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Figura 14.2: Modelos conceptuales de Pits en Lagos (a) holomictic y (b) meromictic. Las flechas grandes indican estratos que circulan durante la rotación Fuente: Castendyk & Webster-Brown (2007)

La figura 14.2 muestra el modelo conceptual de los lagos holomictic y meromíctic (Castendyk & Webster-Brown 2007). Los lagos holomictic experimentan una rotación anual completa (la Figura 14.2a) y los lagos meromictic anualmente experimentan una rotación parcial (la Figura 14.2b). Los estratos de epilimnion y hypolimnio llegan a homogenizarse químicamente durante los eventos de rotación. Los estratos de Epilimnion están en condiciones continuas de oxidación así como haya disolución continua de oxígeno a través de la interfaz de aire - agua. El hypolimnion puede tener más baja concentración disuelta de oxígeno y potenciales redox antes de experimentar por la descomposición de las reacciones de materia orgánica y de oxidación. El tercer estrato en los lagos del meromictic, el monimolimnion, la cual no circula anualmente. Este estrato tiene la reducción de características y la disolución de sólidos totales altos (TDS). La rotación de un lago del meromictic podría dar como resultado impactos medioambientales agudos (Castendyk & Webster – Brown 2007).

En el 2006, Boehrer & Schultze resumieron las características de 20 estratificaciones de lagos en tajo abierto. La estratificación puede ser debida al enriquecimiento químico de estratos profundos resultando de reacciones de la geoquímica en las paredes del Pit, puede afluir agua salina alta y/o en el Pit inicial puede llenarse de agua salino. Lo último fue descrito por Fisher y Lawrence (2006) en la mina lsland Copper en la isla de Vancouver.

14.3.7.- Evaluación de riesgo ecológico En Nevada, cuando una mina está ubicada en tierras públicas bajo la dirección de la agencia de administración de tierras, hay requisitos específicos para la determinar riesgos ecológicos (ERA) para un lago de mina de tajo abierto (BLM 2004). La ERA sirve para realizar un análisis adicional cuando la predicción del agua de Pit químicamente identifica un potencial problema con el futuro lago artificial de Pit. Los factores a ser considerados en una ERA incluyen predicciones de los componentes del producto químico de agua del Pit, los valores de estándar de comparación de toxicidad para especies aéreos y terrestres receptoras del lugar, los posibles efectos en exposición para humanos, fauna silvestre terrestre o aves, el desarrollo potencial de un hábitat de la fauna silvestre o el hábitat acuático en el Lago del Pit y el uso potencial para recreación del lago del Pit. La caracterización de riesgo se basa en valoraciones de la exposición y sus efectos.

14.3.8.- La estabilidad de la Pared del Pit Las pendientes de inclinación del Pit son diseñadas para ser estables bajo condiciones de operación. Son típicamente optimizados para proveer suficiente estabilidad para las condiciones de trabajo seguras durante las operaciones. Las pendientes pueden deteriorarse como las operaciones procedan, pero la seguridad permanece la mayor preocupación. Una gran parte de este libro discute la estabilidad de la pendiente. Después del cierre, hay muchos cambios en condiciones del límite que influencian la estabilidad de la geotécnica de las paredes del Pit. Las presiones de poro cambian como la filtración o cesa las actividades de despresurización. Las nuevas superficies unidas pueden volverse a inundar y por consiguiente pueden cambiar la resistencia al corte de las superficies. La alteración (desgaste) de tensiones en las paredes del Pit puede dar como resultado cambios de resistencia al corte. El efecto global es que las paredes del Pit colapsen o puedan fallar con el paso del tiempo, el resultado sería un área de la superficie muy mayor y depositaria materiales mineralizados en el Pit, la cual es frecuente en un lago de Pit. La calidad de agua del Pit puede ser afectada si las superficies mineralizadas son altamente reactivas. En los casos extremos un colapso principal de la pared del Pit puede crear una ola en el lago del Pit. Donde el lago del Pit, la ola rebasa la cavidad y puede viajar corriente abajo del área de mina. Algunas minas (e.g. Brenda en British Columbia, Canadá) han construido un apoyo permeable a través de la conexión de salida para permitirle filtración permanente del rebalse del lago y contener la proyección máxima de la ola, originándose un fracaso de post-cierre.

La estabilidad geotécnica de la pared del Pit después del cierre es influenciado por: Tabla 14.4: Condiciones relacionadas de la hidrogeología para la estabilidad de un Tajo Abierto (Open pit) El Propósito del drenaje

condiciones durante la explotación minera

acciones posibles y condiciones en el cierre

Despresurización

Flujo bajo, reducción en la presión de poros para la estabilidad de la pendiente

Remoción de las bombas y permítale aumentar la presión del poros

La presión aumentada del poro que puede influenciar estabilidad de la pendiente, muy poco flujo en el Pit

Reduce la tabla de aguas subterráneas

Tasa media de drenaje, el agua puede ser tratado y descargado

Detención del bombeo, grandes volúmenes

La presión aumentada del poro que puede influenciar estabilidad de la Pendiente

Inundación del Pit rápidamente de agua superficial, por ejemplo desvío del río

El Pit es rellenado en período corto, superficie freática fuera del Pit y no fuera de poro recuperado y que las condiciones de presión pueden estar complicadas

La colecta de flujo de agua Detenga colección de Los controles locales de concentrado, por ejemplo una flujos de agua subterránea y agua zona de falla presión del poros

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Consecuencias

El agua podría coleccionar en el fondo del Pit filtración rápida en el fondo del Pit

Los cambios hidrogeológicos; Los flujos de los escombros; El relleno dentro de los bancos; La pérdida de acceso para el Pit debido a la inestabilidad; La pérdida de desagüe superficial (las zanjas) y el agua de la superficie; Los controles; La inestabilidad de la pared del Pit por la erosión del lago; Los Procedimientos; El incremento de peligro por caída de rocas; La relajación de esfuerzos; La sismicidad; Los cambios de resistencia al corte en las paredes del Pit (incluyendo materiales intactos, fracturas y estructuras).

Las actividades durante las operaciones también contribuyen a situar condiciones que pueden influenciar el comportamiento de largo plazo del Pit a la hora del cierre. Por ejemplo, prácticas agresivas de voladura pueden conducir al daño significativo de la roca en las paredes del Pit (sección 11.3). Esto puede dar como resultado fracasos del nivel del banco y un desgaste global de la pendiente del Pit (Holley Et Al, 2003). Los cambios Hidrogeológicos en el tiempo de cierre pueden ser dramáticos. Por ejemplo, en la mina Sleeper Mine Nevada, y la mina Kori Kollo, Bolivia, extrae de la cantera no hubo rebote de la superficie freática como lo peor se llenara rápidamente de agua subterránea y agua superficial. La presión del poro que las condiciones por consiguiente resultado en la infiltración en las paredes del

hoyo hasta que la superficie freática volvió a atar fue completa. Tabla 14.4 explora un número de condiciones de estabilidad del hoyo que dependen de condiciones de la hidrogeológica. El cierre también se extiende el período sísmico de exposición y las cuestas que son diseñadas para los coeficientes de seguridad del estándar de la industria y las probabilidades de fracaso están ahora expuestas a los períodos sísmicos más largos de regreso y las aceleraciones sísmicas superiores resultantes. Los impactos de actividad sísmica en la estabilidad de la cuesta de largo plazo deberían ser evaluados; Una metodología de análisis del riesgo puede ser una herramienta correcta. Aunque no hay investigación extensiva acerca del potencial el largo plazo efectúa de alivio de esfuerzos en cuesta La estabilidad, el alivio de esfuerzos o la relajación puede afectar estabilidad de la cuesta y dé como resultado deshilachadura de la superficie y / o la fractura de la roca en las afueras del dedo del pie de la cuesta, ya sea en la cuesta o el piso del hoyo (Stacey y Xianbin 2004). Aun mientras ésta es una preocupación genuina durante extraer de la cantera, es razonable para asumir ese cierre del poste que los efectos de tensión nerviosa habrán disipado. Sin embargo, como las paredes del hoyo aumentan en altura, estas incertidumbres deben ser de las que se ocupó. Consecuentemente, la investigación adicional en los efectos potenciales de alivio de esfuerzos y tensión en la estabilidad de la cuesta ha sido incorporada en el plan de investigación LOP Project en curso. La fuerza de la pared del hoyo que los materiales pueden cambiar por la tensión nerviosa normal reducida en los materiales cerca del hoyo amuralla o como resultado de corriente de agua a lo largo de fracturas o las estructuras geológicas. Último, el lago del hoyo puede causar erosión de depósitos más suaves, dando lugar a que menoscabando y colgar por encima de zonas para formar. Los fracasos pequeños de la cuesta del hoyo son por consiguiente no inusual durante el hoyo llenando proceso y también pueden ocurrir una vez que el lago final nivel ha sido establecido. Donde este proceso es posible, alguna forma de protección debe ser diseñada en las cuestas, para el ejemplo de por ahí desgarra golpetear los bancos y caras del banco alrededor del nivel adelantado del lago, teniendo en cuenta cualquier fluctuaciones estacionales. Las preocupaciones principales con la estabilidad de la geotécnica son: Seguridad para el personal que accesa al Pit ; el impacto de la calidad del agua a consecuencia del fallamiento de las paredes del talud del Pit; asiendo el control circundante al área de acceso al Pit, pudiendo ser zonas inestables y asegurar su seguridad y bloquear y/o reforzar estas zonas. Los organismos con potestad normativa parecen enfocar la atención en calidad del agua del lago del Pit, no la estabilidad de las paredes del Pit. Por ejemplo, el autor no podría encontrar en cualquier informe público disponible la extracción de canteras de las compañías en Nevada que evalúan la estabilidad de post-cierre de Tajos abiertos, es un área de gran incertidumbre y requerirá investigaciones futuras.

14.3.9.- Acceso al Pit La consideración ponderan te debe ser si dar el acceso al público al Pit después del cierre. Como los mencionados anteriormente, los Pits son diseñados para la seguridad operacional pero no son

diseñados para los mismos requisitos como para la ingeniería civil, donde la seguridad pública es la prioritaria. La minería artesanal y a pequeña escala puede molestar el acceso en la operación a fin de que pueden extraer de la cantera los minerales restantes. Esto puede dar como resultado peligro considerable, y en la mayoría de los casos tal acceso es desalentado o prohibido. En caso de un lago del Pit con buena calidad de agua, el público desearía entrar al lago para los propósitos recreativos como pescar y dar un paseo en bote. Para consentir tal acceso, se debe establecer un área de la playa, éste requerirá pre planificación y los terraplenes de fortificación dirigidos a sectores específicos. Dos sitios se han considerado como lagos con éxito al público como lagos recreacionales están los lagos del Pit de la mina Sleeper y la mina Lone Tree en Nevada. La preocupación está dada por la seguridad al público, especialmente si hay potencial para el derrumbe en la inclinación del Pit después de la formación del lago. Tales fracasos pueden dar como resultado caídas de roca, oleadas (una liberación repentina de roca estéril del Pit que cae en el lago) y cambios en la calidad de agua (si las superficies de sulfuro con productos de oxidación están al descubierto después del colapso, derrumbe o caída de rocas). La responsabilidad a largo plazo probablemente quedará con el dueño de mina y/o el propietario del terreno. Esto puede afectar deliberadamente la seguridad financiera y debe ser tratado según las compañías minadoras y organismos con potestad normativa.

14.3.10.- Realidad del cierre de mina a Cielo Abierto La experiencia en el cierre de Pits más pequeños y algunos Pits de gran Profundidad nos dan dos realidades muy importantes en el cierre de mina. 1 De ningún modo – los tajos abiertos (Pits) deben ser monitoreados después del cierre de mina por la estabilidad, la hidrología, las condiciones geomecanicas así como la información del lago de Pit y la calidad del agua. El tiempo de monitoreo que será requerido dependerá de las condiciones específicas del lugar a monitorear. Aun los proyectos de cierre muy exitosos han requerido mantenimiento y monitoreo continuo. 2 El historial – los grandes tajos abiertos (grandes Pits) son estructuras significativas hechas por el hombre, se espera que los Pits cerrados atraerán a muchas visitas y el potencial para la creación de centros de visita en muchas minas. Un ejemplo excelente es el centro de la visita en la mina Bingham Canyon cerca de la laguna de agua salada en la ciudad de Utah.

14.4.- Actividades de cierre de Tajo abierto (Pit) y monitoreo de post-cierre 14.4.1.- Actividades de Cierre Cuándo todas las operaciones se suspenden en un Tajo abierto (Open Pit), las actividades de cierre pueden comenzar. Estos pueden incluir: la remoción y/o extracción de todos los equipos y todo tipo de materiales del Pit, incluyendo todos los productos químicos, todos los aceites y todos los materiales similares; Manteniendo un programa de monitoreo para la estabilidad de la pendiente del Pit; Deteniendo las operaciones de drenaje y bombeo de agua permitiendo la desembocadura en el fondo del Pit; Llenando el Pit con otras fuentes, como desvíos de río y bombeo de aguas

subterráneas; El tratamiento potencial del agua que llena dentro del Pit (condiciones); la estabilidad del acceso como bloquear la vías de acceso y colocar una cerca alrededor del Pit; Verificar y contornear con murallas partes necesarias del Pit para consentir el futuro acceso seguro en el lago futuro del Pit. 14.4.2.- Monitoreo de Post cierre El monitoreo extensivo de las paredes del Pit durante las operaciones es una industria estándar de prevención. De modo semejante, la industria debe desarrollar un estándar de prevención en el post cierre monitoreando los Tajos abiertos (Open pits). Un plan de monitoreo de post cierre debe ser implementado para obtener información de forma regular acerca del nivel de agua del lago del Pit y la calidad. Puede ser necesario tomar muestras de botes y las pruebas están típicamente realizadas en las diferentes profundidades para obtener el perfil de calidad de agua del lago del Pit. Las temperaturas de agua son también medidas y monitoreadas. Parshley y Bowell (2004) dieron detalles de procedimientos de monitoreo durante el desarrollo de un lago de Pit. La estabilidad de la pendiente también debe ser monitoreada por la inspección normal y generalmente usando el levantando de un plano, escaneo laser (LiDAR) o la fotogrametría, los piezómetros y otros acercamientos. Los derrumbes y/o fallamientos de la pendiente del Pit pueden impedir el monitoreo efectivo si la entrada al lago del Pit pudiera plantear un peligro y al acercarse a una cuesta inestable. Recientemente, las técnicas basadas en satélites como InSAR y otras técnicas de la fotogramétrico han sido utilizadas para evaluar deformaciones de largo plazo de paredes del Pit. El monitoreo se está volviendo más automatizado y pueden ser manejados remotamente. Tales técnicas deberían ser consideradas al desarrollar planes de cierre, especialmente para Pits grandes y echadero de desmontes.

14.5.- Conclusiones La experiencia considera en desarrollo el cierre de mina de los Pits más pequeño y los Pits de tamaños medianos. Ha habido un número de historial exitoso y bien a los que se dio publicidad donde las metas de cierre han sido logradas, especialmente en las minas que fueron diseñadas y desarrolladas a finales de los I980s y 1990s. En esos proyectos, los lagos del Pit se han formado exitosamente y el desmonte de mina ha sido recolocado y rellenado dentro del Pit, dando como resultado físicamente y químicamente formas estables terrestres. El reto que le espera a la comunidad minera es aplicarle los principios de estos cierres más pequeños a los Pits grandes. La economía dictará lo que puede ser logrado. Algunas de las técnicas fueron usadas en Pits pequeños, como el rellenado completo de los Pits, no son económicas para grandes Pits y requieren otro tipo de soluciones. Cada sitio tiene condiciones diferentes somáticas, geológicas, hidrogeológicas y geoquímicas. Debe haber caracterización adecuada de estas condiciones para desarrollar un plan inicial de cierre. Los planes le deben ser comunicados a los especialistas de planeamiento de cierre y las modificaciones apropiadas se incorporaron en el cierre final. Las consideraciones esenciales para el cierre de mina de un Pit incluyen:

1. El desarrollo y la comunicación de las metas de cierre y los criterios de los planeadores de cierre – costos y las partes interesadas; 2. El manteniendo de la seguridad para el personal quién necesita acceso en el Pit cerrado (por ejemplo el monitoreo) o para otras oportunidades y/o condiciones (por ejemplo la recreación); 3. Alerta ante preocupaciones medioambientales de los seres humanos, especies aviarias fauna y otros. Esto incluye asuntos de calidad de agua relacionados con el Pit del lago y el agua subterránea circundante como podría influenciar a la salud humana y puede plantear riesgos medioambientales; 4. evaluando y entendiendo la estabilidad física del Pit sobre el monitoreo de largo plazo y desarrollándose asignaciones de planes de monitoreo. El conocimiento del cierre de mina de la minería a tajo abierto (open pit) debe ser aprendido con mucho interés debido a que pocas minas han sido cerradas desde los noventas. Estableciendo las metas de cierre y los criterios es el primer paso en el diseño de cierre del Pit de mina. la industria minera tiene la oportunidad para desarrollar soluciones económicamente rentables y ambientalmente sensitivas.

REFERENCIAS 1. 2. 3.

http://www.ifc.org/ifcest/enviro.nsf/Content/EnvironmentalGuidelines, accessed June 2007. http://www/equator-principles.com, accessed October 2007. http://www.marthamine.co.nz/ 4. http://www.newmont.com/en/pdf/nowandbeyond/NB2003-KoriKollo.pdf, accessed January 2007.