analisis geotecnico rajo

8/21/2019 Analisis Geotecnico Rajo

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AN LISIS GEOT CNICO RAJO CUMBRE Página 1 de 13SOCIEDAD CONTRACTUAL MINERA TRES VALLESREV00

3 N o r t e 5 3 2 , V i ñ a d e l M a r , C h i l e . T e l é f o n o : ( 0 3 2 ) 2 6 9 7 2 0 7 – 2 6 9 7 1 1 6 – 2 6 8 3 9 3 8 - e m t @ e m t . c l

NOTA TÉCNICA

ANÁLISIS GEOTÉCNICO RAJO CUMBRE

PROYECTO TRES VALLES

Viña del Mar, 13 de Julio 2011

Rodrigo Ojeda V.Jefe de [email protected]

María Paz Seguel G.Geólogo Geoté[email protected]

1.0 INTRODUCCIÓN

Sociedad Contractual Minera Tres Valles (SCMTV) solicitó a E-Mining Technology S.A. (EMT),

desarrollar un análisis geotécnico del actual rajo Cumbre, a modo de evaluar la actual condición de

estabilidad de los taludes y en particular el caso de la cuña observada en el sector sur del rajo. La

siguiente nota resume los resultados y recomendaciones de la revisión geotécnica, la cual se basó

en la información recopilada en terreno y complementada con información geológica provista por la

minera.

2.0 OBJETIVOS

El objetivo general consiste en evaluar condiciones de inestabilidad del actual rajo Cumbre y

entregar recomendaciones operacionales y de diseño que permitan dar continuidad al desarrollo

del rajo. A su vez, como objetivos específicos se considera la actualización del modelo geotécnico

incorporando nuevos datos de geología y mapeo geotécnico, el análisis de la condición de

inestabilidad asociada a cuña presente en el sector sur del rajo y la revisión de los parámetros de

diseño del Rajo Cumbre.

3.0 ALCANCES

La evaluación geotécnica se realizará con la información geológica y geotécnica provista por

personal de SCMTV y complementada con la información recopilada en terreno por personal de

EMT. Dentro de las evaluaciones se analizará el impacto de las inestabilidades en el diseño, junto

Felipe Sablereau G.Geólogo Geoté[email protected]


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con la revisión de los parámetros de diseño propuestos en la ingeniería de factibilidad. Esta nota

resume los resultados obtenidos de las evaluaciones antes mencionadas, las cuales serán

presentadas en detalle en un posterior documento de Anexos Técnicos de respaldo, donde se

entregarán los desarrollos del análisis banco-berma y los análisis de estabilidad respectivos.

4.0 METODOLOGÍA

La metodología de trabajo consistió en una primera etapa, actualizar el modelo geotécnico del rajo

Cumbre, de acuerdo a las actuales condiciones geológicas y geotécnicas. Se efectuó una

inspección en terreno por parte de consultor experto y se realizó una caracterización geotécnica

de la fábrica del macizo rocoso por parte de personal EMT. Para la caracterización del macizo

rocoso se utilizó el índice geológico de resistencia (GSI). Para determinar la fábrica de macizo se

efectuó un mapeo de celdas geotécnicas que fueron complementadas con levantamientos de

fotografía geo-referenciada (Shape Metrix). Para el modelo estructural, las fallas o discontinuidades

intermedias fueron trabajadas en forma individual, mientras que la fábrica fue tratada en forma

estadística. Una vez completado el modelo geotécnico se realizó un análisis cinemático para

evaluar la estabilidad de cuñas o bloques individuales, junto con revisar los parámetros de diseño

banco berma propuesto en la ingeniería de factibilidad.

5.0 DESARROLLO

5.1 MODELO GEOTÉCNICO

A partir de la actual información geológica-geotécnica de sector Cumbre proporcionada por SCMTV

y por el levantamiento geotécnico realizado por personal de EMT, se revisó y actualizó el modelo

geotécnico construido para el estudio “Análisis de Estabilidad de Rajos Norte y Cumbre, proyecto

Tres Valles”, realizado por EMT en el año 2009.

5.1.1 LITOLOGÍA

De acuerdo a la información geológica disponible, se reconocen las siguientes unidades litológicas:

Andesita Brechosa. Unidad volcánica extrusiva, clástica. Se ubica al Este de la FallaManquehua y corresponde a la litología predominante presente en el rajo Cumbre.

Tobas. Unidad volcánica extrusiva. Subyace a las andesitas brechosas.

Andesita. Unidad volcánica extrusiva. Se ubica al Este de la Falla Manquehua y subyace a

las andesitas brechosas.


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Intrusivo Illapel. Unidad perteneciente a la Súper Unidad Illapel, se encuentra al Oeste de

Falla Manquehua.

La Figura 1 presenta las unidades litológicas reconocidas en sector de rajo Cumbre (EMT, 2009).

5.1.2 MODELO ESTRUCTURAL

A. Dominios Estructurales. De acuerdo a la condición geotécnica presente en sector de rajo

Cumbre, se definieron dos dominios estructurales: Dominio Norte y Dominio Sur, los cuales

se encuentran limitados en término espacial por un patrón estructural intermedio de

orientación N75°E/60° - 88°NW (Figura 2). La característica principal del Dominio Norte es

su alto grado de fracturamiento, lo cual disminuye la calidad del macizo rocoso. Por suparte, el Dominio Sur exhibe un bajo grado de fracturamiento, lo que mejora la calidad del

macizo rocoso respecto al comportamiento del macizo en el Dominio Norte.

FIGURA 1. UNIDADES LITOLÓGICAS RAJO CUMBRE.

FIGURA 2. DOMINIOS ESTRUCTURALES NORTE Y SUR RAJO CUMBRE.

PATRÓNESTRUCTURAL

INTERMEDIO

FALLAASOCIADA A

DIQUE

PATRÓNESTRUCTURAL QUESEPARA DOMINIOS

NORTE Y SUR

DOMINIO NORTE

DOMINIO SUR


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B. Fallas Mayores. En términos generales las estructuras mayores reconocidas en sector

Cumbre, están influenciadas por los patrones estructurales regionales, destacándose la

Falla Manquehua (NS-N30°W/60°-80°E), la falla Papomono (N40°-50°W/75°-85°W) y una

serie de fallas conjugadas de orientación EW y mateos subverticales, las cuales son

ampliamente reconocidas en la mina Papomono y en superficie (ver Figura 3).

FIGURA 3. PATRONES ESTRUCTURALES REGIONALES.


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En el área del rajo se reconoce una estructura principal asociada a un Dique Andesítico de

orientación N30°W/60°NE y tres patrones estructurales intermedios de disposiciones

N10°E/85°W, N10°E/60°W Y N75°E/60-85°NW (Figura 4).

C. Modelo de Discontinuidades Menores. A partir del mapeo geotécnico realizado en las

campañas de los años 2009 y 2011, se identificaron los sistemas de discontinuidades

menores presentes en el sector del Rajo Cumbre. A manera general, los sistemas

identificados en la campaña del año 2009 y que fueron empleados en la definición de los

parámetros de diseño del pit, fueron validados con la campaña de mapeo estructural del

presente año. En Figura 5 se muestra la representación estereográfica de los sistemas

menores reconocidos en ambos dominios, mientras que en Tabla 1 se presenta la

caracterización estructural de estos sistemas menores. De esta caracterización, se puedeapreciar el cambio en el grado de fracturamiento existente entre el Dominio Norte y Sur,

reflejado en el menor espaciamiento de los sistemas reconocidos en el primer dominio en

comparación con el segundo.

PATRONES ESTRUCTURALESINTERMEDIOS

FALLAASOCIADA A

DIQUEPE 1

PE 2

PE 3

N

FALLA DIQUE N30°E/60°NW

PATRONES ESTRUCTURALES

(PE) ORIENTACIÓN

1 N10°E/85°W

2 N10°E/60°W

3 N75°E/60°- 85°NW

FIGURA 4. FALLAS MAYORES Y PATRONES ESTRUCTURALES INTERMEDIOS.


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DOMINIO SISTEMA DIP/DIPDIR LONGITUD (m) ESPACIAMIENTO

(cm)

Js1 89/176 1.5 3.0

Js2 82/065 2.0 10.0

Js3 80/250 4.0 10.0

Js4 81/216 6.0 10.0

Js5 61/266 6.0 5.0Js6 69/296 1.0 4.0

Js7 49/303 2.0 5.0

Js8 87/140 6.0 5.0

Js1 82/344 1.5 15.0

Js2 77/319 2.5 100.0

Js3 63/290 7.0 20.0

Js4 87/078 4.0 30.0

Js5 70/062 4.0 50.0

Js6 63/025 4.0 60.0

Js7 88/156 2.5 60.0

NORTE

SUR

TABLA 1. CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LOS SISTEMAS MENORES DE RAJOCUMBRE.

FIGURA 5. REPRESENTACIONES ESTEREOGR FICAS DE LOS SISTEMAS PRESENTES EN EL LADO NORTE YSUR DEL RAJO.

DOMINIO NORTE DOMINIO SUR

Js1

Js2

Js3

Js4

Js5

Js6Js7

Js1

Js2

Js3Js4

Js5

Js6

Js7Js8


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La persistencia del sistema Js1 en el dominio Norte, influye en el alto grado de fracturamiento que

disminuye la calidad del macizo rocoso en el sector. En el dominio Sur, este sistema

(correspondiente al Js7) pierde persistencia y continuidad, de manera que el macizo rocoso es de

mejor calidad geotécnica.

5.1.3 CARACTERIZACIÓN DE MACIZO ROCOSO

A partir de la información geotécnica obtenida de la campaña de mapeo 2011 y considerando la

diferenciación estructural del yacimiento en dos dominios principales, se pudo establecer una

diferencia también en el comportamiento del macizo rocoso, evidenciado por un mayor grado de

fraturamiento en el Dominio Norte respecto al Dominio Sur. Esta caracterización se representa a

través de los valores estimados en terreno para ambos sectores en función del Índice Geológico de

Resistencia (GSI):

Macizo Rocoso Sector Dominio Norte:

o GSI = 30 - 40

Macizo Rocoso Sector Dominio Sur:

o GSI = 45 - 55

Estos valores de caracterización de macizo rocoso permiten establecer, junto a los patrones

estructurales identificados en el rajo, que el sector norte estará fuertemente influenciado por

mecanismos de inestabilidad ligados a la calidad del macizo rocoso, mientras que en el sector Sur,

estos mecanismo estarán controlados básicamente por los sistemas estructurales menores e

intermedios y su interacción con las fallas mayores.


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5.2 ANÁLISIS DE CUÑA PARED SUR

La intersección de la falla asociada al Dique Andesítico con el patrón de discontinuidades

intermedias de orientación N10°E/85°W, genera una geometría tipo cuña que ha afectado a las

bancos sobre la cota 1600 de la pared sur del rajo (Figura 6), la cual potencialmente podría afectar

los bancos inferiores, incluyendo la rampa de acceso a fondo mina entre las cotas 1550 y 1560,

según el diseño actual.

De manera de evaluar el impacto de esta cuña en la construcción y operación del rajo en las

próximas etapas de su explotación, se simuló su proyección en los bancos inferiores y las

potenciales cuñas a generarse, dada la presencia del patrón de estructuras intermedias de

orientación N10°E/85°W y su interacción con la falla del Dique Andesítico (Figura 7).

ƒ ƒ

FALLA DIQUE:

N30W/60NE

PATRÓN ESTRUCTURAL

INTERMEDI0:

N 10E/85NW

COTA 1600

COTA 1620

FIGURA 6. CU A AFECTANDO A BANCOS SOBRE EL NIVEL 1600. SECTOR SUR RAJOCUMBRE.

PATRONESESTRUCTURALES

INTERMEDIOS

FALLA

ASOCIADA A

DIQUE

RAMPA

CUÑA

1600

1580

VOLUMEN CUÑAPOTENCIALMENTE

INESTABLE

FIGURA 7. CU A AFECTANDO A BANCOS Y RAMPA.


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Los análisis efectuados del potencial impacto de la cuña sobre la rampa entre las cotas 1550 y

1560, permiten proponer dos alternativas de manejo para controlar esta potencial inestabilidad

sobre una infraestructura crítica como es la rampa de acceso:

- Alternativa 1: Manejo de la potencial inestabilidad sobre la rampa con cambios menores al

diseño:

o Ensanche de Rampa: esta solución implicaría dar un ancho mayor a la rampa en la

zona de potencial inestabilidad de la cuña, con el objetivo de reducir su impacto.

o Relleno de material en rampa: esta alternativa considera rellenar con material

estéril (en condición seca y de granulometría gruesa) el tramo de la rampa que

pudiese ser afectado por la cuña, con el objetivo de asegurar el paso de camiones

hacia los bancos inferiores. Esta solución implica descargar material de relleno en

el volumen desplazado por la cuña en la zona de la rampa, cubriendo parte de lasplataformas del banco inferior con la pata del relleno.

o Soporte de la Cuña: esta medida considera fortificar el bloque asociado a la cuña

con el fin de que no deslice y evitar el impacto de pérdida de la rampa. Dentro de

las alternativas de fortificación o soporte se tiene la instalación de cables, rieles o

pernos lechados, entre otros.

- Alternativa 2: Manejo de la potencial inestabilidad sobre la rampa con cambios en el

diseño:

o Cambio de ubicación de la rampa: esta alternativa implica evitar el paso del trazadode la rampa por el sector potencialmente afectado por la cuña y asegurar, de esta

manera, el tránsito hacia los niveles inferiores. Debe evaluarse el mejor trazado

alternativo en función del costo económico de diseñar un switch-back en la pared

Norte o Este.

Cabe señalar que la intersección de la falla asociada al dique con la geometría del rajo, siempre va

a generar una geometría desfavorable, independiente de la presencia de un plano o discontinuidad

que genere cuña. Por lo anterior, cambios mayores en el diseño, como evaluar una fase de

descarga de la cuña (llevar el pit hacia atrás en dicho sector), no evitarán el potencial deinestabilidad a escala de banco en la zona de intersección. Asimismo, rotar las paredes del rajo en

el sector de la cuña para evitar el afloramiento del eje de la cuña, no se considera factible desde el

punto de vista del esfuerzo minero, junto con dejar expuestas las nuevas paredes a fallamientos

planos que dificulten la operación y seguridad del rajo. La forma de enfrentar este tipo de

inestabilidad es “limpiando” la cuña o bloque potencialmente inestable a medida que se desarrollan

los bancos. Esta rutina debe ser apoyada con un mapeo estructural que permita anticipar la


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intersección de la falla con los bancos. Una vez identificada se deberá recomendar a tronadura la

descarga de los bloques potencialmente inestables.

Finalmente, se puede comentar que otro potencial mecanismo de inestabilidad a escala de banco

que puede generar geometrías desfavorables, es la presencia del patrón de discontinuidades

intermedias de orientación N75°E/60-88°NW (el cual separa los dominios estructurales Norte y Sur)

y su interacción con las paredes del rajo (Figura 8). Este potencial impacto considera posibles

sobreexcavaciones originadas del desarrollo de las paredes del pit entorno a este patrón

estructural, el cual pone en contacto roca de alto y bajo fracturamiento. De la misma manera que

en el caso de la cuña, debe realizarse un mapeo estructural en estos sectores, que permita

anticipar la intersección de estos planos estructurales con los bancos y las zonas de mala calidad

geotécnica (alto fracturamiento).

5.3 REVISIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO RAJO

De acuerdo a los nuevos antecedentes aportados en la actualización del modelo geotécnico y a las

condiciones operacionales actuales del rajo, se revisaron los parámetros de diseño. Estos análisis

se realizaron en función de los dominios definidos en el modelo estructural.

5.3.1 DOMINIO NORTE

En sector norte del rajo, los mecanismos de inestabilidad están controlados por la mala calidad del

macizo rocoso asociado a un intenso fracturamiento. Debido a esto, el estudio de este sector se

enfocó en realizar un análisis de estabilidad preliminar de las paredes de mayor criticidad ubicadas

FALLA ASOCIADA ADIQUE

PATRONESESTRUCTURALES

INTERMEDIOS

POTENCIALESMECANISMOS DEINESTABILIDAD

FIGURA 8. POTENCIALES MECANISMOS DE INESTABILIDAD ASOCIADOS A PATRÓN ESTRUCTURAL QUESEPARA DOMINIOS NORTE Y SUR.


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en Dominio Norte. Los resultados preliminares obtenidos, permiten concluir que el diseño final del

rajo en este sector de alto fracturamiento, es estable a escala global cumpliendo con los criterios

de aceptabilidad (FS > 1.3 y PF < 10%). En posterior documento de Anexos Técnicos, se hará

entrega del detalle de los análisis de estabilidad consignados para este sector. Estos resultados,

junto con el análisis de los sistemas estructurales permiten recomendar mantener el ángulo

interrampa propuesto en el estudio de 2009.

5.3.2 DOMINIO SUR

En sector sur del rajo, los mecanismos de inestabilidad están controlados estructuralmente, con un

macizo rocoso de buena calidad geotécnica. De acuerdo a los modelos de discontinuidades

definidos, a lo observado en terreno y a los análisis geotécnicos realizados, se propone mantener

el ángulo interrampa propuesto en los parámetros de diseño definidos en estudio de EMT de año

2009. Por su parte, con el fin de simplificar la condición operacional de los taludes, en especial en

los sectores de potenciales inestabilidades mayores a 1 banco, se propone disminuir la altura de

banco de 20 m a 10 m, junto con establecer un ángulo cara de banco de 80° que permita contar

con una berma de seguridad mayor en 10m de altura (ver Tabla 2). Dentro de las

recomendaciones asociadas a estos parámetros de diseño propuestos, se sugiere llevar un estricto

control y seguimiento de la condición estructural del rajo, de manera de identificar potenciales

mecanismos de inestabilidad y definir planes de acción que mitiguen su impacto en la continuidad

operacional del rajo.

6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los resultados del análisis de la presencia de la cuña en la Pared Sur del rajo Cumbre y su

potencial impacto en el diseño final, especialmente, en la zona de la rampa de acceso a los

sectores inferiores, permiten concluir que no existe un riesgo en la continuidad operacional si se

adoptan las medidas indicadas en el presente estudio, las cuales deben ser evaluadas y detalladas

en conjunto a un análisis económico que cuantifique el impacto en la producción de mineral del

yacimiento.

10 mÁNGULO CARA DE BANCO 80 °

ÁNGULO INTERRAMPA 53 °

5.8ANCHO DE BERMA

PARÁMETROS DE DISEÑO RAJO CUMBRE

ALTURA DE BANCO

TABLA 2. PARÁMETROS DE DISEÑO RAJO CUMBRE.


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Por su parte, la presencia de material altamente fracturado en el sector norte del rajo, no

representa una condición de inestabilidad para las paredes del pit en función de los parámetros de

diseño propuestos, por lo que su complejidad se limitará a las operaciones de remate de bancos y

limpieza de bermas.

Dentro de las recomendaciones al diseño, se considera como aspecto principal, la reducción de la

altura del banco de 20m a 10m. Esto se efectúa con el objetivo de reducir la exposición operacional

de personas y equipos a potenciales mecanismos de inestabilidad mayores a 1 banco,

simplificando el desarrollo operacional de la construcción de bancos.

Debido a esta reducción de la altura del banco y con el fin de evaluar el potencial impacto de los

mecanismos de inestabilidad identificados en el rajo, se evaluaron los parámetros de diseño

propuestos en el estudio de EMT de 2009, empleando los resultados de la captura y análisis deinformación geotécnica estructural y de calidad de macizo rocoso de la campaña de 2011, junto

con su integración a los datos disponibles de los estudios previos. De los resultados de esta

evaluación se sugiere mantener el ángulo interrampa de 53° propuesto inicialmente, considerando

un ángulo cara de banco de 80° que permitiera contar con una berma de seguridad de mayor

ancho para una altura de 10m.

Por otro lado, se recomienda implementar prácticas de geotecnia de rutina que consideren:

- Seguimiento y control estructural. Se recomienda realizar mapeo y proyección continua ysistemática (banco a banco) de las discontinuidades intermedias y mayores, para

identificar en forma temprana un potencial mecanismo de inestabilidad (cuñas o fallas

planas). Esto debe ser parte de la rutina geotécnica durante el desarrollo de la fase, lo que

permitirá tomar las medidas de mitigación con anticipación. Dentro de este aspecto, debe

considerarse el seguimiento de la cuña de la pared sur y los patrones estructurales y límite

de las zonas de buena y mala calidad que separan los dominios.

- Implementar un constante saneamiento de taludes y limpieza de bermas, lo que ayuda

fuertemente a lograr paredes sanas, que reducen el riesgo de desprendimiento de bloquessueltos, y contar con bermas con capacidad adecuada para contención de rocas.

Asimismo, las prácticas operativas deben incluir el desarrollo de tronadura controlada a pared

final y en especial en los sectores donde se estén construyendo las rampas y las intersecciones del

pit con los contactos de alto y bajo fracturamiento (límite de Dominio Norte y Sur). Asimismo, el

seguimiento del cumplimiento de las líneas de programa (pata y cresta) son esenciales para lograr


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el diseño propuesto, evitando así la generación de condiciones inseguras por pérdida de bermas,

lo cual puede conllevar a posibles cambios en el diseño de la fase, que busquen compensar las

condiciones inseguras de bancos superiores, pudiendo involucrar una pérdida de mineral. La

tronadura controlada busca reducir el daño sobre las paredes finales del pit, con el objetivo de

obtener taludes sanos, que impliquen condiciones seguras para la operación en bancos inferiores.

La tronadura controlada comprende el uso de franjas de control con presencia de filas buffer o

amortiguadas (menor carga que filas de producción) y uso de precorte. Estas franjas, que pueden

ser de unos 20 a 30m de ancho, están constituidas por 1 ó 2 filas buffer más 2 ó 3 filas de

producción.

Finalmente, se recomienda el monitoreo continuo de los taludes. El monitoreo posee dos objetivos

principales:

–

Asegurar la continuidad operacional en sectores con condiciones geotécnicas complejas,como potenciales fallamientos estructurales (fallas planas o cuñas) o rotacionales por mala

calidad de macizo rocoso.

– Validar los mecanismos de inestabilidad e identificar variaciones en el comportamiento del

macizo rocoso respecto del modelo geotécnico, comparando las deformaciones detectadas

en los taludes con los valores estimados de los análisis geotécnicos.

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