GEOMECANICA Y CIERRE
DE MINAS
Alumna: Nadia Viviana Cornejo Gómez
Código: 00110244
INTRODUCCION
El vínculo primordial de la geomecánica con los planes de cierre de Minas, estará vinculado a "Garantizar la estabilidad Global
del Yacimiento una vez se haya explotado el recurso
mineral", sean en los casos de Under Ground o Open Pit,
para cada uno de ellos con las particularidades del caso.
En el caso de Mina Subterránea, se deberá garantizar que las excavaciones abiertas no colapsen. La necesidad imperiosa es
rellenar todo espacio explotado.
En el caso de Minas a Cielo Abierto, se deberá garantizar la estabilidad del ángulo final del Pit, a fin que no haya colapso alguno.
¿QUÉ ES UN PLAN DE CIERRE?
El Plan de Cierre es una herramienta que permite
identificar y cuantificar los impactos negativos generados en la etapa de cierre de una faena minera, así como, definir medidas de acción presentes y futuras para prevenirlos, minimizarlos y/o mitigarlos y desarrollar un cronograma de ejecución de las medidas proyectadas, de forma de dar cumplimiento al marco jurídico ambiental para la etapa de cierre del sitio.
VENTAJAS DE PREPARAR E
IMPLEMENTAR UN PLAN DE
CIERRE
La mayor parte de los impactos negativos del abandono de faenas mineras pueden ser predichos antes del cierre y pueden ser minimizados y/o controlados tomando acciones preventivas simples y económicas
Si al momento de diseñar una faena minera se incluyen las consideraciones ambientales del cierre, las metas ambientales podrían alcanzarse de manera más eficiente y económica
Si se deja el cierre para el final, podrá tener un costo más elevado. Es mejor comenzar el cierre de manera progresiva, cerrando adecuadamente aquellas instalaciones que ya hayan concluido su vida útil, aún cuando la faena minera siga operando.
CRITERIOS PARA EL CIERRE DE
MINAS
Carácter físico y químico de la mina y el material de desecho.
Condiciones climáticas e hidrogeológicas del
yacimiento
Condiciones del agua superficial y subterránea locales
incluyendo calidad, cantidad, usos futuros y
proximidad al yacimiento
Potencial para hechos extremos como terremotos,
CRITERIOS PARA EL CIERRE DE
MINAS
Balance de agua del yacimiento incluyendo
precipitación, balance del agua superficial y subterránea a través de la mina y material de desecho
Diseño de ingeniería de las instalaciones de la mina
Historia operativa de la mina incluyendo los
resultados de los controles ambientales
Uso requerido de la tierra después de las
ASUNTOS REFERIDOS AL CIERRE
Objetivos esperados de un Plan de Cierre de
Minas
Características físicas y químicas de los
materiales de desecho de las minas.
Características físicas y químicas de las
minas de tajo abierto y subterráneas.
Condiciones climáticas
Interrelación entre un plan de
clausura y el proyecto de
explotación minera
ESTUDIO DEL MEDIO FISICO, BIOLÓGICO Y SOCIOECONOMICO
INVESTIGACIÓN DEL YACIMIENTO EVALUACIÓN DE RECURSOS
IDENTIFICACIÓN DE ALTERACIONES EVALUACIÓN DE IMPACTO
AMBIENTAL
DISEÑO INICIAL DE EXPLOTACION
EVALUACIÓN DE RESERVAS
DEFINICIÓN DE MEDIDAS PREVENTIVAS Y
CORRECTIVAS
DISEÑO FINAL DE LA EXPLOTACION ESTUDIO MINERO Y PLANIFICACION
PROYECTO DE CLAUSURA Y RESTAURACION
Objetivos de un Plan de Cierre
El gran ideal es lograr un Diseño y
Planificación Minera Considerando el Cierre
Futuro.
cada Plan de Cierre debe considerar objetivos
específicos y medidas propias y adecuadas a
las características de cada faena minera y su
entorno
Estabilidad Física
Características Físicas
Fuerzas Disruptivas Perpetuas.- Las fuerzas
disruptivas perpetuas incluyen; la erosión
eólica, la erosión del agua debido a
inundaciones,
escorrentías,
torrenteras
y
acanalamientos, sedimentación y acumulación
de huaycos, glaciación, acumulación anual de
hielo,
reestructuración
del
suelo,
y
el
Características Físicas
Medidas para mejorar la estabilidad estática.- Las
mejoras en la estabilidad de taludes en terraplenes o corte y en tajos abiertos, pilas de rocas, presas de relaves, taludes exteriores en el lugar donde está la concentradora y cortes efectuado para construir caminos, pueden resumirse de la siguiente manera:
Aplanamiento de Taludes.
Bermas en la base.
Escalonamiento de taludes.
Drenaje
Características Químicas
Las características químicas asociadas con desechos de minas, reactivos para el tratamiento del mineral, técnicas de procesamiento y drenaje de minas juegan un papel importante y significativo para determinar la estrategia del cierre.
Minerales Solubles
Drenaje Ácido
Características Químicas
Drenaje Ácido.- El Drenaje Ácido de Roca (DAR) es el producto formado por la oxidación atmosférica (a causa del agua, oxígeno y dióxido de carbono presentes) de minerales sulfurosos de hierro
relativamente comunes, en presencia de bacterias (fundamentalmente cepas locales de Thiobacillus ferrooxidans) y algunos
otros productos generados como
consecuencia de esas reacciones de oxidación.
• Migración de Efluentes.
ETAPAS DE UN PLAN DE
CLAUSURA
Inventario.
Investigación y Evaluación Técnica.
Diseño
Construcción.
TIPOS DE CIERRE
1. Cierre Permanente. Detalle del cierre de un pozo
TIPOS DE CIERRE
2. Cierres Semi – permanentes
3. Cierres Temporales. Cierre temporal de un pozo con
TIPOS DE CIERRE
4. Cierre Seco. Cierres permanente de bocamina utilizando
TIPOS DE CIERRE
5. Cierre Húmedo. Cierre de una galería que permite
TIPOS DE CIERRE
6. Cierre Hidráulico. Cierre reforzado para altas
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Antes de poner en marcha el plan de clausura,
conviene evaluar el riesgo químico y
medioambiental que representan las
instalaciones al final de su ciclo de vida.
Estudio de Riesgos.
MODELO DE EVALUACION DE
RIESGO (RISKMIN)
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Evaluación del riesgo químico: humano y
medioambientaL
1. Riesgo químico total (RQT): RQH o RQM
RQH = Fmh x Fem x Fte x Frp x Ftt x Fpa
RQM = Fmm x Fem x Fte x Frp x Ftt x Fpa
Para determinar el RQT, se considera el valor
más alto de RQH o RQM
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Evaluación del riesgo medioambiental
1. Riesgo para público en general (RPG).
RPG = Fl (Ft+Fp) = Fl (P+Ev+Me+Fe+Dp+Cr+Ci)
2. Riesgo para personas con acceso (RPA)
RPA = Fs x Fl x Fnt
3. Estudio de Impacto Ambiental
4. Estudio de Consecuencias
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
Las estructuras de cierre en el interior de la mina subterránea son elementos utilizados durante todo el periodo operativo de ésta, especialmente en la clausura de labores mineras ya explotadas, a fin de que estos sectores alcancen la seguridad física, química y protección ambiental en el interior de la unidad de producción y sus alrededores.
Para efectos del cierre, estas estructuras que se proyectan deben estar en capacidad de mantener la estabilidad física y química a largo plazo, a fin de proteger la salud humana y el medio ambiente.
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
Clausura de Pozos y
Chimeneas.
1. Cierre de un Pozo
mediante Relleno
con escollera.
Evita el ingreso de
aire y agua.
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
2. Cierre de una
chimenea con jaula
de metal
Permite el paso de
aire y agua para
mantener
determinadas
condiciones en las
labores situadas en
profundidad.
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
Clausura de sondeos
y perforaciones de
pequeño diámetro
1. Sellado de sondeos
con inyecciones o
lechadas de
bentonita
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
Clausura de
labores
horizontales e
inclinadas
1. Cierre de una
galería con
tabique de
mampostería y
tubería corrugada
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
LABORES MINERAS SUBTERRANEAS
2. Cierre de una labor horizontal con tabiques de doble fila para el control de gases
Clausura de cavidades y cámaras de explotación 1. Cierre de huecos mineros mediante relleno hidráulico
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
Tapones de Concreto Monolítico:
1.
Descarga Nula.
2.
Rebose
3.
Cierre de Ingreso de Aire
4.Método Mixto.
ESTRUCTURAS DE CIERRE PARA
TAPONES DE CONCRETO MONOLITICO
Metodología de Diseño para el Cálculo de
Longitud del Tapón de Concreto Monolítico
1. Método Japonés
a) Tapón Tipo Paralelo:
L = P x A x Fs
TAPONES DE CONCRETO MONOLITICO
b) Tapón Tipo Barril:
L = B x a x P x Fs
2 x
a
a = _ bo4____
bo4 + b4
TAPONES DE CONCRETO MONOLITICO
2. Método Canadiense.
a) Tapón Tipo Paralelo:
L =
x g x H x w x h_
(h + w) x
a
b) Tapón Tipo Tronco Cónico:
L =
x g x H x w x h_
2 x (h + w) x
a
TAPONES DE CONCRETO MONOLITICO
Ejemplo: Tapón de Concreto
Monolítico Nivel 490 Mina Julcani
El tapón de concreto materia del ejemplo
se encuentra ubicado a 432 m de la
bocamina de ingreso de la galería
principal en el Nivel 490.
CASO JULCANI
NIVEL Estación
Geomecánica RMR Básico RMR Ajustado Clase de Roca
NIVEL 490 E1 57 53 III E2 54 54 III E3 50 50 III E4 43 43 III E5 43 43 III E6 43 38 III
CASO JULCANI
CLASIFICACION GEOMECÁNICA EN INTERIOR DE GALERIA
Nivel Litología Tramo (m) RMR Básico RMR
Ajustado Indice Q Clase de Roca Nivel 490 Pórfido Riodací-tico 0 –014 31 31 0.46 IV 014 – 050 32 32 3.88 IV 050 – 079 49 49 5.83 III 079 - 127 39 39 1.85 IV 127 – 200 46 46 4.165 III 200 – 240 51 51 3.24 III 240 – 260 51 39 3.33 IV 260 – 290 54 54 3.24 III 290 – 320 52 52 3.33 III 320 – 350 48 48 6.25 III 350 – 400 52 52 3.88 III 400 – 425 55 55 8.75 III Tapón 59 59 2.92 III
CASO JULCANI
PARÁMETROS DE DISEÑO
Esfuerzo Cortante de roca 61.17 Tn/m2
Esfuerzo cortante de concreto 88.74 Tn/m2 Sismo máximo probable 0.21 g Período de retorno sísmico 500 años
Altura de la carga de agua 155 m Dimensiones de la galería Ancho : 2.60 m
Altura : 2.70 m
Tipo de tapón Tronco – Cónico Longitud de tapón 5.10 m Clase de roca de fundación III
CASO JULCANI
CARACTERISITICAS DEL CONCRETO
Cemento Andino Tipo V Resistencia de diseño F´c = 280 Kg/cm2 Relación agua/cemento .443
Cemento por m3 458 Kg Agua por m3 203 litros Hormigón por m3 1685 Kg Proporción en volumen 1:3.7 / 18.8
Cantera Palcas Ph agua de amasado 7
CASO JULCANI
EVALUACIÓN DEL CALCULO DEL TAPON NIVEL 490 – CONDICIONES ESTATICAS
Método de Diseño
Tipo de Tapón (método Constructivo) Fórmula Aplicada Longitud estática Factor Seguridad Longitud estática Diseño Método
Japonés Tapón tipo paralelo Formula Nº. 1 3.78 m 2 7.56 m Método
Japonés Tapón tipo barril Formula Nº. 2 1.78 m 2 3.56 m
Método
Canadiense Tapón tipo paralelo Formula Nº. 3 3.36 m 3 10.08 m
Método Canadiense
Tapón tipo tronco -
CASO JULCANI
EVALUACIÓN DEL CALCULO DEL TAPON NIVEL 490 – CONDICIONES DINAMICAS Método De Diseño Tipo de Tapón (Método Construc-tivo) Fórmula Aplicada Longitud dinámica Factor de Seguridad Longitud Dinámica de Diseño Método Canadiense Tapón tipo paralelo Fórmula No. 3 modificada para Ph 3.36 m 2.0 6.72 m Método Canadiense Tapón tipo tronco - cónico Fórmula No. 5 y 6 1.68 m 2.0 3.36 m
CASO JULCANI
Tapón Diseñado Nivel 490
Método de Diseño Tipo de Tapón Método Constru ctivo Fórmu -la Aplica -da Lon-gitud Está-tica Factor de Seguir -dad Estáti-ca Longi-tud Diseño Longi-tud Dinámi -ca Factor de Seguri -dad Dinámi -co Longi-tud Dinámi -ca de Diseño Método Cana-diense Tapón tipo tronco cónico Fórmu-las No. 4, 5 y 6 1.68 m 3 5.10 +m 1.80 m 2 3.60 m
