DETALLE DE INGENIERIA PARA LA AMPLIACION DE LACAPACIDAD DE
PRODUCCION DE 50 TMD A 200 TMD
69ACOMISADISEO CIVILEl deposito de Relaves de la Relavera N 2 y
N 3, ser diseada contra fallas por deslizamiento, capacidad de
carga y asentamiento en el rea de cimentacin. Como parte de la
operacin Minera Titn del Per S.R.L, ha establecido colocar en este
depsito material relave proveniente del proceso metalrgico de la
Planta de Beneficio Beln.
En el caso de la defensa riberea del margen derecho del ro Chala
que pasa por el pie de la Relavera N 2 y N 3, el muro de enrocado
han sido diseados teniendo en cuenta la avenida de 500 aos, a
partir de la simulacin con HEC-RAS, dejando un borde libre de 1.00
m, teniendo en cuenta la posibilidad de material en suspensin y la
fuerte pendiente del riachuelo en el tramo adyacente al
depsito.
El anlisis de la estabilidad de la presa se ha hecho para la
condicin ssmica y esttica, en el caso ssmico se ha usado la
aceleracin para un periodo de retorno de 500 aos, la cual es
0.20g.
Diseo por capacidad admisible del suelo de cimentacinLa
capacidad admisible por resistencia cortante del terreno, se ha
determinado en base a las caractersticas de resistencia del
subsuelo y la carga aplica por el crecimiento mximo del material de
relave.
La capacidad de carga se ha analizado usando la formula de
Terzaghi y Peck (1967). Considerando una fundacin rectangular por
la forma de la relavera, se tiene:
qu = c Nc Sc + q Nq + B NSq adm = qu / Fs
Donde:qu=capacidad ultima de cargaqad=capacidad admisible de
cargaFs=factor de seguridad = 3=peso unitario del
sueloDf=profundidad de cimentacin Nc, N,Nq=parmetros de capacidad
portante en funcin de B= Ancho menor de la fundacinSc, S=factores
de forma S=0.8Sq=1.2
Tomando en cuenta estos criterios se obtienen los siguientes
resultados:
Cuadro N 4.1: Clculo de la Capacidad Admisible por
ResistenciaSuelo de fundacinB *L (m)2Df(m)
(g/cm3)C(Kg/cm2)()Qu(Kg/cm2)Qad(Kg/cm2)Deposito de Arena
(GM)80*150
0.50
1.90
0.3
32
9.6
3.20
La carga del relave depositado en promedio tendr 6.0 m de
altura, por tanto la presin que transmite ser: (6*100 cm)*(2.35
gr/cm3) = 1.41 Kg/cm2, como puede observarse la presin transmitida
o aplicado es mucho menor que la carga admisible, por tanto esta
garantizado que el suelo de cimentacin no fallara por corte.
Diseo por efecto de asentamiento del suelo de cimentacinPara
determinar el asentamiento elstico de la zapata sobre el suelo de
grava arcillosa con boloneras, se utiliza el mtodo elstico para el
clculo del asentamiento inmediato mediante la siguiente formula, el
asentamiento por consolidacin y compresin secundaria no se
desarrolla, dada las caractersticas del suelo de cimentacin. Por
tanto el asentamiento total ser solo el asentamiento elstico.
Donde:
Si=Asentamiento en cm=Relacin de Poisson If=Factor de Forma
(cm/m)Es=Modulo de Elasticidad ( Ton/m2)q=Presin de Trabajo (
Ton/m2)B=Ancho de la cimentacin
Teniendo en cuenta todos estos parmetros se obtienen los
siguientes resultados:
Cuadro N 4.2: Clculo de la capacidad admisible por
asentamientoSuelo de fundacinB(m)Df(m)Es(Kg/cm2)
q(Kg/cm2)Si(cm)Grava arcillosa limosa con arenas (GC-GM)80
0.50
400
0.3
1.66
0.80
Como el asentamiento logrado es menor de 2.5 cm asentamiento
permisibles, no existir problemas por efecto de asentamiento.
Diseo Contra DeslizamientoEl anlisis de estabilidad de los
taludes se ha realizado para las condiciones mas criticas, esta es
para la fase de abandono.
Los anlisis de estabilidad se efectan para las condiciones
esttica y ssmica. Para el caso del anlisis en condicin ssmica, se
emplea el mtodo pseudoesttico, con aceleracin de 0.20g (periodo de
retorno de 500 aos).
Los parmetros geotcnicos que sern utilizados en el estudio de
estabilidad de la presa de relaves, son los siguientes:
Cuadro 4.3. Resumen de los Parmetros de resistencia de los
suelos componentes del depsito de relaves Relavera N 2 y N 3
Suelo o Material
KN/m3
KN/m2
1: Suelo de Cimentacin18.6429.43322: Suelo del cuerpo de
dique21.8855.92323: Suelo de baja permeabilidad19.6011.80353:
Material de Relave23.1031.9011
El anlisis de estabilidad se efecta aplicando el mtodo Bishop
Modificado, empleando el programa SLIDE, cuyos resultados se
presentan en el Cuadro 4.4, 4.5 y Anexo V.
Cuadro 4.4: Anlisis de Estabilidad de Taludes delDepsito de la
Relave N 2 en Condiciones de abandonoCondicinSeccinCondicin de
AnlisisFactor de Seguridad en Condicin ProyectadaFactor de
Seguridad Mnimo AceptableAl final de la construccin del dique de
contencin0+120Esttica
3.041.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.271.0
0+160Esttica
3.051.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.211.0Al final de la operacin del deposito
de relaves0+120Esttica
3.681.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.411.0
0+160Esttica
3.831.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.501.0
Cuadro 4.5: Anlisis de Estabilidad de Taludes del Depsito de la
Relave N 3 en Condiciones de abandono CondicinSeccinCondicin de
AnlisisFactor de Seguridad en Condicin ProyectadaFactor de
Seguridad Mnimo AceptableAl final de la construccin del dique de
contencin0+120Esttica
2.711.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.041.0
0+160Esttica
2.721.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.941.0Al final de la operacin del deposito
de relaves0+120Esttica
3.431.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.301.0
0+160Esttica
3.321.3
Seudo-Estticaa=0.20 g2.201.0(Ver Anexo B: Reportes de Anlisis de
Estabilidad - Slide)NOTA: De acuerdo American Society of Civil
Engineers y the Internacional Comisin on large dams el factor de
seguridad mnimo en condiciones pseudoestticas =1.0
Los resultados indican que la presa es estable en condiciones
esttica y ssmica, durante las fases de operacin y abandono.
Etapas de ConstruccinEl diseo del depsito de relaves de la
Relavera N 2 y N 3 comprende dos etapas: la primera comprende la
construccin del muro de enrocado de la defensa riberea y la
Relavera N 2.
La segunda etapa comprende la construccin del muro de enrocado
de la defensa riberea y la Relavera N 3.
Muros de enrocado de defensa ribereaEl muro de enrocado de la
defensa riberea se construir para asegurar, que por efecto de
avenidas los mrgenes del ro Chala no sean erosionadas y se
desestabilice la terraza que sirve como fundacin del deposito de
relaves de la Relavera N 2 y N 3 , se ha considerado un muro de
enrocado de altura variable como se especifica en los planos y en
los clculos establecidos en el criterio de diseo (Item, 8.1.2.4
Hidrulica Fluvial).
En el plano de detalles de la defensa riberea se presenta las
coordenadas de inicio y termino del muro de enrocado as como las
cotas de terreno natural, para obtener los cortes de
cimentacin.
La defensa riberea tiene 440 m, consiste en muros de enrocado en
el margen derecho del ro Chala, de niveles variables de acuerdo a
los niveles simulados con el modelamiento del programa HEC-RAS.
Los muros tienen un borde libre de 1.00 m con relacin a los
niveles de la avenida extraordinaria de 500 aos.
Canal de coronacin.
GeneralidadesEl estudio de drenaje comprende la proyeccin de una
red de drenaje para que se evacue las aguas superficiales que
probablemente discurran sobre el rea de influencia del depsito,
para de esta forma mejorar la estabilidad a los taludes evitando la
saturacin del material. En este sentido, para la evacuacin de las
aguas superficiales se plantea estructuras adecuadas para cumplir
tal propsito, las mismas que sern descritas a continuacin.Para el
drenaje de aguas de escorrenta de la cabecera del depsito de
desmonte, se ha proyectado la construccin de un canal de coronacin.
Para las aguas que discurrirn por la superficie del talud del
depsito se proyectan canales de recoleccin.Los canales de
recoleccin sern construidas al pie del talud del dique de contencin
y evacuaran las aguas recolectadas a los canales de coronacin.En el
Plano N 06: Disposicin General, se presenta la ubicacin y detalles
de las obras hidrulicas proyectadas.
Canal de CoronacinPara captar las aguas de escorrenta del lado
derecho aguas arriba del deposito de relaves se ha proyectado la
construccin de un canal de coronacin en la periferia del depsito
estabilizado, al final de la construccin. Para determinar el caudal
de diseo de este canal se ha calculado el caudal de escorrenta,
asumiendo que la mxima precipitacin en 24 sea del 10% del total de
la precipitacin promedio, ver los clculos Hidrulicos en el Item
8.1.2.5 Canal de Coronacin
Canal de RecoleccinSe ubicarn en el pie de talud del dique de
contencin. considerando el estudio hidrolgico para el rea de
coleccin 0.150 y 0.10 Hs asignadas a las Relaveras N 2 y N 3
respectivamente, le corresponde un caudal de aporte del orden 0.006
y 0.005 m3/s, en ese mismo orden, de esta forma se ha proyectado un
canal triangular de 300 mm de profundidad con 1% de pendiente. El
caudal de aporte ha sido calculado considerando los caudales pico
de los terraplenes, segn el Mtodo Racional. Estas cunetas sern de
piedra emboquillada con mortero.. En el Cuadro 8.02 se indican las
caractersticas geomtricas de la cuneta de recoleccin. La geometra
del diseo se detalla en el Plano de drenaje. Ver Plano N 12. Cuadro
8.02. Dimensiones de los Canales de RecoleccinZonaSeccinBase
(m.)Altura (m.)TaludizquierdoTalud derechoCanal de Recoleccin 1
(Relavera N 3)Trapezoidal0.000.301/11/1Canal de Recoleccin 2
(Relavera N 2 y 1)Trapezoidal0.000.601/11/1
El material del canal de coronacin y de recoleccin son
mampostera de piedra, asentada en concreto f c= 210 kg/cm2.
