geotecnia

Geotecnia aplicada a la industria mineraa la industria minera

e

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a

(84.07)

G

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o

t

e

Mecnica de Suelos y GeologaFIUBA

1

ndice Rajos mineros Minas subterrneasMinas subterrneas Presas de relaves Pilas de lixiviacin Pilas de lixiviacin

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2

Rajos minerose

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G

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3

Diseo de rajosSe aplican principios bsicos de estabilidad de taludes Se debe tener en cuenta la influencia del tamao del corte ( i l d t i )e

c

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(nivel de tensiones)sobre las propiedades resistentes

G

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e

resistentesde los materialesLas estructuras puedenLas estructuras pueden controlar el comportamiento

4

Control estructural del comportamientoe

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G

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5

Etapas de diseo ModelosModelos Dominios Diseo Diseo Anlisis Implementacine c

n

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a

Implementacin

G

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(Read & Stacey 2006)6

Modelo geolgicoEl modelo geolgicoes una distribucin delos materiales que intervienen en el

e

c

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m

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a anlisis Litologa

G

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Alteracin Intemperismo

7

Modelo estructuralEl modelo estructural es una distribucin delas discontinuidades Mayores

Resistencia

e

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a

Rugosidad Rellenos

G

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Halos de influencia Menores

Persistencia Espaciamiento

8

Modelo estructuralEl modelo estructural es una distribucin delas discontinuidades Mayores Menores

e

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a

MenoresPuede construirse a travs de la integracin de mapeos

G

e

o

t

e

g pa escala banco (scan-lines)

9

Macizo rocoso: roca intacta y micro-

160

PrincipalStresses(ILA)160

PrincipalStresses(IBR)220

PrincipalStresses(IGR)

defectos

140 140

180

200

100

120

e

s

s

(

M

P

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)

100

120

120

140

160

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60

80

M

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60

80

80

100

120

G

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t

e

20

40

Serie S1 vs S320

40

SerieS1vsS3(IBR)

40

60

SeriesS1vsS3(IGR)

0

0 20 40

Minorprincipal stress(MPa)

SerieS1vsS3

Env.mejorajuste

Env.ajusterestringido

0

0 20 40


Env.mejorajuste


0

20

0 20 40 60


Env.mejorajuste


10

Modelos y dominios geotcnicosUn modelo geotcnico es el conjunto de parmetros que define el comportamiento de una unidad q pgeotcnica presente en el macizo rocosoUn dominio geotcnico es modelo + geometra

UnitWeight E v T UCS mi UCS mi

(kN/m) (MPa) () (MPa) (MPa) () (MPa) ()Unidad

e

c

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a

m

i

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r

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g g

ILA 23,6 23700 0,25 3,5(1) 39 25 30 41

IBR 23,4 31500 0,25 3,5(1) 31 25 15 50

IGR 23,7 24200 0,25 3,5(1) 37 25 32 33

G

e

o

t

e

mb s a cm tm c Em vm() () () (MPa) (MPa) (MPa) () (MPa) ()

Unidad

HoekBrown MohrCoulomb

ILA 5,01 0,007 0,504 3,14 0,05 1,207 50 9680 0,25

IBR 2,93 0,001 0,511 1,03 0,01 0,635 48 5030 0,23

IGR 4,19 0,004 0,506 2,23 0,03 1,087 48 7430 0,2311

Ejemplo: Seccin de diseoe

c

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m

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G

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12

Ejemplo: Seccin de diseo con modelos geotcnicos

e

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G

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13

Ejemplo: anlisis de banco-bermaSe estudia el comportamiento del macizo a escala banco para determinar el ancho de berma py el potencial volumen de derrame

e

c

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77

G

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14

Ejemplo: anlisis a escala globalI: Las discontinudades se embeben en las propiedades del medio continuop p

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II: Algunas discontinuidades incluidas en las mallas

15

Modelo numrico 3D Kindalage

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(Price 2012)

16

Monitoreo de rajose

c

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Ground Probe17

Monitoreo de rajose

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Ground Probe18


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c

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19

Minera subterrneae

c

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20 (Tatiya 2005)

Minera subterrnea

Comprensin del problema geomecnico Modelo constitutivo y calibracin de

e

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a

Modelo constitutivo y calibracin de parmetros

Etapas de la modelizacin

G

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o

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e

Etapas de la modelizacin Inspeccin numrica de resultados Interpretacin ingenieril de resultadosInterpretacin ingenieril de resultados Anlisis de sensibilidad

21

ec

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22

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23

Minera subterrneae

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24

Modelo geotcnico para mina subterrnea Udocan

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25 (Ogorodnikov 2012)

Modelo de operacin subterrnea

ResolutionResolution3 m cubes3 m cubes

m

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G

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26 (Muaka 2012)

Modelo de operacin subterrnea

Actual Nivel 0Minado de pilaresActual Nivel 0Minado de pilares

m

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G

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c

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m

27 (Muaka 2012)

Chuquicamata subterrnea

FWFWFWFW

ZCIZCI

CRUZADO GEOTECNIC

CRUZADO GEOTECNICZCIZCI

CRUZADO GEOTECNIC

CRUZADO GEOTECNIC

m

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BEFBEF

RQS RQS Q=SQ=S

CNICO 3CNICO 3

BEFBEF

RQS RQS Q=SQ=S

CNICO 3CNICO 3

G

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m

(Hormazbal 2012)28

Obras para transporte de minerales

Cajn de chancadochancado

Piques detraspaso

CavernaTnel cinta

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Plug

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29

Cajn de chancadoe

c

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a

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G

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30

Cajn de chancadoe

c

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G

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31

Pique de traspaso y pluge

c

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e

Diseo convencional

Diseo optimizado32

Funcionamiento del pluge

c

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a

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33

Funcionamiento del pluge

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a

G

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34


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35


c

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36


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G

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e

37

RelavesLos relaves son residuosdel proceso minero 80

90

100

pSon partculas de limo yarena contaminadas 40

50

60

70

%

P

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s

s

i

n

g

con productos qumicos

e

c

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i

a

m

i

n

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r

a

0

10

20

30

0 001 0 010 0 100 1 000

Los relaves se almacenan

G

e

o

t

e

0.001 0.010 0.100 1.000

Sieve Size (mm)

en recintos controlados para minimizar la contaminacin del terrenocontaminacin del terreno

38

RelavesLos relaves se clasifican por el contenido de agua que tienen al momento de su deposicinq p

e

c

n

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a

m

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a

G

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39

Disposicin de relavesLos relaves se disponen mediante diferentes tcnicas SpigottingSpigotting

e

c

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a

G

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40

Disposicin de relavesLos relaves se disponen mediante diferentes tcnicas SpigottingSpigotting Descarga abierta

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c

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a

m

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a

G

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41

Disposicin de relavesLos relaves se disponen mediante diferentes tcnicas SpigottingSpigotting Descarga abierta Relaves espesados Relaves espesados

e

c

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a

m

i

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r

a

G

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42

Disposicin de relavesLos relaves se disponen mediante diferentes tcnicas SpigottingSpigotting Descarga abierta Relaves espesados Relaves espesados Disposicin en pasta

e

c

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a

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G

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43

Disposicin de relavesLos relaves se disponen mediante diferentes tcnicas SpigottingSpigotting Descarga abierta Relaves espesados Relaves espesados Disposicin en pasta Almacenamientoe c

n

i

a

m

i

n

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Almacenamiento en secoG

e

o

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e

44

Tcnicas de recrecimiento Relleno compactado (como una

presa de tierra convencional)p ) Fraccin arena del propio relave

empleada para la presap p p

Upstream

e

c

n

i

a

m

i

n

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a

Downstream

G

e

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e

Centerline

45

Resistencia al corte de los relavesLa resistencia al corte de los relaves depende directamente de su densidad, que vara , qfuertemente con el tiempo debido a consolidacin y desecacin

Deposicin

e

c

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m

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G

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Consolidacin

Desecacin46

Riesgos asociadose

c

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G

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47

Riesgos asociadose

c

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G

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48

Riesgos asociadose

c

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G

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49

El drenaje en presas de relavesEl drenaje interno tiene importancia crucial para la seguridad de una presa de relavesg pAdems, el drenaje es la medida ms econmica y confiable para aumentar la seguridad de una presa p g pde relaves, sobre todo en las upstream

e

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G

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50


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51

Pilas de lixiviacinLas pilas de lixiviacin son depsitos de rocas mineralizadas trituradas que se riegan con q gproductos qumicos para extraer sus minerales

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52

Pilas de lixiviacinLas pilas de lixiviacin son depsitos de rocas mineralizadas trituradas que se riegan con q gproductos qumicos para extraer sus mineralesSe construyen por etapas, de manera que las y p p qnuevas capas cubren los materiales ya procesados

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53

Pilas de lixiviacinEl objetivo es contar con una pila de material estable y permeabley p Equipos no deben triturar el material

para no crear una capa impermablep p p Los drenes de pie deben mantener

el terrapln drenado

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n

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a

Las membranas de base no deben permitir la percolacin de fluidos al terreno natural

G

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e

54

Bibliografa Bsica

EPA. Design and evaluation of tailings dams.EPA. Design and evaluation of tailings dams. Tatiya. Surface and underground excavations.

Balkema Brady & Brown. Rock mechanics for underground

mining. KluwerWyllie & Mah Rock slope engineering civil and mininge c

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Wyllie & Mah. Rock slope engineering, civil and mining. Spon Press

Complementaria

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p Read & Stacey. Guidelines for open pit slope design.

CRC Press Van Zyl. Geotechnical aspects of heap leach design.

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55

geotecnia

Documents