes adecuada, en dirección “aguas abajo”
Granulometría y Nivel de Compactación adecuado
Contar con Parámetros resistentes adecuados
Bajas presiones intersticiales al interior del prisma resistente
Altura de revancha y ancho de coronamiento suficientes
Eficiente Sistema de Drenaje
Compatibilizar Acciones Destinadas a Seguridad Minera con aquellas para el Control Ambiental
Monitoreo y Control de Operación
FACTORES CLAVES PARA REDUCIR EL RIESGO DE INESTABILIDAD
27
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
EL CONTROL DE OPERACIÓN DE LOS TRANQUES DE RELAVES
28
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Año
I IDENTIFICACIÓN DE FAENAS MINERAS Propia Arrendada Otro
a) Nombre de la Empresa Rut de la Empresa
Dirección Faena Comuna Provincia Región
b) Nombre del Representante Legal Rut
c) Nombre de la Faena
Ubicación geográfica (UTM):
Norte Este Cota m.s.n.m.
d) Profesional Responsable
Cargo
II INFORME TÉCNICO DEPÓSITO DE RELAVE
a) Nombre del depósito
c.1) Aguas abajo c.2) Eje central
d) Cantidad de relaves d.1) Autorizado (total) Ton. ó m3
d.2) Actual (total) Ton.
d.3) Arenas en muro Trimestral Acumulada Ton.
d.4) Lamas en la cubeta Trimestral Acumulada Ton.
e) Altura del muro o depósito m.
f) Largo de berma de coronamiento m.
g) Ancho de berma de coronamiento m.
h) Distancia borde laguna-borde muro de arenas m
i) Ancho aprox. sector "playa" en la cubeta m
j) Revancha operacional mínima m.
k) Área ocupada (aproximada) m2
l) Ángulo (β) del talud externo del muro grados
m) Ángulo (β') del talud interno del muro grados
n) Razón "arenas/ lamas" en el periodo
ñ) % de sólido en peso del relave total %
o) % de humedad relave filtrado y/o espesado %
p) Método de compactación del muro (equipo)
q) Densidades de las arenas del muro
c) Método de construcción del muro en el caso de un Tranque
2/3
1/31
Máx. SecaMín. SecaSector
Relativa Proctor
(Altura de muro) (grs/cc) (grs/cc) (grs/cc) (%) (%)
Muestra In-Situ
FORMULARIO E-700- INFORME TRIMESTRAL DE DEPÓSITOS DE RELAVES .
Periodo
b) Tipo del Depósito Tranque Embalse
Otro Tipo
R. Espesado R. en Pasta R. Filtrado
s) Granulometría del relave total
t) Piezometría
Cota del nivel de coronamiento del muro de partida m.s.n.m.
Cota de niveles freáticos en los piezómetros:
P1 m.s.n.m. P2 m.s.n.m. P3 m.s.n.m.
P4 m.s.n.m. P5 m.s.n.m. P6 m.s.n.m.
III.- INFORMACIÓN ANEXA
a) Detalles de los trabajos de mantención mensual y durante el periodo realizado en el deposito
b) Detalles de los trabajos de operación mensual y durante el periodo realizado en el deposito
c) Informacion de controles y estadisticas sobre monitoreos especiales realizados en al deposito durante el periodo si se
dispone de los equipos:
Acelerógrafos.
Celdas de asentamientos.
Placas de corrimiento y nivelación.
Inclinómetros.
Otros.
Mallas N° TylerPeso Retenido
% Retenido % Acumulado bajo(grs)
35
48
65
100
150
200
-200
Total
Este formulario se encuentra en proceso de revisión por parte de
Sernageomin, para hacerlo mas acorde con la realidad actual.
DECRETO 248, ARTÍCULOS 30 y 31
INFORME SOBRE OPERACIÓN. E-700
DECRETO 248, ARTÍCULOS 30 Y 31 INFORME SOBRE OPERACIÓN. E-700
29
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
Políticas y compromisos
Planificación
Implementación del plan
Chequeo y acciones
correctivas
Revisión Anual de la Gestión
• Control operacional.
• Control financiero.
• Documentación
• Entrenamiento, conocimiento y competencia.
• Comunicación.
UNA ADECUADA GESTIÓN Y CONTROL DE LOS TRANQUES DE RELAVES LOS HACE SEGUROS
Ejemplo de elementos del marco de gestión de relaves de la Asociación Minera de Canadá.
Av. Blanco 1733 Oficina C1, Edificio Costanera Pacífico Valparaíso - Chile
+56 32 222 23 32 / +56 32 225 68 14 contacto@geotecniaambiental.cl
www.geotecniaambiental.cl
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
ELEMENTOS DEL MARCO DE GESTIÓN DE RELAVES
32
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
ORGANIGRAMA DE LA OPERACIÓN
33
Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.
EJEMPLO DE ENSAYOS DE TERRENO EN DEPOSITOS DE RELAVES
SPT
CPTu
PANDA
top related