GEOTECNIA EN CIERRE DE MINAS

(Geotechnical in mine closing)

*Escuela de Ingeniería de Minas, Uptc. Grupo inv. GEAM, carrloospabon@hotmail.com geam@yahoo.com

Resumen: El estudio a nivel geotécnico del plan de cierre de una mina. Los aspectos que se tienen en cuenta para los análisis de estabilidad, junto con los requerimientos de los usos posteriores a la actividad minera; se basan en al algoritmo para la actualización del plan de cierre (Geotecnia).

Abstract: The geotechnical study plan level mine closure. The aspects taken into account for the stability analysis, along with the requirements of post-mining uses; They are based on the algorithm for updating the closure plan (Geotechnical).

Palabras clave: Plan de cierre, Geotecnia, NSR-10, Análisis de estabilidad, Minería.

Key words: Closure plan, Geotechnical, NSR-10, Stability analysis, Mining.

1. INTRODUCCIÓN

El contenido geotécnico en los planes de cierre de minas no se encuentra estipulado en la legislación colombiana; pero se pueden adaptar reglamentos existentes para construcciones. La adecuación y ajustes del reglamento colombiano de construcción sismo resistentes (NSR 10), es la base para la formulación del contenido geotécnico en el plan de cierre.

2. GEOTECNIA

La estabilidad en las labores de la mina brinda seguridad al personal y maquinaria en el desarrollo de sus actividades. En el caso del cierre de mina, los diseños de las labores deben ofrecer factores de

seguridad óptimos (razón de explotación - factor de seguridad). Igualmente, los análisis deben tener en cuenta los factores que afectan la estabilidad; • Estabilidad (descripción y caracterización del

macizo rocoso), • Meteorización (física, química), • Usos (POT’s, clase agrologica), • Erosión (orilla, superficial, subsuperficial), y • Otros (geológicos, ambientales, licuación,

fenómenos relacionados). 2.1. Información base La información base para análisis geotécnicos, es extraída de estudios, laboratorios y trabajos que se posean del sitio o que se vayan a realizar. La buena descripción y caracterización del macizo rocoso aporta un mayor grado de certidumbre. Lo anterior de acuerdo a que entre mayor sea la información del macizo, mayor será el grado de predicción de los resultados. La recopilación de datos secundarios se hace necesaria para efectos comparativos de los cambios o alteraciones que se presente en las características y propiedades de las rocas en su estado en el pasado y el actual; como también tener un histograma de los condiciones del macizo en las diferentes etapas del proceso de minado. La caracterización del macizo rocoso, la descripción de las labores de la mina, las actividades de acondicionamiento y mantenimiento de estas labores, deben ser tenidas en cuenta para los análisis

Carlos Manuel Pabón Daza*

2. GEOTECNIA

2.1 Informacion base 2.2. Meteorizacion y erosion 2.3. Usos 2.4. Escenarios 2.5. Analisis de estabiidad 2.6. Recomendaciones

de estabilidad. La información de las características y propiedades del macizo que se recopile por datos secundarios son la base para los análisis de estabilidad; pero es primordial actualizar estas información cuando se detecten cambios en las características del macizo. Como también, la imposibilidad de dimensionar los efectos de los sucesos que se desencadenarían por la falta de mantenimiento en las labores, hace que se cree una ventana para que en controles futuros, pueda tomarse acciones para mitigar o controlar los efectos negativos. 2.2. Meteorización y erosión La identificación de los factores que inciden en la alteración de las características geotécnicas de las rocas, se deben levantar e inspeccionar en campo; con el fin de reunir información sobre casos de meteorización y erosión que se presentan en el macizo. Lo anterior para estimar de los grados de meteorización y erosión, junto con los agentes causantes. 2.3. Usos El suelo posee usos asignados por el Plan de Ordenamiento Territorial del ente encargado y las clases agrológicas. Estas dos formas de asignación de usos de suelos (política e ingenieril) son tenidas en cuenta debido a las exigencias del uso del suelo que le sea asignado (relacionado o no, con estructuras rígidas y/o edificaciones). 2.4. Escenarios La actividad antrópica y ambiental varía según la región; las fluctuaciones de las condiciones ambientales junto con los fenómenos climáticos, son de relevancia al momento de identificar los diferentes escenarios, que se puedan presentar a futuro en el sitio del proyecto. Los posteriores usos del suelo son de importancia debido a que se convierten en escenarios de obligante análisis; para valorar la aplicabilidad de esos usos asignados o indicar cambios en los diseños de las condiciones finales de las labores mineras. 2.5. Análisis de estabilidad Llegados los análisis de estabilidad a los escenarios post operaciones mineras y futuros posibles, se busca identificar la situación mas critica según el tipo de análisis que se vaya a realizar. Debido a ello, se realiza un cuadro con los diferentes tipos de análisis a realizar junto con los escenarios. Esto con el fin de simplificar la cantidad de análisis a presentar en el documento, en donde se deben

mostrar los análisis relevantes según los factores de seguridad.

Tabla 1. Ejemplo de tabla para análisis de estabilidad Escenario 1 Escenario 2 Análisis 1 x.x x.x Análisis 2 x.x x.x Análisis 3 x.x x.x Análisis 4 x.x x.x

Ya realizada la tabla, se definen los escenarios que se presentan por cada análisis; buscando que sean representativo o el de menor valor. Este procedimiento se realiza por cada perfil de análisis. 2.6. Recomendaciones Llegado al caso a que no se cumplan con los factores de seguridad establecidos como mínimos, se hacen recomendaciones. Si las recomendaciones están ligadas a cambios de material y/o geometría de las labores, se sugieren cambios a los diseños; de lo contrario, se sugieren cambios a los usos asignados a los suelo o acondicionamiento de los suelos.

3. ANTECEDENTES El Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente (NSR 10), regula las condiciones que debe tener una construcción, a fin de que la respuesta frente a un sismo sea favorable. En el titulo H - Estudios Geotécnicos, se dicta los pasos a seguir para realizar y presentar un estudios geotécnico preliminar y/o definitivo. Sin embargo, algún de sus ítems no son aplicables a la actividad minera y por lo tanto la implementación es esos ítems no es necesaria. Adicional, el proyecto de grado “Manual Basado En El Titulo H Estudios Geotécnicos Del Reglamento Colombiano De Construcción Sismo Resistente NSR-10” por parte de Carlos Eduardo Tibaduiza Díaz de la Universidad Industrial de Santander (UIS), da una explicación mas abierta a otras ramas de la ingeniería, de la manera de poner en practica un estudio geotécnico.

4. RESULTADOS Para llevarse acabo el proceso de análisis del plan de cierre a nivel geotécnico, se implementa el siguiente algoritmo;

!

! PLAN%DE%CIERRE%(GEOTECNIA)%

Documentación!

Base!para!

Analizar!el!Plan!

de!Cierre!

METEORIZACIÓN! USOS! EROSIÓN! OTROS!

LICUACIÓN!

FENÓMENOS!

RELACIONADOS!

GEOLÓGICOS!

AMBIENTAL!

ORILLAS!

SUPERFICIE!

CLASE!

AGROLOGICA!

POT’S!

CARGA!POR!USO!Y!

REQUISITOS!DE!

SERVICIOS!

A!

ANÁLISIS!ESTÁTICO!

CIRCULAR!

PLANAR!

COMPUESTO!

ANÁLISIS!DINÁMICO!

CIRCULAR!

OTROS!

PLANAR!

COMPUESTO!

OTROS!

ANÁLISIS%GEOTÉCNICOS%

FIN!

ESTADO!LIMITE!DE!RESISTENCIA!

MET.!

QUÍMICA!

MET.!!

FÍSICA!

MODIFICACIONES!PROPIEDADES!GEOTÉCNICAS!

MODIFICACIONES!DEL!TERRENO!

MATERIAL!Y!

GEOMETRÍA!COMPETENTE!

MATERIAL!Y!

GEOMETRÍA!COMPETENTE!

MATERIAL!Y!

GEOMETRÍA!COMPETENTE!

RECOMENDACIONES!RECOMENDACIONES!RECOMENDACIONES!

DISEÑO!

ESTADO!FINAL!DE!LABORES!POST!OPERACIONES!!

CASOS!POR!FALTA!DE!MANTENIMIENTO!DE!LABORES!EJEMPLO:!PERFILADO,!CANALES,!BOMBEO,!ETC.!

CASOS!CAUSADOS!POR!FENÓMENOS!CARACTERÍSTICOS!DE!LA!ZONA!EJEMPLO:!VARIACIÓN!ESTACIONAL!DE!NIVELES!DE!AGUA,!INUNDACIONES,!ETC.!

!

!

CASOS!POR!USOS!ASIGNADOS!A!TERRENOS!ALEDAÑOS!USOS!

RELACIONADO!CON!ESTRUCTURAS!RÍGIDAS!Y/O!

EDIFICACIONES!

ESTADO!LIMITE!DE!

SERVICIO!

TODOS!CUMPLEN!FACTOR!DE!SEGURIDAD!ADMISIBLE!

INFORME!FINAL!

GEOTÉCNICO!DE!PLAN!

DE!CIERRE!

DEPARTAMENTO!DE!INGENIERIA!

SI!

SI!SI! SI!

SI!

NO!NO! NO!

NO!

NO!

ESCENARIOS%ANÁLISIS%GEOTÉCNICO%

A!

CASOS%

TIPOS%

CASOS%

CASOS%

CASOS!POR!MODIFICACIONES!CAUSADAS!POR!METEORIZACIÓN!Y!

EROSIÓN!!

RECOMENDACIONES!

SUBSUPERFICIAL!

CAMBIO!DE!

MATERIAL!Y!GEOMETRÍA!

NO!

SI!

ESTABILIDAD%

Recopilando al información necesaria para correr el algoritmo, se genera un informe o recomendaciones; dependiendo de los resultados finales de los análisis.

5. AGRADECIMIENTOS

Personal del departamento de Ingeniería Pribbenow de Drummond Ltd; Sergio Rosales, Jhon Muñoz, Juan Arzuaga, Maggy Rahal, Carlos Castro, Moises Trujillo, Mauricio Valero, David Rodríguez, Luwing Otero, Leibnith Daza, Kelly Benton, Jason Padgett; quienes ayudaron al desarrollo del Proyecto de grado que genero este articulo.

6. REFERENCIAS

COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Decreto 926 (19, Marzo, 2010), por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismo resistentes NSR-10. Diario Oficial. Bogotá́, D.C., 2010. N° 47663. Tibaduiza, C. E. (2011). Manual basado en el titulo H estudios geotécnicos del reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10 [Tesis]. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander: Escuela de Ingeniería Civil. Pabón, C. M. (2015) Estudio geotécnico de estabilidad de taludes de minado, botadero y retrollenado para el plan de cierre de la mina Pribbenow, Drummond ltd [Tesis]. Sogamoso: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia: Escuela de Ingeniería en Minas.