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GEOMECANICA Y CIERRE DE MINAS MECÁNICA DE ROCAS II

Presentado por: VENTURA LLANTUY, RAUL  Docente: ING. NÉSTOR DAVID, CÓRDOVA ROJAS

¿QUÉ ES UN PLAN DE CIERRE? El Plan de Cierre de Mina es un instrumento de gestión ambiental que comprende todas las acciones técnicas y legales requeridas para garantizar el logro de los objetivos de cierre de la mina. El planeamiento del cierre de minas es una actividad permanente que comienza durante los estudios de prefactibilidad, es parte del estudio de impacto ambiental (EIA), de la etapa de ingeniería de detalle, y continúa a lo largo del ciclo de vida de la mina hasta la etapa postcierre. Por lo tanto, el plan de cierre es un “documento vivo” que es reevaluado y preparado en las siguientes etapas del proyecto minero.

El cierre de minas puede definirse como el conjunto de actividades a ser implementadas a lo largo del ciclo de vida de la mina a fin de cumplir con los criterios ambientales específicos y alcanzar los objetivos sociales deseados después de la etapa de minado. El cierre de minas es un proceso progresivo que empieza en la primera etapa del proyecto con el diseño conceptual y termina sólo cuando se han alcanzado de manera permanente los objetivos específicos de cierre. El cierre de minas normalmente incluye el diseño e implementación de diferentes medidas como: Desmantelamiento, estabilización física y química, tratamiento de drenaje ácido de mina y lixiviación de metales, recuperación o rehabilitación de terrenos, revegetación y rehabilitación de hábitats acuáticos, etc.

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, derrumbe de tierras e inundaciones  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 actividades mineras.

ESTABILIDAD FISICA 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  Medios Biotécnicos

ESTABILIDAD QUIMICA 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  Reactivos Químicos

Debido a la presencia de agua, oxígeno y hierro (pirita) Produce aguas ácidas con bajo pH y elevado contenido de metales pesados Daño sobre el suelo y la biota acuática (flora y fauna)

FASES DE PLAN DE CLAUSURA •

Inventario y localización de labores mineras

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Investigación y evaluación técnica Diseño y valoración económica Construcción (ejecución de obras) Mantenimiento y monitoreo

Presencia de metales pesados Y sulfurados Residuos de reactivos y agentes químicos Agua contaminada y Lodos Formación e infiltración de aguas acidas

Analizar estabilidad sísmica. Fallas, colapso de presas por licuación Controlar nivel freático. Evaluar resistencia del suelo. Colocar filtros para evitar migración del suelo o relave.

TIPOS DE CIERRE 1. Cierre Permanente. Detalle del cierre de un pozo inclinado con restauración final del terreno.

TIPOS DE CIERRE 2. Cierres Semi – permanentes 3. Cierres Temporales. Cierre temporal de un pozo con acceso para inspección y toma de muestras

TIPOS DE CIERRE 4. Cierre Seco. Cierres permanente de bocamina utilizando explosivos para impedir la entrada y salida de agua y aire.

TIPOS DE CIERRE 5. Cierre Húmedo. Cierre de una galería que permite desaguar e impide el paso del aire.

TIPOS DE CIERRE 6. Cierre Hidráulico. Cierre reforzado para altas presiones e inundación de labores al final de su vida.

MÉTODOS DE CIERRE DE LABORES SUBTERRANEAS  Construcciones con hormigón (simple y armada)

 Estructuras de madera  Paneles y losas de hormigón prefabricados  Rellenos (mecánico, hidráulico, neumático)  Empleo de la voladura  Puertas y barras metálicas  Rejillas y redes metálicas  Cerramientos con vallas, alambradas, etc.

Cierre de un Pozo mediante Relleno con escollera.

Permite controlar: . Los hundimientos . Las emisiones de gases . Los flujos de agua

subterránea . Consolidar o soportar el terreno

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.

Clausura de sondeos y perforaciones de pequeño diámetro

Sellado de sondeos con inyecciones o lechadas de bentonita

Clausura de labores horizontales e inclinadas

Cierre de una galería con tabique de mampostería y tubería corrugada

Cierre de una labor horizontal con tabiques de doble fila para el control de gases

Ventajas:  Evita fuga de gases tóxicos: (CH4, CO, NOx, etc.) Coste bajo comparado con un cierre hidráulico En bocaminas permite la revegetación y da una apariencia natural Inconvenientes: Requiere equipos mecánicos para el relleno Aplicable en zonas secas

Clausura de cavidades y cámaras de explotación Cierre de huecos mineros mediante relleno hidráulico

APLICACIÓN : CASO MINA JULCANI A continuación presentare el caso del diseño de un tapón de concreto monolitico de una galería principal de la unidad de producción Julcani. La unidad de producción Julcani, perteneciente a la Cía. de Minas Buenaventura S.A.A., se encuentra ubicada en el departamento de Huancavelica, provincia de Angaraes, a una altitud de 4200 msnm. 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. El problema fundamental es la presencia de aguas ácidas en las labores subterráneas por el contenido de minerales

DISEÑO DEL TAPON MONOLITICO PARAMETROS CONDICIONES ESTATICAS TAPON TIPO PARALELO

TAPON TIPO TRONCO CONICO

PARAMETROS EN CONDICIONES DINAMICAS

COMPONENTES GEOMECANICOS

Cálculo de la Longitud del Tapón La longitud del tapón ha sido calculada por el método canadiense teniendo en consideración los parámetros físicos, ensayo de corte directo (ASTM D-5607-94), y diseño de mezclas de concreto. Parámetros de diseño y características del concreto

CONCLUSIONES La mejor manera de asegurar la estabilidad física y química a largo plazo de los sitios mineros, permitir una recuperación rápida del terreno y controlar la futura degradación ambiental (drenaje ácido, erosión, etc.)., es incorporando el concepto del cierre desde las etapas iniciales del proyecto, aplicando las mejores técnicas de ingeniería para diseñar estructuras mineras seguras. En cuanto al cierre tajos abiertos, depósitos de desmonte y relave, se deben garantizar la estabilidad de los taludes, con factores de seguridad que aseguren su estabilidad a largo plazo, un adecuado relleno teniendo en consideración las condiciones de aguas superficiales y subterráneas. Se analizo el cierre de labores subterráneas en cuanto a si estas presentan drenaje acido o no, y se vio una serie de métodos para su posterior cierre, siendo el uso de tapones el más adecuado en caso de drenaje acido.

Los tapones de concreto son diseñados como sellos permanentes y no requieren mantenimiento durante el desarrollo de su vida útil. Consecuentemente, estas estructuras, en el proceso de diseño, incorporan factores de seguridad, teniendo en consideración un adecuado control de calidad durante el proceso constructivo que se garantice a través de las especificaciones técnicas propuestas por el diseñador. En lo referente a Factor de Seguridad (F.S.), visto en los casos de estabilidad de taludes y más concretamente en el diseño de topones de concreto, siempre se tomara un F.S mayor en condiciones estáticas respecto a la dinámica, por presentarse en esta ultima una fuerza externa que generara deslizamientos, teniendo así una menor resistencia al corte. De la aplicación se concluyo que el mejor diseño del tapón de concreto monolitico debe ser del tipo mixto, el cual se complemento con estudios hidrogeológicos y geomecánicas.

REFERENCIAS •Ministerio de Energía y Minas (MEM). Guía para la elaboración de planes de cierre de minas. •Ministerio de Energía y Minas (MEM). Guía para el diseño de tapones para el cierre de labores mineras. •Curso de especialización de en cierre de minas y pasivos ambientales - Ph.D., Luis Castro. •Estructuras de cerramientos para el abandono de labores subterráneas; Carlos Rivera David Tapia. •Cierre y abandono de labores mineras para la protección de la salud y el medio ambiente, Hugo Aduvire Dr. ingeniero de minas. •ASTM D-5607-94 (1994) “Standart test method for performing laboratory direct shear strenght test or rock specimens under constant normal stress“. •TRC Hidro-Geo Ingeniería – BISA (2000), “Plan de Cierre Mina Julcani”, Cía. de Minas Buenaventura S.A.A. Gerencia de Operaciones Metalúrgicas. Lima – Perú.