cg mel-2014-01 - evaluación banco berma diferentes Ángulos cara de banco

MINERA ESCONDIDA LIMITADA

Evaluacin Banco

Berma - Diferentes

ngulos cara de banco

Rajo Escondida

INFORME GEOTECNICO Caspiche-2010-01

Septiembre 2010

COPIA ARCHIVO

A. Karzulovic & Asoc. Ltda.

Evaluacin Geotcnica

Etapa Conceptual

Proyecto Caspiche

COMPAA MINERA EXETER

Evaluacin Banco

Berma - Diferentes

ngulos cara de banco

Rajo Escondida

INFORME GEOTCNICO MEL-2014-01

Enero 2014

MINERA ESCONDIDA LIMITADA

Resumen Ejecutivo

La Superintendencia de Geotecnia de Minera Escondida Limitada (MEL) solicit a AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda. (AKL), realizar el presente estudio con el objetivo de evaluar el impacto a nivel de banco en la formacin de inestabilidades con total control estructural al modificar el ngulo de la cara de los bancos.

Para este estudio se realizaron anlisis banco berma para 3 inclinaciones de la cara del banco: 70 (situacin base), 80 y 90, para el sector norte del Rajo Escondida diseo del fy18 de acuerdo a plan LOA14.

El diseo geotcnico de los taludes de una mina a rajo abierto requiere definir la geometra del sistema banco-berma, el cual puede considerarse como la unidad bsica de la geometra del talud, ya que define la magnitud del ngulo interrampa que se utiliza en planificacin minera. Para el caso del Rajo Escondida los bancos tienen 15 m de alto. Para el caso del Rajo Escondida la inclinacin de la cara del banco es de 65, y para zonas con precorte es de 70, como ocurre en el sector evaluado en el presente informe, y considera un ngulo interrampa que vara dependiendo del sector. Adems se evaluarn las inestabilidades a nivel de banco para ngulos cara de banco de 80 y 90.

Los criterios de aceptabilidad de MEL son los presentados en la Tabla 3. Para el caso del anlisis banco berma el criterio de aceptabilidad es que la berma de diseo debe contener al menos el 80% del derrame con total control estructural a nivel de banco.

El anlisis banco berma se realiz utilizando los Dominios y Sistemas Estructurales definidos el ao 2010. Este anlisis tiene como objetivo ver la posible existencia de inestabilidades a nivel de banco producto de estructuras menores, las que podran limitar el ancho de berma, y por ende el ngulo interrampa, de los diseos del rajo. Se evaluaron 3 tipos de inestabilidades a nivel de banco con total control estructural: deslizamientos planos, formacin de cuas y volcamiento o toppling. Para efectos de este estudio se consider que la berma debe contener al menos el 80% del largo del derrame. Para esto, se sectoriz el sector norte del Rajo Escondida, diseo que corresponde al fy18 LOA14, para as considerar todas las posibles combinaciones que pudieran causar algn tipo de inestabilidad.

Como resultado del anlisis banco berma realizado al sector norte del Rajo Escondida diseo fy18 LOA14, se puede mencionar lo siguiente:

Para el Dominio 1 todos los derrames que se podran producir debido a deslizamientos planos y cuas cumplen con el criterio de aceptabilidad definido, es decir son contenidos al 80% por las bermas de diseo. En cuanto al toppling hay una probabilidad menor al 9% de volcamiento incipiente, con una probabilidad que ocurra el toppling menor al 1%.



El incrementar el ngulo cara de banco de 70 a 90 impacta en mayor medida en los tonelajes de los deslizamientos. El peso de los deslizamientos de cuas y planos pueden llegar incluso a aumentar al doble, y los largos de derrames aumentan en menor grado. Para el Dominio 1, por ejemplo una cua formada por los sistemas F1 F5 en un banco con dip-dir de 105 aumenta su peso de 10.000 toneladas a 25.000 toneladas. Para el Dominio 2 una cua formada por los sistemas J2 J4 en un banco con dip-dir de 240 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.500 toneladas a 20.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m. Y para el Dominio 3 una cua formada por los sistemas F2 J1 en un banco con dip-dir de 85 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.800 toneladas a 21.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m. Como se observa, el incrementar el ngulo cara de banco implicar mayores volmenes de deslizamientos que debern ser limpiados de las bermas.

Adicionalmente, al aumentar la inclinacin de la cara de banco de 70 a 80 y 90, varios de los derrames que s son contenidos en el caso base (70), luego ya no son contenidos, quedando el porcentaje de contencin de las bermas entre 80% y 90% del derrame generalmente.

Frente a los resultados obtenidos y considerando la calidad del macizo rocoso que se presenta en algunos sectores del Rajo Escondida, no se recomienda incrementar la inclinacin de la cara de los bancos.

Es recomendable mantener constantemente actualizada la caracterizacin estructural y geotcnica del rajo; y en la medida que se expongan nuevos sectores, o se profundice el rajo, es preciso corroborar las unidades geolgico-geotcnicas, los sistemas estructurales y la presencia de zonas de fallas, ya que de existir algn cambio de importancia en estos antecedentes ser necesario realizar una revisin a los anlisis de estabilidad realizados.

Para lograr que los diseos analizados se cumplan, se requiere del uso de tronadura controlada con el fin de minimizar el dao inducido en el macizo rocoso y lograr las inclinaciones de cara de banco consideradas, sin perjuicio de que se hace fundamental llevar un control riguroso del cumplimiento de las lneas de programa. A su vez se requiere implementar un sistema de auscultacin y control del comportamiento de los taludes, para verificar que se cumplen las suposiciones de diseo.

Se sugiere realizar mediciones del nivel de vibracin inducido para evaluar el efecto de la tronadura en el macizo rocoso.

Se recomienda realizar acuadura y/o limpieza de bancos para evitar el problema de desprendimientos superficiales.

Los resultados obtenidos y las conclusiones emanadas de los anlisis aqu realizados tienen validez teniendo en cuenta las consideraciones y supuestos realizados en este estudio.

EVALUACIN BANCO BERMA DIFERENTES NGULOS CARA DE BANCO

RAJO ESCONDIDA

Alfredo Rioseco 288, Providencia, Santiago, CHILE 7501196 / Fono & Fax: (56-2) 2222-9011 & (56-2) 2222-7890 / e-mail: [email protected]

CONTENIDO

1. Introduccin 1

2. Antecedentes y fuentes de informacin 2

3. Geologa y geotecnia 3 3.1. Geologa del yacimiento 3

3.1.1. Litologa 3 3.1.2. Alteracin 5

3.2. Geologa estructural 6 3.2.1. Fallas mayores (Estructuras a escala yacimiento) 6 3.2.2. Dominios estructurales 7

3.3. Propiedades geotcnicas 9 3.3.1. Resistencia al corte de las estructuras 9

3.4. Hidrogeologa 10

4. Consideraciones generales 11 4.1. Definiciones 11 4.2. Otras definiciones 11 4.3. Criterios de aceptabilidad 12

5. Anlisis geotcnico y diseo de taludes 13 5.1. Diseo banco berma 13

5.1.1. Altura de banco 13 5.1.2. Inclinacin de la cara del banco 13 5.1.3. ngulo interrampa 14 5.1.4. Ancho de berma 14

5.2. Anlisis banco berma 14 5.2.1. Deslizamientos planos 16 5.2.2. Deslizamientos de cuas 17 5.2.3. Volcamientos (toppling) 17 5.2.4. Anlisis resultados banco berma 18

6. Otras consideraciones 24

7. Conclusiones y recomendaciones 25

8. Referencias 27

ANEXOS

Anexo A: Resultados del anlisis banco berma


RAJO ESCONDIDA


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1. INTRODUCCIN

La Superintendencia de Geotecnia de Minera Escondida Limitada (MEL) solicit a AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda. (AKL), realizar el presente estudio con el objetivo de evaluar el impacto a nivel de banco en la formacin de inestabilidades con total control estructural al modificar el ngulo de la cara de los bancos.

Para este estudio se realizaron anlisis banco berma para 3 inclinaciones de la cara del banco: 70 (situacin base), 80 y 90, para el sector norte del Rajo Escondida diseo del fy18 de acuerdo a plan LOA14. Conforme con los resultados de esta evaluacin se entregan recomendaciones y/o restricciones para asegurar la construccin y operacin en forma segura del Rajo Escondida.

En este informe se describe el trabajo realizado y se presentan las conclusiones y recomendaciones que se derivan de l. Adems, se incluyen los detalles de los anlisis de estabilidad realizados.


RAJO ESCONDIDA


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2. ANTECEDENTES Y FUENTES DE INFORMACIN

El desarrollo de este estudio se realiza considerando como base principalmente los siguientes antecedentes y fuentes de informacin:

(a) El diseo en planta, en formato Autocad, para el Rajo Escondida segn LOA14 para el ao fy18 fue proporcionado por el rea de Geotecnia de MEL.

(b) El rea en el cual se realiz el anlisis banco berma fue definido por AKL.

(c) Biblioteca tcnica y computacional de AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda.


RAJO ESCONDIDA


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3. GEOLOGA & GEOTECNIA

La explotacin minera de MEL, se encuentra ubicada al Norte de Chile, Segunda Regin de Antofagasta, en el desierto de Atacama, a 170 km al Sureste de la ciudad de Antofagasta y aproximadamente a 3100 msnm, segn se aprecia en la Figura 1.

3.1 GEOLOGA DEL YACIMIENTO

3.1.1 Litologa

En el rea del Rajo Escondida se reconocen las siguientes unidades litolgicas: Andesitas, Prfido Escondida, Prfido Rioltico y Brechas. Estas unidades se describen brevemente (Silva, R. 1999) a continuacin:

Andesita

Es una roca cuya composicin es casi exclusivamente plagioclasa y, en mucha menos cantidad, anfboles y biotita, en una masa fundamentalmente micro a criptocristalina en la que difcilmente se distinguen algunos cristales diminutos de feldespato. Son rocas volcnicas con textura porfdica (fenocristales de plagioclasa en una masa fundamental microcristalina) o bien una textura afantica. El color de la roca es variable, dependiendo del grado y tipo de alteracin y meteorizacin que la afectan, pero en las zonas donde es ms fresca, la roca presenta una coloracin gris oscura a gris verdosa.

Minera Escondida Ltda

Figura 1.: Plano de ubicacin de Minera Escondida Ltda.


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Como minerales accesorios, predomina la magnetita, normalmente muy abundante, confirindole caractersticas magnticas a la roca, rutilo e ilmenita.

Prfido Escondida (Feldesptico)

Est formado por rocas intrusitas de composicin diortica a granodiortica que en Escondida, presenta mineralizacin de cobre, inicialmente se defini como un stock que instruye a las andesitas. Microscpicamente es de color gris claro, textura porfdica, de grano medio (1.0 mm a 2.0 mm) constituido por cristales de feldespatos (50% a 60%) de forma subhedrales a anhedrales, parcial o totalmente alterados a arcillas y sericitas, adems posee fenocristales de cuarzo (3%) de formas subredondeadas, biotitas (5%) anhedrales a subhedrales total a parcialmente alteradas a sericita color caf claro amarillo. La masa fundamental (40% a 50%) es de grano fino de textura apltica y est constituida por un agregado de cuarzo y feldespatos con minerales de alteracin arcilla sericita.

En las zonas profundas corresponde a una diorita a monzonita, con 30% de plagioclasa, book de biotita parcialmente cloritizada y ocasionalmente anfboles o piroxenos. En zonas alteradas se puede apreciar la textura original y en ciertos casos a las biotitas, que se presentan como hojas o placas, con alteracin a sericitas, arcillas o bien limonitizadas.

Prfido Rioltico

Se caracteriza por tener un color blanco grisceo a gris claro, textura porfdica de grano medio con fenocristales de cuarzo (5 - 20%) redondeados a subangulosos, de 1 a 3 mm de dimetro, transparentes y con frecuentes embahiamientos, fenocristales de plagioclasa subhedrales, ocasionalmente anhedrales, el tamao puede variar entre 1 y 4 mm, siendo el dimetro medio de 2 mm. Estas plagioclasas suelen estar alteradas a sericita y caoln. La masa fundamental est formada por un agregado microcristalino de cuarzo y plagioclasa. La presencia de fenocristales de biotita decolorada y sericitizada, as como anfboles tambin sericitizados. La masa fundamental presenta alteracin cuarzo sericita pervasiva. Los minerales accesorios que han sido observados son: circn, apatito, esfena y rutilo.

Brechas

Son rocas que tienen textura fragmental, con fragmentos de rango entre cm y m., suspendidos en una matriz de distinta naturaleza para constituir distintos tipos de brecha. Las brechas se emplazan irregularmente dentro de los cuerpos de roca brechosa, sin una estructura clara.

En la Figura 2 se presenta las litologas presentes en el Rajo Escondida, ao 2014.


RAJO ESCONDIDA


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3.1.2 Alteracin

En el rajo Escondida se reconocen los dos tipos de alteraciones tpicas de un sistema del tipo prfido cuprfero, cuyas caractersticas y distribucin se describen a continuacin:

Relacionada al Sistema de Prfido: alteracin propiltica, potsica (feld. K y biottica), clortica-serictica, cuarzo-serictica y arglica.

Relacionada al Sistema Epitermal sobreimpuesto: alteracin arglica avanzada, en un sistema de alta sulfidizacin con alunita y slice, asociada a brechas hidrotermales y vetas polimetlicas tardas.

Desde el punto de vista geotcnico las alteraciones estn agrupadas en:

Cuarzo Sericita: Los cuales incluyen el Arglico Avanzado, Arglico Suprgeno y Cuarzo Sericita.

Sericita Clorita Arcilla: El cual incluye Sericita, Clorita y Arcillas.

Potsica: Incluye la Biotizacin y Potsico.

Para simplificar e interpretar los ensayos realizados en roca intacta, se clasificaron las alteraciones de la siguiente forma:

Alteracin Fuerte: la roca se encuentra fuertemente alterada desde el punto de vista de su resistencia, la cual disminuye fuertemente.

Figura 2.: Litologas ms relevantes presentes en el Rajo Escondida, ao 2014.


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Alteracin Moderada: la roca se encuentra medianamente alterada desde el punto de vista de su resistencia, la cual disminuye moderadamente.

Alteracin Dbil: la roca est dbilmente alterada desde el punto de vista de su resistencia, la cual casi no disminuye.

El grupo de gelogos del Rajo Escondida realiz un modelo de alteracin, el cual sirvi para tener un mayor detalle de los tipos de alteraciones presentes y su ubicacin en el yacimiento.

3.2 GEOLOGA ESTRUCTURAL

3.2.1 Fallas Mayores (Estructuras a Escala Yacimiento)

Estas estructuras corresponden a fallas geolgicas, o sea estructuras que han sufrido desplazamientos relativos, las cuales presentan trazas mayores que unos cientos de metros pudiendo afectar al talud global o interrampas. Usualmente tienen rellenos de salbanda arcillosa con potencias decimtricas. En la Figura 3 se muestran las fallas mayores incorporadas en el Modelo Estructural del Rajo Escondida del ao 2009 (modelo vigente).

Figura 3.: Fallas mayores presentes en el Modelo Estructural del Rajo Escondida del ao 2009.


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3.2.2 Dominios Estructurales

El grupo geotcnico de MEL el ao 2010 defini cuatro Dominios Estructurales para el Rajo Escondida, cuyos lmites se presentan en la Figura 4. La informacin estructural utilizada para la definicin de los dominios estructurales corresponde a mapeos de bancos.

Las estructuras mapeadas son definidas de la siguiente forma:

Falla Importante (Fi):

Falla que presenta una o ms de estas caractersticas:

Potencia 15 cm (observable en terreno).

Corrida 3 bancos (15 m altura de banco), independiente de su potencia. Esto se aplica en el caso de tener visin hacia bancos superiores.

Si no se tiene visin hacia bancos superiores, considerar que este tipo de fallas debiera tener como corrida mnima desde la pata al borde superior (cresta) y una potencia no inferior a 15 cm.

Cuando la falla sea un contacto geolgico (litologa, alteracin, minzone).

Cuando marque el fin de un dominio estructural y el inicio de otro.

Plano bien definido.

Cuando representen planos de deslizamiento o sean parte de una cua importante.

Expresin clara, es decir, que su proyeccin hacia bancos superiores no amerite dudas. Ejemplo: Falla Enargita.

Dominio 1

Dominio 2

Dominio 3

Dominio 4

Figura 4.: Dominios Estructurales y Lmites en la Shell del Rajo Escondida versin ao 2010.


RAJO ESCONDIDA


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Si la falla no presenta proyeccin hacia bancos superiores, puede que si la tenga hacia los

bancos inferiores. En este caso ser clave su potencia (15 cm) para definirla dentro de esta categora.

Falla Secundaria (Fs):


3 cm < Potencia < 15 cm.

1 banco < Corrida < 3 bancos, en caso de tener visin hacia bancos superiores.

Cuando no se tiene visin hacia bancos superiores, su traza debiera recorrer desde la pata al borde superior y su potencia no ser inferior a 3 cm.

Cuando constituyen cuas menores dentro del banco.

Falla Menor (Fm):


Potencia < 3 cm.

Corrida 2 bancos, en caso de tener visin hacia bancos superiores.

Nota: una falla menor no presenta ninguna importancia en la estabilidad del talud, control de la mineralizacin, ni evidencia de algn elemento estructural. Estas fallas a menor escala no presentan mayor importancia, pero a mayor escala (macro), pueden evidenciar un sistema mayor y de importancia. (Hunt, visita n5, ao 2000).

MEL entreg a AKL, la orientacin de cada set estructural de cada Dominio estructural definido como:

Falla: Est compuesta por las Fi y Fs.

Joint: Est compuesta por Fm.

AKL interpret los sistemas estructurales para cada dominio y defini las ventanas con isoconcentraciones de polos mayores a 2% aplicando correccin de Terzaghi. En la Tabla 1 se resumen los patrones estructurales, para cada dominio definido, tanto para estructuras tipo Fallas Menores como para estructuras tipo Diaclasas (joints). Por su parte en Anexo A se detallan, adems, las diferentes rosetas de rumbos e isoconcentraciones de polos.


RAJO ESCONDIDA


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Tabla 1

SISTEMAS ESTRUCTURALES - RAJO ESCONDIDA

DOMINIO ESTRUCTURAL

FALLAS DIACLASAS (JOINTS)

SET DIP ()

DIP DIR ()

P.O. (%)

SET DIP ()

DIP DIR ()

P.O. (%)

Dominio 1

F1 39 4 108 07 6 J1 32 4 130 08 14

F2 46 4 062 07 8 J2 81 1 260 02 9

F3 61 2 009 04 4

F4 65 3 081 05 2

F5 79 2 061 04 3

Dominio 2

F1 43 4 167 08 5 J1 33 3 134 06 4

F2 51 3 207 07 8 J2 37 4 196 09 10

F3 46 3 240 06 6 J3 61 4 225 08 6

F4 67 3 230 05 4 J4 41 3 246 06 4

J5 81 1 261 02 4

Dominio 3

F1 57 6 015 12 28 J1 39 6 092 11 19

F2 49 4 065 09 9 J2 80 1 260 03 2

F3 55 2 109 04 1

Dominio 4

F1 34 3 225 06 4 J1 35 3 275 07 5

F2 46 4 263 07 6 J2 37 4 322 09 10

F3 69 3 248 05 5

Dip : Manteo. Dip Dir : Direccin de Manteo. P. O. : Probabilidad de Ocurrencia de la estructura.

3.3 PROPIEDADES GEOTCNICAS

3.3.1 Resistencia al Corte de las Estructuras

En base a los anlisis retrospectivos realizados a nivel de banco y deslizamientos a nivel interrampa sucedidos en Pared Norte del Rajo Escondida, se estimaron las propiedades de los diferentes tipos de estructuras presentes en el Rajo Escondida.

Estructuras continuas o de larga traza Fallas Mayores

Estas estructuras, como su denominacin lo indica, son suficientemente largas como para afectar la estabilidad de un talud sin ser interrumpidas por puentes de roca. Si bien no hay informacin respecto a las propiedades de estas estructuras, los anlisis retrospectivos y la experiencia de los autores de este trabajo permite suponer que las mismas presentaran las propiedades presentadas en la Tabla 2.

Estructuras discontinuas o de corta traza Fallas Menores

Estas estructuras, como su denominacin lo indica, son interrumpidas por puentes de roca, los cuales aumentan su resistencia. Si bien no hay informacin respecto a las propiedades de estas estructuras, los anlisis retrospectivos y la experiencia de los autores de este trabajo permite suponer que las mismas presentaran las propiedades indicadas en la Tabla 2.


RAJO ESCONDIDA


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Estructuras discontinuas o de corta traza Joints

Estas estructuras, como su denominacin lo indica, son interrumpidas por puentes de roca, los cuales aumentan su resistencia. Si bien no hay informacin respecto a las propiedades de estas estructuras, los anlisis retrospectivos y la experiencia de los autores de este trabajo permite suponer que las mismas presentaran las propiedades sealadas en la Tabla 2.

Tabla 2

RESISTENCIA AL CORTE DE LAS ESTRUCTURAS

TIPO ESTRUCTURA COHESIN, C

(kPa)

NGULO DE

FRICCIN,

()

LARGO

(m)

ESPACIAMIENTO

(m)

Fallas Mayores 60 20 - -

Fallas Menores 0 a 45 30 60 12

Joints 75 35 10 1

Slo para el anlisis banco berma se considera que las fallas menores y joints tienen cohesin cero.

3.4 HIDROGEOLOGA

El anlisis banco berma realizado para el presente informe no considera la presencia de agua ni en las estructuras ni en el macizo rocoso en que se emplazan los bancos.


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4. CONSIDERACIONES GENERALES

4.1 DEFINICIONES

Como se muestra en la Figura 5, la geometra del talud de una mina a rajo abierto queda definida por los siguientes parmetros:

Altura de banco, hB: Usualmente queda definida por consideraciones operacionales (eficiencia de equipos de carguo), y no por razones geotcnicas.

Inclinacin cara de Banco, B: Generalmente queda definida por las estructuras presentes en el macizo rocoso a nivel de banco, pero tambin depende fuertemente de la calidad de las tronaduras y el dao que las mismas inducen en el macizo rocoso.

Ancho de berma, B: Tpicamente definida por el volumen de los derrames asociados a inestabilidades controladas estructuralmente a nivel de banco, los cuales deben ser contenidos por las bermas.

ngulo interrampa, IR: Corresponde a la inclinacin respecto a la horizontal de una lnea imaginaria que une las patas de los bancos. Este valor se utiliza comnmente en planificacin minera y, aunque no corresponde a la inclinacin geotcnica del talud interrampa, presenta la ventaja de no variar con el nmero de bancos. El ngulo interrampa queda determinado por la geometra del sistema banco-berma.

Altura interrampa, hIR: Corresponde a la altura mxima permisible entre rampas. Usualmente queda definida por consideraciones geotcnicas.

Ancho de rampa, R: Tpicamente queda definido por razones operacionales, asociadas a los equipos de transporte.

ngulo global, O: Corresponde al ngulo que define la pared del rajo, medido como la inclinacin respecto a la horizontal de una lnea imaginaria que une la pata del banco inferior con la cresta del banco superior de la pared en el sector considerado.

Altura global, hO: Corresponde a la altura de la pared del rajo, medida desde la pata del banco inferior a la cresta del banco superior de la pared en el sector considerado.

4.2 OTRAS DEFINICIONES

En el desarrollo del presente estudio, se hace uso de conceptos relativos a la calificacin de la condicin o grado de estabilidad que presenta un talud, cuya definicin se presenta a continuacin:

Criterio de Aceptabilidad: Corresponde al conjunto de requisitos que debe cumplir un talud para que su diseo sea considerado aceptable. Generalmente el criterio de aceptabilidad depende de la magnitud y consecuencias de una eventual inestabilidad del talud, y se define en trminos de valores mnimos o mximos permisibles para uno o ms de los siguientes parmetros: factor de seguridad, margen de seguridad, probabilidad de falla y/o ndice de confiabilidad.

hO

R

B

B

hB

IR

O

IR

hIR

Figura 5.: Parmetros que definen la geometra de un talud minero.


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Factor de Seguridad, FS: Corresponde a la razn entre la resistencia del material y la solicitacin actuante sobre el mismo. Es adimensional y generalmente se define en trminos de su valor medio en una potencial superficie de ruptura. De acuerdo con esto, si el FS es mayor que 1.0 se tiene una condicin estable o de no falla; si el FS es igual a 1.0 se tiene una condicin de equilibrio lmite o falla incipiente; y si el FS es menor que 1.0 se tiene una condicin de falla o inestabilidad. En general se acepta que mientras mayor sea el valor de FS menor ser la probabilidad de falla.

Falla de un Talud Minero: Condicin donde parte del material que conforma el talud sufre desplazamientos excesivos o inadmisibles, modificando la geometra del talud de modo tal que afecta la normal operacin del sector. La falla puede ser rpida o lenta. El volumen de material afectado, usualmente proporcional a las consecuencias de la falla, queda delimitado por la geometra del talud y por una superficie de ruptura o lmite de la zona de fluencia.

Probabilidad de Falla, PF: Corresponde a la probabilidad de que ocurra la falla de un talud minero. Generalmente se define como la probabilidad que el FS sea menor o igual que 1.0.

4.3 CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD

Los criterios de aceptabilidad de MEL son los presentados en la Tabla 3. Para el caso del anlisis banco berma el criterio de aceptabilidad es que la berma de diseo debe contener al menos el 80% del derrame con total control estructural a nivel de banco.

Tabla 3

CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD RAJO ESCONDIDA

TALUD ANALIZADO FACTOR DE SEGURIDAD PROBABILIDAD DE FALLA

Talud Global o Interrampa en Pit Final 1.30 < 10%

Talud Global o Interrampa en Expansin (excepto pared Sureste)

1.25 < 12%

Talud Global o Interrampa en Expansin (slo pared Sureste)

1.20 < 12%


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5. ANLISIS GEOTCNICO Y DISEO DE TALUDES

5.1 DISEO BANCO BERMA

El diseo geotcnico de los taludes de una mina a rajo abierto requiere definir la geometra del sistema banco-berma, el cual puede considerarse como la unidad bsica de la geometra del talud, ya que define la magnitud del ngulo interrampa que se utiliza en planificacin minera. Como se ilustra en Figura 6, la geometra del sistema banco-berma queda definida por los siguientes parmetros:

Altura del banco, hB (m).

Inclinacin de la cara del banco, B ().

Quebradura, Q (m).

Ancho de berma, B (m).

ngulo interrampa, IR ().

B tan 1-

Q

hBIR

Donde: tan

B

BhQ

5.1.1 Altura de Banco

La altura de banco, hB, queda definida por consideraciones operacionales que dicen relacin con la eficiencia de equipos de carguo. Para el caso del Rajo Escondida los bancos tienen 15 m de alto.

5.1.2 Inclinacin de la cara del Banco

Para definir la inclinacin de los bancos, B, es preciso considerar la funcionalidad de los equipos de perforacin con que cuenta la operacin, los eventuales daos inducidos por las faenas de tronadura, y la estabilidad de los bancos teniendo en cuenta los posibles mecanismos de falla que puede afectar su estabilidad a nivel local o de bancos.

Dado que bancos de 15 m de altura difcilmente presentan problemas de estabilidad por efecto de una

falla propia del macizo rocoso1, la inclinacin de la cara del banco, B, depender principalmente de

los sistemas estructurales presentes en el macizo rocoso2 y, tambin, de la calidad de las tronaduras

3.

Para el caso del Rajo Escondida la inclinacin de la cara del banco es de 65, y para zonas con precorte es de 70, como ocurre en el sector evaluado en el presente informe.

1 Esto requerira de un macizo rocoso de muy mala calidad geotcnica.

2 stas pueden definir inestabilidades controladas estructuralmente.

3 Una mala tronadura puede daar en forma importante el macizo rocoso, pudiendo gatillar la ocurrencia de inestabilidades que

no ocurriran si el macizo no hubiera sido daado.

Figura 6.: Parmetros que definen la geometra

del sistema banco-berma.


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5.1.3 ngulo Interrampa

Corresponde a la inclinacin respecto a la horizontal de una lnea imaginaria que une las patas de los bancos. Este valor se utiliza comnmente en planificacin minera y, aunque no corresponde a la inclinacin geotcnica del talud interrampa, presenta la ventaja de no variar con el nmero de bancos. El diseo del Rajo Escondida considera un ngulo interrampa que vara dependiendo del sector.

5.1.4 Ancho de Berma

Este parmetro de diseo queda definido por los otros parmetros antes mencionados.

5.2 ANLISIS BANCO BERMA

Este anlisis tiene como objetivo ver la posible existencia de inestabilidades a nivel de banco producto de estructuras menores, las que podra limitar el ancho de berma, y por ende el ngulo interrampa, de los diseos del rajo.

Existen 3 tipos de inestabilidades a nivel de banco con total control estructural, estas son, deslizamientos planos, formacin de cuas y volcamiento o toppling. Al ocurrir alguna de estas inestabilidades, la roca desplazada se depositar sobre la berma del banco inferior. El largo de este derrame debe ser contenido total o parcialmente por la berma, de no ser as, el ancho de la berma debe ser modificado, y por lo tanto tambin el ngulo interrampa de los diseos. Para efectos de este estudio se consider que la berma debe contener al menos el 80% del largo del derrame.

Para realizar el anlisis banco-berma se sectoriz el sector norte del Rajo Escondida, diseo que corresponde al fy18 del LOA14, para as considerar todas las posibles combinaciones que pudieran causar algn tipo de inestabilidad. Esta sectorizacin consiste en agrupar las reas que presentan similar direccin de manteo de la pared.

El diseo del sector analizado considera bancos de 15 m de altura, con ngulo interrampa variable y ngulo cara de banco de 70. Adems se evaluarn las inestabilidades a nivel de banco para ngulos cara de banco de 80 y 90.

En la Figura 8 se muestra la sectorizacin realizada y se resume en la Tabla 4.

Q B

hB

BIR

LD

DERRAME

Figura 7.: Esquema que ilustra que el ancho

de berma, B, debe ser mayor o igual que la longitud basal del derrame de diseo, LD.


RAJO ESCONDIDA


- 15 -

Tabla 4

SECTORIZACIN RAJO ESCONDIDA, DISEO FY18 LOA14.

DOMINIO DIP-DIR hb (m) IR () B ()

1 105, 110, 135, 140 15 37 70, 80, 90

105, 135, 140 15 45 70, 80, 90

2

215, 225 15 21 70, 80, 90

225 15 24 70, 80, 90

225, 240 15 28 70, 80, 90

200, 220 15 29 70, 80, 90

215, 225 15 30 70, 80, 90

220 15 35 70, 80, 90

240 15 36 70, 80, 90

110, 135, 140, 150, 155, 170, 210, 215, 220, 225, 240 15 37 70, 80, 90

195 15 38, 41 70, 80, 90

215, 240 15 42 70, 80, 90

100, 120, 140, 150, 155, 160, 165, 170, 180, 185 15 45 70, 80, 90

170 15 47 70, 80, 90

Dip-Dir: Direccin de Manteo hb : Altura de banco

B : ngulo cara de banco. IR : ngulo interrampa (medido pata-pata).

140

155

165220

195

210

225

170

180

150

135155

225

170

215

200

220

4138

37

4545

4545

42

37

28

37

21

37

29

29

35

30

160 4545

150

120

100

21

DOMINIO 1

DOMINIO 2

DOMINIO 1

45

4837

37

40

45

37

37

37

35

41

45

37

95

95

85

45

Figura 8.: Sectorizacin del Rajo Escondida, diseo fy18 LOA14.


RAJO ESCONDIDA


- 16 -

Tabla 4 (continuacin)

SECTORIZACIN RAJO ESCONDIDA, DISEO FY18 LOA14.

DOMINIO DIP-DIR hb (m) IR () B ()

3

30 15 35 70, 80, 90

30, 55, 65, 70, 85, 95, 105, 110 15 37 70, 80, 90

85 15 40 70, 80, 90

55 15 41 70, 80, 90

55, 85, 95, 105, 110 15 45 70, 80, 90

95 15 48 70, 80, 90

Dip-Dir: Direccin de Manteo hb : Altura de banco

B : ngulo cara de banco. IR : ngulo interrampa (medido pata-pata).

5.2.1 Deslizamientos Planos

Para que ocurra un deslizamiento plano deben cumplirse las siguientes condiciones:

a) Debe aparecer una estructura (plano dbil).

b) El rumbo de la estructura debe formar un ngulo no mayor que unos 20 con el rumbo del talud (e.g. ver Goodman (1989)).

c) La estructura debe aflorar en el talud (es decir, debe ser menos empinada que ste)

4.

d) La inclinacin de la estructura debe ser mayor que su ngulo de friccin (en caso contrario se tendra un factor de seguridad al deslizamiento mayor que 1.0).

Para analizar la siniestralidad por deslizamiento planos se procede de la siguiente forma:

Se defini para cada sector su direccin de manteo representativo.

Se evaluaron todos los sectores con su respectivo dominio estructural asociado.

Para cada sector se defini una ventana de bsqueda de deslizamientos planos, para su

respectivo dominio estructural, que representar una variacin de 20 de la direccin de manteo y cuyo manteo variar de 0 a 90.

Se evalu en condicin seca.

4 Si la tronadura daa excesivamente el macizo rocoso esta condicin puede dejar de ser necesaria.


RAJO ESCONDIDA


- 17 -

5.2.2 Deslizamientos de Cuas

Para que ocurra un deslizamiento de cua deben cumplirse las siguientes condiciones:

a) Deben aparecer dos estructuras (planos dbiles), orientadas de modo tal que se intercepten y formen una cua.

b) La lnea de interseccin de estas estructuras debe aflorar en el talud

5.

c) La inclinacin de las estructuras y de su lnea de interseccin debe ser tal que los ngulos de friccin de las estructuras sean insuficientes para mantener la cua estable.

Para analizar la siniestralidad por deslizamiento de cuas se procede de la forma siguiente:


Las cuas a nivel de banco, generalmente, no presentan grietas de traccin, por lo que su geometra queda definida nicamente por dos estructuras y la geometra del sistema banco-berma. Las bermas son horizontales; la inclinacin de la cara del banco y su direccin de manteo corresponde al sector analizado.

A nivel de banco, las presiones intersticiales sobre las caras de la cua son despreciables. La nica fuerza actuante sobre las cuas potencialmente inestables es su peso propio.

Se evalu en condicin seca

Las resistencias al corte de las estructuras que definen las cuas tienen solamente friccin. La cua evaluada debe tener un Factor de Seguridad menor que 1.3.

5.2.3 Volcamientos (Toppling)

Para que ocurra un volcamiento (toppling) deben cumplirse las siguientes condiciones:

a) Debe aparecer una estructura (plano dbil).

b) El rumbo de la estructura debe formar un ngulo no mayor que unos 30 con el rumbo del talud (e.g. ver Goodman (1989)).

c) La estructura debe mantear hacia cerro adentro (o sea en direccin opuesta a la direccin de manteo de la cara del banco).

d) La inclinacin de la estructura debe ser tal que se cumpla lo siguiente (Goodman (1989)):

JB - 90

Donde es el manteo de la estructura, B es la inclinacin de la cara del banco, y J es el ngulo de friccin de la estructura evaluado para una muy baja presin de confinamiento

6.

e) Adems, la experiencia prctica indica que para que el volcamiento efectivamente se traduzca en problemas de estabilidad, es preciso que exista un sistema adicional de estructuras

5 Si la tronadura daa excesivamente el macizo rocoso esta condicin puede dejar de ser necesaria.

6 En rigor esta ecuacin se desarroll para la cara misma del talud.


RAJO ESCONDIDA


- 18 -

manteando hacia el talud y con inclinaciones de 20 a 50, de modo que pueda definir la base o piso de los bloques que pudieran volcar (e.g. Hudson & Harrison (1997)).

Para analizar la siniestralidad por volcamiento se supone lo siguiente:


Por lo tanto, puede sealarse que el cumplimiento de las condiciones (a) a (d) antes reseadas, define una condicin de volcamiento incipiente, pero para que sta se traduzca en una inestabilidad es preciso que se cumpla tambin la condicin (e). Conforme con esto, la probabilidad de que ocurra una condicin de volcamiento incipiente, PV, puede evaluarse como

7:

521 PPPPV

P1 Es la probabilidad de que aparezca una estructura en el banco en cuestin (probabilidad de ocurrencia de la estructura).

P2 Es la probabilidad que el rumbo de la estructura forme un ngulo no mayor que 20 con el rumbo del talud. Se supone que la orientacin del talud en cada sector de diseo es fija y conocida, y que el rumbo de las estructuras es conocido.

P5 Es la probabilidad que el manteo de la estructura cumpla la ecuacin ( > 90 - B + J). Se supone que la inclinacin de la cara del banco es fija y conocida; que el ngulo de friccin de las estructuras, para muy bajas presiones de confinamiento, es tambin fijo y 5 mayor que el mximo del valor indicado para el ngulo de friccin de las estructuras; y que el manteo de las estructuras es conocido.

5.2.4 Anlisis resultados Banco Berma

Los resultados del anlisis banco berma realizado en el sector norte del rajo Escondida diseo fy18 LOA14 para las diferentes inclinaciones de la cara del banco se detallan en el Anexo A, en donde se muestran los mayores largos de derrame producidos por deslizamientos planos y cuas para cada sectorizacin y todos aquellos que no son contenidos al 100% por las bermas de diseo, adems se muestran las probabilidades de toppling.

En las Figuras 9, 10 y 11, se han graficado todos los posibles deslizamientos planos y cuas con sus respectivos largos de derrames y peso involucrado para cada uno de los ngulos cara de banco y dominios de la presente evaluacin. De ellos se puede decir lo siguiente:


Para el Dominio 1 como se observa en la Figura 9, el incrementar el ngulo cara de banco de 70 a 90 impacta en mayor medida en los tonelajes de los deslizamientos. El peso de los deslizamientos de cuas y planos pueden llegar incluso a aumentar al doble, y los largos de derrames aumentan en menor grado. Por ejemplo una cua formada por los sistemas F1 F5 en un banco con dip-dir de 105 aumenta su peso de 10.000 toneladas a 25.000 toneladas.


7 Esto supone que las condiciones requeridas son estadsticamente independientes entre s.


RAJO ESCONDIDA


- 19 -

Para el Dominio 2 como se observa en la Figura 10, el incrementar el ngulo cara de banco de 70 a 90 impacta en mayor medida en los tonelajes de los deslizamientos. El peso de los deslizamientos de cuas y planos pueden llegar incluso a aumentar al doble, y los largos de derrames aumentan en menor grado. Por ejemplo una cua formada por los sistemas J2 J4 en un banco con dip-dir de 240 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.500 toneladas a 20.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m.


Para el Dominio 3 como se observa en la Figura 11, el incrementar el ngulo cara de banco de 70 a 90 impacta en mayor medida en los tonelajes de los deslizamientos. El peso de los deslizamientos de cuas y planos pueden llegar incluso a aumentar al doble, y los largos de derrames aumentan en menor grado. Por ejemplo una cua formada por los sistemas F2 J1 en un banco con dip-dir de 85 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.800 toneladas a 21.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m.

Al aumentar la inclinacin de la cara de banco de 70 a 80 y 90, varios de los derrames que s son contenidos en el caso base (70), luego ya no son contenidos, quedando el porcentaje de contencin de las bermas entre 80% y 90% del derrame generalmente, como se observa en la Tabla 5.


RAJO ESCONDIDA


- 20 -

Tabla 5

RESULTADOS DEL ANLISIS BANCO-BERMA. PORCENTAJE CONTENCIN BERMA AL AUMENTAR NGULO CARA DE BANCO - DISEO FY18 LOA14 RAJO ESCONDIDA

Domi-nio

hB (m)

Orientacin Banco Sist. Estruc-

turales Des-favorables

B (m)

(ira()) W (T)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el Derra-

me?

% con-tencin

en berma Dip Dip-Dir

1 15 70 80 90

En el Dominio 1 no se presentan casos en que para una inclinacin de la cara del banco de 70 s contenga el derrame y que para 80 y 90 no lo contenga, todos lo

contienen al 100% o no lo contienen al 100%. (Siempre es contenido al 80%)

2 15

70

170 F1 - J4

14.4 (37) 329.25 5.55 1.02 SI 100

80 17.3 (37) 18855.8 21.4 1.02 NO 81

90 19.9 (37) 27422.2 24.25 1.02 NO 82

70

210 F2 - F4

14.4 (37) 4953.69 13.71 0.47 SI 100

80 17.3 (37) 10662.3 17.7 0.47 NO 98

90 19.9 (37) 17996.6 21.07 0.47 NO 94

70

210 F2 - J3

14.4 (37) 5344.23 14.06 0.47 SI 100

80 17.3 (37) 11387.7 18.1 0.47 NO 96

90 19.9 (37) 19125.7 21.51 0.47 NO 93

70

210 F2 - J5

14.4 (37) 5032.39 13.78 0.47 SI 100

80 17.3 (37) 10469.8 17.6 0.47 NO 98

90 19.9 (37) 17374.5 20.83 0.47 NO 96

70

160 F1 - F2

9.5 (45) 1535.63 9.28 0.65 SI 100

80 12.4 (45) 6243.5 14.8 0.65 NO 84

90 15.0 (45) 9355.6 16.94 0.65 NO 89

70

160 F1 - J3

9.5 (45) 1633.90 9.47 0.64 SI 100

80 12.4 (45) 6643.9 15.1 0.64 NO 82

90 15.0 (45) 9956.5 17.30 0.64 NO 87

70

160 F1 - J5

9.5 (45) 1623.78 9.45 0.62 SI 100

80 12.4 (45) 5936.6 14.6 0.62 NO 85

90 15.0 (45) 9185.4 16.84 0.62 NO 89

70

170 F1 - J4

9.5 (45) 329.25 5.55 1.02 SI 100

80 12.4 (45) 6915.2 15.3 1.02 NO 81

90 15.0 (45) 11734.0 18.27 1.02 NO 82

70

170 F1 - J4

8.5 (47) 329.28 5.55 1.02 SI 100

80 11.3 (47) 5350.9 14.1 1.02 NO 80

90 14.0 (47) 9515.1 17.04 1.02 NO 82

3 15

70

85 F1 - J1

12.4 (40) 1526.12 9.26 0.95 SI 100

80 15.2 (40) 11191.75 17.99 0.95 NO 85

90 17.9 (40) 15631.01 20.11 0.95 NO 89


RAJO ESCONDIDA


- 21 -

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

Larg

o d

e d

err

ame

(m

)

Sector (Direccin de manteo, ngulo interrampa)

Deslizamientos Planos D1

acb 90

acb 80

acb 70

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

Pe

so d

esl

izam

ien

to (

ton

/m)



acb 90

acb 80

acb 70

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

Larg

o d

e d

err

ame

(m

)


Cuas D1

acb 90

acb 80

acb 70

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

11

0, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

13

5, a

ir 3

7

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

10

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

13

5, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

DD

14

0, a

ir 4

5

Pe

so d

esl

izam

ien

to (

ton

)


Cuas D1

acb 90

acb 80

acb 70

Figura 9.: Largos de derrames (izquierda) y peso de los deslizamientos (derecha) producidos por deslizamientos planos y cuas en el Dominio 1 para los ngulos cara de banco evaluados, 70, 80 y 90. Rajo Escondida, diseo fy18 LOA14.


RAJO ESCONDIDA


- 22 -

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0D

D 2

15

, air

21

DD

21

5, a

ir 2

1

DD

22

5, a

ir 2

1

DD

22

5, a

ir 2

1

DD

22

5, a

ir 2

4

DD

22

5, a

ir 2

8

DD

22

5, a

ir 2

8

DD

24

0, a

ir 2

8

DD

20

0, a

ir 2

9

DD

22

0, a

ir 2

9

DD

22

0, a

ir 2

9

DD

21

5, a

ir 3

0

DD

21

5, a

ir 3

0

DD

22

5, a

ir 3

0

DD

22

0, a

ir 3

5

DD

22

0, a

ir 3

5

DD

24

0, a

ir 3

6

DD

14

0, a

ir 3

7

DD

17

0, a

ir 3

7

DD

21

0, a

ir 3

7

DD

21

5, a

ir 3

7

DD

21

5, a

ir 3

7

DD

22

0, a

ir 3

7

DD

22

5, a

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Cuas D3

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acb 80

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RAJO ESCONDIDA


- 24 -

6. OTRAS CONSIDERACIONES

Para conseguir que los taludes aqu analizados sean operacionalmente factibles, MEL deber llevar a cabo adecuadas prcticas operacionales, las que debern controlar como mnimo los siguientes aspectos:

Control del cumplimiento de la lnea de programa, de modo de lograr las lneas correctas de avance de extraccin para cada banco.

Calidad de la perforacin y de la tronadura, de modo de minimizar el dao inducido al macizo rocoso por este concepto.

Mantener un adecuado sistema de instrumentacin, auscultacin y control.

Lo anterior, toma vital importancia al considerar que para lograr los ngulos de cara de banco, B, as

como los ngulos interrampa, IR, depender directamente de un adecuado manejo operacional de los taludes.

Como consecuencia prctica de esto, se requerir de una efectiva interaccin entre los Grupos de Geotecnia, de Planificacin y de Operacin Mina.

Adems, se sugiere realizar mediciones del nivel de vibracin inducido para evaluar el efecto de la tronadura en el macizo rocoso, y en la medida del avance, acuadura y/o limpieza de bancos para evitar el problema de desprendimientos superficiales.


RAJO ESCONDIDA


- 25 -

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Como resultado del anlisis banco berma realizado al sector norte del Rajo Escondida diseo fy18 LOA14, se puede mencionar lo siguiente:




El incrementar el ngulo cara de banco de 70 a 90 impacta en mayor medida en los tonelajes de los deslizamientos. El peso de los deslizamientos de cuas y planos pueden llegar incluso a aumentar al doble, y los largos de derrames aumentan en menor grado. Para el Dominio 1, por ejemplo una cua formada por los sistemas F1 F5 en un banco con dip-dir de 105 aumenta su peso de 10.000 toneladas a 25.000 toneladas. Para el Dominio 2 una cua formada por los sistemas J2 J4 en un banco con dip-dir de 240 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.500 toneladas a 20.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m. Y para el Dominio 3 una cua formada por los sistemas F2 J1 en un banco con dip-dir de 85 y ngulo interrampa 37, aumenta su peso de 9.800 toneladas a 21.000 toneladas, y su largo de derrame de 17 m a 22 m. Como se observa, el incrementar el ngulo cara de banco implicar mayores volmenes de deslizamientos que debern ser limpiados de las bermas.

Adicionalmente, al aumentar la inclinacin de la cara de banco de 70 a 80 y 90, varios de los derrames que s son contenidos en el caso base (70), luego ya no son contenidos, quedando el porcentaje de contencin de las bermas entre 80% y 90% del derrame generalmente.

Frente a los resultados obtenidos y considerando la calidad del macizo rocoso que se presenta en algunos sectores del Rajo Escondida, no se recomienda incrementar la inclinacin de la cara de los bancos.

Es recomendable mantener constantemente actualizada la caracterizacin estructural y geotcnica del rajo; y en la medida que se expongan nuevos sectores, o se profundice el rajo, es preciso corroborar las unidades geolgico-geotcnicas, los sistemas estructurales y la presencia de zonas de fallas, ya que de existir algn cambio de importancia en estos antecedentes ser necesario realizar una revisin a los anlisis de estabilidad realizados.

Para lograr que los diseos analizados se cumplan, se requiere del uso de tronadura controlada con el fin de minimizar el dao inducido en el macizo rocoso y lograr las inclinaciones de cara de banco consideradas, sin perjuicio de que se hace fundamental llevar un control riguroso del cumplimiento de las lneas de programa. A su vez se requiere implementar un sistema de auscultacin y control del comportamiento de los taludes, para verificar que se cumplen las suposiciones de diseo.

Se sugiere realizar mediciones del nivel de vibracin inducido para evaluar el efecto de la tronadura en el macizo rocoso.

Se recomienda realizar acuadura y/o limpieza de bancos para evitar el problema de desprendimientos superficiales.


RAJO ESCONDIDA


- 26 -

Los resultados obtenidos y las conclusiones emanadas de los anlisis aqu realizados tienen validez teniendo en cuenta las consideraciones y supuestos realizados en este estudio.

SANTIAGO, Enero de 2014.

Jorge lvarez Ingeniero Geotcnico

AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda.

Con la Colaboracin de:

Bernardo Orellana

C.C.: Archivo AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda.

Alejandra Boza S.

Ingeniero Geotcnico AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda.

Ricardo Seplveda S.

Ingeniero Consultor Senior AKL Ingeniera y Geomecnica Ltda.


RAJO ESCONDIDA


- 27 -

8. REFERENCIAS

[1] Duncan, J. M. (2000): Factors of Safety and Reliability in Geotechnical Engineering, J Geotechnical and Geoenvironmental Engng, ASCE, 126(4):307-316.

[2] Goodman, R. E. (1989): Introduction to Rock Mechanics, 2nd ed. J. Wiley & Sons, New York.

[3] Hoek E. (1994): Strength of Rock and Rock Masses, ISRM News Journal, 2(2): 4-16.

[4] Hoek, E. (1998): Reliability of Hoek-Brown estimates of rock mass properties and their impact on design, Int J Rock Mech Min Sci & Geomechanics Abstracts, 35(1):63-68.

[5] Hoek, E. & Bray, J. W. (1981), Rock Slope Engineering, 3rd ed. 358 p. IMM: London.

[6] Hoek, E. & Brown, E. T. (1997): Practical Estimates of Rock Mass Strength, Int J Rock Mech Min Sci & Geomechanics Abstracts, 34(8):1165-1186.

[7] Hoek, E. & Karzulovic, A. (2001): Rock Mass Properties for Surface Mines, Proc. 4th Int. Symp. SLOPE STABILITY IN SURFACE MINING, Denver, Colorado, edited by W A Hustrulid, M K McCarter and D J A Van Zyl, pp 59-69, SME: Littleton, Colorado.

[8] Rocscience (2006): ROCPLANE 2.0; Planar Sliding Stability Analysis for Rock Slopes, Rocscience Inc: Toronto.

[9] Rocscience (2006): SWEDGE 5.0; Probabilistic Analysis of the Geometry and Stability of Surface Wedges, Rocscience Inc: Toronto.


RAJO ESCONDIDA


- 28 -

ANEXOS

EVALUACIN BANCO BERMA

DIFERENTES NGULOS CARA DE BANCO

RAJO ESCONDIDA

- A -

ANEXO A

RESULTADOS DEL ANLISIS BANCO BERMA

DISEO FY18 LOA14

RAJO ESCONDIDA



RAJO ESCONDIDA

- A1 -

ANEXO A1

BANCO BERMA

DOMINIO 1



RAJO ESCONDIDA

- A1.1 -

Tabla A1.1

RESUMEN DE LOS RESULTADOS DEL ANLISIS BANCO-BERMA. MXIMOS LARGOS DE DERRAMES

DESLIZAMIENTOS PLANOS - DISEO Fy18 LOA14 RAJO ESCONDIDA

Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())

Orientacin Banco Sistemas

Estructurales Desfavorables

W (T/m)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el

80% del Derrame? Manteo

Direccin de

Manteo

1 15

14.4 (37)

70

105 F4 41.2 6.0 0.29 SI

110 F1 245.2 4.9 0.71 SI 135 F1 253.6 11.0 0.80 SI

9.5 (45)

105 F1 129.3 6.9 0.71 SI 135 F1 110.4 9.6 0.80 SI

17.3 (37)

80

105 F4 94.0 9.0 0.29 SI 110 F1 297.9 5.4 0.71 SI 135 F1 309.3 12.2 0.80 SI

12.4 (45)

105 F4 94.0 9.0 0.29 SI 135 F1 158.9 11.4 0.80 SI

19.9 (37)

90

105 F4 143.6 11.2 0.29 SI 110 F1 347.5 5.8 0.71 SI 135 F1 357.2 13.1 0.80 SI

15.0 (45)

105 F4 143.6 11.2 0.29 SI 135 F1 202.9 12.9 0.80 SI

Tabla A1.2


CUAS - DISEO Fy18 LOA14 RAJO ESCONDIDA

Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())



W (T)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el


Direccin de

Manteo

1 15

14.4 (37)

70

105 F1 - F5 10523.6 17.6 0.71 SI

110 F2 - J1 3387.8 12.1 1.16 SI

135 F2 - J1 9089.3 16.8 1.12 SI

9.5 (45)

105 F1 - F5 3031.2 11.6 0.71 SI

135 F2 - J1 2618.1 11.1 1.12 SI

140 F2 - J1 1174.6 8.5 1.12 SI

17.3 (37)

80

105 F1 - F5 17362.5 20.8 0.71 SI

110 F2 - J1 5075.5 13.8 1.16 SI

135 F2 - J1 13849.4 19.3 1.12 SI

12.4 (45)

105 F1 - F5 6367.5 14.9 0.71 SI

135 F2 - J1 5079.1 13.8 1.12 SI

140 F2 - J1 2307.2 10.6 1.12 SI

19.9 (37)

90

105 F1 - F5 25504.5 23.7 0.71 SI

110 F2 - J1 6985.4 15.4 1.16 SI

135 F2 - J1 19295.9 21.6 1.12 SI

15.0 (45)

105 F1 - F5 10913.4 17.8 0.71 SI

135 F2 - J1 8256.7 16.3 1.12 SI

140 F2 - J1 3784.0 12.5 1.12 SI



RAJO ESCONDIDA

- A1.2 -

Tabla A1.3

RESUMEN DE LOS RESULTADOS DEL ANLISIS BANCO-BERMA

TOPPLING - DISEO Fy18 LOA14 RAJO ESCONDIDA

Dominio

Orientacin Banco Sistema

Sub-vertical

Probabilidad de Volcamiento

Incipiente Pv (%)

Sistema Sub-

horizontal

Probabilidad de Toppling

PT (%) Altura de

banco (m)

Manteo Direccin de Manteo

1 15

70

105 J2 8.94 F1 0.535

110 J2 4.50 F1 0.269

105 J2 8.94 F2 0.602

110 J2 4.50 F2 0.303

105 J2 8.94 J1 1.250

110 J2 4.50 J1 0.629

80

105 J2 8.94 F1 0.535 110 J2 4.50 F1 0.269 105 J2 8.94 F2 0.602 110 J2 4.50 F2 0.303 105 J2 8.94 J1 1.250 110 J2 4.50 J1 0.629

90

105 J2 8.94 F1 0.535 110 J2 4.50 F1 0.269 105 J2 8.94 F2 0.602 110 J2 4.50 F2 0.303 105 J2 8.94 J1 1.250 110 J2 4.50 J1 0.629



RAJO ESCONDIDA

- A2 -

ANEXO A2

BANCO BERMA

DOMINIO 2



RAJO ESCONDIDA

- A2.1 -

Tabla A2.1



Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())



W (T/m)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el


Direccin de

Manteo

2 15

33.6 (21)

70

215 J2 292.4 11.3 0.98 SI

225 F2 137.1 8.3 0.49 SI

28.2 (24)

225 F2 137.1 8.3 0.49 SI

22.8 (28)

225 F2 137.1 8.3 0.49 SI

240 F3 169.2 8.1 0.56 SI

21.6 (29)

200 J2 271.8 11.0 0.93 SI

220 F2 131.4 8.3 0.48 SI

20.5 (30)

215 J2 292.4 11.3 0.98 SI

225 F2 137.1 8.3 0.49 SI

16 (35)

220 F2 131.4 8.3 0.48 SI

15.2 (36)

240 F3 169.2 8.1 0.56 SI

14.4 (37)

140 F1 236.1 5.6 0.69 SI

150 F1 213.0 6.8 0.65 SI

155 F1 206.0 7.1 0.63 SI

170 F1 199.7 7.3 0.62 SI

210 J2 258.2 11.0 0.96 SI

215 J2 249.3 11.0 0.98 SI

220 F2 131.4 8.3 0.48 SI

225 F2 137.1 8.3 0.49 SI

240 F3 169.2 8.1 0.56 SI

13.7 (38)

195 J2 243.6 10.9 0.93 SI

11.8 (41)

195 J2 180.7 10.4 0.93 SI

11.2 (42)

215 J2 150.8 10.2 0.98 SI

9.5 (45)

140 F1 134.4 7.1 0.69 SI

150 F1 148.9 7.5 0.65 SI

155 F1 154.0 7.6 0.63 SI

160 F1 157.5 7.6 0.62 SI

165 F1 159.1 7.7 0.62 SI

170 F1 158.9 7.7 0.62 SI

180 J2 111.0 9.6 0.97 SI

185 J2 114.2 9.6 0.95 SI

8.5 (47)

170 F1 127.2 7.9 0.62 SI

36.4 (21)

80

215 J2 345.1 12.3 0.98 SI

36.4 (21)

225 F2 189.9 9.8 0.49 SI

31 (24)

225 F2 189.9 9.8 0.49 SI



RAJO ESCONDIDA

- A2.2 -

Tabla A2.1 (continuacin)



Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())



W (T/m)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el


Direccin de

Manteo

2

25.6 (28)

80

225 F2 189.9 9.8 0.49 SI

15

240 J3 111.8 9.5 0.40 SI

24.4 (29)

200 J2 324.6 12.1 0.93 SI

220 F2 184.2 9.9 0.48 SI

23.3 (30)

215 J2 345.1 12.3 0.98 SI

225 F2 189.9 9.8 0.49 SI

18.8 (35)

220 F2 184.2 9.9 0.48 SI

18 (36)

240 J3 111.8 9.5 0.40 SI

17.3 (37)

140 F1 288.9 6.2 0.69 SI

150 F1 265.8 7.6 0.65 SI

155 F1 258.7 8.0 0.63 SI

170 F1 252.4 8.3 0.62 SI

210 J2 314.0 12.1 0.96 SI

215 J2 304.9 12.2 0.98 SI

220 F2 184.2 9.9 0.48 SI

225 F2 189.9 9.8 0.49 SI

240 J3 111.8 9.5 0.40 SI

16.6 (38)

195 J2 299.3 12.0 0.93 SI

14.6 (41)

195 J2 231.5 11.8 0.93 SI

14 (42)

215 J2 199.6 11.8 0.98 SI

240 J3 111.8 9.5 0.40 SI

12.4 (45)

140 F1 187.1 7.9 0.69 SI

150 F1 203.4 8.4 0.65 SI

155 F1 208.9 8.5 0.63 SI

160 F1 212.6 8.6 0.62 SI

165 F1 214.3 8.7 0.62 SI

170 F1 214.1 8.6 0.62 SI

180 J2 159.6 11.4 0.97 SI

185 J2 163.5 11.4 0.95 SI

11.3 (47)

170 F1 177.8 9.0 0.62 SI

39.1 (21)

90

215 J2 394.7 13.1 0.98 SI

225 J3 155.9 11.3 0.39 SI

33.7 (24)

225 J3 155.9 11.3 0.39 SI

28.2 (28)

225 J3 155.9 11.3 0.39 SI

240 J3 161.4 11.4 0.40 SI

27.1 (29)

200 J2 374.1 12.9 0.93 SI

220 J3 156.5 11.3 0.39 SI

26 (30)

215 J2 394.7 13.1 0.98 SI



RAJO ESCONDIDA

- A2.3 -

Tabla A2.1 (continuacin)



Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())



W (T/m)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el


Direccin de

Manteo

2 15

26 (30)

90

225 J3 155.9 11.3 0.39 SI

21.4 (35)

220 J3 156.5 11.3 0.39 SI

20.6 (36)

240 J3 161.4 11.4 0.40 SI

19.9 (37)

140 F1 338.5 6.7 0.69 SI

150 F1 315.4 8.3 0.65 SI

155 F1 308.3 8.7 0.63 SI

170 F1 302.0 9.0 0.62 SI

210 J2 361.9 13.0 0.96 SI

215 J2 352.7 13.1 0.98 SI

220 J3 156.5 11.3 0.39 SI

225 J3 155.9 11.3 0.39 SI

240 J3 161.4 11.4 0.40 SI

19.2 (38)

195 J2 347.2 13.0 0.93 SI

17.3 (41)

195 J2 281.9 13.0 0.93 SI

16.7 (42)

215 J2 248.4 13.1 0.98 SI

240 J3 161.4 11.4 0.40 SI

15 (45)

140 F1 233.7 8.5 0.69 SI

150 F1 250.8 9.2 0.65 SI

155 F1 256.5 9.4 0.63 SI

160 F1 260.3 9.5 0.62 SI

165 F1 262.1 9.5 0.62 SI

170 F1 261.9 9.5 0.62 SI

180 J2 203.7 12.9 0.97 SI

185 J2 208.0 12.9 0.95 SI

14 (47)

170 F1 228.2 9.9 0.62 SI



RAJO ESCONDIDA

- A2.4 -

Tabla A2.2


CUAS - DISEO Fy18 LOA14 RAJO ESCONDIDA

Dominio

Altura de

Banco (m)

Berma de

Diseo (m)

(ira())



W (T)

L derrame (m)

FS

Berma Contiene el


Direccin de

Manteo

2 15

33.6 (21)

70

215 J2 - J4 6646.7 15.1 1.00 SI

225 J2 - J4 6014.3 14.6 1.00 SI

28.2 (24)

225 J2 - J4 6014.3 14.6 1.00 SI

22.8 (28)

cg mel-2014-01 - evaluación banco berma diferentes Ángulos cara de banco

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