Sesin 1230 Junio 2012Roberto VicuaDISEO DE PLANTA MINERAMI 223

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesLa disposicin superficial de los relaves emplea presas de varios tipos para formar el depsito que contenga los relaves y el agua proveniente del proceso de concentracin del mineral.

Existen dos clases generales de estructuras de retencin:

Presas de tierra y/o enrocamientoPresas de relaves

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Tierra y/o Enrocamiento

Las presas de tierra y/o enrocamiento son diseadas y construidas de acuerdo con las tcnicas usuales de presa para retencin de agua, con la nica excepcin que los taludes aguas arriba no estn adecuados para experimentar el vaciado rpido.

Las presas de este tipo son construidas hasta su altura final, antes de que empiece la descarga de la deposicin de los relaves.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves

Las presas de relaves difieren de las presas convencionales de tierra y/o enrocamiento, porque la construccin de las primeras es efectuada por etapas durante la vida del depsito.

El levantamiento de la presa generalmente se inicia con un dique de arranque que es construdo de material natural de prstamos, y su tamao debe permitir el almacenamiento del volumen de dos o tres aos de flujo de relaves, as como el depsito de flujos de avenida si lo hubiera.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves

El levantamiento de la presa puede ser construdo empleando un rango ancho de materiales, incluyendo suelos de prstamo natural, desmonte de mina, relaves depositados hidrulicamente, o arenas de relaves ciclonadas.

Indiferentemente del tipo de material empleado en la construccin, el crecimiento de la presa cae generalmente en tres clases; Aguas Arriba, Aguas Abajo y Lnea Central. Estas designaciones se refieren a la direccin en que se mueve la cresta de la presa, en relacin a la posicin inicial del dique de arranque, a medida que se incrementa su altura.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Aguas Arriba;

Luego que el dique de arranque es construdo, los relaves son descargados perifricamente desde su cresta para formar una playa, como se observa en la figura a. La playa formada viene a ser la fundacin para un segundo dique perimetral como se muestra en la figura b.

Este proceso continua a medida que se incrementa la altura de la presa. Los relaves forman de esta manera una playa razonablemente competente para soportar los diques perimetrales. Como regla general, es necesario no menos de 40 60% de arena del total de relaves descargados.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Aguas Arriba;

Las mayores ventajas del mtodo Aguas Arriba son el bajo costo y su simplicidad. Para la construccin de los diques perimetrales son necesarios volmenes mnimos de relleno colocado mecnicamente, y de esta forma pueden ser construidas grandes alturas de presas a muy bajo costo.

El uso del Mtodo Aguas Arriba sin embargo es limitado a condiciones especficas, por factores que incluyen el control del nivel fretico, capacidad de depsito del agua y la susceptibilidad a la licuefaccin ssmica.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de Relaves

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Aguas Abajo;

Las etapas de crecimiento que se observan en las figuras b, c, d; muestran que la presa es construida colocando el relleno sobre el Talud aguas abajo del levantamiento previo. Este mtodo permite incorporar medidas estructurales dentro del cuerpo de la presa (Por ejemplo ncleos impermeables y drenes internos, para un control positivo del nivel fretico. En este caso, la presa puede almacenar volmenes significantes de agua directamente contra el talud aguas arriba de la presa; y en otros casos el empleo de un apropiado sistema de descarga perimetral (spigotting) formando una ancha y bien controlada playa de relaves, puede originar en un buen control del nivel fretico sin la necesidad de zonas impermeables y drenes.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Aguas Abajo;

Considerando que el nivel fretico puede ser mantenido en niveles bajos dentro del relleno y teniendo en cuenta que el cuerpo total del relleno puede ser compactado, este mtodo de construccin es resistente a la licuefaccin y puede ser empleado en reas de regular a alta sismicidad.

La mayor desventaja del mtodo de Crecimiento Aguas Abajo es el comparativamente gran volumen de relleno de presa requerido y el correspondiente alto costo. La disponibilidad de relleno para varios levantamientos de la presa, puede tambin imponer impedimentos de la construccin. El volumen de relleno requerido para cada sucesivo levantamiento aguas abajo, sin embargo, con frecuencia se incrementa exponencialmente a medida que el cuerpo de la presa incrementa su altura.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de Relaves

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Lnea Central;

El mtodo de la Lnea Central es un trmino medio entre los mtodos Aguas Arriba y Aguas Abajo en muchos aspectos. Se puede decir que comparte hasta cierto grado las ventajas de los dos mtodos, mitigando sus desventajas. El mtodo de la Lnea Central, empieza inicialmente con un dique de arranque, desde cuya cresta es distribuido el relave en todo su permetro para formar el depsito. Los subsecuentes levantamientos son construdos colocando el relleno encima de la playa y del talud aguas abajo previamente levantado. Las lneas de centro de los levantamientos son coincidentes a medida que el relleno de la presa progresa.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de RelavesPresas de Relaves, Crecimiento Lnea Central;

A diferencia de las presas con el mtodo Aguas Abajo, el mtodo de la Lnea Central no puede ser usado como depsito permanente de grandes profundidades de agua.

Como consecuencia de que el cuerpo principal del relleno de la presa puede ser compactado y controlado los niveles de saturacin por drenaje interno, el mtodo de la Lnea Central tiene generalmente buena resistencia ssmica. Puede ocurrir en el evento de una licuefaccin de la playa de relaves, una limitada falla que comprometa proporciones del relleno aguas arriba colocado sobre la playa.

PRESAS DE RELAVESMtodos de Disposicin de Relaves

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesLOCALIZACIN DEL DEPSITO DE RELAVES

La localizacin del depsito de relaves es esencialmente un proceso de seleccin que es definido por los siguientes factores:

Localizacin de la planta Topografa Hidrologa Geologa Agua subterrnea

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesLocalizacin de la Planta;

El primer factor que interviene en la seleccin del depsito es la distancia a la planta y su elevacin relativa con respecto a esta.

Es deseable que la ubicacin del depsito de relaves se encuentre tan cerca como sea posible a la planta; teniendo en cuenta que el costo inicial del transporte de relaves y del agua que retorna a la mina puede ocasionar costos adicionales.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesTopografa;

La topografa del terreno es el factor dominante en la seleccin del sitio. El sitio del depsito debe obtener una capacidad de almacenamiento mxima con la menor cantidad de material de relleno del terrapln, dentro de los lmites del volumen de almacenamiento requerido; es decir que el sitio debe ser capaz de acomodar el volumen de depsito de relaves requerido, con una razonable cantidad de relleno de presa.

Esto usualmente involucra identificar valles naturales, quebradas, u otras depresiones topogrficas en mapas disponibles; y trazar esquemas de presas y vasos para cada sitio potencial.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesHidrologa;

El objeto es localizar el depsito tratando de minimizar la entrada del flujo o los requerimientos de derivacin bajo condiciones normales y de avenidas, excepto en circunstancias donde el depsito debe colectar agua para la operacin de la planta.La disminucin de la entrada de flujo requiere que el depsito sea localizado tan cerca como sea posible a la parte superior de un vaso de drenaje. La seleccin del sitio entonces deber satisfacer simultneamente los tres criterios de localizacin del depsito que estn relacionados con la distancia de la planta, topografa e hidrologa.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesGeologa;

Los factores geolgicos influyen en las condiciones de la cimentacin de la presa, en los rangos del potencial de flujo de agua subterrnea y en la disponibilidad de relleno.

Fundaciones blandas pueden limitar el crecimiento de la presa por la inadecuada disipacin de presin de poros.

De otro lado el flujo de agua subterrneo en el depsito es con frecuencia controlado por la permeabilidad de las formaciones subyacentes naturales de suelos y rocas.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesGeologa;

El suelo natural de prstamo debe estar presente en cantidades suficientes para la construccin de al menos el dique de arranque, y tambin en suficiente variedad para proveer un rango de tipos de materiales, tales como arcillas para ncleos de presas, grava para zonas de drenaje interno y arenas para transiciones de filtros.

La disponibilidad local de prstamo adecuado es extremadamente importante para las ubicaciones de presas de relaves, dado que las economas de disposiciones de relaves justifica importar o procesar grandes volmenes de relleno.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de RelavesAgua Subterrnea;

La presencia de un alto nivel de agua subterrnea y la saturacin del suelo, limitar la cantidad de relleno seco disponible para la construccin del dique de arranque o la construccin de la presa.

Desde el punto de vista de la construccin del agua subterrnea, los niveles altos de agua subterrnea permitirn que la infiltracin entre rpidamente al rgimen de agua subterrnea; mientras que una zona considerable no saturada entre el depsito y el nivel de agua subterrnea, puede reducir los efectos de la infiltracin.

PRESAS DE RELAVESLocalizacin de Presa de Relaves

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE TIERRA TICLACAYAN (SECCION ZONIFICADA )H =75 m - CERRO DE PASCO

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE ENROCADO CON CARA AGUAS ARRIBA DE CONCRETO H = 240 m. ANTAMINA - ANCASH

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES SINAYCOCHA 1

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES CHINCHN - YAULIYACU

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES CHINCHN - YAULIYACU

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES CHINCHN - YAULIYACU

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES HUINCHULLA - ANTAPITE

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE ENROCAMIENTO COUGAR, (h: 158 m) - USA

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE ENROCADO CON CARA AGUAS ARRIBA DE ASFALTO FUTABA (h: 60 m) - JAPON

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES MINA MANTOS BLANCOS - CHILE

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES MINA MANTOS BLANCOS - CHILE

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresDEPSITO DE RELAVES MINA MANTOS BLANCOS - CHILE

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE RELAVES DE MINA COBAR - AUSTRALIA

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE RELAVES DE MINA COBAR - AUSTRALIA

PRESAS DE RELAVESFotografas de Presas y Obras Hidrulicas AuxiliaresPRESA DE RELAVES DE MINA COBAR - AUSTRALIA

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas Inestables1.0CAUSAS QUE ORIGINAN LAS FALLAS DE LOS DEPOSITOS DE RELAVESEl comit de estados unidos de grandes presas, efectu el ao 1994, un anlisis sobre las causas de fallas y accidentes ocurridos en los depsitos de relaves operativos y en abandono a nivel mundial. El estudio considera que la presa ha sido afectado por una falla cuando existe colapso del depsito, y es accidente cuando la presa ha sido afectada por deformaciones o erosiones que no comprometen su estabilidad.

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas InestablesEl anlisis efectuado por el comit de estados unidos de grandes presas determin que las causas de fallas y accidentes ocurridos en los depsitos de relaves operativos y en abandono a nivel mundial, son las siguientes:

a)Desbordamiento.b)Inestabilidad del talud.c)Efectos ssmicos.d)Deficiencias de la cimentacin.e)Deficiencias de la estabilidad del dique relacionados con el flujo de agua subterrnea.f)Deficiencia estructural de obras hidrulicas de control de flujo superficial y de drenaje.g)Daos de erosin superficial y desplome de mina (ubicado debajo del depsito de relaves).

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas Inestables

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas InestablesLas fallas y accidentes para presas operativas son aproximadamente 7 veces las fallas que ocurren en presas en abandonoLa evaluacin de las causas que se describen en el cuadro nro. 1, determina que el 80% de las fallas y accidentes est relacionada con la presencia del agua en el depsito y los efectos nocivos que produce en la estabilidad de la presa.As, el desbordamiento se origina cuando no se ha previsto una estructura hidrulica que evacue los volmenes de una avenida extraordinaria que ingresa al depsito.La inestabilidad de los taludes generalmente es el producto de la presencia de altas presiones de poro y taludes de fuerte pendiente.

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas InestablesLas fallas de las presas construidas con el mtodo aguas arriba constituyen el 42% del total de fallas.

Las fallas de las presas construidas por el mtodo de la lnea central constituyen el 6% del total

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas InestablesLas fallas por inestabilidad del talud y sismo constituyen el 66% del total; mientras que las fallas por desbordamiento es el 10%

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para la Estabilizacin de Presas InestablesAlgunas de las medidas correctivas requeridas para mantener o mejorar la estabilidad de los depsitos son las siguientes:

Cunetas de coronacin y canales de derivacin.Remocin de materiales en el sector superior del dique.Reforzamiento del talud aguas abajo mediante un contrafuerte permeable.Instalacin de drenes horizontales para deprimir el nivel fretico en el terrapln de la presa.

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para El Control de Deslizamientos

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para el Control de Erosin Interna en el Terrapln de la Presa

PRESAS DE RELAVESMedidas Correctivas Para el Control de Erosin Interna en la Cimentacin de la Presa

PRESAS DE RELAVESControl de Aguas SuperficialesEl volumen de un depsito de relaves ser proyectado para contener los volmenes de relaves esperados, as como la descarga de los efluentes lquidos de la mina, las aguas de escorrenta, manantiales, etc.

El diseo apropiado de las medidas de control de agua superficial, es fundamental para garantizar la seguridad de la presa contra avenidas que ingresan al vaso del depsito. Si bien algunas presas han sobrevivido fallas de taludes, fallas de erosin interna y una parcial licuefaccin; pocas han resistido los efectos de un desbordamiento que ocasiona una rpida erosin y colapso del cuerpo de la presa.

PRESAS DE RELAVESControl de Agua SuperficialBalance Hdrico de Aguas Superficiales

VARIABLES DEL BALANCE HIDRICOENTRADASSALIDAS Agua de decantacin de Relaves Precipitacin Escorrenta Manantiales Retorno agua a la mina Evaporacin Descarga del flujo de cimentacin Flujo a travs de la presa5) Descarga Directa

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