DEWATERING-EN-OPEN-PIT-Y-UNDERGROUND Corregido

 

 

 

 

 

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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS CURSO: SERVICIOS AUXILIARES MINEROS TEMA: “DEWATERING DE MINAS

EN OPEN PIT Y UNDERGROUND” 

ESTUDIANTES: ALVAREZ RODRIGUEZ, JOHANA ARRELUSEA OSORIO, VIOLETA CHACALIAZA BARRANTES, YESSICA MALCA NEYRA, VANIA RIMAICUNA VALDERRAMA, LUIS ENRRIQUE SALDAÑA SANCHEZ, DIEGO

DOCENTE: ING. SALCEDO REBAZA, WILMWE ALEJANDRO ALEJANDRO  

CICLO: “VIII” 

CAJAMARCA 2018

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INDICE

I.  I. 

INTRODUCCIÓN  .................................................................................................................... INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 5

II.  II.  OBJETIVOS OBJETIVOS  .............................................................................................................................. ............................................................................................................................ 6 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................. 6 OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................................... 6

III.  III. 

DEWATERING EN OPEN PIT Y URDERGROUND ............................................................... URDERGROUND ............................................................... 7

3.1 DEWATERING EN MINA (Drenaje en Mina)  Mina) ............................................................ ...................................................................... ........... 7 3.2.   3.2.

DRENAJE EN MINA A CIELO ABIERTO- (OPEN PIT)..................................................... PIT)..................................................... 12

3.2.1   3.2.1

Sistemas exteriores a la explotación: ................................................................ explotación: ................................................................ 12

3.2.2   3.2.2

Desvíos de cauces:  cauces: .............................................................................................. ............................................................................................. 12

3.2.3   3.2.3

Perforación de pozos de bombeo exteriores..................................................... exteriores ..................................................... 13

3.2.4   3.2.4

Excavaciones de galerías de drenaje.  drenaje.  ................................................................. ................................................................ 14

3.3   3.3

Métodos interiores a la explotación:  explotación:  ......................................................................... ........................................................................ 15

3.3.1   3.3.1

Inclinación de las Bermas y Fondo De Corta  Corta ...................................................... ..................................................... 15

3.3.2   3.3.2

Construcción de Zanjas y Cunetas  Cunetas ...................................................................... ..................................................................... 15

3.3.3   3.3.3

Zanjas Con Relleno Drenante ............................................................................. Drenante  ............................................................................. 16

3.3.4   3.3.4

Balsas O Pozos Colectores .................................................................................. Colectores  .................................................................................. 16

3.3.5   3.3.5

Perforación De Sondeos Horizontales ............................................................... Horizontales ............................................................... 17

3.3.6   3.3.6

Pozos O Sondeos De Bombeo  Bombeo  ............................................................................ ............................................................................ 18

3.3.7   3.3.7

Inundaciones locales:  locales: ......................................................................................... ......................................................................................... 20

3.3.8   3.3.8

Sondeo superficial .............................................................................................. superficial .............................................................................................. 20

3.4   3.4

Criterios hidrológicos para dimensionamiento ......................................................... dimensionamiento ......................................................... 20

3.5  3.5  3.6   3.6

Dimensionamiento de canaletas............................................................ canaletas................................................................................ .................... 20 Dimensionamiento de cuencas de decantación:  decantación: ....................................................... ...................................................... 21

IV. IV.  

DEWATERING EN URDERGROUND  URDERGROUND ................................................................................. ................................................................................ 21

4.1. AGUAS SUBTERRÁNEAS  SUBTERRÁNEAS..................................................................................................  .................................................................................................. 21 4.2 FUENTES DE AGUA EN MINAS MIN AS SUBTERRÁNEAS............................................................... SUBTERRÁNEAS............................................................... 21 4.3 ENTRADAS REPENTINAS DE AGUA  AGUA .................................................... .................................................................................. ............................... 22 4.4.. IMPACTO DEL AGUA SOBRE LAS OPERACIONES  4.4 OPERACIONES ............................................................ ........................................................... 22 4.5 CONTROL DE AGUAS DE SUPERFICIE  SUPERFICIE ............................................................................... ............................................................................... 23 4.6. DRENAJE DE AGUA SUBTERRÁNEA  SUBTERRÁNEA ........................................................................... ................................................................................ ...... 23 4.7. DRENAJES SUBTERRÁNEOS ............................................................................................. SUBTERRÁNEOS ............................................................................................. 24 4.8. MÉTODOS DE DRENAJE SUBTERRÁNEO  SUBTERRÁNEO ......................................................................... ......................................................................... 24 3

 

 

 

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4.8.1. BOMBEO Y DESAGÜE EN MINAS SUBTERRÁNEAS .................................................. SUBTERRÁNEAS .................................................. 24 4.9. ZANJAS DRENANTES  DRENANTES ........................................................................................................ ....................................................................................................... 27 4.10. PANTALLAS DRENANTES  DRENANTES ............................................................................................... ............................................................................................... 27 4.11 TUBERÍA DRENANTE  DRENANTE ....................................................................................................... ...................................................................................................... 28 4.12 COLCHONES DRENANTES  DRENANTES ............................................................................................... ............................................................................................... 28 4.13 TRINCHERAS ESTABILIZADORAS  ESTABILIZADORAS .................................................................................... .................................................................................... 28 4.14 REDUCCIÓN DE CAUDALES  CAUDALES .................................................................................... ............................................................................................ ......... 29 5 BOMBAS  BOMBAS ................................................................................................................................... .................................................................................................................................. 29 5.1 BOMBAS CENTRIFUGAS  CENTRIFUGAS .................................................................................................... ................................................................................................... 29 5.2 BOMBAS SUMERGIBLES  SUMERGIBLES ................................................................................................... ................................................................................................... 30 5.3 FERRER  FERRER .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 31 6. DRANAJE ACIDO EN MINERIA ................................................................................................ MINERIA ................................................................................................ 36 6.1. ETAPAS DEL DRANAJE ACIDO EN MINA  MINA  .......................................................................... ......................................................................... 37 6.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE FORMACIÓN DE AGUAS ÁCIDAS ÁCIDAS  ........... 38 7. MECANISMOS INTERNACIONALES PARA REGULAR EL IMPACTO EN LAS AGUAS UTILIZADOS EN MINAS  MINAS .................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 38 7.1 Autoridad Competente.......................................................... Competente..................................................................................................... ........................................... 39 7.2   7.2

Instrumentos De Gestión Ambiental ......................................................................... Ambiental ......................................................................... 39

7.3 DECRETO SUPREMO 024_2016  024_2016 ........................................................................................ ........................................................................................ 40 VIII. CONCLUSIONES  CONCLUSIONES ................................................................................................................... ................................................................................................................... 42 IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS  BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................. ............................................................................................ 43

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I.  I. 

INTRODUCCIÓN

En el presente informe daremos a entender sobre los drenajes que podemos encontrar en el ciclo de la minería y sus diversos controles, así como también las diferentes leyes que nos permiten realizar dichas actividades, así como permisos otorgados por el Ministerio de Energía Y Minas. Es importante recalcar que este trabajo tiene como objetivo general, identificar los diferentes métodos drenaje que existen en minería tanto superficial y subterránea, así como el pH máximo y mínimo en cada uno de las actividades; también pretende estudiar los diferentes tipos de drenaje en mina, mina , comprender que es y porque se realizan los estudios de drenaje, conocer las características generales de las técnicas técnic as de drenaje y evaluar la formación de aguas acidas en minería. Como sabemos el agua es un elemento fundamental en minería por esta razón tenemos que hacer diferentes estudios como el EIA o como ECA para no causar un impacto en el ambiente. Durante el inicio de la minería el agua ha sido un problema que ha afectado y ha obligado a cerrar dichas excavaciones, pero con el pasar de los años este problema ha sido solucionado y mejorado con el avance de motores que de una u otra manera drenan agua hacia superficies para evitar que ocasione alteraciones en las excavaciones y en taludes aumentando el peso de las masas a deslizarse y ocasionar o casionar perdidas económicas y humanas. La presencia de agua ha ocasionado o casionado grandes problemas en la minería durante la evolución. Esto ha originado crear varias maneras de drenar y materiales utilizables para conseguir este propósito.

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II.  II. 

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  

Identificar los diferentes métodos drenaje que existen en minería tanto superficial y subterránea, así como el pH máximo y mínimo en cada uno de las actividades.

OBJETIVOS ESPECIFICOS ESPECIFICOS

mi na..   Estudiar los diferentes tipos de drenaje en mina   Comprender que es y porque se

realizan los estudios de drenaje.

l as técnicas de drenaje.   Conocer las características generales de las  

Evaluar la formación de aguas acidas en minería.

 

Identificar factores que influyen en la formación de DAM.

 

Conocer las diferentes etapas de DAM, así como también sus composiciones.

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III.  III. 

DEWATERING EN OPEN PIT Y URDERGROUND

3.1 DEWATERING EN MINA (Drenaje en Mina)  

Un sistema de drenaje tiene por objetivo proporcionar una recogida, transporte y vertido final de aguas de escorrentías superficiales de modo que la integridad de los terrenos y las características de los cuerpos de agua receptores sean preservadas, garantizando el control de la erosión, la minimización de la colmatación y la conservación de la calidad física y química de los cuerpos de aguas receptores. (Hebert, 2009, pág. 32) En el plano operativo de una explotación, ex plotación, el objetivo primordial es conseguir que las aguas que entren en contacto con la mina (tanto superficial como subterránea), sean las mínimas posibles, así como que el previsible contacto se realice de la manera más controlada posible. Es importante remarcar el hecho de que, para poder diseñar un sistema de drenaje adecuado y eficaz, debe disponer de una investigación previa climatológica, hidrológica, geológica e hidrográfica, que aporte la información necesaria sobre las características del terreno a drenar, así como sobre los volúmenes de agua que se prevé extraer y su distribución espacial y temporal. Este es un aspecto de gran importancia, cuyo sistema de drenaje resulten ineficaces o insuficientes. Las medidas de drenaje en las explotaciones mineras suelen ser básicamente de dos tipos: superficiales y profundos. Se aplican combinada y en función de las necesidades concretas de dos tipos separados o independiente. La selección del sistema de drenaje depende de los siguientes factores: (Hebert, 2009, pág. 32)   Geología e hidrogeología del área de explotación.



  Objetivo del desagüe. Su aprovechamiento.



  Método minero de explotación y su secuencia.



  Estudios de los costes.



El estudio de los problemas de drenaje de minas tiene dos aspectos: aspectos:  (Sánchez, 1995, pág. 252) A. A.   mantener condiciones adecuadas de trabajo tanto a cielo c ielo abierto como en subterráneo, para lo que es frecuente la necesidad de bombeo de las aguas. aguas.   B.  B.  El segundo aspecto del drenaje en las minas es la gestión de las interferencias de la operación en la hidrosfera. Esta gestión g estión tiene normalmente los siguientes objetivos: objetivos:    

minimizar la cantidad de agua en circulación en las áreas operativas.  operativas.  

 

reaprovechar el máximo de agua utilizada en el proceso industrial.  industrial. 

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 

eliminar aguas con ciertas características para que no afecten negativamente la calidad del cuerpo de agua receptor.  receptor. 

Los principales componentes de un sistema de drenaje: (Sánchez, 1995)  1995)  A. A.   canaletas perimetrales: implantadas en torno de las pilas de estéril, eventualmente de las cuencas de desecho y de las áreas de apoyo operativo,  operativo,  con el objetivo de reducir la cantidad de agua de escurrimiento superficial que penetra el área de operación. B.  B.  canaletas longitudinales: longitudinales: instaladas en las áreas más susceptibles a la erosión tales como taludes de corte en suelo, en las cavas, taludes de corte y de relleno de caminos y, principalmente de pilas de estéril; son canaletas en general implantadas al pie de los taludes y que recogen el agua que se escurre por ellos y por las cunetas.  cunetas.  C.  C.  canaletas transversales: instaladas transversales: instaladas conjuntamente con las longitudinales, conducen las aguas recogidas en las cunetas hacia cotas inferiores.  inferiores.  D.  D.  cajas de pérdida de energía: que energía: que tienen la función de disminuir la energía cinética de las aguas que escurren por el sistema; están instaladas en la base de las canaletas transversales.   transversales. E.  E.  cuencas de decantación: instaladas decantación: instaladas en los puntos más aguas abajo de la mina, como por ejemplo al pie de las pilas de estéril, con el objetivo de promover la sedimentación de las partículas sólidas antes del lanzamiento de las aguas a los cuerpos receptores.  receptores. 

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Figura 01: Sistema de drenaje - Concepción general

Fuente: Luis Enrique Sánchez

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El impacto ocasionado por el drenaje de la mina  mina   

Impactos en la cantidad de agua  agua 

El drenaje de minas inevitablemente ocasiona el descenso del nivel de agua en los alrededores de la mina. Las consecuencias del descenso son conceptualmente los mismos que los ocasionados por el bombeo de aguas subterráneas (p. ej., para abastecimiento de agua potable) y por lo tanto, pueden ser analizados análogamente.  análogamente. (Pereira, 2011, pág. 8) Varía desde impactos insignificantes en el caso de minas superficiales pequeñas (Streetley, 1998; Wardrop et al., 2001) hasta grandes disminuciones del nivel del agua subterránea y de aguas superficiales. A continuación, se presentan los posibles impactos que el drenaje de mi minas nas puede ocasionar. La particularidad de los sistemas de drenaje de minas está en la maximización deliberada del decrecimiento en el volumen de almacenamiento natural de agua subterránea. Los decrecimientos en el almacenamiento se manifiestan en el descenso del nivel de agua. El descenso del nivel de agua provoca consecuencias socio-ambientales, las cuales no son todas negativas. Un aspecto negativo del descenso de los niveles de agua es que puede dejar pozos de extracción preexistentes secos. Esto también puede conducir al desecamiento de lagos (Figura 2), siendo algunos de alto valor ecológico y por ende, produciendo un grave impacto. Por otro lado, el secado de tierras anegadas puede ser ventajoso para la agricultura. El descenso de los niveles de agua, en áreas donde anteriormente la escorrentía superficial estaba por encima del suelo saturado, puede inducir a mayor recarga subterránea. El agua también puede ser inducida hacia el subsuelo desde cauces superficiales (Figura 2). En casos extremos, el drenaje puede conducir al secado completo o parcial de cauces superficiales durante todo el año o parte de éste.

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Figura: 02

El decrecimiento en la descarga natural desde los acuíferos, es probablemente el impacto más común ocasionado por el drenaje de minas. El drenaje de minas puede ocasionar el secado de vertientes en acuíferos de roca sedimentaria y también puede reducir los caudales de descarga natural en cauces superficiales (Hobbs y Gunn, 1998). En muchos casos, las reducciones de los niveles en los cauces superficiales son compensadas con descargas de agua extraída de la mina en el proceso de drenaje.  

Impactos en calidad de agua  agua  

Un impacto positivo del drenaje de minas en la calidad del agua, es la contribución a la dilución de aguas contaminadas (Banks et al., 1996). 1996 ). Sin embargo, cuando los efluentes provenientes del drenaje son aguas de mala calidad, los impactos en los cauces superficiales receptores pueden ser perjudiciales. En la mayoría de los casos de contaminación ocasionada por aguas de mina en países desarrollados, se utilizan sistemas de tratamiento para mitigar los posibles daños medioambientales.  (Pereira, 2011, pág. 9) medioambientales.  

Impactos geotécnicos  geotécnicos 

El descenso del nivel de agua causado por el drenaje de minas a gran escala algunas veces produce la subsidencia del suelo. Esto ocurre comúnmente en terrenos kársticos, donde es posible que existan grandes vacíos en la zona saturada, el descenso del nivel de agua produce la pérdida de soporte del suelo, resultando en el colapso del mismo y produciendo hoyos en la superficie. Cuando el drenaje de minas se realiza en estratos que contienen limos y arcillas, el asentamiento del suelo sobre el área afectada por el drenaje es uniforme, por la tanto, se produce un descenso general de la superficie.

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3.2.   DRENAJE EN MINA A CIELO ABIERTO- (OPEN PIT) 3.2. En todas las minas superficiales existen tres actividades fundamentales:   La extracción de la sobrecarga (excavación de los depósitos no económicos que



recubren el mineral).   Extracción del mineral.



  Restauración y/o abandono de la mina superficial.



Las minas superficiales son clasificadas de acuerdo a la realización de estas actividades. La siguiente clasificación de minas superficiales fue dada por Hartman (1987). 3.2.1   Sistemas exteriores a la explotación: 3.2.1 Entre los sistemas a construir de forma periférica a la explotación, de forma que son diseñados y construidos para tener una vida útil larga y duradera, merecen destacarse tres sistemas:   (Hebert, 2009, págs. 35-36) Desvíos de cauces.   Perforación de pozos de bombeo exteriores.    

Excavaciones de galerías de drenaje. 3.2.2   Desvíos de cauces: 3.2.2

Una de las primeras medidas a adoptar consiste en el desvío de los cauces que trascurren próximos o sobre áreas de la explotación y en la canalización de las aguas de escorrentía hasta su vertido en puntos alejados de la mina. Generalmente, las obras de desvió y canalización de los cauces principales están construidas por trincheras, zanjas o canaletas abiertos en superficie, estando revestidos o no según sean las condiciones de circulación. Cuando la topografía no permite este tipo de construcciones puede adoptarse la solución de túneles o galerías de drenaje, aunque dado su alto costo y tiempo de realización, no son tan frecuentes al menos en las explotaciones pequeñas o medianas, pero en las mayores. Cuando no es posible una canalización por gravedad puede recurrirse al bombeo de las aguas desde presas o zonas de embalse hasta los canales perimetrales, o bien a los antiguos huecos de otras explotaciones. (Hebert, 2009)

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3.2.3   Perforación de pozos de bombeo exteriores 3.2.3 Los pozos perimetrales y los dispuestos dentro de la explotación ha sido utilizados muy profusamente en múltiples proyectos mineros. Esta solución es viable cuando la permeabilidad es suficientemente alta y se basa en la perforación, alrededor del perímetro de la explotación, de una serie de pozos con una profundidad ligeramente superior a la de la explotación, para mantener el nivel freático por debajo del fondo de la explotación. Las principales ventajas radican en que el nivel freático de sufre un rebajamiento por debajo de los niveles de explotación o retroceso por detrás de los taludes y pisos de explotación, reduciendo los problemas de estabilidad, aguas en los barrenos de la voladura, posibilidad de empezar a utilizar explosivos más económicos etc. Lo que reduce enormemente los costos de explotación. Además, ni los pozos ni la infraestructura de conducción de aguas bombeadas interfieren en las labores de explotación. Al contrario de los pozos de bombeo que se perforan interiores a la explotación, estos permanentes y nunca se mueven de posición, no estando sometidos tampoco a los posibles daños derivados de las voladuras o del tráfico del trasporte. En minas de carbón profundas y en las explotaciones de contorno, se ha comprobado que las presiones del agua por debajo del fondo de las explotaciones pueden provocar deformaciones y elevaciones del mismo. La utilización de los pozos disipadores de presión, del tipo de los comúnmente usados para controlar la presión debajo de las presas es muy efectiva. Las profundidades alcanzadas por los sondeos de drenaje oscilan entre los 150 y 200 m, con diámetro que oscilan entre los 200 y 800 mm, dependiendo de los caudales, características de las bombas, necesidad de filtro, etc. Correspondiendo el menor diámetro a los casos más favorables y el mayor de los más desfavorables.  desfavorables. (Hebert, 2009, pág. 35) Entre las principales ventajas de esta solución están:  

El nivel freático sufre un rebajamiento o retroceso por detrás de los túneles y pisos de explotación, reduciendo los problemas de estabilidad, agua en los barrenos de la voladura, etc.

 

No interfieren a las labores de explotación como sucede con los pozos de bombeo interiores.

 

No están sometidos a los posibles daños derivados de las voladuras o del tráfico de trasporte.

 

Su mayor coste de instalación en terrenos poco consolidados será frecuentemente compensado por los mayores caudales de bombeo y mayores radios de influencia del nivel freático deprimido. 13

 

 

 

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Una vez determinadas aquellos parámetros hidrológicos característicos de los acuíferos como la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento, se procede a definir:  

El número de pozos o sondeos que han de ponerse en explotación.

 

Las depresiones que se conseguirán en los pozos po zos de bombeo.

 

Los tipos de bombas y tuberías y las profundidades de instalación.

3.2.4   Excavaciones de galerías de drenaje. 3.2.4 Se trata de un sistema muy efectivo, pero de gran coste económico. Su utilización es vviable iable tanto para el drenaje de cortas como para el caso c aso de túneles de gran altura y en situaciones realmente crítica y problemática, en donde no funcionan otros tipos de sistemas de drenaje. Es una técnica poco frecuente en pequeñas minas, pero bastante extendida en grandes explotaciones mineras a cielo abierto con importantes problemas de agua. C0onsiste en la apertura de labores de avances en galerías en el interior de, macizo que se desea drenar, normalmente con disposición paralela al talud, por debajo de la posible superficie de la explotación y a bastante distancia de la superficie del mismo.  mismo. (Hebert, 2009, pág. 36) Sus principales ventajas radican en:  

Gran capacidad de drenante: su gran sección trasversal tr asversal permite una favorable conexión hidráulica con el medio saturado a drenar.

 

Son apropiadas para actuaciones diseñadas a largo plazo: el drenaje se produce por gravedad y sin necesidad de impulsión mecánica. mecánic a.

 

Menores servidumbre por desgaste y por labores de mantenimiento y reposición de componentes y equipos.

 

No interfieren en operaciones mineras en superficie, al estar construidas a gran profundidad y con bocas en entradas laterales.

 

La particularidad de su emplazamiento profundo hace que también presenten ventajas respecto a otros sistemas de drenaje en explotaciones mineras ubicadas en zonas de climatología muy extremas.

 

Suelen ser muy eficaces en materiales con mayor permeabilidad en sentido vertical que en horizontal, como es el caso de los macizos rocosos con c on predominancia de diaclasado vertical.

 

Suelen ser igualmente muy efectivas si se construyen por debajo de superficies de inestabilidad y se complementan con la instalación de taladros desde la galería y hacia la dirección de la posible superficie de deslizamiento. 14

 

 

 

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Por el contrario, también presenta algunos inconvenientes, entre los que podemos destacar:  

Menor eficacia en formaciones con permeabilidad horizontal superior a la vertical, requiriéndose la perforación de drenes verticales que faciliten y aumenten el drenaje vertical.

 

Menor eficacia en formaciones heterogéneas y con frecuentes variaciones espaciales de permeabilidad, así como en macizo rocosos con una separación entre las discontinuidades. En estos casos, deben instalarse también drenajes complementarios cuyas direcciones deben ser lo más perpendiculares posibles a las de las discontinuidades existentes.

3.3   Métodos interiores a la explotación: 3.3 Los sistemas de desagüe interiores se implantan cuando tanto las aguas de escorrentía superficial como las aguas subterráneas, no pueden ser interceptadas y controlables eficientemente por los sistemas exteriores, o cuando es necesario dirigir las aguas fuera de la explotación. Los tipos de desagüe interior más comunes son:  

Inclinación de las bermas y el fondo de corta.

 

Construcción de sistemas de zanjas y cunetas

 

Construcción de zanjas con relleno drenante

 

Construcción de balsas y pozos colectores co lectores

 

Perforación de sondeos horizontales

 

Perforación de pozos interiores de bombeo

 

Inundaciones locales

 

Sondeos superficiales 3.3.1   Inclinación 3.3.1

de las Bermas y Fondo De Corta

En aquellas minas de montaña o ladera con un desagüe natural, es frecuente dar al fondo de la explotación y a los pisos de las bermas una ligera pendiente del 1  – 2 % para conducir el agua a unos lugares apropiados y evitar que permanezca en la explotación. También en los otros tipos de explotación el diseño de bermas y fondos con una ligera pendiente puede favorecer la recogida de aguas para acumularla en el último banco o fondo de corta durante el periodo de lluvias y servir posteriormente como almacén para las aguas de riego. 3.3.2   Construcción de Zanjas y Cunetas 3.3.2 Como complemento y para canalizar las aguas y dirigirlas en una dirección específica, puede instalarse un sistema de zanjas y colectores. Las zanjas interiores abiertas en la parte interior de

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las bermas a modo de cunetas, deberán impermeabilizarse con el fin de evitar la infiltración y, por tanto, la recarga de los macizos. 3.3.3   Zanjas Con Relleno Drenante 3.3.3 En ocasiones las zanjas excavadas pueden rellenarse con materiales granulares drenantes y ser cubiertas para permitir la circulación de vehículos de transporte sobre ellas. Existen dos tipos principales de zanjas con relleno drenante:   Zanjas de talud: talud: construidas siguiendo la línea de máxima pendiente del talud, son muy



eficaces en los casos en los que se presentan estratos duros y blandos alternantes, de escaso espesor y dispuestos de forma paralela al talud.   Zanjas horizontales: construidas horizontales: construidas paralelas al talud y al pie del mismo. Suelen ser muy



eficaces en el caso de estratos horizontales y de diferente permeabilidad, siempre y cuando las zanjas alcancen un estrato permeable 3.3.4   Balsas O Pozos Colectores 3.3.4 Sus dimensiones dependerán de la capacidad deseada y tamaño del equipo de bombeo. Es práctica común en muchas minas aprovechar la apertura de un nuevo banco, por debajo del último en operación, como balsa o foso colector. En lo que respecta al equipo de bombeo, se tiene la precaución de situarlo sobre la parte más profunda con el fin de evitar, en lo posible, el bombeo de los lodos y materiales de suspensión. Los equipos de bombeo más empleados son las bombas sumergibles y las centrífugas. Estas últimas se montan sobre plataformas flotantes, o en una balsa en la orilla. Las tuberías suelen ser flexibles o mangueras de acoplamientos rápidos, pues la mayoría de las instalaciones tienen un carácter temporal

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3.3.5   Perforación De Sondeos Horizontales 3.3.5 El método de los barrenos horizontales es ampliamente utilizado en minería. Aunque se le aplique el calificativo de horizontales, lo usual es que tengan de 2 a 5° de inclinación en dirección a la boca, con el fin de facilitar la descarga del agua por gravedad. Los diámetros más frecuentes oscilan entre los 6 y 15 cm, llegando en ocasiones a ser muy superiores. Con respecto a la longitud, es fácil la instalación de drenes horizontales de entre 10 y 15 m. Longitudes mayores no suelen ser requeridas. Para reducir los costes de instalación e infraestructura, se pueden perforar desde un mismo emplazamiento de 4 a 6 drenes en abanico.

Figura 03 

Durante una operación a largo plazo, el drén debe ser limpiado de vez en cuando. La cantidad de agua que sale del drén no es un indicador adecuado acerca de su efectividad, debido a la facilidad de obstrucción. Por ello, deben tenerse instalados piezómetros para monitorizar las variaciones de las presiones piezométricas.

Figura: 04

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Este sistema presenta las siguientes ventajas:  

Facilidad, sencillez y rapidez de instalación si se dispone de perforadoras adecuadas.

 

Son fijos y sin ninguna parte móvil.

 

Produce el drenaje por gravedad y no requiere energía.

 

Es un sistema flexible y fácil de adaptación a las condiciones geológicas que vayan apareciendo.

 

Tiene una gran duración y es más barato que otros sistemas.

 

Requieren escaso mantenimiento.

Los principales inconvenientes son:  

Presentan un área de influencia y de efectividad relativamente limitada y, en cualquier caso, siempre menor que la de otros sistemas de drenaje profundo.

 

Su perforación debe ser posterior a la de la construcción del talud, por lo que no pueden aplicarse con carácter anticipativo en el espacio y en el tiempo a la finalización de los taludes.

 

La intensidad de drenaje es limitada.

 

Son escasamente eficaces en taludes de gran altura, resultando totalmente antieconómicos en taludes con alturas superiores a los 100 m, en cuyos casos deben instalarse desde bermas intermedias y en combinación con otros métodos de drenaje profundo.

3.3.6   Pozos O Sondeos De Bombeo 3.3.6 Se perforan desde la superficie superior del talud o desde el mismo talud y extraen el agua mediante bombeo con bombas sumergibles emplazadas en la parte inferior de los pozos y consiguen el rebajamiento del nivel freático en las proximidades del talud Por el contrario, las desventajas que presenta son que el nivel freático no puede ser deprimido con intensidad por detrás de los taludes existentes. Las bombas y tuberías están expuestas a posibles daños originados por los equipos de operación y proyecciones de las voladuras, y su instalación pueden interferir a las operaciones mineras obligando a cambiar frecuentemente su ubicación, además de lo señalado, presenta como principales ventajas las siguientes:

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 

Puede instalarse con anterioridad a la construcción del talud y garantiza su seguridad durante toda la fase constructiva.

 

Pueden utilizarse como pozos de drenaje verticales los mismos sondeos de investigación que se hayan construido en la zona, siempre y cuando dispongan del diámetro de entubación suficiente.

 

Su área o zona de influencia y efectividad es mucho más am amplia plia que la que se consigue con los drenes horizontales, pudiendo conseguirse con dicho sistema, y en el caso de terrenos con permeabilidades altas, el drenaje completo del talud en cuestión.

Otros inconvenientes del sistema son:  

Presentan una longitud y unos diámetros constructivos importantes (entre 100 y 300 m, y entre 300 y 500 mm, respectivamente)

 

Requieren

el

adecuado

mantenimiento

continuado.  

Sus características constructivas, sus equipos de bombeo y el consumo de energía que necesita para la extracción del agua, hace que su coste de instalación y de utilización sea mucho mayor que el de los drenes horizontales.

Figura: 05

19

 

 

 

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3.3.7   Inundaciones locales: 3.3.7 Las aguas que producen inundaciones locales encharcando los lo s fondos de corta y pistas de acceso son origen de numerosos problemas en los cables de alimentación, motores eléctricos de los volquetes, abrasión en neumáticos y trenes de rodaje, etc. etc . En estas circunstancias, debe disponerse de bombas portátiles accionadas por un motor de gasolina o diésel y tuberías flexibles para bombear esos pequeños volúmenes de agua hasta las zanjas o balsas colectoras. La principal ventaja de estos equipos es que son portátiles y pueden instalarse y poner en operación rápidamente 3.3.8   Sondeo superficial 3.3.8 Estos sondeos son normalmente utilizados para facilitar la perforación y voladura de una zona o el drenaje de un banco o área puntual que va a ser excavado. Estos pozos se realizan con los propios equipos empleados en la perforación de las voladuras y suelen tener unas profundidades equivalentes a uno o dos bancos. El ciclo de desagüe comienza descendiendo la bomba al fondo del barreno para lo cual se dispone de una polea en el extremo de un brazo. Una vez finalizado el desagüe, el operador percibe una señal, procediendo seguidamente a la elevación del conjunto. 3.4   Criterios hidrológicos para dimensionamiento 3.4 Un sistema de drenaje debe ser capaz de funcionar satisfactoriamente todo el año, o sea, particularmente durante lluvias intensas. Para el dimensionamiento del sistema es necesario conocer el caudal afluente, particularmente en el caso de las cuencas c uencas de decantación. Ese caudal puede ser calculado a través de la fórmula racional, r acional, multiplicándose el total de agua precipitada en la cuenca de drenaje por el coeficiente de descarga; la cantidad de agua precipitada, preci pitada, a su vez, puede ser asumida como el producto de la intensidad pluviométrica (en milímetros de llluvia luvia por unidad de tiempo) por el área de drenaje.  drenaje. (Sánchez, 1995, pág. 257) 3.5   Dimensionamiento de canaletas 3.5 Las canaletas de drenaje deben transportar las aguas a una velocidad suficiente para que los sedimentos no se depositen en ellas. En general, pueden ser de tres tipos en cuanto a su sección transversal: circulares, triangulares y trapezoidales y pueden o no estar revestidas.   (Sánchez, 1995, pág. 258)

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3.6   Dimensionamiento de cuencas de decantación: 3.6 La función de una cuenca c uenca de decantación es promover la sedimentación de las partículas sólidas transportadas por las aguas de drenaje antes de verterlas al cuerpo receptor. Las partículas más gruesas decantarán más rápidamente que las partículas finas, de modo que la cuenca debe ser dimensionada en función de la granulometría del material trasportado.:  trasportado.:   (Sánchez, 1995, pág. 259) IV. IV.  

DEWATERING EN URDERGROUND

4.1. AGUAS SUBTERRÁNEAS Es el término usado para denotar toda el agua que se encuentra abajo de la superficie del terreno, el cual se almacena en los poros entre los granos minerales, en fracturas, o en estructuras cársticas del macizo rocoso. Esta agua es generalmente proveniente de la precipitación o por derretimiento de nieve que se infiltra a través del suelo hasta almacenarse en unidades rocosas subyacentes. (Ninaya De La Cruz, 2015, pág. 10 ) “El contorno entre la zona saturada y la zona no -saturada, donde la presión de poros es cero (p

= 0), relativa a la presión atmosférica, es denominada de superficie freática, también conocida como nivel de superficie de aguas subterráneas” (Atkinson, 2001). Los materiales que se encuentran abajo de esta superficie determinan el comportamiento del flujo, pudiendo subdividirse en dos grupos: materiales de alta conductividad (tales como rocas fracturadas, gravas y arenas) que permiten un drenaje bastante rápido, y por otro lado, materiales de baja conductividad (tales como arcillas y limos). (pág. 10 ) 4.2 FUENTES DE AGUA EN MINAS MI NAS SUBTERRÁNEAS Según (Scridb, 2014, pág. 1) : Las fuentes de agua encontradas en minería subterránea son: - Entrada de aguas superfi superficiales ciales mediante conductos naturales (geol (geológicos), ógicos), aperturas mineras y la perforación. - Entrada de aguas subterráneas mediante permeabilidad natural de la roca y desde la permeabilidad secundaria (fractura). - Aguas de servicio de minas, tales como las aguas usadas para perforación y el rocío para control de polvos. - Drenaje desde el hydraulic backfill (Relleno Hidráulico)

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4.3 ENTRADAS REPENTINAS DE AGUA Según (Scridb, 2014, pág. 1), estas son: -  Fuertes eventos de lluvia a través de aberturas mineras o por medios de la superficie de subsidencia y zonas de hundimiento. - Conexiones no planificadas a playas, lagos ríos, pantanos, depósitos de arcilla, etc. - Conexiones a bolsas de agua tales como cavernas en rocas carbonatadas y conductos de fallas - Agua magmática, si la extracción es cercana a calderas volcánicas - Conexiones a minas adyacentes inundadas. 4.4. IMPACTO DEL AGUA SOBRE LAS OPERACIONES  4.4. OPERACIONES  El agua en las labores subterráneas puede ser beneficiosa, así como también perjudicial. Dentro de los beneficios tenemos de control de los polvos de perforación y durante el transporte de la roca, también sirve como transporte del relleno hidráulico y como transporte de mineral. Así lo afirma (Scridb, 2014) en su investigación: “La presencia de agua en minas subterráneas impacta virtualmente todas las

operaciones y actividades. Su principal efecto beneficioso está en el control de  polvos en la perforación y durante el transporte de roca. También sirve como un medio de transporte para relleno metido hidráulicamente, y a veces como medio de transporte de mineral.”  (pág. 1)  1) 

Según (Scridb, 2014, pág. 1) los efectos negativos del agua son los siguientes: -  Aumento de la transferencia de calor desde la roca en minas de mayor temperatura. - Congelamiento en minas de bajas temperaturas. - Aumento de la humedad, causando menores condiciones de trabajo confortables y reduciendo la productividad laboral. - Reduce la estabilidad del terreno debido a la presión de agua. - Corrosión de la planta, equipos y los elementos de soporte. - Requerimiento de explosivos más caros. - Derrame desde camiones y maquinas transportadoras. - Agua y barros precipitan desde los ore passes y otras fuentes.

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- Erosión de los caminos, particularmente de las rampas. - La necesidad de especial precaución para la extracción en la presencia de agua bajo presión. - Aumento del consumo de energía para el bombeo y ventilación. 4.5 CONTROL DE AGUAS DE SUPERFICIE  Según (Scridb, 2014, 3) las siguientes medidas pueden contribuir a la administración de afluencias a una minapág. subterránea:  subterránea:   - Las bocas de piques y los portales de rampas pueden se construidos sobre terreno elevado o rodeado por terraplenes de tierra o rocas. Los terraplenes deberían tener un nivel uniforme sin puntos bajos que puedan llevar a fallas. - Los terraplenes superficiales no deberían impedir intencionalmente o desviar la corriente natural y afluencias “sheet”.

- Los piques deberían ser pre grouteados y forrado impermeablemente. - Los ríos pueden ser desviados, los lagos y pantanos drenados, y las corrientes despejadas y enderezadas para reducir la afluencia y recarga directa. - Las entradas (incluyendo los lechos de la corriente) pueden ser cubiertos con arcilla laminada o concreto. - El agua puede ser interceptada en pozos superficiales o captada en las bateas en los piques. 4.6. DRENAJE DE AGUA SUBTERRÁNEA Según (Scridb, 2014, pág. 6) en algunos casos, haciendo aberturas iniciales en terreno compactado para drenar conductos o masas de roca húmeda tiene ventajas, pero el procedimiento puede ser complicado por una o más de las siguientes condiciones: - Agua a alta presión, agua caliente, o gas disuelto. - Terreno débil, inestable en contacto con un flujo de agua bajo presiones altas. - Barro y arena causando o incrementando la erosión. - Incierta ubicación de terreno o conductos húmedos. - Incierta razón de afluencia. Para indicar la ubicación de aguas, presión y quizás algo de la razón de flujo, tiros pilotos usualmente son perforados delante de las aberturas desarrolladas. Perforación cover, el cual es perforado en avance y por los lados de la frente con múltiples tiros, puede ser necesario para la seguridad. (Scridb, 2014, pág. 6) 23

 

 

 

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Tapping puede ser logrado desarrollando una abertura en la fuente de agua. Donde el agua se de en pequeños conductos en una roca fuerte, suficiente para resistir la erosión, la frente puede ser continuada hasta que la afluencia deseada es obtenida. Si el agua es llevada por un conducto limpio bien definido, esto todavía puede ser una buena propuesta, pero la perforación y tronadura del último round es difícil, y, a menos que una puerta de presión sea construida, solo la fricción en el conducto y en la frente contienen la afluencia. (pág. 6) 4.7. DRENAJES SUBTERRÁNEOS Según (Angulo, 2016, pág. 1); son aquellos elementos subterráneos que tiene por objeto disminuir las presiones de poro o de impedir que estas aumenten. La calidad de agua recolectada por un sistema de subdrenaje depende de la permeabilidad de los suelos o rocas y de los gradientes hidráulicos. Es un gran auxiliar para eliminar humedad que inevitablemente ha llegado a la superficie, evita que provoque asentamientos o deslizamientos de material. 4.8. MÉTODOS DE DRENAJE SUBTERRÁNEO (Ayala, 2015, pág. 23) Los sistemas de desagüe subterráneo se impleme implementan ntan cuando tanto como las aguas subterráneas no pueden ser interceptadas y controlables eficientemente por los sistemas exteriores, o cuando es necesario dirigir las aguas fuera de la explotación. Los tipos más comunes de desagüe subterráneos son: - 

Inclinación de bermas y/o el fondo del Pit.

- 

Construcción de sistemas de zanjas y cunetas.

- 

Construcción de zanjas con relleno drenante.

- 

Construcción de balsas y pozos colectores co lectores

- 

Perforación de sondeos horizontales.

- 

Perforación de pozos interiores de bombeo.

-  - 

Inundaciones locales. Sondeos superficiales.

4.8.1. BOMBEO Y DESAGÜE EN MINAS SUBTERRÁNEAS  SUBTERRÁNEAS  La capacidad de bombeo requerida en las minas subterráneas varía considerablemente. En algunas minas, debe depurarse el agua usada y ser reciclada para atender las necesidades operativas del resto de las instalaciones y reducir los costos. En otras, por el contrario, se han de bombear millones de litros de agua de agua cada día de cada año, es indudable que el tamaño e infraestructura de mina va a ser un factor muy a tener en cuenta, y desde luego los grandes avances que han ido apareciendo para esta actividad. (Pizarro, 2009, pág. 7) El agua que tiene que ser extraída de las minas no es H2O pura, contiene tanto: 24

 

 

 

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- 

Partículas sólidas, entre las que se incluyen finos procedentes de la perforación, grandes partículas abrasivas y varios tipos ti pos de lodos que pueden resultar dañinos para los equipos que se utilicen para su extracción.

- 

Productos químicos, que se encuentran disueltos en el agua de mina, estos productos producen un agua altamente corrosiva que igualmente pueden afectar gravemente a los equipos de bombeo. (pág. 7)

El diseño de la red de bombeo o desagüe de una mina subterránea, va a ser variable con el transcurso del tiempo, ya que el diseño de una explotación en origen va a ser muy definido, pero con el paso del tiempo y con la ampliación del tiempo y con la ampliación del campo de explotación, esta red tendrá que variar ya que comenzará a variar tanto la longitud de las galerías como la profundización, por lo tanto en cada planta habrá un deposito general, y de este en un momento dado será desde donde se bombeará bombeará al exterior, pero puede ser que co con n el paso del tiempo pueda dejarse de de bombear al exterior exterior a otro principal y si este se sitúa sitúa a una cota inferior solo por una conducción por gravedad pase el agua del uno al otro. (pág. 7) 4.8.1.1. TIPOS DE BOMBEO DESAGÜE PRINCIPAL La recogida y extracción de las aguas constituye la instalación de desagüe propiamente dicha, en términos generales el agua se recoge en las galerías, en cunetas practicadas a piso en la base de uno de los hastiales que conforman la galería, lo normal es que vayan hormigonadas y con una pendiente mínima de 1 por 1000, y dirigida esa pendiente hacia unas galerías colectoras que normalmente están situadas unos 4 metros por por debajo del piso de la llamada sala d dee bombas, incluso se puede recoger el bombeo de otras o tras zonas de la mina y se co conduce nduce esta agua ese nivel más bajo de bombeo general. (pág. 7) En régimen general debe de haber dos galerías, una en funcionamiento y otra en funcionamiento y otra en limpieza y reserva, sabiendo que una de las funciones que cumplen estas galerias es la de servir de decantación para el agua que llega; estas se disponen simétricas con relación a la sala de boombas y se comunican con ellas por pocillos verticales por los que baja la tubería de aspiración, que termina en la alcachofa rodeada de uuna envoltura de tela metálica para evitar la entrada de elementos que puedan fastidiar la bomba. (Pizarro, 2009, 20 09, pág. 8) Las salas de bombas son galerías ensanchadas y revestidas de hormigón, deben tener un puente grúa para mover las piezas pesadas con la mayor facilidad posible, y sobre todo deben estar bien 25

 

 

 

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ventiladas, ya que los motores que alimentan dichas bombas desprenden mucho calor, lo normal es que se construyan en zonas muy cercanas a los pozos o planos de bajada a la mina, para utilizar la ventilación limpia que entra del exterior y también para la colocación de la tubería de salida al exterior. (pág. 8) Las bombas principales de desagüe prácticamente todas son centrífugas y alimentadas con motores eléctricos, son bombas de varios rodetes o pisos de presión, cada rodete equivale a 70 o 150 metros de altura de agua, por lo tanto, para el cálculo de la bomba a colocar en el desagüe principal de la mina habrá que conocer el caudal de aporte, la altura a la que haya que subir el agua al exterior y las pérdidas de carga. (pág. 8) DESAGÜE SECUNDARIO O AUXILIAR Este se utiliza para evitar el agua a galerías colectoras principalmente, aunque en algunos casos según el nivel que se realiza lo hacen directamente al exterior, este es muy variable tanto en caudal como la ubicación, por lo tanto, las dimensiones de estos depósitos van a ser muy variables y no con tanto detalle en su construcción como los anteriormente descritos, e igualmente el tipo de bombas utilizadas serán muy amplio dentro de las que existen en el mercado dependiendo de la cantidad de agua a desaguar. (Pizarro, 2009, pág. 9) A continuación, vamos a ver una serie de posibilidades y soluciones que se puedan dar, o casos: - 

Bombeo por etapas con bombas pequeñas, que normalmente son sumergibles, y que se utilizan para mantener el agua fuera de los frentes de trabajo y para el transporte a estaciones de bombeo secundarias o principales.

- 

Bombeo entre niveles, se emplean bombas sumergibles para el bombeo entre uno a varios niveles, a la estación de bombeo principal más cercana, puede darse el caso que según a la profundidad que esté situada se bombee directamente al exterior.

- 

Drenaje de pozos y lugares de trabajo por cuestiones de trabajo y mantenimiento, no se construyen estaciones de bombeo complicadas tanto en los fondos de pozos y planos, como en otro tipo de labores, se constituyen unas estaciones de bombeo que pueden funcionar sin recibir atención durante periodos de tiempos más largos que en el ccaso aso de instalaciones fácilmente accesibles. La capacidad de bombeo requerida varía según las circunstancias, debido a que el lodo se acumula en el fondo sin drenaje natural, es por lo que se utilizan bombas especialmente construidas para trabajar con este material. (pág. 9)

-  26

 

 

 

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4.9. ZANJAS DRENANTES Son zanjas rellenas de material drenante y aisladas de aguas superficiales, en el fondo de las cuales generalmente se dispone de tubería drenante. Las zanjas Drenantes se proyectarán para proteger las capas de firme y la explanada de la infiltración horizontal, para evacuar parte del agua que pudiera haber penetrado por infiltración vertical, así como para rebajar niveles freáticos y drenar localmente taludes de desmonte o cimientos de rellenos. (pág. 1) 4.10. PANTALLAS DRENANTES Estos elementos son bastantes más profundas que anchas, su anchura no suele superar los veinticinco centímetros que se dispone normalmente en el borde de capas de firme o explanada, cuyo interior se dispone un filtro geotextil, un alma drenante y generalmente, un dispositivo colector en la parte inferior. Se distinguen dos tipos de pantallas, dependiendo de cual sea el alma drenante proyectada: - 

In situ, en las que suele ser material granular.

- 

Prefabricadas, en las que el alma drenante se elabora en un proceso industrial. (pág. 1)

Las pantallas Drenantes requieren una ocupación de espacio en planta comparativamente menor que otras soluciones que procuran objetivos similares, presentan condiciones de limpieza más estrictos. En el proyecto se deberá de justificar de manera expresa la adecuación de esta solución a la problemática planteada, así como las características y ubicación de las pantallas drenantes, contemplando de modo expreso sus necesidades de limpieza y conservación preinscribiendo, salvo justificación en contra, que su parte superior sea impermeable. Estas pueden disponerse en contacto con las capas de firme o muy próximas a ellas. Las pantallas de drenajes constan de tres elementos básicos: (Angulo, 2016, pág. 2)   1. Filtro sobre la superficie del talud. Este filtro puede ser material granular o geotextil con material grueso, el cual se coloca cubriendo toda el área de exfiltraciones. Este filtro debe cumplir las especificaciones indicadas para filtros en subdrenes de zanjas. (pág. 2)

2.  2.  Estructura de contención o retención. Esta estructura tiene por objeto mantener en su sitio el filtro y ayudar a la contención de la masa de suelo sobre la cual actúa el gradiente hidráulico, al aflorar el agua. La estructura de contención puede ser un muro en gaviones, enrocado, muro criba, etc. (pág. 2)

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3.  3.  Subdren colector Este Subdren se coloca en el pie del talud para recoger el agua captada por la planta y conducida a un sitio seguro. (pág. 2) 4.11 TUBERÍA DRENANTE E s una tubería perforada, ranurada, etc., que normalmente estará rodeada de un relleno de material drenante o un geotextil, y que colocada convenientemente permite la captación de aguas freáticas o de infiltración. El diámetro interior mínimo de los tubos será de 150 mm, salvo justificación en contra del proyecto efectuada teniendo en cuenta las necesidades de limpieza y conservación del sistema. (Angulo, 2016, pág. 3) 4.12 COLCHONES DRENANTES  DRENANTES  Generalmente consisten en una capa de material grueso permeable de 20 a 50 centímetros de espesor envueltos por dos mantos de geotextil, en ocasiones se colocan mangueras o tuberías perforadas para la recolección del agua captada por el colchón de drenaje. (Angulo, 2016, pág. 5)

4.13 TRINCHERAS ESTABILIZADORAS Son zanjas profundas y anchas construidas generalmente, con maquinaria pesada, en su fondo y paredes llevan un colchón de filtro, un dren interceptor o un sistema de drenes tipo espina de pescado. La zanja posteriormente se rellena con enrocado o con material común de acuerdo a las necesidades específicas del caso. Generalmente, la trinchera se excava a profundidades superiores a las de la superficie de falla. (pág. 5)

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4.14 REDUCCIÓN DE CAUDALES (Ayala, 2015, pág. 29) Los métodos para reducir los caudales de agua incluyen: 1)  1)  Desvío e intercepción de causes próximos que puedan actuar como fuente de recarga de los acuíferos que inciden sobre la explotación. 2)  2)  Desaguado previo a la explotación minera de los macizos de interés. 3)  Minimización de las entradas de agua por medio de una adecuada localización de piques en mina y de drenaje, la explotación de abajo hacia arriba o acudiendo a una lixiviación in-situ all´8i donde sea posible. 4)  4)  Desarrollo de pantallas impermeables alrededor de los piques de mina de ventilación, etc. 5)  5)  Reducción de la permeabilidad de los macizos rocosos. 6)  6)  Protección de las zonas de trabajo frente a inundaciones 7)  7)  Sobredimensionamiento delos sistemas de bombeo y drenaje. 5. BOMBAS 5.1 BOMBAS CENTRIFUGAS  Son máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los elementos que lo conforman son:  

Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en la brida de aspiración.

 

El impulsor o rodete, formado por una serie de alabes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de la bomba.

 

Tubería de impulsión, la finalidad de las volutas es la de recoger el líquido a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba.

La voluta es también un trasformador de energía, ya que disminuye la velocidad (transforma parte de la energía dinámica creada en el rodete en energía de presión), aumentando la presión del líquido a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta. (Ayala, 2015, pág. 36)

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5.2 BOMBAS SUMERGIBLES Diseñados para servicios industriales, municipales, marinos y agrícolas agrí colas Capacidad hasta de 1,500 GPM.   Cabeza a 3500 pies (1070m)



  Temperatura a 120º 120º F  F 



PSIG     Presiones hasta de 275 PSIG



Características de diseño. Glass.    Tazones de hierro fundido bridados revestidos de Vitra Glass. 



operativos.     Altas eficiencias garantizan menores costos operativos. 



  Impulsores cerrados de bronce y otros materiales m ateriales



  Anillos de desgaste disponibles para impulsor y/ o tazón



  Cabezales de descarga de varias configuraciones  configuraciones  



  Construcciones disponibles para operar altos contenidos de arena  arena 



Acero   inoxidable 316SS para   Aleaciones especiales como Níquel-Aluminio-Bronce y Acero 



líquidos corrosivos.  corrosivos.   



Motor encapsulado o re-bobínale especial para aplicaciones sumergibles y de diámetro reducidos para ingreso en pozos.  pozos. 

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  Motor encapsulado o re-bobinable especial para aplicaciones sumergibles y de



diámetros reducidos para ingreso en pozos. SERVICOS Y APLICACIONES pozos    Bombeo de pozos 



 



Sistemas Booster  Booster    Agua de mar



re-bombeo    Equipos de re-bombeo 



5.3 FERRER since 1916 La empresa sigue apostando por las nuevas tecnologías y la innovación mediante el desarrollo de nuevos sistemas de control de aguas subterráneas y superficiales, que permitirán incrementar la calidad del servicio y mejorar la eficiencia. Ferrer proyecta su visión en ser empresa de referencia en el control integral del agua subterránea ( Dewatering Dewatering)) y superficial (Unwatering Unwatering). ). Ferrer se impone estándares de servicios de calidad y medioambientalistas. Tiene como objetivo social el análisis y evaluación cuantitativa de los diversos sistemas de control para la hidrología. Tiene como valores principales:

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El respeto al medio ambiente planteando soluciones sostenibles y que minimice el impacto de los proyectos en el que participa. Certificados de calidad, que acrediten la distinción de sus servicios como ISO 9001 y ISO 14001. 140 01. 5.3.1 Control integral del agua subterránea s ubterránea y superficial en obras de ingeniería Sistema de pozos de baja capacidad (Low ( Low Capacity Wells - LCW) LCW) Sistema de control empleado esencialmente cuando se requieren descensos de nivel piezométrico superiores a 5 metros, principalmente en excavaciones en las que la red de flujo subterráneo es condicionada por la existencia de barreras verticales, tales como tablestaca, pantallas, etc y especialmente donde los suelos presenten de baja a moderada permeabilidad.

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5.3.2 Sistema de pozos de Alta capacidad (High ( High Capacity Wells – HCW  HCW)) Sistema de control empleado esencialmente cuando se requieren descensos de nivel piezométrico superiores a 5 metros, principalmente en excavaciones en las que la red de flujo subterráneo es condicionada por la existencia de barreras verticales, tales como tablestaca, pantallas ... etc., y especialmente donde los suelos presenten alta o muy alta permeabilidad.

5.3.3 Sistema de Bombeo Asistido por Vacío (Wellpoint ( Wellpoint – WP  WP)) El sistema de bombeo asistido por generación de vacío se encentra integrado por un conjunto de filtros hincados en el suelo generalmente instalados en el perímetro de la excavación, unidos a un colector mediante latiguillos flexibles. Este colector se encuentra conectado a la aspiración de una bomba.  bomba. 

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Es un método eficiente en suelos granulares saturados de moderada permeabilidad, tales como arenas o arenas limosas, de densidad media a baja y comportamiento no plástico. Es aplicable en otros tipos de suelos de menor permeabilidad (limos, limos arcillosos).

5.3.4 Sistema de Bombeo tipo Sumidero (Sump (Sump Pumping) Pumping) Por su concepto, es el sistema de control de agua subterránea de menor complejidad. Sus diseños básicos son de uso frecuente en excavaciones que requieren una reducción de nivel piezométrico de escasa consideración, por ejemplo, del entorno de 2 metros, en suelos de moderada a alta estabilidad.

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5.3.5 Sistema de Bombeo Superficial (Surface (Surface Pumping) Pumping) La necesidad de bombear aguas superficiales puede venir derivada de la necesidad que surja de un proyecto bajo planificación ordenada o de eventos de inundación, generalmente asociados a fenómenos meteorológicos, bien sean previsibles. Se realiza el estudio hidrológico correspondiente y en cualquier caso, un estudio hidráulico.Se analiza en detalla el capítulo de eficiencia energética (bombas e instalaciones), operatividad, portabilidad de las plataformas de bombeo, distribución y automatización de los procesos o ciclos de bombeo. (Ferrer since 1916, 2017)  2017)  

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6. DRANAJE ACIDO EN MINERIA Estos drenajes son tóxicos en diverso grado para el hombre, la fauna y la vegetación, contienen metales disueltos y constituyentes orgánicos solubles e insolubles, que generalmente proceden de labores mineras, procesos de concentración de minerales, presas de residuos y escombreras de mina. Los drenajes ácidos de mina además de un bajo pH contienen una gran cantidad de sólidos en suspensión con un alto contenido en sulfato y metales (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, Hg, Cd, Ni), del orden de varios cientos de miligramos por litro. Estos elementos en altas concentraciones son nocivos para la actividad biológica, contaminan los cursos de aguas y pueden llegar a causar daños a las estructuras construidas por el hombre. (Aduvire, 2010) Caracterización General  

pH bajo (valores de pH entre 5 y 1,5); asociado a una acidez crec creciente iente en el tiempo y una alcalinidad decreciente,

 

Concentraciones elevadas de sólidos disueltos totales (SDT); de sulfato (> 2.000 mg/L), de hierro y otros metales.

 

Color café rojizo ión Fe (III)

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 

Color azul verdoso Fe (II) Distintos colores (suspensión productos de reacciones de precipitación asociadas a los iones disueltos).

6.1. ETAPAS DEL DRANAJE ACIDO EN MINA  ETAPA 1. La oxidación de minerales sulfurosos libera hierro ferroso que bajo condiciones neutras se oxida químicamente y se transforma a hierro férrico que precipita como hidróxido y aporta acidez al medio. En esta etapa del proceso la velocidad de oxidación es baja en los dos mecanismos de generación ácida (directa e indirecta) y la formación de aguas ácidas por oxidación debida al aire y a las bacterias. ETAPA 2. El 2. El pH del microambiente mi croambiente a disminuido hasta un 4.5 por llo o que ocurre reacciones tanto químicas como bilógicas. Existen concentraciones elevadas de hierro ferroso y sulfato y pese a la acidez relativamente alta las concentraciones de metales en la solución suelen ser bajas. ETAPA 3. Las reacciones de oxidación catalizadas por bacterias aumentan se produce hierro ferroso que se oxida biológicamente, a hierro férrico el cual se convierte en la oxidante dominante reemplazando al oxígeno y el drenaje se vuelve aún más acido de lo normal.

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6.2. FACTORES QUE INFLUYEN IN FLUYEN EN EL PROCESO DE FORMACIÓN DE AGUAS ÁCIDAS La cantidad y calidad del drenaje ácido depende de las características fisicoquímicas de los materiales que entran en contacto con los flujos de agua. La movilización de los metales pesados y la clase de productos generados en las reacciones están controladas principalmente por la geoquímica de los residuos y el agua intersticial. Cuando baja el pH la cantidad de metales disueltos suele aumentar. Sin embargo, en determinadas condiciones químicas los metales también pueden movilizarse en pH neutros o alcalinos. Por tanto, durante la neutralización de efluentes con pH bajos se produce la precipitación de muchos de los metales solubles, pero el drenaje resultante sigue conteniendo metales residuales y productos de reacciones secundarias. El estado de las aguas ácidas puede cambiar con el tiempo, sobre todo si la capacidad de neutralización del medio se agota. (Martinez, 2015)

7. MECANISMOS INTERNACIONALES PARA REGULAR EL IMPACTO EN LAS AGUAS UTILIZADOS EN MINAS El objetivo de la revisión de mecanismos internacionales que regulan el impacto en las aguas subterráneas ocasionados por el drenaje de minas a cielo abierto, es como el Gobiernos de Perú, abordan la problemática de los cambios cuantitativos en los flujos subterráneos causados por las explotaciones mineras a cielo abierto. Cabe mencionar, que Perú no cuentan con normativas específicas para regular los impactos causados por el drenaje de rajos mineros en términos del descenso del nivel de los flujos subterráneos. La regulación de estos impactos se realiza a través de normativas del área ambiental y minera que se encuentran relacionadas a los impactos que causa la explotación de 38

 

 

 

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minas a cielo abierto. A continuación, se presentan las Leyes, Reglamentos y Códigos que se encuentran relacionados con la actividad de drenaje de rajos mineros en los países anteriormente nombrados. 7.1 Autoridad Competente  Competente    El Minem, a través de la Dirección General de Asuntos Ambientales Mineros (DGAAM): Es la autoridad ambiental, responsable de conducir el proceso de evaluación y aprobación de los estudios ambientales de las actividades de exploración minera, en lo correspondiente a los/las Titulares Mineros/as de la mediana y gran minería.  

El OEFA

Es el ente rector del Sinefa y se encarga de la evaluación, supervisión, fiscalización, control y sanción en materia ambiental de las l as actividades mineras de la mediana y gran minería, y de sus titulares, conforme lo establecido en la Ley N° 29325, Ley del Sistema Nacional de Evaluación y Fiscalización Ambiental y demás normas complementarias y modificatorias.  

El Senace (Servicio Nacional De Certificación Ambiental)

Es la Autoridad Competente para clasificar los proyectos de exploración minera, evaluar y aprobar los EIA de conformidad con el proceso de transferencia de funciones de la Ley N° 29968, Ley de Creación del Senace. 7.2   Instrumentos De Gestión Ambiental  7.2 Ambiental   

- 

Proyectos de exploración sujetos al SEIA

De conformidad con el Listado de Inclusión de Proyectos de Inversión Sujetos al SEIA(Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental), requieren gestionar una certificación ambiental antes del inicio de su ejecución:  ejecución: (El Peruano, 2018)  2018) 

A. A.   Proyectos de exploración minera de titulares de la mediana y gran minería, considerando sus componentes auxiliares y otros que requiera, que contemplen: más de veinte (20) plataformas de perforación y/o más de diez (10) hectáreas de área disturbada, o que se encuentren ubicados:  ubicados:    

A menos de cincuenta (50) metros de un cuerpo de agua, bofedal, canal de conducción, pozo de captación de aguas subterráneas, manantiales o puquiales.

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A menos de cien (100) metros de distancia en línea horizontal y perpendicular de la huella máxima de ocupación en invierno de un nevado o área glaciar.

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A menos de cien (100) metros de tierras de protección y/o bosques primarios. 39

 

 

 

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En Áreas Naturales Protegidas de administración nacional y/o sus zonas de amortiguamiento y/o áreas de conservación regional.

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En áreas al amparo de alguna regulación especial expresamente reconocidas por Ley.

B.  B.  Proyectos de exploración minera que consideran túneles de exploración explo ración o que busquen determinar la existencia de minerales radioactivos. - 

Los proyectos que no se encuentren señalados en el Listado de Inclusión de proyecto sujetos al SEIA deben contar con la aprobación de la FTA antes del inicio de sus actividades.  

Elaboración de Estudios Ambientales

La DIA (Declaración de Impacto Ambiental) es elaborada por personas naturales o jurídicas inscritas en el Registro Nacional de Consultoras Ambientales a cargo del Senace. En los Estudios Ambientales debe consignarse la lista de profesionales responsables de la elaboración del Estudio Ambiental, incluyendo el nombre completo, número de Documento Nacional de Identidad (DNI), especialidad, colegiatura y habilitación profesional.  

Guías Técnicas y Términos de Referencia  Referencia  

El Minem aprueba y mantiene actualizadas, mediante Resolución Ministerial en coordinación y previa opinión favorable del Minam, las Guías Técnicas para orientar al/a la Titular Minero/a la respecto del alcance y procedimientos que debe seguir o desarrollar para presentar los instrumentos de gestión ambiental para exploración minera. El Minem aprueba, mediante Resolución Ministerial en coordinación c oordinación y previa opinión favorable del Minam, los Términos de Referencia para proyectos con características comunes o similares para la elaboración de Estudios Ambientales de las actividades de exploración minera, que precisa los lineamientos e instrucciones para su elaboración

7.3 DECRETO SUPREMO 024_2016 SUBCAPITULO X DRENAJE Artículo 260.  260.  El diseño del sistema de de drenaje debe es estar tar sustentado en un estudio estudio detallado hidrogeológico e hidrológico y para su manejo se deberá cumplir con lo siguiente: (DS-024-2016EM)   EM)

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a)  a)  Las aguas de filtración. perforación, riego y relleno hidráulico utilizadas en labores subterráneas deben tener canales de drenaje o cunetas, de manera que tanto el piso de las galerías de transito como el de los frentes de trabajo se conserven razonablemente. b)  b)  Las cunetas de desagüe se construirán con preferencia cerca de uno de los límites laterales de las galerías y deberán constantemente limpias. c)  Cuando se tenga indicios de la cercanía de una masa de agua subterránea se deberá realizar un taladro piloto de por lo menos diez (10) metros de profundidad antes de avanzar con las labores de trabajo. d)  d)  En los piques cuyo fondo esté cubierto por agua, es obligatorio considerar: 1.  1.  En la parte baja de la dirección de la jaula, un espacio libre de acuerdo al diseño. 2.  2.  En la parte baja de la dirección del camino, un espacio libre de acuerdo al diseñod, conformado por tres (3) pisos, de los cuales el último piso deberá recibir el drenaje del agua y desechos del compartimiento de la jaula a fin de bombear y realizar la limpieza sin interrumpir el servicio. Artículo 261.261.- En las minas donde no exista drenaje por gravedad y que, además, la exagerada avenida de agua en determinados sectores haga presumir el peligro de inundaciones graves, se tomará las siguientes precauciones:

a)  a)  Se diseñará un sistema seguro de bombeo. b)  b)  La estación de bombeo se diseñará e instalará con capacidad excedente a la requerida para el normal flujo de agua y en equipos dobles o triples, en forma tal que el funcionamiento de cualquiera de dichos equipos baste para evacuar la totalidad de las aguas. c)  c)  Se construirá compuertas de presión en las inmediaciones de la estación de bombeo, en todas las vías de acceso peligroso y cerca de los lugares de donde emane el agua. d)  d)  Cada bomba debe ser provista de motor independiente, los cuales se conectarán con fuentes de energía de circuitos independientes, que puedan funcionar alternativamente; debiéndose, en lo posible, tener un equipo auxiliar de generación eléctrica. e)  e)  En las zonas en que puedan sobrevenir golpes de agua se colocará en lugares estratégicos diques o compuertas de presión capaces de evitar que el agua se extienda a otras zonas. 41

 

 

 

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f) f)   Las explotaciones mineras dispondrán de las instalaciones necesarias para captar la avenida de agua de, por lo menos, cuarenta y ocho (48) horas de flujo continuo. g)  g)  Disponer de un protocolo de respuestas a emergencias, el que debe ser incluido en el Plan de Preparación y Respuesta para Emergencias, de acuerdo a lo establecido en el artículo 148 del presente reglamento. VIII. CONCLUSIONES   A lo largo del informe estudiamos la importancia sobre los drenajes en minería, así como también el control de aguas acidas para no perjudicar el medio ambiente. Para este proceso tenemos que hacer un EIA y un ECA.  

El objetivo primordial en una explotación, es conseguir que las aguas que se encuentran en contacto con la mina, sean las mínimas posibles, en donde su impacto sobre las labores sea lo más controlable posible, donde el problema de drenaje en mina tiene dos aspectos; uno que es mantener en buen estado las condiciones condicio nes de trabajo y segundo es la gestión de interferencias de operación con la hidrósfera.

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Se concluye que una buena gestión incluye la implantación y operación de un sistema de drenaje adecuado a las condiciones de cada mina para de esta manera evitar la contaminación.

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El principal problema de drenaje minero es: captar, transportar y eliminar hacia el entorno (medio ambiente) flujos de agua y al hacerlo de tal manera que no ocasione daños, por lo tanto, el problema del agua requiere el adecuado enfoque y planteamiento, así como una correcta gestión.

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IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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