ANEXO 9.1.a Analisis de Estabilidad de Botaderos

Declaración de Impacto Ambiental

”Proyecto Explotación Antiguos Desmontes de la Mina El Dorado” Anexo 9.1.A ANÁLISIS ESTABILIDAD DE BOTADEROS Ovalle, Febrero de 2011

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Anexo 9.1.A: Análisis Estabilidad de Taludes

2

Índice de Contenido 1

Resumen Ejecutivo ....................................................................3

2

Antecedentes ............................................................................ 4

3

2.1

Geología y Topografía del sector.............................................4

2.2

Estudio Meteorológico ...........................................................5

2.3

Estudio Sismológico ..............................................................6

2.4

Estudio de Material Características del Botadero ..................... 10

Estabilidad Estática y Pseudo Estática ........................................ 12 3.1

Análisis de Estabilidad Estático ............................................. 13

3.2

Análisis de Estabilidad Pseudo Estático .................................. 13

3.3

Metodología Utilizada .......................................................... 14

3.3.1 Metodología simplificada de Bishop (1955) ....................... 14 3.3.2 Metodología de Janbu .................................................... 15 3.3.3 Metodología de Dovelas ................................................. 16 4

Resultados ............................................................................. 17

5

Conclusiones y Recomendaciones.............................................. 18

DIA Proyecto Explotación Antiguos Desmontes de la Mina El Dorado

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1 Resumen Ejecutivo El presente análisis de estabilidad estática del desmonte, producto del proceso concentración magnética desarrollada sobre los acopios existentes en el sector El Dorado, nos permite obtener un factor de seguridad mínimo de 1,271 (Janbu), que corresponde al menor de los 3 métodos utilizados. Para establecer los parámetros de estabilidad pseudo estática, se ha utilizado un sismo máximo correspondiente a la Cuarta Región, obtenido de un análisis estadístico. Tomando en consideración la zonificación geotécnica del país. De igual forma este valor ha sido exagerado a modo de establecer un grado de holgura en caso de un evento de gran magnitud (8 Richter). El análisis de estabilidad pseudo estático estableció un factor de seguridad 1,066 Se debe tener presente que el análisis de estabilidad esta construido en base a pruebas realizadas en terreno, y un muestreo del material de rechazo que la planta ha producido.


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2 Antecedentes 2.1 Geología y Topografía del sector El Proyecto se localiza en la IV Región de Coquimbo, Provincia del Limarí, Comuna de Ovalle, específicamente 6 Km hacia el noroeste de la ciudad de Ovalle Respecto de la geología de la zona donde se deposita actualmente el desmonte, el suelo esta compuesto por aluvios y rellenos de quebrada entre lo que podemos encontrar arcillas y fragmentos líticos producto de la erosión, transporte y depositación de estructuras ígneas adyacentes al sector.

Figura 1: Ubicación espacial del Proyecto


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El Proyecto cubre aproximadamente 100 ha ,y corresponde a Montaña Media, caracterizado por cordones montañosos que se ubican entre los 600 y 2.000 m de altitud, disectando el territorio en sentido Este – Oeste (DIA Plan Regulador Intercomunal Provincia de Limarí, 2009) El relieve no sufre mayores alteraciones, las pendientes de los terrenos donde se depositarán los desmontes son planos y favorece a la estabilidad del botadero.

2.2 Estudio Meteorológico El clima de la ciudad de Ovalle, corresponde a clima de estepa con gran sequedad atmosférica, vale decir no percibe influencia oceánica, y donde las precipitaciones invernales no son lo suficientemente intensas para provocar cursos de aguas permanentes, además que los escurrimientos que aparecen de las quebradas, son solo esporádicos, ya que obedecen a precipitaciones intensas y concentradas. Ante este escenario se puede deducir que la presencia de aguas de origen meteórico no afecta la estabilidad del desmonte, puesto que no es suficiente. En la tabla Nº1, se observa el promedio mensual de precipitaciones entre los años 1996-2006, datos obtenidos de la estación meteorológica de la Dirección General de agua.

Tabla 1: Precipitaciones (milímetros) promedio mensual y anual de la comuna de Ovalle, entre los años 1996 y 2006. AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

TOTAL

1996 1997 1998 1999 200 2001 2002 2003 2004 2005 2006 PROMEDIO

0.0

0.0

0.0

6.0

0.0

2.0

37.4

7.0

0.0

0.0

0.0

0.0

52.4

0.0

0.0

0. 0

0.0

0.5

148.0

13.4

113.5

3.0

21.3

0.0

0.0

299.7

0.0

0.0

0.0

2.5

0.0

5.9

0.0

0.0

0.0

0.2

0.0

0.0

8.6

0.0

0.0

1.0

4.5

16.2

3.0

1.7

15.0

18.8

13.6

0.0

0.0

73.8

0.0

0.0

0.0

0.0

9.2

88.5

11.5

0.0

50.1

0.0

0.0

0.0

153.3

0.0

0.0

0.0

1.0

11.3

0.0

67.8

40.5

15.6

1.0

0.0

0.0

137.2

0.0

0.0

0.0

2.7

53.3

36.1

64.7

45.3

0.0

0.0

0.0

0.0

202.1

0.0

0.0

0.0

0.0

43.8

15.2

15.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

74.0

0.0

0.0

10.0

9.3

0.5

14.1

57.1

39.2

0.0

0.0

1.0

0.0

131.2

0.0

0.0

0.0

0.0

29.1

1.6

4.0

6.6

5.0

0.5

0.0

0.0

46.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.5

23.0

-

-

-

-

0.0

0.0

23.5

0.0

0.0

1.0

2.4

14.9

30.7

29.0

25.3

9.3

3.7

0.0

0.0

74.9

Fuente: Dirección General de Agua


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2.3 Estudio Sismológico Para definir la sismicidad del lugar se consultó la página http://www.sismologia.cl/home/terrem.html de la Universidad de Chile, donde se registran los últimos sismos considerando el periodo comprendido entre (1570 – 2005) para el territorio Chileno. Además se recurrió a mapas de zonificación geotécnica de Chile a fin de acotar todos los parámetros y recopilar la mayor cantidad de información necesaria para el modelamiento sísmico de la zona de emplazamiento del botadero. Según la Regionalización de Martin (1990), donde se utilizan dos criterios de división, uno transversal y uno longitudinal, calculando los parámetros de la ecuación de Gutenberg y Richer para cada una de las zonas definidas. Para ellos, se agruparon por grado de latitud sur entre los 15ºS los 57ºS un total de 2224 registros de magnitud M, mayor o igual a 4,5. En cuanto a la división longitudinal, en la que se considera la interacción de la placa de nazca con la sudamericana, resultan dos grandes zonas sísmicas: Zona Cordillerana: Sismos de subducción cuyos focos se encuentran a grandes profundidades. Zona Costera: que 40 km.

Focos Sísmicos se encuentran a profundidades menores


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Figura 2: Zonificación Geotécnica Regiones I, II, III, IV

Figura 3: Zonificación Geotécnica Regiones IV, V VI, VII, VIII, IX, X, y Región Metropolitana (Nch 433)


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Figura 4: Curvas de ISO Sismicidad IV Región

Tabla 1: Valores de Coeficiente de Aceleración Sísmica para diferentes Zonas Zona Sísmica Coeficiente Ao 1 0.2 2 0.3 3 0.4

El sector donde se encuentra el botadero, esta ubicado a 80 km de la fosa oceánica por lo que podemos calificar como zona 3, lo que corresponde según la tabla a un coeficiente de aceleración sísmica máximo de 0.4. De esta manera los estudios sismológicos se regirán por las condiciones descritas para dicha zona.


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Gráfico 1: Magnitudes de los mayores sismos registrados en la Cuarta Región (1570 – 2005) Historial Sísmico Territorio Chileno Magnitud

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Ms

0

7 7 9 7 8 9 8 2 7 3 0 5 9 3 7 0 5 1 9 7 0 4 7 3 8 2 8 4 8 7 9 1 9 2 9 3 9 4 9 4 9 4 9 5 9 5 9 6 9 6 9 7 9 8 6 8 2 9 7 9 6 1 5 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 9 5 2 0 5 1 7 2 6 2 3 2 8 2 1 2 0 2 7 6 8 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 3 - 6 - 8 - 3 - 2 - 0 - 7 - 1 - 3 - 1 - 3 - 7 - 6 - 9 - 9 - 3 - 7 - 3 - 5 8 - 1 0 2 4 2 0 1 0 2 0 2 2 1 1 1 0 2 1 2 1 0 0

Fecha

F ig u r a 5 : Ep i c e n t r o s d e S i s m o s o c u r r i d o s e n I V R e g i ó n


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Con los antecedentes antes mencionados, se considero que resulta apropiado exagerar el evento con un sismo de magnitud Ms= 8 esto vale decir considerar aceleraciones de 0.20g.

2.4 Estudio de Material Características del Botadero El botadero de estéril del Proyecto El Dorado se ha desarrollado conforme al proyecto de recuperación, procesamiento y posterior depositación del rechazo en un nuevo botadero, no obstante a lo anterior es conveniente realizar un estudio de estabilidad física del nuevo desmonte. Para determinar el comportamiento acerca de la estabilidad del talud, resulta de suma importancia acotar y recabar toda la información posible acerca de la composición y diferentes aspectos constructivos del mismo. Se efectuaron pruebas en terreno (Tilt test), a fin de reconocer parámetros, como por ejemplo ángulo de fricción interno, además se recolectaron muestras de terreno producto de los rechazos del proceso de concentración magnética. También se contó con el respaldo del organismo certificador INVECC el cual entregó los análisis granulométricos e índice de plasticidad del material objeto de estudio, a fin de determinar parámetros como por ejemplo la cohesión.


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Figura 7: Material de Rechazo, Proceso de Concentración Magnética

Tabla 2: Parámetros de de entrada análisis de estabilidad botadero

Botadero Suelo

Peso Especifico (KN/m3)

Angulo de Fricción Interna(º)

Cohesión (T/ m2)

41,16 22,56

38 38

0,45 1


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3 Estabilidad Estática y Pseudo Estática En los análisis de estabilidad de taludes se considera un valor mínimo de Factor de Seguridad F.S= 1.2 en la condición de estática, sin actividad sísmica. En la condición Pseudo Estática se considera un coeficiente sísmico equivalente a ½ de la aceleración sísmica de diseño (para la zona 3 el valor de a es 0,4g), esto quiere decir según el estudio sismológico de la zona, este valor corresponde a 0.2g. El Factor de Seguridad mínimo para la condición Pseudo Estática es de F.S=1.0 Bajo los criterios de estabilidad antes mencionados, se asegura un adecuado comportamiento de los taludes desde el punto de vista de la resistencia de los suelos, así como el grado de deformación de los taludes ante un evento sísmico de gran magnitud (Magnitud 8 escala de Richter). El presente estudio de estabilidad asume superficies de falla tipo circular, planar o fallas de tipo bloque. Los análisis se realizaron en el software Geoslop 2007, específicamente en Slope/W, utilizando la metodología Bishop simplificado, método de Dovelas, y metodología de Janbu. Si el botadero sigue los criterios antes mencionados, se llega a la conclusión que el botadero es físicamente estable.


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3.1 Análisis de Estabilidad Estático La finalidad de generar este tipo de análisis de estabilidad estático al desmonte, es verificar la estabilidad del mismo, puesto que será removido, procesado y posteriormente reubicado, con una granulometría menor que la inicial (100% < 6mm). Se considera que el círculo de rotura pasa por el pie del talud

3.2 Análisis de Estabilidad Pseudo Estático Para el análisis pseudo-estático se considera que la masa involucrada en la falla está sometida a una aceleración horizontal igual a un coeficiente sísmico multiplicado por la aceleración de la gravedad, de modo que tomemos en cuenta el efecto de las fuerzas inerciales producidas por el terremoto de diseño. El coeficiente sísmico horizontal utilizado fue de 0,2g. Para el análisis de estabilidad pseudo estático, se determinara el coeficiente de aceleración, a través de la interpolación de las curvas de ISO sismicidad. En consecuencia con la información anteriormente mencionada, y el historial sísmico de la región el valor de a corresponde a 0,2.


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3.3 Metodología Utilizada A continuación se especifica la metodología utilizada para determinar el análisis de estabilidad estático y pseudo estático. La información geomecánica (cohesión) del material de desmonte se obtuvo de manera indirecta utilizando los parámetros obtenidos del análisis de granulometría, densidad e índice de plasticidad, los cuales se realizaron para el Proyecto Minero El Dorado y se presentaron a SERNAGEOMIN en junio de 2010 y obtuvo su aprobación en septiembre de 2010 con la Resolución 783/2010.

3.3.1 Metodología simplificada de Bishop (1955) Este método asume que todas las fuerzas cortantes entre dovelas son cero. Reduciendo así el número de incógnitas. La solución es sobredeterminada debido a que no se establecen condiciones de equilibrio para una dovela.

26

1.350

24

22

20

18

16

n o 14 i t a v e 12 l E 10

8

6

4

2

0 0

10

20

30

40

Distance


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3.3.2 Metodología de Janbu

26

1.271

24

22

20

18

16

n o 14 i t a v e 12 l E 10

8

6

4

2

0 0

10

20

30

40

Distance


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3.3.3 Metodología de Dovelas Mediante cálculos aritméticos, y un proceso iterativo de elección del radio que nos proporcione el menor factor de seguridad se logra establecer en el peor de los casos el mínimo factor de seguridad para la situación presentada.

26

1.276

24

22

20

18

16

n o 14 i t a v e 12 l E

10

8

6

4

2

0 0

10

20

30

40

Distance


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4 Resultados Los resultados obtenidos de lãs distintas metodologias aplicadas se presentan en La siguiente tabla.

Método

Estático

Pseudo estático

Bishop

1,350

1,115

Janbu

1,271

1,066

Dovelas

1,276

1,096


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5 Conclusiones y Recomendaciones El resultado de las simulaciones nos indica que el desmonte, con un ángulo de talud 38º, de altura 10 Mt, es estable en condiciones estáticas y pseudo estáticas. Puesto que hemos simulado un evento sísmico de gran envergadura, como es un sismo magnitud 8 escala de Richter. Algunos factores a considerar en la remoción proceso y posterior depositación del desmonte que ha sido objeto de estudio, son: 





El material a depositar, debe ser de características similares a las observadas en terreno, puesto que el análisis se ha efectuado en base a un tipo de material. La pendiente del terreno de emplazamiento debe ser cero, puesto que la simulación ha sido diseñada con dicho ángulo de terreno. El suelo donde se depositaran los desmontes deben cumplir, con las características geomecánicas antes señaladas.


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ANEXO 9.1.a Analisis de Estabilidad de Botaderos

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