PLAN DE MINADO
U.E.A. “HUARCO”
CONCESIÓN MINERA: “HUARCO”
CIA. MINERA AGREGADOS CALCÁREOS S.A.
1. Plano General de Ubicación de Todas las Instalaciones.--- 2. Información General.--- 2.1. Base Legal.--- 2.2. Del Derecho Minero.--- 2.3. Ubicación y Accesibilidad.--- 2.3.1. Ubicación.--- 2.3.2. Accesibilidad.--- 3. Geología.--- 3.1.1. Geología Local.--- 3.1.2. Geología Regional.--- 4. Estimación de Recursos.--- 4.1. Reservas de Mineral.--- 4.2. Tiempo de Vida del Yacimiento.--- 5. Explotación del Yacimiento.---
5.1. Parámetros de Diseño.--- 5.2. Planeamiento de Minado.--- 5.2.1. Planeamiento de Minado a Corto Plazo.--- 5.2.2. Planeamiento de Minado a Mediano Plazo.--- 5.2.3. Planeamiento de Minado a Largo plazo.--- 5.3. Producción Programada Año 2014.--- 5.4. Labores Programadas para Año 2014.--- 5.5. Método de Explotación del Yacimiento.--- 5.5.1. Diseño de Bancos de Explotación.--- 5.5.2. Ciclo de Minado.--- 5.5.2.1. Decapeo.--- 5.5.2.2. Desbroce.--- 5.5.2.3. Explotación.--- 5.5.2.4. Clasificación.--- 5.5.2.5. Acarreo y Transporte.--- 5.5.3. Equipos y Maquinaria.--- 5.5.4. Fuerza Laboral.--- 6. Estudio Geotécnico.--- 6.1. Investigación Geomecánica.--- Pag. 01 01 01 01 02 02 02 03 03 03 04 04 05 05 05 05 06 06 06 06 06 07 07 07 07 08 08 08 09 09 09 10 10
6.2. Análisis de la Información.--- 6.2.1. Mapeo Geomecánico.--- 6.3. Caracterización del macizo rocoso.--- 6.4. Parámetros de Resistencia del Macizo Rocoso.--- 6.5. Clasificación Geomecánica.--- 6.6. Análisis de Estabilidad Física y Diseño de Taludes.--- 6.6.1. Método de Cálculo.--- 6.6.2. Criterios de Diseño.--- 6.6.3. Elección de Parámetros Geotécnicos.--- 6.6.4. Análisis de Estabilidad de Taludes.--- 7. Diseño del Botadero de Desmonte.--- 7.1. Generalidades.--- 7.1.1. Objetivos.--- 7.1.2. Criterios de Diseño.--- 7.2. Descripción del área de estudio.--- 7.2.1. Hidrografía de la Zona.--- 7.3. Meteorología.--- 7.3.1. Fuente de Información.--- 7.3.2. Precipitación Pluvial.--- 7.3.3. Caudal de Diseño.--- 7.4. Investigación de Ensayos de Laboratorio.---
7.4.1. Ensayos de Laboratorio.--- 7.5. Determinación de los Parámetros Geotécnicos.--- 7.6. Análisis de Estabilidad Física y Diseño de Taludes.---
7.6.1. Método de Cálculo.--- 7.6.2. Factores de Seguridad.--- 7.6.3. Condiciones de Análisis.--- 7.6.4. Análisis de Botadero de Desmonte.--- 7.6.5. Parámetros de Diseño.--- 7.7. Análisis de Estabilidad Física.--- 7.8. Análisis de Estabilidad Química.--- 7.8.4. Resultados de la Prueba de Potencial Neto de Neutralización.--- 8. Diseño del Polvorín, Medidas de Seguridad y Manejo de Contingencias.---
8.1. Diseño de Polvorín de Explosivos.--- 11 11 13 14 14 15 15 15 16 16 17 17 17 17 18 18 19 19 19 20 22 22 23 23 23 24 24 25 26 26 27 27 28 28
9.1. Reglamento Interno y Salud Ocupacional.--- 9.2. Organigrama de la Unidad Minera “Huarco”.--- 9.3. Estándares de Seguridad.--- 9.4. Procedimientos Escritos de Trabajo Seguro (PETS).--- 9.5. Programa de Capacitación al Personal.--- 10. Cronograma de Ejecución de las Actividades.---
31 31 31 31 32 32
Anexo A : Lista de planos
01 : Plano de Ubicación 02 : Plano General
03 : Plano Diseño del Tajo 04 : Plano Distancia a Poblados 05 : Plano Geológico
06 : Plano Geomecánico
07 : Plano Diseño del Botadero B-1 Anexo B : Caracterización del Macizo Rocoso
o Registro Geomecánico
o Clasificación Geomecánica
o Proyección Estereográfica
Anexo C : Ensayos de Laboratorio
Anexo D : Análisis de Estabilidad Física de Taludes y Botadero de Desmonte
Anexo E : Documentos
o Aprobación E.I.A.
o Constancia de pequeño Productor Minero
o Titularidad
o Convenio Anexo F : Registro Fotográfico
Anexo G : Sismicidad
1. Mapa de zonificación Sísmica del Perú
2. Mapa de Distribución de Máxima Intensidad Sísmica 3. Mapa de Isoaceleraciones
4. Mapa de Zonificación del Coeficiente Sísmico Anexo H : Medidas de Seguridad y Salud Ocupacional
o Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional
o Estándares de Seguridad y Medio Ambiente
o Procedimientos Escritos de trabajo Seguro PETS
o Programa de Capacitación al Personal Anexo I : Registros Meteorológicos
o Precipitación Máxima en 24 Horas
o Precipitación Total Mensual
o Humedad Relativa
o Temperatura
o Dirección y Velocidad del Viento
Anexo J : Personal Profesional que Participo en la Elaboración del Plan de Minado
PLAN DE MINADO ANUAL 2013
U.E.A. : “HUARCO”
CONCESIÓN MINERA : “HUARCO”
UNIDAD DE PRODUCCIÓN : “HUARCO”
1. PLANO GENERAL DE UBICACIÓN DE TODAS LAS INSTALACIONES
Ver Plano 1 Anexo A (Plano General), donde se detallan las instalaciones que conforman el proyecto “Huarco” como son: cantera, botadero de desmonte, campamento, vías de acceso, no se cuenta con planta de beneficio por que el material económico (Silicato de Aluminio) es transportado a la ciudad de Lima para su beneficio y comercialización; así mismo en el Plano se muestra área del convenio realizado con la comunidad Campesina de Cajacay, el cual es por toda la Concesión Minera “Huarco”.
2. INFORMACIÓN GENERAL 2.1. BASE LEGAL
El presente de Plan de Minado para la Concesión Minera “Huarco”, UEA “Huarco”, de Compañía Minera Agregados Calcáreos S.A., se realizó en cumplimiento de los dispositivos legales vigentes.
- Texto único Ordenado por la Ley General de Minería – Decreto Supremo N° 014-94-EM.
- Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional D.S. N° 055-2010-EM.
- Autorización para Inicio/Reinicio de Actividades de Explotación en Concesiones Mineras Metálicas/No Metálicas (Incluye Aprobación de Plan de Minado) y Modificaciones Anexo I – D.S. Nº 018-92-EM.
- Ley del Pequeño Productor Minero D.S. Nº 013-2002-EM.
2.2. DEL DERECHO MINERO
La Concesión Minera “Huarco”, de Compañía Minera Agregados Calcáreos S.A., cuentan con una extensión de 250.00 Has. con código único del INACC N° 09006154X01, es un derecho minero por sust ancias no-metálicas. El Titular Compañía Minera Agregados Calcáreos S.A. cuenta con la calificación de Pequeño Productor Minero (PPM) se adjunta copia de la calificación correspondiente.
2.3. UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD 2.3.1. UBICACIÓN
La Ubicación Política de la Concesión Minera “Huarco” se encuentra en el distrito de Cajacay, provincia de Bolognesi, en el departamento de Ancash; a una altitud comprendida entre los 4,450 a 4,600 m.s.n.m. el área de la Concesión Minera es equivalente a 250.00 Has. El Proyecto se encuentra aproximadamente a 17.96 Km. en línea recta al sureste del poblado de Cajacay, y a 82.27Km. en línea recta al noroeste de la Ciudad de Huaraz.
El Proyecto se encuentra ubicado dentro de la Carta Nacional del I.G.N. (Instituto Geográfico Nacional) denominada 21 – I (CHIQUIAN) tiene las siguientes coordenadas UTM como se muestra en el cuadro Nº 2-01.
Cuadro 2-01.Coord. UTM. PSAD-56 Derecho Minero “Huarco”.
Vértice
Coordenadas UTM Psad – 56 Este Norte V1 248,145.19 8’869,004.50 V2 249,186.06 8’866,731.48 V3 248,276.85 8’866,315.13 V4 247,235.99 8’868,588.15 La altitud promedio es de 4,500 m.s.n.m. 2.3.2. ACCESIBILIDAD
El acceso al proyecto “Huarco” por vía Terrestre desde la ciudad de Lima, es relativamente fácil a través de la Panamericana Norte y una trocha Carrozable, Lima – Barranca – desvió Pativilca – Cajacay – Conococha – Cantera “Huarco”, con un recorrido total de 333 Km., el que se resume en el cuadro 2-02.
Cuadro 2-02. Acceso de Lima a la zona del Proyecto Minero.
Ruta Distancia (Km) Tipo de Vía
Lima – Barranca 167 Asfaltado Barranca – Desvío Pativilca 12 Asfaltado Desvío Pativilca – Cajacay 85 Asfaltado Cajacay – Conococha 32 Asfaltado
Conococha - Cantera 37 Trocha Carrozable
3. GEOLOGÍA
3.1. GEOLOGÍA LOCAL
En la zona del proyecto se puede observar afloramientos de tobas, cenizas y conglomerados dentro de estas formaciones volcánicas afloran cuerpos irregulares de silicato de aluminios (caolinita) su origen posiblemente habría sido originado por soluciones hidrotermales que se transportaron mediante conductos primarios. En el ambiente de deposición se produjo una alteración argílica propia de las arcillas, la caolinita se presenta en tonalidad verde a beige en algunos casos con tonalidad lila, juntamente con la caolinita se presentan la alunita con óxidos hematíticos y limolíticos.
3.2. GEOLOGÍA REGIONAL
En la zona del proyecto se presentan las siguientes formaciones geológicas: El proyecto “Huarco” se encuentra constituido por afloramientos rocosos del Grupo CALIPUY, estos son principalmente rocas piroclásticas gruesas de composición andesítica, pero también son abundantes lavas andesíticas e ignimbritas dacíticas.
El Grupo CALIPUY descansa con gran discordancia sobre todas las formaciones Mesozoicas, siendo la unidad más joven, la formación Casapalca y la formación CHICAMA la más antigua. También sobreyace a los plutones más orientales del Batolito de la Costa.
Fue depositado después del periodo de plegamiento, erosión y levantamiento que afectaron a las unidades anteriores y que culminaron con una amplia superficie de erosión.
El Grupo CALIPUY se extiende desde el Eoceno al Mioceno y que el plegamiento de los estratos subyacentes y el desarrollo de la superficie de erosión se llevó a cabo durante el Paleoceno.
El Grupo CALIPUY ha sido reconocido por diferentes autores, tanto en el Norte como en el Centro del Perú. Ha sido dividido en las formaciones Tembladera, en el Norte del Perú, se le correlaciona con la formación Yantac del cuadrángulo de Ondores y con parte de los grupos Toquepala y Tacaza en el Sur del Perú.
El CALIPUY Superior consiste casi enteramente de flujos de cenizas y similares de composición dacítica a riolítica, derivados de erupciones provenientes de cámaras magmáticas amplias.
La columna estratigráfica reconstruida para la región, revela la existencia de una superposición de ciclos sedimentarios ligados a una intensa actividad paleotectónica que van desde el precámbrico al cuaternario.
4. ESTIMACIÓN DE RECURSOS
Para la determinación del volumen de reservas del proyecto de explotación cantera “Huarco”, ha sido de acuerdo con la topografía y la geología de la zona de estudio; tiene como reservas material económico por Silicato de Aluminio.
4.1. RESERVAS DE MINERAL
Las reservas de material económico para la cantera se han determinado mediante levantamiento topográfico, geológico y estudios geológicos superficiales, donde se ha obtenido el volumen de las reservas probadas. En el cuadro siguiente se detallan las reservas probadas y probables de la cantera “Huarco” a explotarse:
Cuadro 4-01. Reservas de Mineral Económico.
Reservas (Silicato de Aluminio) TM Sustancia
M. Probado 13,000 Silicato de Aluminio M. Probables 24,000 Silicato de Aluminio
Total Reservas Económicas
(Probado + Probable) 37,000 Silicato de Aluminio
Cuadro 4-02. Programa de Producción del Mineral Económico.
caolín 2014 2015 Próximos 24.66 Años TMs Enero 400 400 2,283 3,083 Febrero 400 400 2,283 3,083 Marzo 400 400 2,283 3,083 Abril 400 400 2,283 3,083 Mayo 400 400 2,283 3,083 Junio 400 400 2,283 3,083 Julio 400 400 2,283 3,083 Agosto 400 400 2,283 3,083 Septiembre 400 400 2,283 3,083 Octubre 400 400 2,283 3,083 Noviembre 400 400 2,283 3,083 Diciembre 400 400 2,283 3,083 Total 4,800 4,800 27,400 37,000
4.2. TIEMPO DE VIDA DEL YACIMIENTO
Considerando las reservas de mineral económico que se calculan en 37,000 TM. y manteniéndose una producción 4,800 TM/año, la vida del yacimiento seria de 7.71 años aproximadamente, este periodo de vida de la cantera “Huarco” está supeditada a las fluctuaciones de la demanda del mercado pudiendo aumentar o disminuir la vida de la cantera.
Reservas
--- = Vida Útil del Yacimiento Producción Anual
5. EXPLOTACIÓN DEL YACIMIENTO
La explotación del proyecto se realiza a tajo abierto (cantera), mediante bancos de explotación. Las características físicas del yacimiento permiten una explotación con el requerimiento de perforación y voladura, mediante el empleo de mano de obra y algunas veces cuando se requiera se usará maquinaria para el desbroce.
5.1. PARÁMETROS DE DISEÑO
Se efectuó el análisis de estabilidad física para cuatro bancos de 8m. de altura y ángulo de 75º con una berma de seguridad de 3m. de ancho, de los resultados obtenidos se establece que tiene un comportamiento estable. La explotación minera se realizará por el método superficial, cuyas características se detallan en el cuadro siguiente:
Cuadro N° 5-01. Parámetros Geométricos de Minado.
Parámetros Valores
Altura de banco 8m. Angulo de talud de banco 75°
Angulo de talud final 61° Ancho de berma 3m. Número de bancos 4
Altura final 32m.
5.2. PLANEAMIENTO DE MINADO
Teniendo en cuenta el estudio geológico y el análisis de estabilidad de taludes se proyecta el diseño de la cantera para el plan de minado, el mismo que se presentara a continuación, considerándose plan de minado a corto, mediano y largo plazo:
5.2.1. PLANEAMIENTO DE MINADO A CORTO PLAZO
El Planeamiento de Minado a corto plazo abarca todo lo relacionado a la producción del año 2014 la continuidad de los trabajos de preparación y explotación en el que se tendrá que lograr una producción mensual de 400 TM. (4,800 TM/año).
No existe presencia de agua subterránea en el área, lo que favorece la estabilidad de los taludes operacionales.
5.2.2. PLANEAMIENTO DE MINADO A MEDIANO PLAZO
De acuerdo al comportamiento del mercado de los no metálicos es difícil programar la producción a mediano plazo; sin embargo se tiene estimado mantener la misma producción para el mediano plazo (4,800 TM/año), de producirse algún cambio en el mercado se modificará el planeamiento a mediano plazo que se comunicara de inmediato a la autoridad competente.
5.2.3. PLANEAMIENTO DE MINADO A LAGO PLAZO
El planeamiento a largo plazo para la explotación de no metálicos es incierto, sin embargo teniendo las reservas de mineral y teniendo la oferta y demanda estable se puede mantener la producción de 4,800 TM/año.
5.3. PRODUCCIÓN PROGRAMADA AÑO 2014
Cuadro 5-02. Producción Programada año 2014.
Producción Programada Año 2014
Material Económico (Silicato de Aluminio) TM. 4,800 Desmonte TM. 2,200
Total 7,000
o Producción programada año 2014 : 4,800 TM.
o Producción programada mensual : 400 TM.
o Producción programada por día : 16 TM. 5.4. LABORES PROGRAMADAS PARA AÑO 2014
Se tiene programado la apertura de 01 labor sobre afloramientos de material económico.
Cuadro 5-03. Labor Programada coord. UTM.
Labor Coordenadas UTM Psad – 56 Cota m.s.n.m. Este Norte
Labor Antigua 248,188 8’867,520 4,494
Altitud promedio de labor: 4,500 m.s.n.m.
5.5. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN DEL YACIMIENTO
La explotación se realiza a cielo abierto (cantera) en forma artesanal por el método de bancos de explotación, mediante el empleo perforación y voladura, mano de obra y maquinaria pesada.
5.5.1. DISEÑO DE BANCOS DE EXPLOTACIÓN
Se tiene diseñado la explotación a Cielo Abierto (cantera) mediante bancos de explotación, teniendo en cuanta las características físico-mecánicas, la geología estructural del terreno, se efectuó el análisis de estabilidad para cuatro bancos de 8 m. de altura y un ángulo de 75º con tres bermas de seguridad de 3 m. de ancho, de los resultados obtenidos se establece que tiene un comportamiento estable. Por todo lo expuesto el diseño del banco será el siguiente:
Cuadro N° 5-04. Parámetros geométricos de Diseño.
Parámetro Valores
Altura de banco 8 m. Angulo de talud de banco 75° Ancho de berma 3 m. Número máximo de bancos 4 Angulo de talud final 61° Altura de talud final 32 m.
5.5.2. CICLO DE MINADO 5.5.2.1. DECAPEO
Se refiere al retiro de material orgánico (suelos que se presentan en algunas áreas reducidas del proyecto), la mayor parte del área son afloramientos de silicato de aluminio, dicho material será retirado con la finalidad de evitar su contaminación con el material extraído de la cantera, el material producto del decapeo será almacenado en una
cancha temporal con la finalidad de ser usado posteriormente durante la etapa de la mitigación de los impactos ocasionados en la explotación de la cantera y durante la etapa de cierre progresivo y final del proyecto (Plan de cierre de cantera).
5.5.2.2. DESBROCE
El material estéril que se encuentra en la parte superior será retirado con la finalidad de extraer el material económico (silicato de aluminio).
El material que será retirado está compuesto generalmente por roca volcánica y silicato de aluminio contaminada sin valor económico. El material arrancado será transportado a una cancha temporal construido para tal fin, dicho material será usado para el relleno, nivelación de los accesos y de las áreas explotadas en la etapa de cierre progresivo y final del proyecto.
5.5.2.3. EXPLOTACIÓN
El material económico será explotado a cielo abierto (cantera) mediante bancos con altura de 8m con un máximo de 4 bancos (32m de altura total de la cantera), el ciclo será el siguiente:
o Formación de bancos, la extracción será descendente.
o Los bancos serán extraídos mediante perforación y voladura, se procederá con la perforación y voladura usando una malla de 0.80 x 0.80 mts. y luego se procederá con la extracción en forma artesanal.
o Cada 8 m de altura de banco se contará con una berma de seguridad de 3m.
o El material económico extraído será almacenado temporalmente en la cancha correspondiente para luego ser transportado a la ciudad de Lima para su beneficio.
5.5.2.4. CLASIFICACIÓN
El material económico arrancado (Silicato de Aluminio) será transportado a tracción humana (carretillas tipo Buggy), hasta una cancha de mineral donde será clasificado (pallaqueo) de acuerdo a los requerimientos del mercado, para luego ser transportados a la ciudad de Lima para su beneficio y comercialización.
5.5.2.5. ACARREO Y TRANSPORTE
El material extraído será acarreado a una cancha temporal de material económico para su posterior transporte a la ciudad de Lima para su beneficio y comercialización.
El desmonte será almacenado en la cancha correspondiente para ser usado en la mitigación y en el cierre progresivo de cantera.
5.5.3. EQUIPOS Y MAQUINARIA
La relación de equipos a utilizar para la operación se encuentra detallado en el cuadro siguiente:
Cuadro Nº 5-05. Relación de Equipos y Maquinarias.
Descripción Modelo Unidades
Compresora Portátil Atlas Copco de 250 cfm 01 Perforadora Manual RH – 658 01 Carretillas Tipo Buggy reforzado 04
Barretas Barretas de fierro de 1
pulgada 04 Lampas Lampas de metal tipo
cuchara 04 Picos Picos de acero con mango
de madera 04 Combas Combas de 16 libras 04
La maquinaria pesada que se usara para la limpieza de los frentes de las labores (tractor oruga y volquete) serán alquilados de terceros y estos trabajos se realizaran una a dos veces al año.
5.5.4. FUERZA LABORAL
Las actividades a realizar en la cantera “Huarco” contaran con 06 trabajadores de acuerdo a lo especificado en el cuadro adjunto.
Cuadro Nº 5-06. Fuerza Laboral.
Etapa Cargo Cantidad Total
Preparación y Explotación Ing. Residente 01 06 Perforista 01 Ayudante perforista 01 Capataz 01 obreros 02
6. ESTUDIO GEOTÉCNICO
6.1. INVESTIGACIÓN GEOMECÁNICA
Las investigaciones geomecánicas fueron llevadas a cabo con la finalidad de evaluar las características y propiedades de las rocas conformantes de los taludes de la cantera “Huarco”. Para tal fin, se planificó y ejecutó un programa de investigaciones de campo y ensayos de laboratorio.
6.1.1. INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS DE CAMPO
Para la caracterización de la masa rocosa del área de estudio, se registraron datos a partir del mapeo geomecánico de campo, que se llevó a cabo utilizando el “Método directo por celdas de detalle”. Mediante este método se realizaron mediciones sistemáticas de las discontinuidades presentes en una Estación Geomecánica.
Los parámetros de observación y medición, fueron registrados en formatos diseñados para la toma de datos en campo, adecuándolos a las normas sugeridas por la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM), (Ver Anexo B: Caracterización Geomecánica).
Las estaciones geomecánicas se han establecido según los dominios encontrados en el campo, ya sean por dominios predominantemente geológicos como son tipo de litología o por patrones de discontinuidades muy representativos. Estas se muestran a continuación:
Cuadro Nº 6-01. Ubicación de Estaciones Geomecánicas.
Cantera Estación
Coordenadas UTM Psad-56
Cota m.s.n.m. Este Norte Huarco E – 1 248,275 8’867,480 4,496 E – 2 248,197 8’867,532 4,494 E – 3 248,169 8’867,514 4,484 E – 4 248,204 8’867,465 4,484
6.1.2. INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA DE LABORATORIO
Para conocer las propiedades físicas y mecánicas de las rocas, se envió muestras de roca al Laboratorio de Mecánica de Rocas de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica de la Universidad Nacional de Ingeniería. Cuyos resultados se encuentran en el (Anexo C: Análisis de Laboratorio Mecánica de Rocas).
Los ensayos solicitados fueron de propiedades físicas para conocer la densidad de la roca, su absorción y porosidad; ensayo de compresión triaxial, para conocer el ángulo de fricción residual y la cohesión, cabe mencionar que se realizó sobre discontinuidades naturales y simuladas (Ver Anexo C: Análisis de Laboratorio).
Los ensayos se realizaron bajo las normas de la American Society for Testing and Materials (A.S.T.M.), las cuales se describe a continuación:
Ensayos de Compresión Simple : ASTM D2938
Ensayo de Compresión Triaxial : ASTM 2664-95 Ensayos de Propiedades Físicas : ASTM D2216
La muestra de material de desmonte fueron enviados al Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería. Los ensayos realizados fueron:
o Ensayos de Análisis granulométrico por tamizado.
o Ensayo de Corte Directo.
Los reportes de los ensayos de laboratorio son presentados en el Anexo C.
6.2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN 6.2.1. MAPEO GEOMECÁNICO
Se cuenta con registros de cuatro (04) Estaciones Geomecánicas, en total se tomaron 75 medidas completas en fracturas (ver Anexo B). Estos datos se convirtieron en buzamiento y dirección del buzamiento usando el programa “Dips ver. 5.1” y fueron luego representados en proyecciones estereográficas en igual ángulo en el hemisferio superior. La cuantificación de las estructuras que predominan en el macizo rocoso permitirá analizar su influencia en la estabilidad del talud. Los resultados de este análisis señalaron que:
Estación E-1:
o Las juntas con buzamiento subvertical son las que predominan.
o El macizo rocoso comprende una sola litología: volcánico.
o Se presentan cuatro orientaciones de juntas principales, tal como se muestra en el cuadro 6-02.
Cuadro 6-02. Dirección de inclinación buzamiento de sistemas de juntas.
Estación E-1 Buzamiento (º) Dir. Buzamiento (º) Tipo de Falla
Sistema 1 (S1) 77 334 Bloque Sistema 2 (S2) 55 331 Bloque Sistema 3 (S3) 77 261 Bloque Sistema 4 (S4) 64 045 Bloque
Estación E-2:
o Las juntas con buzamiento subvertical son las que predominan.
o El macizo rocoso comprende una sola litología: Volcánico.
o Se presentan cuatro orientaciones de juntas principales, tal como se muestra en el cuadro 6-03.
Cuadro 6-03. Dirección de inclinación buzamiento de sistemas de juntas.
Estación E-2 Buzamiento (º) Dir. Buzamiento (º) Tipo de Falla
Sistema 1 (S1) 77 315 Bloque Sistema 2 (S2) 79 237 Bloque Sistema 3 (S3) 82 343 Bloque Sistema 4 (S4) 25 072 Bloque
Estación E-3:
o Las juntas con buzamiento subvertical son las que predominan.
o El macizo rocoso comprende una sola litología: volcánico.
o Se presentan cuatro orientaciones de juntas principales, tal como se muestra en el cuadro 6-04.
Cuadro 6-04. Dirección de inclinación buzamiento de sistemas de juntas.
Estación E-3 Buzamiento (º) Dir. Buzamiento (º) Tipo de Falla
Sistema 1 (S1) 80 335 Bloque Sistema 2 (S2) 74 300 Bloque Sistema 3 (S3) 24 189 Bloque Sistema 4 (S4) 69 157 Bloque
Estación E-4:
o Las juntas con buzamiento subvertical son las que predominan.
o Se presentan tres orientaciones de juntas principales, tal como se muestra en el cuadro 6-05.
Cuadro 6-05. Dirección de inclinación buzamiento de sistemas de juntas.
Estación E-4 Buzamiento (º) Dir. Buzamiento (º) Tipo de Falla
Sistema 1 (S1) 82 340 Bloque Sistema 2 (S2) 82 128 Bloque Sistema 3 (S3) 79 146 Bloque
6.3. CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
Para realizar la valoración geomecánica se usó la clasificación geomecánica de Bieniawski del año 1989, la cual establece cinco parámetros para evaluar la caracterización del macizo.
Los parámetros usados son: resistencia de la roca intacta que correlaciona la dureza de la roca, el grado de fracturamiento definido por el RQD de Deere, el espaciamiento medio del sistema dominante el cual definirá en el espacio los tamaños de bloques que se generen, las condiciones de las discontinuidades que involucran, la apertura, que viene a ser la abertura entre las paredes de la discontinuidad, la rugosidad, que mide el grado de aspereza, la persistencia, que es tendencia de continuidad de la discontinuidad, el relleno, que es el material que se encuentra dentro de la discontinuidad y el grado de alteración, que está en función de las condiciones climatológicas de la zona; el agua, corresponde a la presencia y cantidad de agua en la zona de operación. Cada uno de estos parámetros es valorado independientemente, los cuales en conjunto dan la clasificación de Bieniawski llamado también RMR.
Cuadro 6-06. Clasificación de La Masa Rocosa Huarco.
Estaciones
Coordenadas UTM Psad-56
RMR Bieniawski RQD % Tipo de Roca Este Norte E – 1 248,275 8’867,480 60 70 – 75 III – A E – 2 248,197 8’867,532 62 70 – 75 II – B E – 3 248,169 8’867,514 61 70 – 75 II – B E – 4 248,204 8’867,465 61 70 – 75 II – B
6.4. PARÁMETROS DE RESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO
En campo se calculó la dureza de la roca, para lo cual se usó un martillo de geólogo y se golpeó la superficie de la roca, notándose marcas poco profundas con golpe firme del martillo de geólogo (de punta).
Los resultados del ensayo de laboratorio de mecánica de rocas, arrojaron valores cercanos a los hallados en campo, donde se reportó una densidad promedio de 2.72 gr/cm3, un ángulo de fricción residual de 51.76° aproximadamente y la cohesión residual entre 18.87 MPa. (Ver Anexo C: Análisis de Laboratorio de Mecánica de Rocas).
Finalmente evaluando las características generales de campo con la clasificación geomecánica y los ensayos de laboratorio, se ha definido parámetros representativos conservadores que serán utilizados en la cantera “Huarco” tal como se puede apreciar en el cuadro.
Cuadro 6-07. Resistencia del Macizo Rocoso.
Muestra γ seca (gr/cm³) γ sat. (gr/cm³) Ø (º) C (MPa) C. S. (MPa) Huarco 2.72 2.73 51.76 18.87 117.41 6.5. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA
Cada uno de estos parámetros es valorado independientemente, los cuales en conjunto dan la clasificación de Bieniawski llamado también RMR (1979). Se ha realizado el análisis de cuatro estaciones mapeadas, en las cuales se han definido los dominios estructurales y sus características físicas, siendo las propiedades de la roca in-situ. Según la clasificación de Bieniawski (ver anexo B) se ha definido los siguientes parámetros:
Cuadro 6-08. Evaluación de acuerdo a Bieniawski.
Estaciones RMR Básico RMR Ajustado RQD % Tipo de Roca E – 1 60 55 73 III A E – 2 62 57 74 II B E – 3 61 56 72 IIB E – 4 61 56 70 II B
De acuerdo a la clasificación geomecánica de Bieniawski (1979), la calidad de roca es buena y regular del tipo III-A y II-B, con algunas caídas de bloques aislados.
La evaluación de acuerdo al SRM de los taludes se muestra en el cuadro 6-09.
Cuadro 6-09. Evaluación de acuerdo al SRM (Romana, 1985).
Talud RMR SRM Clase Descripción Estabilidad Roturas Tratamiento
E – 1 60 67 II Buena Estable Algunos
Bloques Ocasional
E – 2 62 69 II Buena Estable Algunos
Bloques Ocasional
E – 3 61 68 II Buena Estable Algunos
Bloques Ocasional
E – 4 61 68 II Buena Estable Algunos
Bloques Ocasional
6.6. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD FÍSICA Y DISEÑO DE TALUDES 6.6.1. MÉTODO DE CALCULO
Para el análisis de la estabilidad de los taludes se ha utilizado las secciones transversales de la topografía proyectada y el programa de cómputo SLIDE (Rocscience) versión 5. Este programa permite hacer el análisis de estabilidad de taludes a través del cálculo del Factor de Seguridad. Es un programa completamente integrado, permite desarrollar la geometría del talud interactivamente y realiza el análisis de estabilidad de taludes de deslizamiento circular y no circular en rocas o suelos con diferentes métodos, tales como el método de Bishop Simplificado, Janbu, Spencer, y otros métodos de análisis.
El análisis para calcular el Factor de Seguridad se lleva a cabo bidimensionalmente usando el concepto de equilibrio límite y empleando diversos métodos. El programa puede ser usado para determinar la superficie circular o no circular potencial de falla más crítica, correspondiendo a un menor factor de seguridad del análisis.
6.6.2. CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño para el presente análisis fueron los siguientes:
o Mínimo FS estático en labores de producción : FS = 1.3
o Mínimo FS estático en el talud final : FS = 1.2
o Mínimo FS pseudo estático : FS = 1.0
El factor de seguridad pseudo estático mayor que 1.0 no significa que el talud del tajo no se moverá durante un terremoto. Lo que probablemente
ocurrirá es que los desplazamientos serán mínimos y no se producirán daños.
6.6.3. ELECCIÓN DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS
Teniendo en cuenta los resultados de la evaluación de las condiciones geotécnicas, los resultados de ensayos de laboratorio, (Ver Anexo C: Reporte de Laboratorio), así como los parámetros obtenidos en estudios con materiales similares de otros proyectos, se definen los parámetros geotécnicos en el siguiente cuadro:
Cuadro Nº 6-10. Parámetros Geomecánicos para el Análisis de Estabilidad de la cantera.
Material γsec. KN/m3 γsat. KN/m3 ܿ KN/m2 ߶ (º) Huarco 26.67 26.77 90 45
6.6.4. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Se han realizado los análisis de estabilidad del talud para determinar el Factor de Seguridad en condiciones estáticas y Pseudo-estáticas teniendo en cuenta la condición proyectada del talud de la cantera en la etapa de explotación.
En el análisis de condiciones estáticas se analiza por equilibrio limite y por el método Simplificado de Janbu, para búsqueda de la superficie de falla y Simplificado de Bishop para el cálculo de análisis plástico, método de dovelas, utilizando el programa Slide, desarrollado por el Instituto Rocscience, de la Universidad de Ontario, Canadá., y en condiciones pseudo estáticas en función de las isoaceleraciones para un 10 % de excedencia en 50 años, que da un periodo de retorno de 475 años; se ha utilizado como coeficiente sísmico la mitad del valor de la máxima aceleración esperada.
En el siguiente cuadro se muestra los resultados del análisis de estabilidad de la cantera, considerando la condición proyectada para las secciones del talud de dicha cantera en la etapa de explotación, es decir, con el planeamiento de minado proyectado.
Cuadro N° 6-11. Análisis de Estabilidad del talud d e la cantera.
Sección Condición de Análisis
Factor de Seguridad en Condición Final Factor de Seguridad Mínimo Aceptable Sección AA’ “Labor Antigua” Actual (altura=16m) Estático 3.25 1.3 Pseudo Estático (a=0.17g) 2.36 1.0 Sección AA’ “Labor Antigua” Proyectado 4 bancos (altura=32m) Estático 1.85 1.3 Pseudo Estático (a=0.17g) 1.50 1.0 Sección BB’ “Labor Antigua” Actual (altura=5m) Estático 5.13 1.3 Pseudo Estático (a=0.17g) 3.16 1.0 Sección BB’ “Labor Antigua” Proyectado 3 bancos (altura=14m) Estático 2.08 1.3 Pseudo Estático (a=0.17g) 1.66 1.0
(Ver Anexo D: Análisis de Estabilidad Física de Talud).
7. DISEÑO DEL BOTADERO DE DESMONTE 7.1. GENERALIDADES
7.1.1. OBJETIVOS
El objeto del estudio es evaluar las condiciones topográficas, geológicas, geotécnicas e hidrológicas del sitio donde está el depósito de desmonte B-1 (botadero de desmonte B-1 de la UEA “Huarco”, el cual se encuentra en la concesión minera “Huarco I-85”); caracterización del desmonte de la cantera y obtener un diseño optimo, tanto técnico como económico, adecuándolo a las características topográficas, geológicas de la zona y propiedades del desmonte proveniente de la explotación de Silicato de Aluminio.
Se contempla la acumulación de materiales de desmonte producto por la explotación de la cantera. El objetivo del diseño es obtener una estructura con una capacidad de almacenamiento óptima y estable, tanto en condiciones estáticas como ante la ocurrencia de eventos sísmicos o hidrológicos extraordinarios.
7.1.2. CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño a emplear para la elaboración de la Ingeniería de detalle del depósito de desmonte B-1 de la UEA “Huarco” han sido los siguientes:
o Manejo de desmonte
El desmonte de la cantera será depositado en el área prevista para su deposición temporal ya que posteriormente se utilizara como relleno de las labores en la etapa de cierre.
o Manejo del agua
La cantera contará en la parte superior, con canales de coronación de las aguas de escorrentía superficial con capacidad para conducir el caudal generado por la precipitación máxima en 24 horas correspondiente a un período de recurrencia de 500 años (derivación de aguas con la finalidad de evitar el ingreso a las labores y al botadero de desmonte).
o Estabilidad física del depósito
- Factor de seguridad mínimo para condiciones estáticas:1.3
- Factor de seguridad mínimo para condiciones pseudo-estáticas:1.0.
o Diseño Sísmico
Aceleración sísmica de diseño (período de retorno de 500 años): 0.34g.
7.2. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
El área del proyecto se ubica a una altitud promedio de 4,500 m.s.n.m. y a 17.26 kilómetros en línea recta hacia el sureste del poblado de Cajacay. Para el botadero de desmontes se ha diseñado la construcción de un sistema de drenaje sobre el terreno de fundación; asimismo se ha considerado el diseño del sistema de drenaje Superficial para captar las aguas de escorrentía y así evitar el ingreso al botadero de desmonte.
7.2.1. HIDROGRAFÍA DE LA ZONA
Cerca al proyecto “Huarco” se ha reconocido la Quebrada Mayocancha, la quebrada Japayacuy, y la quebrada Cushuro que son afluentes del río Fortaleza en tiempo de lluvia.
La quebrada Mayocancha es una quebrada seca parte del año, que es un afluente del río Fortaleza en tiempo de lluvia, la parte más alta de su línea divisoria de aguas se ubica a una altitud de 4,736 m.s.n.m., y discurriría su flujo de aguas de SE a NW hasta llegar a la confluencia con el río Fortaleza.
La quebrada Japayacuy es una quebrada seca parte del año, que es afluente de la quebrada Mayocancha y esta a su vez del río Fortaleza, la parte más alta de su línea divisoria de aguas se ubica a una altitud de 4,550 m.s.n.m., y discurriría su flujo de aguas de SE a NW hasta llegar a la confluencia del río Fortaleza.
La quebrada Cushuro es una quebrada seca parte del año, que es un afluente de la quebrada Mayocancha y esta a su vez del río Fortaleza en tiempo de lluvia, la parte más alta de su línea divisoria de aguas se ubica a una altitud de 4,830 m.s.n.m., y discurriría su flujo de aguas de SE a NW hasta llegar a la confluencia con la quebrada Mayocancha y esta con el río Fortaleza.
7.3. METEOROLOGIA
7.3.1. FUENTE DE INFORMACIÓN
Para el presente estudio se ha considerado la información regional de las estaciones de meteorología del SENAMHI más cercana a la zona donde se emplaza el Proyecto, se detallan en el cuadro 7-01 los datos de ubicación de la Estación.
Cuadro 7-01. Estaciones Meteorológicas Cercanas a la zona del Proyecto.
Estación
Ubicación
Longitud Latitud Altitud (m.s.n.m.)
Chiquian/000538/DRE-04 77º 09’ “W” 10º 09’ “S” 3,382
7.3.2. PRECIPITACIÓN PLUVIAL
Para fines del presente estudio se ha considerado la información pluviométrica local disponible a fin de encontrar los valores de la precipitación diaria y mensual del área de emplazamiento de operaciones del Proyecto “Huarco”.
La estación meteorológica Chiquian / 000538 / DRE-04 (1995-2012), la precipitación anual mínima fue de 21.20 mm, la máxima de 207.20 mm y el promedio de 96.48 mm. del mismo modo, en época de estiaje, las precipitaciones descienden significativamente (Ver Cuadro 7-02).
Cuadro 7-02. Precipitación Mensual en la Estación Chiquian.
Periodo
Precipitación Máxima en 24 Horas (mm) - Estación Chiquian / 000538 / DRE-04
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL
1995 12.5 20.5 12.5 16.5 6.0 2.5 0.0 0.0 2.8 6.5 23.0 18.5 121.30 1996 15.0 24.0 20.0 14.5 4.0 0.0 0.0 1.5 1.5 9.0 9.6 12.0 111.10 1997 11.5 16.0 8.5 14.5 3.5 0.0 0.0 2.8 10.5 11.0 12.2 20.0 110.50 1998 22.7 24.0 19.7 12.4 5.0 0.0 0.0 0.0 6.5 0.0 0.0 0.0 90.30 1999 14.0 18.0 14.5 8.5 6.5 3.2 0.0 0.0 5.5 6.5 9.0 16.5 102.20 2000 11.0 16.6 10.5 6.5 8.0 0.0 0.0 12.0 14.5 12.0 12.5 12.0 115.60 2001 13.0 15.0 14.0 10.0 5.0 0.0 0.0 0.0 8.0 28.0 17.0 12.5 122.50 2002 11.5 14.0 14.5 10.0 6.5 0.0 0.0 0.0 9.0 13.0 10.5 10.0 99.00 2003 10.5 10.0 11.5 8.5 2.5 0.0 0.0 0.0 0.0 6.0 6.1 10.4 65.50 2004 8.5 10.2 12.0 10.5 0.0 3.0 0.0 0.0 15.0 8.0 15.5 9.5 92.20 2005 7.0 10.5 10.5 9.0 3.0 0.0 0.0 2.5 0.0 10.0 8.0 12.0 72.50 2006 10.4 12.0 10.3 12.0 3.0 4.5 0.0 0.0 4.5 6.5 8.0 10.0 81.20 2007 8.5 5.0 11.5 15.5 7.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.0 4.2 5.2 64.90 2008 14.0 10.5 7.2 5.0 1.0 0.0 0.0 0.0 2.0 5.0 4.5 5.0 54.20 2009 7.5 9.2 10.2 12.0 6.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.5 5.0 6.3 59.70 2010 6.0 6.3 6.0 4.2 0.0 2.5 0.0 0.0 7.0 4.0 4.5 8.0 48.50 2011 10.2 6.0 20.0 30.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 20.0 10.3 100.50 2012 8.0 10.5 19.0 10.0 8.0 0.0 0.0 0.0 7.0 0.0 6.5 20.0 89.00 Promedio 11.21 13.24 12.91 19.20 4.17 0.87 0.00 1.04 5.21 7.83 9.78 11.01 96.48 Pmin(mm) 6.00 5.00 6.00 4.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 21.20 Pmáx(mm) 22.70 24.00 20.00 30.00 8.00 4.50 0.00 12.00 15.00 28.00 23.00 20.00 207.20 Fuente: SENAMHI 7.3.3. CAUDAL DE DISEÑO
Los flujos máximos debidos a tormentas descendiendo desde las laderas adyacentes fueron calculados utilizando el método racional, dada la poca extensión de las áreas de drenaje, como se indica a continuación:
El concepto básico del Método Racional, asume que el máximo porcentaje de escurrimiento de una cuenca pequeña ocurre cuando la intensidad de tal cuenca está contribuyendo el escurrimiento y que el citado porcentaje de escurrimiento es igual a un porcentaje de la intensidad de lluvia promedio. Lo anterior en forma de ecuación resulta:
Dónde:
Q : caudal de diseño en m3/seg. C : coeficiente de escorrentía. I : intensidad de la lluvia en mm/hr. A : área de la cuenca en Km2.
Tabla 7-01. Coeficiente de Escorrentía C del Método Racional
FACTORES DE CLASIFICACIÓN COEFICIENTE c’ *
TOPOGRAFIA
Terreno plano, con pendiente de 0.15% 0.30 Terreno ondulado, con pendiente de 0.35% 0.20 Terreno accidentado, con pendiente de 4.0% 0.10 SUELOS Arcillo-firme 0.10 Arcillo-arenoso 0.20 Arcillo-arenoso suelto 0.40 COBERTURA Terrenos cultivados 0.10 Bosques 0.20
* El coeficiente de escurrimiento C se obtiene restando a la unidad la suma de los c’ para cada uno de los tres factores.
Tabla 7-02. Coeficiente de escorrentía C.
TOPOGRAFIA DESCRIPCIÓN DE SUELOS
O TIPOS DEL SCS COBERTURA COEFICIENTE
LLANA
Arcilloso firme impenetrable (D) Cultivo 0.50
Bosque 0.40
Arcillo-arenoso firme (C y B) Cultivo 0.40
Bosque 0.30
Arcillo-arenoso abierto (A) Cultivo 0.20
Bosque 0.10
ONDULADA
Arcilloso firme impenetrable (D) Cultivo 0.60
Bosque 0.50
Arcillo-arenoso abierto (C y B) Cultivo 0.50
Bosque 0.40
Arcillo-arenoso abierto (A) Cultivo 0.30
Bosque 0.20
ACCIDENTADA
Arcilloso firme impenetrable (D) Cultivo 0.70
Bosque 0.60
Arcillo-arenoso abierto (C y B) Cultivo 0.60
Bosque 0.50
Arcillo-arenoso abierto (A) Cultivo 0.40
Tabla 7-03. Coeficiente de Escorrentía C. TIPOS DE SUELOS
SEGÚN U.S.S.C.S. P/24/h (mm)
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PARA ÁREAS EN km2
0.1 0.1 - 1.0 1.0 - 10 10 - 100 >100 TIPO (D) 80 0.60 0.70 0.65 0.65 0.60 81 - 150 0.90 0.85 0.80 0.80 0.80 151 - 200 0.95 0.90 0.90 0.90 0.90 > 200 0.95 0.95 0.95 0.90 0.90 TIPO (C) 80 0.70 0.60 0.55 0.50 0.45 81 - 150 0.85 0.80 0.75 0.65 0.65 151 - 200 0.85 0.85 0.80 0.70 0.70 > 200 0.90 0.90 0.80 0.75 0.75 TIPO (B) 80 0.55 0.55 0.40 0.35 0.20 81 - 150 0.65 0.63 0.56 0.45 0.30 151 - 200 0.75 0.70 0.65 0.55 0.40 > 200 0.80 0.75 0.70 0.65 0.50 TIPO (A) 80 0.35 0.28 0.20 0.20 0.15 81 - 150 0.45 0.35 0.25 0.25 0.20 151 - 200 0.55 0.45 0.40 0.35 0.30 > 200 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40
En base a las características físicas del área drenante, que se determinaron en las tablas 7-01, 7-02 y 7-03, tres coeficientes de escurrimiento, los cuales se promediaron para obtener el definitivo a utilizar. En este caso el coeficiente de escurrimiento C se tomó igual a 0.60.
El caudal pico específico en las laderas, para un período de retomo de 500 años será de:
Qp = 27.39 Lt/seg/hectárea
7.4. INVESTIGACIÓN DE ENSAYOS DE LABORATORIO 7.4.1. ENSAYOS DE LABORATORIO
Con las muestras disturbadas e inalteradas extraídas de las calicatas de exploración se determinó las características físicas mecánicas del material de cimentación y material de desmonte mediante los ensayos estándar de laboratorio. Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería bajo las normas de la American Society for Testing and Materials (A.S.T.M.), se describe a continuación:
o Análisis granulométrico por tamizado ASTM D422
o Límites de consistencia ASTM D4318
o Clasificación SUCS ASTM D2487
o Ensayo de Corte Directo ASTM D3080
7.5. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS GEOTÉCNICOS
Con los resultados de las investigaciones geotécnicas de campo y los ensayos de laboratorio, se determinó los parámetros físicos y de resistencia para el material que conforma el botadero de desmonte. En el cuadro se muestra los parámetros geotécnicos de resistencia utilizados para el análisis de estabilidad del botadero de desmonte.
Cabe mencionar que la descripción del material de fundación, del cuadro 7-03, le corresponde al material encontrado en la zona geotécnica B-1 de la concesión minera Huarco I-85.
Los valores indicados se han obtenido de los ensayos, tales como el cono de arena, para la densidad de campo, o mediante los pesos volumétricos de la muestras inalteradas, los parámetros del modelo Morh Coulomb, se han obtenido de los ensayos de corte directo y con valores menores del pico.
Cuadro 7-03. Parámetros Geotécnicos para el Análisis de Estabilidad de Taludes del Botadero de Desmonte B-1.
Material γseca (kN/m3) γSat (kN/m3) c (kPa) Fricción (º) 1 Material de Desmonte 17.58 16.08 0 34 2 Roca de Fundación 23.73 24.03 50 33
7.6. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD FÍSICA Y DISEÑO DE TALUDES 7.6.1. MÉTODO DE CÁLCULO
Para la estabilidad de los taludes del botadero de desmonte se ha proyectado una sección transversal, el cual ha sido analizado empleando el programa Slide, versión 5.0, de Rocscience, el cual emplea el método de equilibrio límite, propuesto por Bishop simplificado, para determinar factores de seguridad. Los análisis se efectuaron para las condiciones estática y pseudo estática. Este método de análisis emplea superficies potenciales de falla circulares, sobre un rango propicio de búsqueda, en el talud de la sección analizada, determinándose para cada caso, los factores de seguridad correspondientes. El resultado del análisis muestra
el menor factor de seguridad del conjunto de superficies analizadas, y la superficie critica de falla para la cual se obtiene dicho valor.
7.6.2. FACTORES DE SEGURIDAD
Los mínimos valores de los factores de seguridad obtenidos en los análisis de estabilidad considerados en la práctica ingenieril, de acuerdo con los estándares internacionales, se resumen en el cuadro 7-04.
Cuadro 7-04. Factores de Seguridad Mínimos
Condición Estándar Criterio de Seguridad
1. Estático Factores de seguridad de Método de equilibrio limite
FOS= 1.3 Condición de Operación FOS= 1.5 Condición de Abandono
2. Pseudo Estático Perdida de Estabilidad 1.0
Nota: FOS= Factor de Seguridad (Factor Of Safety)
Hay que indicar que los valores que se obtienen de los cálculos de estabilidad sísmica empleando el método pseudo estático, simula el efecto sísmico empleando una fuerza horizontal permanente que actúa en un solo sentido. Esta concepción es conservadora, puesto que el efecto sísmico es oscilante, transciende por naturaleza y el lapso de tiempo en que se produce es muy corto.
7.6.3. CONDICIONES DE ANÁLISIS
Para llevar a efecto el análisis de estabilidad se consideraron las siguientes condiciones de análisis:
• Se ha considerado la sección más crítica, desde el punto de vista geotécnico y de la conformación natural del terreno (topográfico).
• La evaluación de la estabilidad del talud de desmonte se efectuó considerando las condiciones de operación y las implicancias en la etapa de abandono o cierre final. Para cada caso se desarrollaron análisis de estabilidad en condiciones estática y pseudo estático. Se consideró modo de falla circular.
• Se ha analizado las condiciones proyectadas del botadero, considerando la máxima capacidad de carga y almacenamiento. El talud critico presenta una altura máxima, medida desde el pie del botadero hasta la cresta del desmonte de 10 m., y una inclinación de 1.3:1 (H:V).
• En la sección del botadero ha sido proyectado la altura máxima de crecimiento, y evaluado en proyección tridimensional según su disposición de almacenamiento y proyectada en el campo, el análisis ha sido efectuada interactivamente para alcanzar el máximo volumen de almacenamiento, la optimización del transporte del material y el talud que asegure la estabilidad del desmonte.
• En los perfiles analizados se consideran dos tipos de materiales: el material de la base, compuesto por roca volcánica, el material de desmonte (roca volcánica y el Silicato de Aluminio alterado).
• Se consideran que las propiedades de los materiales que conforman el perfil del talud son homogéneos e isotrópicos y que la ruptura del talud se produciría como resultado de fallas simultáneas y progresivas a lo largo de la superficie de deslizamiento.
• Se considera un solo tipo de falla, superficie circular, que es características en taludes falladas en la zona. El método de análisis de falla circular adoptado es el de Bishop Simplificado que se encuentra implementado en el programa de cómputo Slide.
• Los resultados del análisis se presentan en términos de superficie potenciales de falla. La superficie crítica de deslizamiento es aquella que proporciona el menor factor de seguridad.
• Se ha tratado de representar las condiciones reales de campo, es decir, se incluyen el efecto gravitatorio de los diferentes materiales y el efecto sísmico a través del análisis pseudo estático. En este sentido, el coeficiente sísmico de diseño adoptado es de 0.17g, a partir del análisis de los parámetros sismológicos.
7.6.4. ANÁLISIS DE BOTADERO DE DESMONTE
Se han realizado los análisis de estabilidad del talud para determinar el Factor de Seguridad en condiciones estática y pseudo estática teniendo en cuenta las condiciones proyectadas del talud del botadero de desmonte en condiciones de abandono.
Cuadro 7-05. Análisis de Estabilidad del Talud del Botadero.
Descripción Condición del Análisis Factor de Seguridad
Deposición Final: 1.3H:1V
Estático 1.79 Pseudo Estático
De acuerdo a los factores de seguridad obtenidos, en el análisis físico de estabilidad estático y pseudo estático, la condición del talud del botadero de desmonte es aceptable.
7.6.5. PARÁMETROS DE DISEÑO
Se presenta a continuación los parámetros de diseño que se han utilizado en el proyecto. Estos criterios se sintetizan en el cuadro 7-06.
Cuadro 7-06. Parámetros de Diseño.
Descripción Unidad Criterio usado
Superficie total proyectada Ha 0.62 Capacidad de Almacenamiento TM 85,000
Angulo de talud : Operación H : V 1.2 : 1 Angulo de talud : Abandono H : V 1.3 : 1 Estabilidad estática FS 1.79 Estabilidad pseudo estática FS 1.28 Altura final m 10
7.7. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD FÍSICA
El objetivo principal del cierre del depósito de desmonte es asegurar su estabilidad física y química en el largo plazo. Es decir, evitar fallas del talud ante un evento natural extremo y minimizar la generación de polvo por erosión eólica. El depósito de desmonte B-1 se ha diseñado para permanecer estable.
El comportamiento frente a las vibraciones sísmicas se ha evaluado mediante el análisis de estabilidad pseudo-estática considerando un coeficiente sísmico de 0.17 que es la mitad de la aceleración máxima del terreno de 0.34 g y que corresponde a un sismo con período de retorno de 475 años.
Los factores de seguridad obtenidos en las secciones de análisis son mayores que 1.10 para una condición pseudo-estática y mayores que 1.3 para una condición estática. Para garantizar la estabilidad ante un evento hidrológico extremo y evitar el contacto del agua con el desmonte, se ha diseñado un sistema de conductos de drenaje con el fin de derivar las aguas superficiales de escorrentía, evitando así que la estabilidad del botadero no sea afectada. El caudal máximo probable fue determinado en 27.39 lt/seg/ha para el período de retorno característico de 500 años, conforme a lo previsto
en la normatividad vigente para el cierre de depósitos de relaves e instalaciones de alto riesgo.
7.8. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD QUÍMICA
Se realizó la caracterización geoquímica del material de desmonte para determinar la posibilidad de generación de drenaje ácido del material de desmonte que se generaría como resultado de la explotación de silicato de aluminio, se ha tomado muestras representativas.
La prueba de Potencial Neto de Neutralización de Desmonte, se realizó en el Laboratorio de Espectrometría, de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica de la Universidad Nacional de Ingeniería.
Los resultados muestran que la concentración de azufre como sulfuro es nulo, se sintetiza el resultado en el cuadro 7-07.
7.8.1. RESULTADOS DE LA PRUEBA DE POTENCIAL NETO DE NEUTRALIZACIÓN
La evaluación del contenido de azufre como sulfuro y la prueba de ácido-base en las muestras nos permite determinar el potencial neto de neutralización como se indica en el cuadro siguiente:
Cuadro 7-07. Potencial Neto de Neutralización.
Muestra PH en
Pasta %S PN PA PNN PN/PA
Desmonte
Huarco 6.9 0.01 0.62 0.31 0.31 2.00
Nota: PN, PA y PNN están expresados en KgCaCo3/TM
Dónde: PN = Potencial de neutralización.
%S = Porcentaje de azufre como sulfuro. PA = Potencial de acidez.
PNN = Potencial neto de neutralización.
El Potencial Neto de Neutralización es la capacidad de un mineral para generar o consumir ácido. Considerando una regla general para la determinación de generación de drenaje acido podemos evaluarlo teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:
Si PNN > +20 : La muestra NO GENERA DRENAJE ÁCIDO Si PNN < -20 : La muestra GENERA DRENAJE ÁCIDO Si -20 < PNN < +20: Muestra de comportamiento INCIERTO
De acuerdo con los criterios indicados podemos acotar que el desmonte con valores de PNN de 0.31 KgCaCo3/TM, no tiene tendencia en generar drenaje ácido, independientemente de la exposición atmosférica que sufra. Ver en el Anexo C los resultados de laboratorio.
8. DISEÑO DEL POLVORÍN, MEDIDAS DE SEGURIDAD Y MANEJO DE CONTINGENCIAS
La concesión minera “Huarco” almacenara el material explosivo en el Polvorín de Explosivos de la U.E.A. “Huarco”.
8.1. DISEÑO DE POLVORÍN DE EXPLOSIVOS
Cuadro N° 01-8. Diseño del Polvorín.
Diseño de Polvorín de Explosivos Polvorín Auxiliar A:
Área (m2) : 10.0 mts. cuadrados Dimensiones del polvorín
auxiliar (m) : 5.0 mts. Largo, 2.0 mts. Ancho, 2.0 mts. Altura Volumen (m3): 20.0 mts. Cubicos. Polvorín Auxiliar B: Área (m2) : 14.0 mts. cuadrados Dimensiones del polvorín
auxiliar (m) :
7.0 mts. Largo, 2.0 mts. Ancho, 2.0 mts. Altura
Volumen (m3): 28.0 mts. Cubicos.
8.2. MEDIDAS DE SEGURIDAD DEL POLVORÍN AUXILIAR DE LA U.E.A. “HUARCO”
Durante el Transporte de explosivos, Agentes de voladura y conexos desde la Fabrica hasta el Polvorín.
En caso que se presente un accidente que genere la volcadura de la unidad de transporte, explosivos dispersos en la superficie (carretera o vía de acceso a la unidad), explosiones durante el transporte, incendio de la unidad de transporte, se deberá seguir las siguientes pautas:
1. Notificar según las disposiciones dadas en este Plan en el punto Comunicaciones.
2. El Gerente del Programa de Seguridad y Medio Ambiente ó el ingeniero Resiente conjuntamente con los Brigadistas de emergencia, aislarán el área afectado por el accidente, brindando Seguridad y protección perimetral.
3. Evaluar la magnitud de la perdida (tipo y cantidad).
4. El Gerente del Programa de Seguridad y Medio Ambienten ó el ingeniero Residente decidirá si la magnitud requiere de Apoyo Externo.
5. En el caso de comprometer al personal de la empresa o pobladores proceder con los procedimientos de primeros auxilios, asimismo la empresa asume toda la responsabilidad.
6. De inmediato se brindará los primeros auxilios al personal involucrado en el accidente, de ser necesario se evacuará al personal al Centro de Salud más cercano, para lo cual el personal que conforma la Brigada contará con los equipos e implementos necesarios.
7. De haberse producido la explosión o incendio del material explosivo, previo al ingreso a la zona del desastre se observará y aguardará el tiempo necesario con la finalidad de proteger al personal que integra la Brigada de Emergencia de cualquier explosión retardada.
8. De haberse producido un accidente fatal en la explosión o incendio durante el transporte de explosivos se procederá de acuerdo a ley con el Levantamiento de los cuerpos en presencia de las Autoridades competentes.
9. Solamente el personal autorizado realizará la limpieza y retiro de material producto del accidente.
10. Luego de que las Autoridades competentes hayan terminado con las Actividades necesarias de Ley, en caso de algún tipo de accidente de tránsito sin consecuencia de explosión y/o incendio se procederá al retiro del material en otro vehículo que cumpla con las Normas de Seguridad establecidas por ley.
11. Las operaciones de respuesta deberán tener siempre en cuenta las siguientes prioridades:
o Preservar la integridad física de las personas.
o Preservar áreas que afecten las necesidades básicas de la población colindante.
12. De haberse afectado la carretera o vía de Acceso se procederá de inmediato a los trabajos de reparación y/o mantenimiento a cuenta de la compañía.
Durante el uso y manipuleo de explosivos en las Labores
1. Dar la alarma en la cantera, paralelamente entrará en acción la Brigada de Emergencia.
2. De ser necesario evacuar al personal a zonas de Seguridad previamente determinados y señalizadas.
3. El ingeniero Residente conjuntamente con los Brigadistas de emergencia, aislarán el área afectada por el accidente, brindando Seguridad y Protección. El Gerente del programa de Seguridad y Medio Ambiente ó el ingeniero Residente decidirá si es necesario el apoyo Externo.
4. Proteger el patrimonio de la Empresa, evacuar al personal.
5. De haber producido una explosión se observará y aguardará el tiempo necesario con la finalidad de proteger al personal integrante de la Brigada de Emergencia de cualquier explosión retardada.
6. Brindar de inmediato los primeros auxilios, antes que llegue ayuda ó apoyo médico.
7. Realizar la búsqueda y Rescate del Personal accidentado.
8. De haberse producido un accidente fatal en la explosión o incendio durante el transporte de explosivos se procederá de acuerdo a ley con el Levantamiento de los cuerpos en presencia de las Autoridades competentes.
9. Solamente el personal autorizado realizará la limpieza y retiro de material producto del accidente.
10. Las operaciones de respuesta deberán tener siempre en cuenta las siguientes prioridades:
o Preservar la integridad física de las personas.
o Preservar áreas que afecten las necesidades básicas de la población colindante.
o Preservar áreas de importancia ecológica.
11. Se procederá de inmediato con los trabajos de nivelación y/o reparación de las labores afectadas.
12. Una vez terminado los trabajos se limpiará y se guardará los materiales usados.
9. MEDIDAS DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL 9.1. REGLAMENTO INTERNO Y SALUD OCUPACIONAL
La Concesión Minera “Huarco” tiene elaborado su Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional conforme a los lineamientos del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional del DS Nº 055-2010-EM.
Ver Anexo H Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional.
9.2. ORGANIGRAMA UNIDAD MINERA “HUARCO”
9.3. ESTÁNDARES DE SEGURIDAD
Ver Anexo H Estándares de Seguridad de la U.E.A. “Huarco”.
9.4. PROCEDIMIENTOS ESCRITOS DE TRABAJO SEGURO (PETS)
La Unidad Minera “Huarco”, cuenta con Procedimientos Escritos de Trabajo Seguro, PETS, que el personal conocerá y aplicara rigurosamente en el desempeño de cada una de sus labores.
Ver ANEXO H PETS de la U.E.A. “Huarco”. Sr. Jorge Fritschi Escobar
Gerente General
Ing. Roberto Guerra Gutiérrez Gerente de Minas
Ing. Uriel Araca Carita Sub Gerente de Minas
Área de Relaciones Comunitarias Ing. Residente Ing. Alejandrino Añaños Sandoval
Gerente de Seguridad, Salud y Medio Ambiente
Ing. Dennis Huayta Sarmiento Jefe de Seguridad, Salud y Medio
9.5. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN AL PERSONAL
Se ha elaborado un Programa de Capacitación al Personal, el cual forma parte del Programa de Capacitación al Personal de toda la Concesión Minera “Huarco”. Ver Anexo H Cuadro de capacitación del personal.
10. CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES
El cronograma de ejecución de las actividades programadas en la unidad Minera “Huarco” es el siguiente:
Cuadro Nº 10-01. Cronograma de Ejecución de Actividades Programadas en la Unidad de Producción “Huarco”.
ETAPA ACTIVIDADES A REALIZAR
CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DE ACTIVIDADES EN LA UNIDAD DE PRODUCCIÓN. “HUARCO” PARA EL AÑO 2014.
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
OPERACIÓN: DECAPEO • Extracción de Material Orgánico (Suelo). • Transporte de Material Orgánico a la Cancha de Material Orgánico Temporal.
• Almacenamiento de Material Orgánico en la Cancha Temporal. DESBROCE • Perforación y Voladura. • Acarreo de Material de Desmonte. • Almacenamiento de Material de Desmonte en la Cancha Correspondiente. EXPLOTACIÓN • Perforación y Voladura. • Clasificación de Material Económico (Pallaqueo). • Acarreo de Material Económico. • Transporte de Material Económico a la Ciudad de Lima Para su Beneficio.
