Experiencia en Fallas en Tajos Abiertos, Causas y Soluciones Eduardo García Superintendente de Geotécnia
Minera Yanacocha Perú
INDICE •
EXPERIENCIA EN YANACOCHA – CASO PARED NORTE TAJO EL TAPADO • Plan de Minado • Condiciones Iniciales • Descripción del Problema • Riesgos Asociados
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MODELO DE GESTION • Estrategia de Solución para estabilizar el Tajo y Objetivos • Implementación y Resultados
•
CONCLUSIONES
Modelos El modelo geotécnico es la mejor representación de la respuesta del macizo durante la construcción, operación y posterior cierre para resolver problemas geotécnicos.
Modelo Geológico
FS > 1.2 Modelo Geotécnico
Modelo Geotécnico Caracterización Geotécnica Hidrogeológica
Análisis de Estabilidad de Taludes: o Análisis Cinemático o Equilibrio Limite • Spencer • Morgenstern - Price o Elementos Finitos
Es suficiente?, Por quĂŠ ocurren las fallas?
Falla Planar Planos de falla paralelos al talud.
Ubicación: Nevada, USA Producción: Oro Longitud de falla: 160m – 190m Altura: 160m - 200m Tonelaje deslizado: 6Mtn Litología - Piedra caliza, piedra caliza limosa, brechas de falla
Falla Tipo Cu帽a Ubicaci贸n: Nevada - USA Producci贸n: Oro Tonelaje deslizado: 50Mtn
Falla Rotacional Ubicaci贸n: Oeste de Australia Producci贸n: Oro Macizo Rocoso D茅bil y Altas Presiones de Poro
Bingham Canyon Ubicaci贸n: Utah - USA Producci贸n: Cobre Dimensi贸n Tajo: 6 km largo y 1km alto Macizo Rocoso D茅bil y Altas Presiones de Poro
Bingham Canyon Mine, EUA
Los criterios de los factores de seguridad son un buen inicio, pero los modelos cambian con el tiempo. ü Cambios de las propiedades de los materiales con el tiempo. ü Cambios en los comportamientos y respuestas de las condiciones hidrogeológicas. ü Cambios por filtraciones debido a precipitaciones. ü Cambios por impacto de la velocidad de minado y vibraciones.
La Evaluación Geotécnica es un proceso Iterativo durante y después de la operación, es Gestionar la Estabilidad , predecir y tomar acción.
8 kms
Gesti贸n de Monitoreo Geot茅cnico
15 kms
Instrumentos
Estación Total Robótica Leica: Precisión 2cm ~ 2Km
Láser Scan: Precisión 0.4cm ~ 1Km
Radar IBIS: Precisión 0.1cm ~ 2Km
Radar Reutech: Precisión: 0.1cm ~ 1km
Extensómetro: Precisión 0.5cm
Sistema Inclinom茅trico Digital DATA INCLINOMETRICA
Los inclin贸metros son utilizados para realizar mediciones de deslizamientos de tierra, miden desplazamiento horizontal y la ubicaci贸n de la superficie de falla en profundidad.
Piezómetros de Cuerda Vibrante Los piezómetros de cuerda vibrante (VWP) son sensores de presión y temperatura combinada utilizado para la medición dinámica de la presión de poros. Utiliza un diafragma de acero inoxidable que esta conectado a un elemento de cuerda vibrante. Cambiando presiones y variación de temperatura sobre el diafragma hace que se desvían y esta deflexión se mide como un cambio en la tensión y la frecuencia del elemento de cuerda vibrante.
Caso Prรกctico: Experiencia en Yanacocha
Planes de Minado A帽o 2010 Topograf铆a Mina Tajo Abierto Pila de Lixiviaci贸n Deposito de Desmonte
Riesgo de Falla-Impacto: -
400 koz Au Acceso de Acarreo Deposito de Desmonte
LQ-Norte DM
Pila de Lixiviaci贸n Tajo El Tapado Oeste
Tajo El Tapado Fase 2
Planes de Minado A帽o 2011 Topograf铆a Mina Tajo Abierto Pila de Lixiviaci贸n Deposito de Desmonte
LQ-Norte DM Pila de Lixiviaci贸n Tajo El Tapado Oeste Tajo El Tapado Fase 2
Planes de Minado A帽o 2012 Topograf铆a Mina Tajo Abierto Pila de Lixiviaci贸n Deposito de Desmonte
LQ-Norte DM Pila de Lixiviaci贸n Tajo El Tapado Oeste
El Tapado Relleno
Planes de Minado A帽o 2013 Topograf铆a Mina Tajo Abierto Pila de Lixiviaci贸n Deposito de Desmonte
LQ-Norte DM Pila de Lixiviaci贸n El Tapado Oeste
El Tapado Relleno
Planes de Minado A帽o 2014 Topograf铆a Mina Tajo Abierto Pila de Lixiviaci贸n Deposito de Desmonte
LQ-Norte DM Pila de Lixiviaci贸n El Tapado Oeste
El Tapado Relleno
Tajos LQ / ET LA QUINUA NORTE DEPOSITO DE DESMONTE TAJO LA QUINUA
TAJO EL TAPADO
Zona Inestable Ancho = 500 a 700m Altura = 200- 300m
Condiciones Geotécnicas Hidrogeológicas q Análisis de Estabilidad Bco 3480
Material Secuencia Grava Inferior Silice Clay 3 (Argillico) Silice Clay 2 Propilitico_NC Silice Alunita Silice Granular 2 Silice Masiva
ü Caracterización del Macizo Rocoso. ü Curva piezométrica a 15 mts detrás del talud. ü Equilibrio limite , muestra Factor de seguridad (FS) ~1.22 Densidad (Kn/m3) Mohr-Coulomb 21.3 Mohr-Coulomb 21.5 Mohr-Coulomb 22.7 Mohr-Coulomb 22.7 Shear/Normal Fn. 21.8 Shear/Normal Fn. 23.5 Shear/Normal Fn. 25.9 Modelo
Cohesión (Kpa) 10 15 0 0 -
Angulo Fricción (°) 39 30 34 34 -
Altura Banco 12 12 12 12 24 24 24
Angulo Banco (°) 55 55 55 55 75 65 80
Ancho Berma (m) 10.1 17.3 10.8 12.4 13.7 14.5 13.2
Angulo Interram 33 25 32 30 50 43 54
Materiales
Conductividad Hidráulica (m/s)
Silice Clay Propilitico NC
1x10 1x10
-8
Silice Alunita Silice Masiva
1x10 1x10
-6
-9
-6
a a
1x10 -6 1x10 -7
a a
1x10 -5 1x10 -5
Descripción del Problema
Desplazamiento Acumulado de Prismas
Zona 2 Zona 1
ü ü ü ü ü
Dic 2010, Estación Total Robótica reporta Alerta Roja movimientos de 3-4 cm/ día Se detiene el minado en el banco 3480. Desplazamiento acumulado proporcional a precipitación Se delimitan dos zonas de desplazamiento (Zona 1,2) Se plantean perforaciones, mapeos, e instrumentación.
Potencial Falla ELEV 3880m
SILICE GRANULAR 2 3900 ELEV 3650m
ELEVACION, mt
3800 3700 3600 3500
TOPO DIC 2010
ELEV 3480m
Nivel piezométrico
SILICE ALUNITA
PIT FINAL
3400 3300
SILICE CLAY 2 NCP SILICE MASIVA
400
1200
800
1600
ESCALA IN METROS
o Investigación Geotécnica e Hidrogeológica • • • •
Perforaciones, confirman dos planos de falla en contactos Gravas-Propilítico y propilítico-Sílice Alunita a 30 y 100 mts Alta presión de agua en Silice Alunita, redujo la resistencia al corte en contacto con Propilítico. Propilitico, inicia deslizamiento y activa movimiento del cuerpo de gravas. (riesgo en estabilidad Deposito de desmonte) Sílice Alunita aislada del talud por el propilítico y Argílico, no respondió al drenaje sobre Sílice masiva al fondo del tajo.
Riesgos Asociados ü ü ü ü ü ü ü
§
Riesgo a personal y equipos Impacto social y legal. Falla del Acceso Principal. Potencial subsidencia en el depósito de desmonte. Deslizamiento de 40 Millones de toneladas. Pérdida de 400koz Au Potencial paralización del minado de ETO. § Plan inicial contempla descarga en ET en Junio 2011. § Capacidad adicional de ~ 64 Mtons en LQNWD. § Tiempo máximo para culminar El Tapado e iniciar el relleno: Marzo del 2012. Paralización-50% de la producción
El Tajo El Tapado se declara en Emergencia y se conforma un equipo Técnico para Solucionar la Inestabilidad y mitigar los riesgos.
Modelo de Gestión o
Objetivos: • Estabilizar el Talud y mitigar los riesgos asociados. • Minimizar impacto en producción. • Culminar el minado de El Tapado en Marzo 2012.
o
Equipo Multidisciplinario: • Geotécnicos, Hidrogeólogos, Planeamiento, Operaciones: Minera Yanacocha/Newmont/Consultores Externos. GERENTE DE PROYECTO
EQUIPO TECNICO
GEOTECNIA
HIDROGEOLOGIA
OPERACIONES
PLANEAMIENTO
PERFORACION Y VOLADURA
SEGURIDAD
COMUNICACIÓN
DRENAJE
GRUPOS DE INTERES
Análisis de Monitoreo
Malla de Presión de Poros
Cambio de Planes
Controlar PPV en zona crítica
Sistema de Monitoreo
Drenaje Vertical
Informe Técnico a Autoridades
Investigación Geotécnica
Conductividad Hidráulica
Rediseño de Taludes
Máxima carga de explosivos
Alertas Geotécnica
Drenaje Horizontal
Socialización con Comunidades
Actualizar Modelo Geotécnico
Calibración Modelo de PP
Alternativa de Descarga
Maximo Nro de taladros
Simulacros de Evacuación
Control de Agua Superficial
Reportes de Monitoreo
Calibración del Modelo
Diseño de Despresurización
Mitigación de Producción
Secuencia de detonación
Supervisión Geotec. Noche
Sellado de Grietas
Visitas técnicas en Campo
Análisis Estabilidad (FOS) Delimitación de Zonas.
Estimación flujos de bombeo
"Back Fill" parcial en tajo Filtro de Alternativas de Estabilización
Diseño de Retardos
Iluminación, Alarmas sonoras
Maximizar flujos
Planes de Acción Permsisos capacidad (Desmonte)
Estrategia de Soluci贸n Zona 2: Abril- Jul 2012 (150 koz)
Zona 1: Nov 2011-Mar 2012: (250 koz)
IMPLEMENTACIÓN Despresurización Pozos de Bombeo (150 l/s) Drenaje/despresurizan de la Si -AL.
Reducción de Nivel Piezométrico
q
Programa de pozos de Bombeo ü Objetivo: Reducir la presiones de poro en el contacto Si-Al y Propilítico. ü Perforación de 5 pozos de bombeo (~ 150 l/seg) en Si-Al con un descenso de 60m de agua. ü Zona 1: Incrementó el Factor Seguridad (FS) de 1 a 1.2 ü Zona 2: Leve disipación de presión de poros en propilítico. Bajo FS=1.06 ü Buena correlación entre movimientos de los inclinómetros y reducción del nivel de agua.
Despresurización Buena respuesta en Sílice Alunita Y propilítico Zona 1
Baja respuesta en Propilítico-Zona 2
ü ü ü
Movimientos descienden 1mm/día Punto de decisión: reinicio de Minado Zona 2, preocupación por minado del toe (sílice)
Despresurización Zona 2 Drenes horizontales Despresurizan Propilitico y Clay
q
• Perforación Horizontal ~ 200mts • En propilítico (sin cruzar Sílice Alunita)
Programa de Drenes Horizontales ü Objetivo: Despresurizar propilítico Zona 2. ü Reducir el peso del material saturado en Argílico y Prop NC. ü 27 Perforaciones horizontales Bco 3480 (~ 5-1 l/seg) en materiales de baja permeabilidad ü Niveles piezométricos reducen de 10-20 mts. FS ~ 1.11
Control de Agua Superficial Canal revestido con HDPE
Mangas verticales
q Instalación de canales plastificados ü Objetivo: Evitar ingreso de agua en grietas de Tensión y reducir recarga/presión de poros. ü Canales plastificados en material débiles (Argílico, Propilítico). ü Mangas para reducir la acumulación de agua en los bancos. Conducción de agua de zonas débiles a competentes. ü Controlar erosión por agua superficial. ü Sellado de grietas.
Gestión de Seguridad
SISTEMA DE ALERTAS GEOTECNICAS EN EL TAPADO PARED NORTE Rango Rango Rango Sistema de Monitoreo Verde Amarilla Rojo Estación Robotica Radar Inclinómetro
q ü ü ü ü ü ü ü
< 1.0 cm/día < 2.0 mm/h < 2.0 mm/día
1.0 -2.0 cm/día 2.0 -4.0 mm/h 2.0 -4.0 mm/día
> 2.0 cm/día > 4.0 mm/h > 4.0 mm/día
Controles antes del Reinicio de Minado: Políticas de Evacuación por Alarma Geotécnica. Sistemas de Alarma Visual y Sonora instaladas en el pit. Sistema de Alarma 24 Hras conectada al dispatch. Simulacros de Evacuación. Iluminación en los frentes de trabajo. Guardia Geotécnica, 24 Hrs. Auditorías a los procesos.
Minado q Despresurización, permitió el minado del banco 3480 al 3444, en época de estiaje Julio a Setiembre 2011 en Zona 1 y Zona 2.
Zona 2: Abril- Jul 2012 (150 koz)
Zona 1: Nov 2011-Mar 2012: (250 koz)
Talud Este
Talud Norte
Zona 2
Zona 1
3420mRL 3396mRL 3372mRL
3360mRL
Relleno Zona 1
q Zona 1 : FS=1.2 : ü Minado de Fase 1 hacia el Sur durante Octubre 2011 a Marzo 2012, permite recuperar 250 koz. ü Aún en riesgo 150 koz en zona 2. ü Relleno sobre Zona 1, permite continuidad en minado ETO, estabiliza zona 1, y contingencia de estabilización con relleno de Zona 2. q Zona 2 : FS=1.11 ü Minado en estiaje, después de minar Zona 1 (Abril a Julio 2012) ü Alto Riesgo en minado de Silice, en la base del propilitico. ü Altos controles de seguridad en monitoreo. ü Minado interrumpido por movimientos de inclinómetros ante vibraciones.
Minado Zona 2 Control de Voladuras
Procedimientos ü Zona 2, muy sensible al minado de la sílice, que trabajo como refuerzo del Argilico y propilitico. ü 10 al 15 Mayo 2012- Se paraliza la operación por abrupta aceleración en prismas, inclinómetros y radar, después de voladura en la Zona 2. ü Se reduce a un máximo de 40 taladros disparados para reducción de vibraciones. ü Se establecen nuevos procedimientos de reinicio de operación, basado en análisis de datos de monitoreo.
Resultados del Minado Zona 2
3480 3444
3444 3408 3384
3408
Inicio Minado Zona 2- Abril
Contacto Prop. – Sílice - 5Mayo
Relleno Zona 1
Fin de Propilítico – 25 Mayo
3384 3384
3324
3484
3360
8 de Junio
Fin de Minado-2 de Julio
Relleno contacto-29 de Julio
Estabilizaci贸n Final Desde el inicio del confinamiento de los taludes inestables al Norte del Tajo El Tapado con relleno de desmonte, los movimientos se estabilizaron, la alerta de Emergencia fue levantada. Figure C.3
MINERA YANACOCHA S.R.L. La Quinua and El Tapado North Wall - Zone 2 - Cumulative Displacement - Prism Data
300 TAPR08_14
TAPR10_04
TAPR10_07
TAPR10_53
TAPR10_54
TAPR11_36
TAPR11_37
TAPR11_38
TAPR11_39
TAPR11_40
TAPR11_43
240
TAPR11_44
TAPR11_45
TAPR11_46
LQPR08_20
LQPR10_43
LQPR10_44
220
LQPR10_52
TAPR12_04
TAPR12_07
TAPR12_08
TAPR12_09
TAPR12_14
200
TAPR12_15
TAPR12_16
TAPR12_17
TAPR12_18
TAPR12_19
TAPR12_20
TAPR12_21
TAPR12_22
TAPR12_23
160
TAPR12_24
TAPR12_25
TAPR12_26
TAPR12_27
TAPR12_28
TAPR12_29
140
TAPR12_30
TAPR12_31
TAPR12_32
TAPR12_33
TAPR12_34
TAPR12_35
280 Cumulative Disp.(cm)
Relleno de Zona 2
260
180
120
start of confinement of North Wall (07/05/12)
Inicio de Confinamiento (7/05/12)
1800
1600
1400
1200
1000
800
Precipitation
100 600
80 60
Cumulative Precipitation (mm)
2000
TAPR07_03
400
24/ago/12
25/jul/12
25/jun/12
26/may/12
26/abr/12
26/feb/12
27/mar/12
27/ene/12
28/dic/11
28/nov/11
29/oct/11
29/sep/11
31/jul/11
1/jul/11
1/jun/11
30/ago/11
Date
200
0
MINERA YANACOCHA S.R.L. La Quinua Pit - Rampa Zorro Robotic Extensometers - Cumulative Displacement 35.0
LQEX-06_ZORRO_B
start of confinement of
30.0
0.1 cm/day
North Wall (07/05/12) Inicio de Confinamiento (7/05/12)
25.0
2.5 cm. 0.6 cm/day
20.0
1.0 cm/day
15.0
Date
11-Aug-12
4-Aug-12
28-Jul-12
21-Jul-12
14-Jul-12
7-Jul-12
30-Jun-12
23-Jun-12
16-Jun-12
9-Jun-12
2-Jun-12
26-May-12
19-May-12
12-May-12
0.0
5-May-12
5.0
28-Apr-12
10.0
21-Apr-12
Dep贸sito de Desmonte
Cumulative Displacement (cm).
0
2/abr/11
20
2/may/11
40
CONCLUSIONES •
La Gestión de Estabilidad de Taludes mediante un monitoreo sistemático, permite analizar los cambios en el comportamiento de los modelos geotécnicos y calibrarlos a la realidad. Esto permite alertar en forma temprana, riesgos a la seguridad de las personas, equipos y los recursos.
•
Después de 1.5 años en que el Tajo El Tapado, fue declarado en emergencia por una potencial falla, este fue culminado exitosamente: Se estabilizó el talud gracias a un equipo técnico multidisciplinario, no se tuvo ningún accidente, se recuperaron las 400 koz de Au, el relleno se inició en el mes planeado y dentro del presupuesto.
•
La causa de los desplazamientos se originó por contactos débiles y altas presiones de agua en la Silíce Alunita, la que se encontraba aislada del talud y no respondió al drenaje habitual de mina al fondo del tajo.
•
Para mitigar la inestabilidad se tuvo que cambiar secuencias de minado, cambiar diseños, instalar drenes horizontales, instalar pozos de bombeo y mejorar el sistema de drenaje superficial.
GRACIAS