MONITOREO ESTABILIDAD, Apuntes de Geología

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ANALISIS DE ESTABILIDAD Y CONTROL DE

MONITOREO GEOTECNICO.

DEPOSITO DE DESMONTES ESTRELLA.

Preparado por:

Para:

Compañía Minera Caraveli S.A.C.

Lima, diciembre del 2020

Contenido

ANEXOS

ANEXO A REPORTE DE ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA PRESA ANEXO B REPORTE DEL MONITOREO GEOTECNICO

• 1. INTRODUCCIÓN
• 2. OBJETIVO
• 3. METODOLOGIA PARA EL ANALISIS DE ESTABILIDAD
• 4. ESECENARIOS DE ANÁLISIS
• 5. FACTORES DE SEGURIDAD RECOMENDADOS
• 6. CARGA SÍSMICA
• 7. NIVEL FREÁTICO DE AGUA
• 8. SECCION DE ANALISIS
• 9. ESTRUCTURA DEL DEPOSITO
  • Muro Suelo Armado Sistema Terramesh® Verde:
  • Terraplén de Desmonte de Mina:
• 10. PARAMETROS GEOTÉCNICOS DE LOS MATERIALES
• 11. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
• 12. MONITOREO DE LA ESTABILIDAD
  • 12.1 UMBRALES PARA EL CONTROL GEOTECNICO
• 13. PLAN DE COMUNICACIÓN DE ESTADO DE ALERTAS
• 14. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

potencial superficie de falla. Para evaluar las aceleraciones máximas que puede producir un sismo en el área de estudios CMC realizó un estudio de peligro sísmico.

Los parámetros de resistencia utilizados para evaluar la estabilidad física del depósito en esta condición fueron en términos de esfuerzos totales.

5. FACTORES DE SEGURIDAD RECOMENDADOS

Los factores de seguridad recomendados para los análisis de estabilidad están basados en las recomendaciones de la “Guía Ambiental para la Estabilidad de Taludes del Depósito de Residuos Sólidos” del MINEM, de las agencias United States Society of Dam (USSD), y de United States Bureau of Reclamation (USBR).

De acuerdo a referencias mencionadas se considera los siguientes factores de seguridad permisibles:

• Mínimo factor de seguridad estático a largo plazo igual a 1,5.
• Mínimo factor de seguridad estático a corto plazo igual a 1,3.
• Mínimo factor de seguridad pseudo-estático igual a 1,1.

6. CARGA SÍSMICA

El análisis pseudo-estático ha sido efectuado usando un coeficiente sísmico de 0.15g, equivalente al 50% de la aceleración pico de diseño (PGA = 0,30g) para 500 años de periodo de retorno, conforme lo indica el estudio de peligro sísmico.

Compañía Minera Caravelí S.A.C., ha realizado un estudio de peligro sísmico de la zona de estudio, basados en los resultados de la revisión y el análisis de la sismicidad histórica, sismicidad instrumental y neotectónica existente en el área de estudio.

Se han calculado los sismos para diferentes periodos de retorno, los sismos con periodos de retorno de 200 y 500 años, se han utilizado para los análisis de estabilidad del depósito para las etapas de operación y abandono.

Los valores de las aceleraciones máxima de diseño para las fases de operación y abandono son 0. g y 0.30g respectivamente.

Se ha utilizó el programa de cómputo EQRISK desarrollado por McGuire (1976), con datos de la ley de atenuación de aceleraciones de Casaverde y Vargas (1980) para los sismos de subducción y de McGuire (1974) para los sismos continentales. Se han utilizado las fuentes sismogénicas y parámetros sismológicos definidas por Alva (2005). Las coordenadas geográficas utilizadas para el proyecto La Estrella son: 75.30° de Longitud Oeste y 8.17° de Latitud Sur.

Para el caso del análisis pseudo-estático, el uso de una aceleración horizontal máxima se considera que es demasiado conservador, pues su presentación es puntual conformando el valor pico. Kramer (1996) observó que los taludes de tierra no son elementos rígidos, y por consiguiente la aceleración seudo- estática empleada en la práctica, debería ser mucho menor que la aceleración máxima predicha. Sobre este particular, Marcuson (1981) sugirió que, para las aceleraciones básicas de

diseño, deben aplicarse coeficientes entre 1/3 y 1/2 a los valores de la aceleración máxima para el diseño. En consecuencia, en la zona del proyecto se recomienda utilizar:

a pico de diseño = 0.15 g. (Para período de retorno de 500 años)

7. NIVEL FREÁTICO DE AGUA

De acuerdo a las investigaciones geotécnicas de campo, y estudio hidrogeológico realizado en el área donde se proyecta el depósito de desmontes, se concluye que no existe nivel freático. Sin embargo, durante la operación del depósito de desmontes se ha considerado la colocación de un sistema de drenaje basal y canales de coronación que, en época de lluvias, colecte el agua de escorrentía que pudiese infiltrarse hasta el contacto suelo de fundación-desmonte, por lo cual no se considera la existencia de nivel freático.

8. SECCION DE ANALISIS

Para el análisis de estabilidad se eligió la sección A (ver figura 1 en anexo A), considerada la más crítica en base a la topografía, proyección final del depósito de desmontes, y a las condiciones geológicas y geotécnicas del terreno existente.

El análisis de estabilidad del depósito se evaluará después de la construcción del dique de arranque (muro en suelo armado) y en operación para las tres etapas de crecimiento.

9. ESTRUCTURA DEL DEPOSITO

Compañía Minera Caravelí S.A.C., está operando un botadero de desmonte que recibe el material de desmonte de mina procedente de las operaciones subterráneas de la mina La Estrella, ubicados hacia el Nor-Oeste de la zona propuesta para el botadero. El diseño final contempla una capacidad

de almacenamiento disponible total de 196,450 m^3 (392,900 TM, ɤ=2.0 Ton/m^3 ), la secuencia de llenado se ha establecido en tres etapas (ver tabla 9.1 y Plano Nº DDE-ST-001-20-TSE). De acuerdo al planeamiento de minado se ha establecido una relación de mineral a desmonte igual a 1; el 50% de desmonte será dispuesto en interior mina y el resto del 50 % de desmonte ( TM/día) en el botadero de desmonte La Estrella.

Tabla N° 9.1: Capacidad de las diferentes etapas y secuencia dellenado

ETAPAS

Cota Inicial (m.s.n.m.)

Cota Final (m.s.n.m.

Volumen Parcial (m3)

Capacidad Parcial (TM)

Operación en años

I 3820 3840 76,620 153,240^ 2. II 3840 3860 74,650 149,300 2. III 3860 3880 45,180 90,360 1. TOTAL 196,450 392,900^ 7.

El depósito es una estructura de disposición de los desechos de la operación minera, de vertido

estáticas como sísmica. Los parámetros de resistencia del suelo de fundación y del material de desmonte de mina fueron obtenidos a partir de los ensayos de laboratorio realizados a las muestras obtenidas durante la investigación geotécnica de campo llevada a cabo específicamente para este proyecto.

Para la construcción del depósito y sus obras auxiliares se ha seguido lo normado para este

tipo de estructuras, es decir cuenta con los siguientes componentes:

- Canal de coronación, - Sistema de drenaje, - Poza de recuperación o colección del agua de drenaje, - Caminos de acceso - Dique de arranque

El depósito no está impermeabilizado en su base y en la data histórica se han encontrado

análisis ABA cuyos resultados indican que el material de desmonte no es generador de ARD

(agua acida).

10. PARAMETROS GEOTÉCNICOS DE LOS MATERIALES

Los parámetros geotécnicos utilizados para el análisis de estabilidad están basados en los resultados de los ensayos de laboratorio, ensayos in situ. En la Tabla 10-1 se presenta el resumen de los parámetros geotécnicos utilizados en el análisis de estabilidad estático y pseudo estático.

Tabla 10-1 : Parámetros geotécnicos de los materiales

PARAMETROS RESISTENCIA FISICA MATERIALES MATERIAL (^) kN/m3PESO^ COHESION kPa^ ANGULO FRICCION (º) SUELO BASE 22.3 200 40 RELLENO COMPACTADO SA 19 3 36 GABION 19 34 35 DESMONTE 22 0 38 PARAMETROS REFUERZO SUELO ARMADO MATERIAL COBERTURA %^ RESIST. TRACCION T ult (kN/m)^ RESIST. TRACCION T diseño (kN/m) GEOMALLA 100 200 118 GEOMALLA 100 120 71 MALLA TERRAM VERDE 100 41 28.

11. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

Los resultados de los análisis de estabilidad bajo condiciones estáticas y pseudo-estáticas, del dique de arranque y para cada etapa de crecimiento se muestran en las tablas 11-1, 11-2, 11-3 y 11-4.

Tabla 11-1 : Resultados del análisis de estabilidad del Dique de Arranque como muro de contención Etapa 1 (actual)

Sección

Talud analizado

Pendiente del Talud

Factor de Seguridad (a=0.15g) Desliza- miento Vuelco^

Capacidad Portante

Estabilidad Global A-A DIQUE ARRANQUE

Como Muro Contención 0.3H:1V^ 1.696^ 1.448^ 8.500^ 1.

Tabla 11-2 : Resultados del análisis de estabilidad Etapa I (actual) Nv. 3820 msnm.

Sección

Talud analizado

Pendiente del Talud aguas Arriba

Factor de Seguridad

Estático

Pseudo estático (a=0,15g) A-A DEPOSITO DESMONTES

Talud aguas arriba con Desmonte

1.8H:1V 1.675 1.

Tabla 11-3 : Resultados del análisis de estabilidad Etapa II Nv. 3840 msnm.

Sección (^) analizadoTalud

Pendiente del Talud aguas Arriba

Factor de Seguridad

Estático

Pseudo estático (a=0,15g) A-A DEPOSITO DESMONTES

Talud aguas arriba con Desmonte

1.8H:1V 1.618 1.

Tabla 11-4 : Resultados del análisis de estabilidad Etapa III Nv. 3860 msnm.

Sección (^) analizadoTalud

Pendiente del Talud aguas Arriba

Factor de Seguridad

Estático

Pseudo estático (a=0,15g) A – A DEPOSITO DESMONTES

Talud aguas arriba con Desmonte

1.8H:1V 1.588 1.

Los factores de seguridad contra la estabilidad obtenidos para el Depósito de Desmontes Estrella fueron mayores a los mínimos recomendados bajo condiciones estáticas y pseudo- estáticas, por lo cual podemos concluir que la estructura es ESTABLE.

La información obtenida durante el periodo indica Velocidades de desplazamiento que en promedio han sido < 2 cm/día para hitos medidos con estación total y tasas de deformación puntuales en el talud inferior < 0.4 m/mes.

Tabla 12-1 : Resultados del monitoreo de hitos topográficos HCT.

HITO (^) INICIALFECHA^ FECHAFINAL TIEMPO DESPLAZAMIENTO(m)^ VELOCIDAD(mm/día)^ INSTALADOEN

HCT-1 01/02/2020 01/12/2020 304.000 0.01 0.04 TIPO SUELO

HCT-2 01/02/2020 01/12/2020 304.000 0.03 0.11 TIPO SUELO

Tabla 12-2 : Resultados del monitoreo de hitos topográficos PCN.

HITO (^) INICIALFECHA^ FECHAFINAL TIEMPO DESPLAZAMIENTO(m)^ VELOCIDAD(mm/día)^ INSTALADOEN

PCN-1 01/02/2020 01/12/2020 304.000 0.02 0.05 TIPO SUELO

PCN-2 01/02/2020 31/12/2020 334.000 0.02 0.06 TIPO SUELO

PCN-3 01/02/2020 01/12/2020 304.000 0.01 0.04 TIPO SUELO

Las medidas indican que el Depósito Estrella ha permanecido ESTABLE, con trazas de movimiento normales.

13. PLAN DE COMUNICACIÓN DE ESTADO DE ALERTAS

CMC será responsable de realizar el monitoreo del depósito según frecuencias recomendadas en Tabla 12.1 y de actualizar la base de datos con los resultados obtenidos. El análisis del monitoreo podrá hacerse por personal propio o por un consultor externo designado.

En virtud de la información recopilada, CMC será responsable de informar sobre cualquier incremento de velocidades o características observadas que ameriten declarar Estado de Alerta o Alarma (alguno de los umbrales es superado). Esto se hará por medio de una “Solicitud de Recomendación”, en donde se deberá chequear la validez de la información, además de evaluar condiciones y características de los otros métodos de monitoreo. En función de esto, se estudiará si realmente las mediciones exceden los umbrales definidos y amerita realmente declarar estado de Alerta o Alarma.

Dentro de las 24 horas siguientes a recibirse la Solicitud de Recomendación, el encargado de la evaluación entregará a CMC una recomendación sobre el Estado Geotécnico del depósito basado en la información recibida y disponible. CMC será responsable de definir el plan de acción en función de las recomendaciones que el evaluador haga.

14. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Se ha considerado para el análisis de estabilidad la aceleración pseudo-estática un coeficiente sísmico de 0,15g, correspondiente a ½ de la máxima aceleración para un periodo de retorno de 475 años en suelo.
• Los parámetros geotécnicos utilizados para el análisis de estabilidad fueron obtenidos de los resultados de los ensayos de laboratorio y de campo, información existente, además de la experiencia del consultor en proyectos similares.
• Los factores de seguridad contra la estabilidad obtenidos para el depósito de desmontes Estrella fueron mayores a los mínimos recomendados bajo condiciones estáticas y pseudo-estáticas.
• Se recomienda realizar durante la operación del depósito de desmontes Estrella, un monitoreo geotécnico continuo del comportamiento de los taludes mediante un sistema de instrumentación geotécnica. La instrumentación geotécnica deberá estar compuesto por inclinómetros, hitos topográficos y acelerógrafos.

ANALISIS DE ESTABILIDAD

CONDICION: ESTATICO

1.6751.6751.6751.

Material

Name

Color

Unit

Weight(kN/m3)

Strength

Type

Cohesion (kPa)

Phi(deg)

WaterSurface

Ru

Suelo

Base

Mohr

‐Coulomb

200

40

None

0

Relleno

Comp

19

Mohr

‐Coulomb

3

36

None

0

Gavion

19

Mohr

‐Coulomb

34

35

None

0

Desmonte

22

Mohr

‐Coulomb

0

38

None

0

Support

Name

Color

Type

Force

Applica

Ɵon

MaterialDependent

Adhesion

(kPa)

Fric

Ɵon Angle

(deg)

ShearStrengthModel

Force

Orienta

Ɵon

Anchorage

Strip

Coverage(%)

Tensile

Strength(kN/m)

Geomalla

GeoTex

Ɵle^

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to Reinforcement

Slope

Face

100

Terram

Verde

GeoTex

Ɵle^

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to Reinforcement

Slope

Face

100

Safety Factor

0.0000.2500.5000.7501.0001.2501.5001.7502.0002.2502.5002.7503.0003.2503.5003.7504.0004.2504.5004.7505.0005.2505.5005.7506.000+

250 200 150 100 50

50

100

150

200

250

300

350

400

Analysis Description

Analisis Estatico

Company

Scale

1:

Drawn By

File Name

DDE I-1.slim

Date

26/08/2020, 20:01:

Project

DEPOSITO DESMONTES ESTRELLA

Etapa I (actual)

SLIDEINTERPRET 6.

1.5881.5881.5881.

Material

Name

Color

Unit

Weight(kN/m3)

Strength

Type

Cohesion(kPa)

Phi(deg)

WaterSurface

Ru

Suelo

Base

Mohr

‐Coulomb

200

40

None

0

Relleno

Comp

19

Mohr

‐Coulomb

3

36

None

0

Gavion

19

Mohr

‐Coulomb

34

35

None

0

Desmonte

22

Mohr

‐Coulomb

0

38

None

0

Support

Name

Color

Type

Force

Applica

Ɵon

MaterialDependent

Adhesion

(kPa)

Fric

Ɵon Angle

(deg)

ShearStrengthModel

Force

Orienta

Ɵon

Anchorage

Strip

Coverage(%)

Tensile

Strength(kN/m)

Geomalla

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Terram

Verde

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Safety Factor

0.0000.2500.5000.7501.0001.2501.5001.7502.0002.2502.5002.7503.0003.2503.5003.7504.0004.2504.5004.7505.0005.2505.5005.7506.000+

700 600 500 400 300 200 100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Analysis Description

Analisis Estatico

Company

Scale

1:

Drawn By

File Name

DDE III-1.slim

Date

26/08/2020, 20:06:

Project

DEPOSITO DESMONTES ESTRELLA

Etapa III

SLIDEINTERPRET 6.

ANALISIS DE ESTABILIDAD

CONDICION: PSEUDO ESTATICO

1.1411.1411.1411.

Material

Name

Color

Unit

Weight(kN/m3)

Strength

Type

Cohesion(kPa)

Phi(deg)

WaterSurface

Ru

Suelo

Base

Mohr

‐Coulomb

200

40

None

0

Relleno

Comp

19

Mohr

‐Coulomb

3

36

None

0

Gavion

19

Mohr

‐Coulomb

34

35

None

0

Desmonte

22

Mohr

‐Coulomb

0

38

None

0

Support

Name

Color

Type

Force

Applica

Ɵon

MaterialDependent

Adhesion

(kPa)

Fric

Ɵon Angle

(deg)

ShearStrengthModel

Force

Orienta

Ɵon

Anchorage

Strip

Coverage(%)

Tensile

Strength(kN/m)

Geomalla

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Terram

Verde

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Safety Factor

0.0000.2500.5000.7501.0001.2501.5001.7502.0002.2502.5002.7503.0003.2503.5003.7504.0004.2504.5004.7505.0005.2505.5005.7506.000+

400 300 200 100 0

0

100

200

300

400

500

600

700

Analysis Description

Analisis Sismico

Company

Scale

1:

Drawn By

File Name

DDE II-1.slim

Date

26/08/2020, 20:04:

Project

DEPOSITO DESMONTES ESTRELLA

SLIDEINTERPRET 6.

1.1301.1301.1301.

Material

Name

Color

Unit

Weight(kN/m3)

Strength

Type

Cohesion(kPa)

Phi(deg)

WaterSurface

Ru

Suelo

Base

Mohr

‐Coulomb

200

40

None

0

Relleno

Comp

19

Mohr

‐Coulomb

3

36

None

0

Gavion

19

Mohr

‐Coulomb

34

35

None

0

Desmonte

22

Mohr

‐Coulomb

0

38

None

0

Support

Name

Color

Type

Force

Applica

Ɵon

MaterialDependent

Adhesion

(kPa)

Fric

Ɵon Angle

(deg)

ShearStrengthModel

Force

Orienta

Ɵon

Anchorage

Strip

Coverage(%)

Tensile

Strength(kN/m)

Geomalla

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Terram

Verde

GeoTex

Ɵle

Passive

(Method

B)^

No^

5

33

Linear

Parallel

to

Reinforcement

Slope

Face

100

Safety Factor

0.0000.2500.5000.7501.0001.2501.5001.7502.0002.2502.5002.7503.0003.2503.5003.7504.0004.2504.5004.7505.0005.2505.5005.7506.000+

600 500 400 300 200 100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Analysis Description

Analisis Sismico

Company

Scale

1:

Drawn By

File Name

DDE III-1.slim

Date

26/08/2020, 20:06:

Project

DEPOSITO DESMONTES ESTRELLA

SLIDEINTERPRET 6.