Division El Salvador

DERK INGENIERÍA & GEOLOGÍA LTDA.

DOCUMENTO N° IT-PND MRA DSAL-P01-01-2011

TITULO

EVALUACIÓN GEOMECÁNICA MINAS RAJO ABIERTO Y

BOTADEROS PND 2011

SERVICIO DE ASESORÍAS ESPECIALES EN GEOMECÁNICA

CONTENIDOS

Pág.

1. INTRODUCCIÓN 1

2. OBJETIVOS 1

3. ALCANCES 1

4. ANTECEDENTES Y FUENTES DE INFORMACIÓN 3

5. PLAN DE NEGOCIOS DIVISIONAL 2011 5

6. MINA RAJO ABIERTO CAMPAMENTO ANTIGUO 7

6.1. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA, ESTRUCTURAL Y GEOTÉCNICA 7

6.2. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD 18

7. MINAS RAJO ABIERTO DAMIANA 30

7.1. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA, ESTRUCTURAL Y GEOTÉCNICA 30

7.2. DISEÑOS PROPUESTOS 31

7.3. CURVAS DE DISEÑO GEOTÉCNICO 35

8. BOTADEROS DE LASTRE 47

8.1. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA 48

8.2. CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD 48

8.3. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD 49

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 53

10. REFERENCIAS 61

ANEXOS

ANEXO A: SECCIONES GEOTÉCNICAS CAMPAMENTO ANTIGUO

ANEXO B: RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE ESTABILIDAD CAMPAMENTO ANTIGUO FASE 5

ANEXO C: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD BOTADEROS

PREPARADO Y

REVISADO POR

Felipe Caffarena B.

Ingeniero Geotécnico

Alfredo Ponce P.

Ingeniero Geotécnico

Jaime Díaz A.

Ingeniero Geotécnico Senior

Patricio Lledó A. Ingeniero Geotécnico

COLABORADORES

Nazareth Acosta A. Analista Geotécnico

Álvaro Abarzúa O.

Analista Geotécnico

Santiago, 12 de Enero de 2011.

EVALUACIÓN GEOMECÁNICA MINAS RAJO ABIERTO Y BOTADEROS PND 2011

Dr. Barros Borgoño 24 D – Providencia, Santiago - CHILE – Fono/Fax: (56-2) 2362850 / e-mail : [email protected] i

RESUMEN EJECUTIVO

Se ha solicitado a DERK Ltda. la generación del soporte geotécnico - geomecánico para el Plan

de Negocios Divisional de División Salvador, PND 2011.

En este informe se presentan los resultados de la evaluación de la Fase 5 de Mina Rajo

Campamento Antiguo. Esta evaluación permitirá hacer las recomendaciones de diseño

necesarias para cumplir con los criterios de aceptabilidad definidos.

Junto con la anterior se resumen los principales resultados del análisis de estabilidad

conceptual de las expansiones de Mina Rajo Damiana, en base a la información proporcionada

y disponible a la fecha.

Se entregan los principales resultados del análisis de estabilidad conceptual de los botaderos,

para la definición de las bases de diseño geotécnico.

Se presentan las bases de diseño geotécnico para los botaderos de DSAL. Los parámetros de

diseño definidos en estas bases servirán como punto de partida para las sucesivas iteraciones

tendientes a la optimización del diseño, tanto del punto de vista de planificación como

geotécnico.

A partir de los resultados y antecedentes presentados en este informe, es posible concluir lo

siguiente:

Mina Rajo Abierto Campamento Antiguo:

La información geológica, estructural y geotécnica disponible en Mina Rajo Campamento

Antiguo, permite el desarrollo de estudios de estabilidad; sin embargo corresponde a las

mismas utilizadas en la elaboración del PEX 2010, a la espera de modelo geotécnico y de

dominios estructurales actualizado a marzo de 2011.

Se han definido las propiedades de las unidades geotécnicas en base a la información

litológica, de mineralización y alteración, sin embargo se ha considerado la unidad litológica

predominante o característica; esta definición corresponde a la utilizada en PEX 2010, a la

espera de modelo geotécnico y de dominios estructurales actualizado a marzo de 2011.

Se requiere de una definición de dominios estructurales que incluya los rasgos

estructurales mayores y también incorpore una mayor cantidad de mapeos superficiales;

esto permitirá nutrir la base de datos estructural y mejorar los estudios de estabilidad

futuros, a la espera de dominios estructurales actualizado a marzo de 2011.

Conforme las leyes y razones de estéril mineral que se manejan, los diseños son agresivos

para las condiciones geotécnicas y estructurales, siendo esto respaldado por los resultados

del análisis de estabilidad y principalmente, los eventos observados; en definitiva estamos

en condición límite de diseño, tanto en información como sistemas de control in situ.

La evaluación de estabilidad de Rajo Campamento Antiguo, ha sido coincidente con el

comportamiento observado en la práctica. Estas inestabilidades están asociadas al sector

afectado por la Falla Fantasma, la cual en los últimos años ha generado desprendimientos

de material a nivel Interrampa; esto deberá ser considerado como un importante

antecedente en el diseño de las Fases futuras de Mina Campamento Antiguo.


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Los resultados obtenidos del análisis de estabilidad efectuado a la Fase 5 del Rajo

Campamento Antiguo (Anexo B) muestran inestabilidades en el sector Norte, Este y parte

del Sur Este, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 11 básicamente a nivel Interrampa. A nivel global

no se observan problemas de estabilidad.

- Se observan zonas al norte, noreste y este de Fase 5 (Secciones 1, 2, 3, 4, 6 y 11)

donde se podrían generar problemas de estabilidad en el talud Interrampa superior.

- Al Norte y Sureste del rajo existe dos zonas donde podría ocurrir un problema de

estabilidad en la Interrampa inferior, sección 1 y 5 respectivamente.

Las zonas identificadas potencialmente inestables se detallan a continuación según

codificación definida en Figura 6.2.4.

- Zona A.1: La superficie de falla determina para este caso se desarrollaría por

completo en macizo rocoso (UG-4). En una etapa posterior de optimización del diseño

actual, se recomienda disminuir altura de Interrampa superior a 60 metros para

mejorar estabilidad del sector.

- Zona A.2: El Factor de Seguridad obtenido corresponde a superficie de falla asociada

a zona de mala calidad geotécnica producto de Falla Mayor (Falla Fantasma) y macizo

rocoso (UG-2 y UG-4). Es recomendable trabajar esta zona con tronadura controlada

para disminuir el daño generado por efecto de estas.

- Zona A.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la Interrampa

superior desarrollándose en las unidades geotécnicas 3 y 4. Es recomendable trabajar

esta zona con tronadura controlada para disminuir el daño generado por efecto de

estas.

- Zona A.4: La superficie de falla determinada para este caso se desarrollaría por

completo en macizo rocoso (UG-4). Es recomendable trabajar esta zona con

tronadura controlada para disminuir el daño generado por efecto de estas.

- Zona R.1: La potencial inestabilidad determinada se debe a la presencia de Falla

principal (Falla Fantasma), superficie de falla se encuentra controlada parcialmente

por estructura principal mencionada.

- Zona R.2: La superficie de falla determinada se desarrollaría por macizo rocoso

comprendiendo las unidades geotécnicas 3 y 4. En una etapa posterior de

optimización del diseño actual, se recomienda un ángulo del talud Interrampa

superior compuesto, sobre cota 2560 no superior a 43º.

- Zona R.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la Interrampa

inferior desarrollándose la superficie de falla con un control estructural parcial (Falla

Mayor) y en macizo rocoso (UG-1).

- Zona R.4: En este caso existe un control estructural parcial, producto de Sistema de

Fallas Califa, la superficie de falla se desarrolla por el Sistema de Fallas mencionada y

macizo rocoso (UG-6)

De las zonas identificadas, la Zona R.2, debe ser evaluada en etapa posterior de

optimización del diseño actual, evaluando alternativas que minimicen su posible efecto en

la explotación de Campamento Antiguo en su Fase 5, considerando el tonelaje que se vería

afectado por la ocurrencia de la inestabilidad mencionada.


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Minas Rajo Abierto Damiana

No se dispone de una definición de unidades geotécnicas detalladas para Mina Rajo

Damiana, por lo que para fines de este informe se han considerado sólo las unidades

litológicas predominantes (Gravas y Andesitas), como equivalentes a Unidades

Geotécnicas, para la identificación de las distintas calidades de macizos rocosos presentes.

No se dispone de una definición de dominios estructurales, solamente se ha considerado

que el macizo rocoso se encuentra suficientemente fracturado para asumir un

comportamiento isotrópico, lo que permite suponer un mecanismo de falla de tipo circular.

A partir de los antecedentes disponibles de la explotación de Damiana Fase 9A, no se

identifican Fallas mayores desfavorables al diseño propuesto para Damiana Fase 9B.

El diseño propuesto para la explotación de Damiana Fases 7 y 9B presenta geometrías

desfavorables para la estabilidad, “narices”. En una geometría en forma de “nariz” se

generan esfuerzos de tracción, lo cual tiende a “abrir” y activar posibles estructuras que

afecten la zona. Estructuras sub paralelas afectan en este tipo de singularidades, al aflorar

estructura en ambas caras provocando una alta probabilidad de deslizamientos planos. En

las paredes laterales de la nariz existe un desconfinamiento, debido a la ausencia de un

material que genere un esfuerzo de confinamiento (σ3) en ellas.

Se proporcionan alternativas de diseño para la explotación geotécnicamente controlada de

Damiana Fases 7 y 9B, en las cuales se debe minimizar la formación de singularidades de

diseño tipo “nariz”.

Las curvas de diseño construidas para la unidad litológica Andesita indican lo siguiente

respecto a la estabilidad de las fases analizadas:

- En Fase 7 de Mina Rajo Damiana se tiene que la estabilidad de los taludes a nivel de

banco simple, interrampa y global (en condición estática), estaría caracterizada por

Factores de Seguridad mayores a 2.0.

- En Fase 9B de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los taludes a

nivel de banco simple, interrampa y global (en condición estática), estaría

caracterizada por Factores de Seguridad mayores a 2.0.

- En Fase 31 de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los taludes a

nivel de banco simple e interrampa (en condición estática), estaría caracterizada por

Factores de Seguridad mayores a 2.0. Para el caso de los taludes globales el Factor

de Seguridad (estático) estaría del orden de 2.0.

Las curvas de diseño construidas para la unidad litológica Gravas indican lo siguiente


- En Fase 7 y 9B de Mina Rajo Damiana se tiene que la estabilidad de los taludes a

nivel de banco simple, (en condición estática), estaría caracterizada por Factores de

Seguridad mayores a 2.0. Para el caso de los taludes interrampa el Factor de

Seguridad (estático) sería del orden de 1.5.

- En Fase 31 de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los taludes a

nivel de banco simple (en condición estática), estaría caracterizada por Factores de

Seguridad mayores a 2.0. No se reconoce en la actualidad espesores considerables de

gravas para esta Fase a partir de los antecedentes obtenidos de la explotación de

Fase 30.


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Hay que tener presente que las gravas solamente representan la cobertura superior de los

taludes, con espesores variables entre los 20 a 40 m, lo que asegura niveles de estabilidad

con Factores de Seguridad del orden de 1.5 (en condición estática). Por lo tanto no se debe

perder de vista esta condición al momento de interpretar los resultados, cabe recordar que

la Curva de Diseño permite analizar geometrías para taludes homogéneos e isostrópicos,

para la unidad geotécnica predominante (Gravas o Andesitas), sin perjuicio de lo anterior

actualmente se construyen secciones geotécnicas para un análisis incluyendo la resistencia

direccional del macizo rocoso.

Botaderos de Lastre

De los resultados (Anexo C) del análisis de estabilidad del diseño propuesto es posible

indicar lo siguiente:

- En condición Estática las geometrías con alturas globales sobre los 80 m cumplen con

los criterios de aceptabilidad aquí definidos.

- En condición de Sismo Operacional, ninguna altura global cumple con los criterios de

aceptabilidad aquí definidos; sin embargo las geometrías de taludes globales sobre

los 80 m poseen factores de seguridad mayores que 1.0.

- En condición del Terremoto Máximo, ninguna altura global cumple con los criterios de

aceptabilidad aquí definidos. Además ninguna geometría de taludes alcanzaría el

factor de seguridad límite 1.0.

Si bien los resultados del análisis de estabilidad podrían parecer desfavorables, hay que

considerar lo siguiente:

- El material de lastre ha sido definido con una resistencia puramente friccionante, es

decir su resistencia cohesiva es igual a cero, lo que es conservador pero adecuado

para una propuesta de diseño inicial y sistemática; para todo diseño particular se

deberá definir resistencia al corte y geometría específica.

- No se ha incluido el efecto de los esfuerzos de confinamiento en la determinación de

los parámetros de resistencia del material de lastre, lo que indudablemente

favorecerá la estabilidad.

- Cabe mencionar que el análisis fue realizado considerando una topografía plana, o de

baja pendiente, el efecto de una topografía con mayor pendiente es desfavorable

para la estabilidad. Este punto debe ser considerado en los estudios específicos que

se realizarán para cada Botadero de lastre propuesto.

En base a los resultados presentados, la incorporación de las consideraciones antes

indicadas, y el juicio experto de los autores de este informe, la geometría inicial propuesta,

que cumple con los criterios de aceptabilidad, para los botaderos de DSAL corresponde a la

siguiente:

- Altura de Capa : 30 m

- Ancho de Bermas : 15 m

- Ángulo de Talud (Capa) : 37º

- Altura Global Máxima : 90 m


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A partir de las conclusiones anteriores, es posible recomendar lo siguiente:

Mina Rajo Campamento Antiguo:

Se requiere de una apropiada caracterización estructural en tres dimensiones, ya que las

inestabilidades mayores que ha experimentado el Rajo Campamento Antiguo en sus fases

anteriores, han sido provocados por la intersección de sistemas estructurales mayores

(fallas principales) con sistemas similares o secundarios.

En base a los criterios de zonificación empleados por las Divisiones de Codelco CHILE, se

recomienda utilizar el diagrama presentado en Figura 9.1, que resume los principales

aspectos geológicos, estructurales y geotécnicos que intervendrían en la definición de las

Zonas Geotécnicas para yacimientos tipo pórfidos cupríferos.

Se recomienda realizar una revisión de las propiedades de las unidades geotécnicas, en

función del modelo geotécnico que estará disponible en marzo de 2011.

Se deberá realizar una evaluación de diseño a nivel de banco, determinando la estabilidad

del sistema banco berma actualmente utilizado en DSAL para verificar la validez y

confiabilidad de la información estructural disponible y si ésta coincide con el

comportamiento observados en los bancos y bermas del rajo.

Se recomienda revisar los criterios de aceptabilidad propuestos en este informe, en

conjunto con las áreas de planificación y operación, de manera de validar las restricciones

geomecánica impuestas por estos, en base a la capacidad operacional del Rajo

Campamento Antiguo.

En la medida que se disponga del modelo geológico, estructural y geotécnico construido

por Unidad de Geología DSAL (marzo 2011), se recomienda re evaluar la estabilidad

geotécnica del diseño de Mina Rajo Campamento Antiguo en su Fase 5.

Tal como se señalo en informe PEX 2010 (Febrero 2010), se deberá disponer de un sistema

de instrumentación y monitoreo que permita detectar en forma temprana potenciales

inestabilidades. Se recomienda contar con un sistema de monitoreo continuo y que logre

una mayor cobertura del Rajo, con traspaso de lecturas “on line”, para permitir una

explotación segura y geotécnicamente controlada. Contar con un equipo tipo Radar en

forma permanente, operando con un criterio de alerta temprana, es la opción a evaluar en

la explotación de Fase 5 y futuras fases en Minas Rajo Abierto en DSAL.

Se recomienda contar con acceso alternativo a fondo de pit Fase 5, dada las condiciones

estructurales desfavorables en sectores norte-noreste y sur-sureste, afectadas por Fallas

principales, Falla Fantasma y Sistema de Fallas Califa respectivamente, segundo acceso

debería ser evaluado para emplazamiento en sector oeste de Rajo.

Es recomendable realizar vuelo ortoreferenciado que incorpore Minas Rajo Abierto,

Botaderos de Lastre y Ripios y Cráter de Subsidencia. La frecuencia recomendable para

esta actividad es a lo menos anual, de preferencia a principio de cada año (enero).


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Se recomienda completar un mapeo geológico geotécnico global del Rajo Actual de Mina

Damiana, a fin de establecer una línea base de la información geológica, estructural y

geotécnica para los futuros análisis de estabilidad.

Construir un modelo de dominios o zonas estructurales para Mina Rajo Damiana, donde se

incorporen todos los mapeos existentes a la fecha y se identifiquen los sistemas

característicos de cada sector.

Se deberá realizar una evaluación de estabilidad del diseño propuesto a nivel de banco,

determinando la estabilidad del sistema banco berma en base a las potenciales

inestabilidades con control estructural que puedan presentarse.

Realizar ensayos de laboratorio de mecánica de rocas sobre muestras de roca intacta de

las principales unidades geotécnicas obtenidas del mapeo y modelación geológica.

Construir las secciones geotécnicas solicitadas y definidas para las Fases 7, 9B y 31 de

Mina Rajo Damiana, las que permitirán posteriormente realizar los análisis de estabilidad.

Estos análisis ayudarán a corroborar los resultados aquí obtenidos.

Se recomienda que estas secciones propuestas sean analizadas inicialmente mediante

técnicas de equilibrio límite, incorporando el potencial daño generado por la tronadura y el

efecto de las estructuras mayores y menores en la estabilidad.

Considerar el diseño de un sistema de instrumentación y monitoreo que permita detectar

en forma temprana potenciales inestabilidades, en particular en zonas donde se presenten

singularidades geométricas, “Narices”, en las Fases 7 y 9B de Minas Rajo Damiana.

Botaderos de Lastre

Mejorar la caracterización geológica geotécnica del material de lastre que componen al

botadero, en particular se debe considerar lo siguiente:

- Caracterización Física y Clasificación del material

- Análisis Granulométrico

- Determinación de Peso Específico, Densidad relativa, aparente y porosidad.

- Límites de Atterberg.

- Estudios de capacidad portante, ensayo CBR.

- Ensayos Dilatométricos, para la determinación del módulo de elasticidad.

- Ensayos triaxiales.


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Mejorar la caracterización geológica geotécnica de la fundación donde se emplazará el

botadero, mediante la excavación de calicatas; en particular se debe considerar lo

siguiente:

- Perfil estratigráfico

- Clasificación completa (incluye Granulometría hasta 3”, límites de Atterberg,

Humedad natural, peso específico)

- Densidad Natural mediante el método del cono de arena 6” o 12”, según tamaño

máximo.

- Macro-Granulometrías para tamaños sobre 3” y hasta 24”.

- Determinación de la densidad Máxima y Mínima

- C.B.R.

- Infiltración por método de Porchet.

- Cubicidad de partículas hasta 3”.


Implementar mensualmente el sistema topográfico de levantamiento de daño y

agrietamiento in situ relevante de los botaderos para fines de análisis retrospectivo y

calibración de propiedades de resistencia al corte con fines de diseño geotécnico. Este

sistema también puede hacer las funciones de instrumentación geotécnica para detectar

potenciales deslizamientos y tomar las medidas proactivas.

Utilizar los parámetros de diseño propuestos como punto de partida para comenzar a iterar

el diseño de los botaderos específicos, de manera de lograr una optimización desde el

punto de vista de planificación y geotécnico.

Se recomienda reevaluar estos diseños considerando el efecto del confinamiento al interior

del botadero, lo que ayudaría en términos de resistencia al corte y la estabilidad del

botadero.

Revisar los criterios de aceptabilidad aquí definidos, con el fin de que concilien

consideraciones geotécnicas, de planificación y operación.


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MODELO GEOLÓGICO

DIAGRAMA GENERICO PARA LA DEFINICIÓN DE ZONAS GEOTÉCNICAS EN EL MODELO GEOTÉCNICO

PORFIDOS CUPRIFEROS

Modelo

Litológico

Modelo de Unidades

Geotécnicas Básicas

(UGTB)

Modelo de

Alteración

Zona de

Contacto

1º / 2º

Modelo de Dominios

Estructurales

MODELO ESTRUCTURAL

Estructuras

Mayores

Estructuras

Principales

Estructuras

Intermedias

Zonas

Geotécnicas

Ensayos

Destructivos

y No

Destructivos

Unidades

Básicas

MODELO GEOTÉCNICO

Modelo de

Calidades de

Macizo Rocoso

RMR; GSI; Q

Modelo de

Frecuencia de

Fracturas y Vetillas

(líneal y cúbica)

Ensayos de

Corte Directo

Figura 1: Diagrama Propuesto para la definición de Zonas Geotécnicas en Pórfidos Cupríferos, Díaz & Lledó (2009).


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1. INTRODUCCIÓN

Se ha solicitado a DERK Ltda. la generación del soporte geotécnico - geomecánico para

el Plan de Negocios Divisional de División Salvador, PND 2011.

En este informe se presentan los resultados de la evaluación de la Fase 5 de Mina Rajo

Campamento Antiguo. Esta evaluación permitirá hacer las recomendaciones de diseño

necesarias para cumplir con los criterios de aceptabilidad definidos.

Junto con la anterior se resume los principales resultados del análisis de estabilidad

conceptual de las expansiones de Mina Rajo Damiana, en base a la información

proporcionada y disponible a la fecha.

Se entregan los principales resultados del análisis de estabilidad conceptual de los

botaderos, para la definición de las bases de diseño geotécnico.

Se presentan las bases de diseño geotécnico para los botaderos de DSAL. Los

parámetros de diseño definidos en estas bases servirán como punto de partida para las

sucesivas iteraciones tendientes a la optimización del diseño, tanto del punto de vista de

planificación como geotécnico.

2. OBJETIVOS

Este estudio tiene los siguientes objetivos:

Análisis y evaluación geotécnica-geomecánica de la Fase 5 de Mina Rajo Abierto

Campamento Antiguo.

Análisis y evaluación de estabilidad conceptual del diseño propuesto para las

expansiones de Mina Rajo Damiana, en particular las Fases 7, 9B y 31.

Definir las bases de diseño geotécnico para los botaderos de DSAL.

3. ALCANCES

Para el desarrollo y objetivos de trabajo se consideran en los siguientes alcances

generales:


El análisis de estabilidad realizado se basa en los antecedentes proporcionados por

DSAL.

Se utiliza en análisis modelo geotécnico basado en 11 secciones elaborado para

estudios de Fase 4 de la Mina Rajo Campamento Antiguo.

El análisis considera evaluaciones mediante equilibrio límite mediante el software

Slide 5.0, Rocscience 2005.

Los análisis serán realizados bajo condiciones estáticas y pseudo estáticas (sismo de

operación y terremoto máximo probable).

No se considera un análisis a nivel de banco simple (unidad banco berma),

solamente análisis e estabilidad a nivel interrampa y global.ç




Se considera una evaluación conceptual de la estabilidad de Mina Rajo Damiana, en

particular las Fases 7, 9B y 31.

El análisis considera la construcción de curvas de diseño para los factores de

seguridad de 1.0, 1.5 y 2.0, de acuerdo a los ábacos de Falla Circular propuestos

por Hoek & Bray (1981), en particular los ábacos 2 y 3 respecto a la condición de

aguas subterráneas.

Se estimaron las propiedades de resistencia de las Unidades Geológicas

predominantes en Mina Rajo Damiana, que corresponden a Andesitas con una

cobertura superior de gravas.

La construcción de las curvas de diseño consideran una condición estática, no se

incluyen curvas para una condición pseudo estática.

No se considera un análisis estructural de los posibles bloques y cunas que pudiesen

afectar la estabilidad del Rajo.

Botaderos de Lastre

Se definió un diseño preliminar, en base a la experiencia de los autores de este

informe, el cual fue evaluado en términos de su estabilidad y permitió la definición

de las bases de diseño geotécnico de los botaderos de DSAL.

Se considera una situación de diseño conceptual, con una topografía relativamente

planta, una fundación compuesta por gravas y posteriormente el material de lastre

a depositar.

El análisis de estabilidad del diseño propuesto se realizó mediante la utilización de

técnicas de equilibrio límite en dos dimensiones (Slide 5.0, Rocscience, 2005).

Los análisis fueron realizados bajo condiciones estáticas y pseudo estáticas (sismo

de operación y terremoto máximo probable).

Los resultados del análisis de estabilidad son expresados en términos del Factor de

Seguridad y la Probabilidad de Falla.



4. ANTECEDENTES Y FUENTES DE INFORMACIÓN

Los principales antecedentes utilizados en el desarrollo de este informe corresponden a

los siguientes:

PRESENTACIONES

DERK (2009): “ANÁLISIS DE ESTABILIDAD MINA RAJO CAMPAMENTO ANTIGUO”, PR-SGO

MRA DSAL-P001-01-2009.

DERK (2010): “CONDICIÓN ACTUAL MINA RAJO CAMPAMENTO ANTIGUO, SEPTIEMBRE-

OCTUBRE 2010”, PR-SE MRA DSAL-P01-003-003-2010.

ARCHIVOS CAD

Fase #5 PEX 2010; Archivo en formato dwg con diseño de Campamento Antiguo

Fase 5.

Secciones 1 a 11: Litología – Densidad – Sitios Geotécnicos, Campamento Antiguo;

Secciones Geotécnicas en formato dxf proporcionada por DSAL.

DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): Campamento Antiguo – Planta

Siniestralidad CA, Plano PL-SGO MRA-DSAL-P01-007-2010 de DERK Ltda. preparado

para DSAL.

Ubicaciones Rajos PND 2011; Archivo en formato dwg con diseño Minas Rajo Abierto

Damiana Fases 7-a, 7-b, 11-b-b, 11-b-c, 31, 41, 100 y 120

DAM-1770; Archivo en formato dwg con diseño de Damiana Oeste Fase 9-b.

Ubicaciones Rajos PND 2011 + secciones F7-F31; Planta en formato dwg, con

topografía actual y diseño propuesto de expansión Mina Rajo Damiana Fases 7 y 31,

se incluyen las secciones de análisis de estabilidad propuesta para estudios

posteriores.

Secciones F9B; Planta en formato dwg, con topografía actual y diseño propuesto de

expansión Mina Rajo Damiana Fase 9B, se incluyen las secciones de análisis de

estabilidad propuesta para estudios posteriores.



INFORMES TÉCNICOS

DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): “RESULTADOS PRELIMINARES ANÁLISIS DE

ESTABILIDAD CAMPAMENTO ANTIGUO FASE 4, CONDICIÓN ACTUAL” Nota Técnica NG-SE

MRA DSAL-P01-012-012-2010 de DERK Ltda. preparado para División Salvador,

Codelco CHILE.

DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): “RECOMENDACIONES DE DISEÑO MINA RAJO

DAMIANA FASE 7” Nota Técnica NG-SE MRA DSAL-P01-011-011-2010 de DERK Ltda.

preparado para División Salvador, Codelco CHILE.

DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): “RECOMENDACIONES DE DISEÑO MINA RAJO

DAMIANA OESTE FASE 9B” Nota Técnica NG-SE MRA DSAL-P01-002-002-2010 de DERK

Ltda. preparado para División Salvador, Codelco CHILE.

DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): “INESTABILIDAD PARED NORTE DAMIANA

OESTE FASE 9A” Nota Técnica NG-SE MRA DSAL-P01-001-001-2010 de DERK Ltda.


DERK Ingeniería y Geología Ltda. (2010): “ANÁLISIS DE ESTABILIDAD CAMPAMENTO

ANTIGUO FASE 4” Informe Técnico IG - SGO MRA DSAL-P01-002-2010 de DERK Ltda.


Vidal, M. (2008): “ESTUDIO GEOTÉCNICO DE ESTABILIDAD DE TALUDES RAJO

CAMPAMENTO ANTIGUO”, Informe Técnico AG/IG–RA–001 de SIGA Ltda. preparado

para División Salvador, Codelco CHILE.

Karstulovic, M. (2008): “ESTUDIO GEOTÉCNICO DE ESTABILIDAD DE TALUDES RAJOS

CAMPAMENTO ANTIGUO Y DAMIANA CENTRAL MODELAMIENTO NUMÉRICO ALCODER”,

Informe Técnico AG/IG–RA–004 de SIGA Ltda. preparado para División Salvador,

Codelco CHILE.

CIMM T&S S.A. (2002): “INFORME FINAL P-106747 ENSAYOS GEOTÉCNICOS DIVISIÓN

EL SALVADOR – CODELCO CHILE”, Informe técnico del Laboratorio de Mecánica de

Rocas de CIMM T&S S.A. preparado para División Salvador, Codelco CHILE.



5. PLAN DE NEGOCIOS DIVISIONAL 2011

Las minas rajo abierto incluidas en la Plan de Negocios Divisional 2011 (PND 2011) son;

Campamento Antiguo, Fase 5. Figura 5.1.

Figura 5.1: Diseño Mina Rajo Campamento Antiguo Fase 5, Tomado de Fase #5 PEX 2010



Damiana con sus fases, Figura 5.2;

Fase 7-a

Fase 7-b

Fase 11-b-b

Fase 11-b-c

Fase 31

Fase 41

Fase 100

Fase 120

Fase 9 - b

19000

19500

20000

20500

18500

-13500

-13000

-12500

-12000

-11500

-11000

-10500

-10000

Fase 11b - b

Fase 11b - c

Fase 41

Fase 100 Fase 120

Fase 7 - b

Fase 7 - a

Fase 31

Figura 5.2: Diseños Minas Rajo Damiana Fases 7-a, 7-b, 9-b, 11-b-b, 11-b-c, 31, 41, 100 y 120, Tomado de Ubicaciones Rajos PND 2011



6. MINA RAJO ABIERTO CAMPAMENTO ANTIGUO

6.1. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA, ESTRUCTURAL Y GEOTÉCNICA

CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA:

Actualmente existe un modelo 3D geológico - geotécnico disponible en DSAL, Nota

Interna DSAL-GRMD-012-2005, el que posee entre otros los siguientes atributos:

Litología (Andesita, Pórfido Cuprífero, Brecha Buggy & Brecha de Turmalina).

Alteración (Biotita – Clorita, Biotita > Feldespato Potásico, Argílica, Potásica, Sericita

– Caolín, Sericita, Propilítica y Turmalina).

Mineralización (Lixiviado, óxidos, Mixtos, Sulfuros Primarios (Py, Py-CPy, CPy-Py,

Bornita) y Sulfuros Secundarios).

Esta información ha sido desplegada en una serie de secciones de análisis, todas

proporcionadas por Geología DSAL y han sido utilizadas en conjunto con la

caracterización geomecánica basada en el índice RMR de Bieniawski (1989) para la

definición de las Unidades Geotécnicas características del Rajo Campamento Antiguo.

En Figura 6.1.1 se presenta una planta con las litologías y estructuras principales en

Mina Rajo Campamento Antiguo, complementariamente en Figura 6.1.2 se presentan

vistas isométricas del Rajo con las litologías presentes en superficie.

Figura 6.1.1: Litologías y Estructuras presentes en Mina Campamento Antiguo, Tomado de Plano Litología - Estructuras Campamento Antiguo Cascarón (2004).



Pórfido Cuprífero

Andesita

Brecha Buggy

Brecha Turmalina

(a)

Pórfido Cuprífero

Andesita

Brecha Buggy

Brecha Turmalina

(b)

Figura 6.1.2: Vistas Isométricas de Rajo Campamento Antiguo y Principales Litologías presentes, en (a) Vista NE, en (b) Vista NO, información proporcionada por DSAL.



CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL:

DERK Ltda. durante el Contrato que actualmente mantiene con División Salvador ha

realizado en el Servicio de Geología, mapeos estructurales en las paredes del Rajo

Campamento Antiguo, que han servido para actualizar el mapa de Dominios

Estructurales en el Rajo, que se presenta en Figura 6.1.3 y resumen en Tabla 6.1.1.

Complementariamente, existen sistemas de estructuras menores, los cuales se

encuentran incluidos en el modelo geológico – geotécnico de DSAL, Nota Interna DSAL-

GRMD-012-2005, los que han sido utilizados para el análisis de estabilidad del Rajo

Campamento Antiguo, y que han sido incluidos a través de la resistencia direccional del

macizo rocoso (rosetas de anisotropía).

Figura 6.1.3: Dominios Estructurales en Mina Campamento Antiguo, Tomado de Plano Pl-SGG_DSAL-P01-005-2009 de DERK Ltda.



DOMINIO SISTEMAS

PREFERENCIALES DIP (º) / DIP DIR (º)

ROSETA DE RUMBOS DOMINIO SISTEMAS

PREFERENCIALES DIP (º) / DIP DIR (º)

ROSETA DE RUMBOS

Califa

82/63

2

2

2 2

4

4

4 4

6

6

6 6

8

8

8 8

N

S

EW

Apparent Strike

10 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90

(directed away from viewer)

No Bias Correction

35 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

Fantasma

84/145

2

2

2 2

4

4

4 4

6

6

6 6

8

8

8 8

N

S

EW

Apparent Strike

10 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90


No Bias Correction

26 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

60/48 38/241

81/165 81/4

Noroeste (NW)

85/35

4

4

4 4

8

8

8 8

12

12

12 12

16

16

16 16

N

S

EW

Apparent Strike

20 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90


No Bias Correction

68 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

César

84/352

2

2

2 2

4

4

4 4

6

6

6 6

8

8

8 8

N

S

EW

Apparent Strike

10 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90


No Bias Correction

35 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

41/138 80/325

88/159

Norte

86/255

2

2

2 2

4

4

4 4

6

6

6 6

8

8

8 8

N

S

EW

Apparent Strike

10 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90


No Bias Correction

27 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

Sur

65/30

1

1

1 1

2

2

2 2

3

3

3 3

4

4

4 4

N

S

EW

Apparent Strike

5 max planes / arc

at outer circle

Trend / Plunge of

Face Normal = 0, 90


No Bias Correction

15 Planes Plotted

Within 45 and 90

Degrees of Viewing

Face

57/178 71/70

51/284 70/309

TABLA 6.1.1: DOMINIOS ESTRUCTURALES, ESTRUCTURAS PRINCIPALES, EN RAJO CAMPAMENTO ANTIGUO FASE 4 – SISTEMAS PREFERENCIALES



CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA:

El modelo geológico – geotécnico 3D que posee DSAL, también incluye dentro de sus

atributos el índice de calidad geotécnica RMR de Bieniawski (1989); si bien inicialmente

el modelo original consideraba el índice RMR de Laubscher (1990), la Superintendencia

de Geología de DSAL realizó la transformación de este puntaje o rating. Posteriormente,

aprovechando las secciones de análisis definidas para Mina Rajo Campamento Antiguo,

se definieron las unidades geotécnicas en base a la superposición de la siguiente

información:

Litología (Tipo y predominio)

Alteración (Tipo y grado)

Mineralización (Tipo)

RMR Bieniawski (1989)

Realizando este ejercicio se determinaron 7 unidades geotécnicas (UG) cuyas

propiedades se presentan en Tabla 6.1.2 de página siguiente.

Además, se consideró que alrededor de las fallas mayores existe una zona de mala

calidad geotécnica, que hace bajar el índice RMR Bieniawski (1989) al rango de 20 a 40,

independientemente de la UG que intercepte la falla mayor. Posteriormente se

determinaron las propiedades de resistencia de estas zonas de mala calidad, las que se

presentan en Tabla 6.1.3 de página siguiente.

Respecto a la determinación de las propiedades geotécnicas de las UG y zonas de mala

calidad conviene indicar lo siguiente:

Las propiedades a escala de roca intacta fueron determinadas a partir de los

ensayos de laboratorios desarrollados por CIMM T&S S.A. (2002) sobre muestras de

roca obtenidas del Rajo Campamento Antiguo, además de la estimación del índice

IRS en terreno, por parte de Geólogos de DSAL. Sin embargo, se debe mencionar

que la cantidad de ensayos realizados es insuficiente, no se indica la alteración

asociada a la muestra de roca intacta y solamente existen ensayos de compresión

uniaxial y de tracción indirecta, no se dispone de ensayos triaxiales que son los que

entregan más información respecto al comportamiento mecánico de la roca intacta

bajo distintas condiciones de esfuerzos.

Se estimaron también los parámetros de la envolvente de falla para la roca intacta a

partir del criterio de falla de Hoek & Brown (Hoek et al, 2002), el cual queda

definido por la Ecuación 6.1:

a

ci

ci sm'

3'

3

'

1 Ecuación 6.1

Donde 1’ y 3’ corresponden a los esfuerzos principales efectivos en la condición de

falla, ci es la resistencia en compresión uniaxial de la roca “intacta” y m, s y a son

constantes características del material, que en el caso de la roca intacta

corresponden a mi, 1 y 0.5 respectivamente. Los valores de mi y ci fueron también

estimados ya que no se dispone de ensayos de compresión triaxial.



UNIDAD LITOLOGÍA ALTERACIÓN GSI D mb s a tm

(MPa)

cm

(MPa)

E

(GPa)

3 < 0.75 MPa 3 0.75 MPa

c (KPa)

c (KPa)

UG-1 Pórfido

Cuarcífero K >QS > Bio 55 - 75

0,0 4,298 0,0205

0,502

0,6 35,2 30,3

0,21

1940 63 2145 60

0,5 2,833 0,0094 0,4 28,0 16,9 1390 61 1602 57

1,0 1,231 0,0029 0,3 18,2 7,9 920 56 1104 52

UG-2

Pórfido

Cuarcífero

Andesita

K, Bio-Clo > QS

45 - 65

0,0 3,007 0,0067

0,504

0,18 18,8 13,1

0,24

832 60 1070 56

0,5 1,760 0,0025 0,11 14,2 6,4 600 57 819 52

1,0 0,603 0,0006 0,07 8,2 2,9 390 49 556 73

UG-3 Andesita Bio-Clo >>

Arg 30 - 50

0,0 2,346 0,0013

0,511

0,03 9,9 3,2

0,27

404 56 629 51

0,5 1,149 0,0003 0,02 6,8 1,5 311 50 495 45

1,0 0,275 0,00005 0,008 3,3 0,8 196 38 310 32

UG-4 Andesita Arg >> Bio-

Clo 35 - 55

0,0 1,403 0,0022

0,508

0,063 6,2 3,6

0,26

387 50 560 45

0,5 0,729 0,0007 0,04 4,4 1,7 286 45 432 39

1,0 0,197 0,0001 0,021 2,3 0,8 179 33 272 28

UG-5

Pórfido

Cuarcífero Andesita

Bio-Clo >>

Ep-Cal-Clo 55 - 75

0,0 5,730 0,0205

0,502

0,5 50,0 37,9

0,21

2130 66 2376 63

0,5 3,778 0,0094 0,4 40,0 21,1 1532 64 1785 61

1,0 1,642 0,0029 0,3 26,1 9,8 1021 59 1241 56

UG-6

Brechas

Andesita

Pórfido Cuarcífero

Arg > Ser –

Caolin > Bio-

Clo

40 - 60

0,0 2,347 0,0039

0,506

0,07 8,2 6,1

0,25

457 54 662 49

0,5 1,294 0,0013 0,04 6,0 2,9 348 50 525 44

1,0 0,394 0,0002 0,02 3,3 1,3 229 40 350 34

UG-7

Pórfido

Cuarcífero

Andesita

Bio-Clo 30 - 40

0,0 1,472 0,0007

0,516

0,03 9,2 2,7

0,28

368 53 568 48

0,5 0,679 0,0002 0,015 6,1 1,3 274 47 434 42

1,0 0,144 0,00002 0,008 2,8 0,8 163 34 256 28

TABLA 6.1.2: PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DEL MACIZO ROCOSO, RAJO CAMPAMENTO ANTIGUO DIVISIÓN SALVADOR.



ZONA DE FALLA D

3 < 0.75 MPa 3 0.75 MPa

c (KPa) c (KPa)

ZF UG-1

0,0 305 52 485 47

0,5 214 44 346 39

1,0 108 27 171 22

ZF UG-2

0,0 266 50 428 44

0,5 189 41 306 36

1,0 94 24 149 19

ZF UG-3

0,0 248 49 406 43

0,5 180 40 293 35

1,0 90 23 142 19

ZF UG-4

0,0 191 40 306 35

0,5 134 32 214 27

1,0 63 17 98 13

ZF UGT-5

0,0 350 56 560 52

0,5 248 48 404 43

1,0 129 31 206 26

ZF UGT-6

0,0 210 44 340 38

0,5 150 35 242 30

1,0 72 19 113 15

ZF UGT-7

0,0 243 48 393 42

0,5 173 39 281 33

1,0 86 22 134 18

TABLA 6.1.3: PROPIEDADES GEOTÉCNICAS ZONAS DE FALLA, RAJO

CAMPAMENTO ANTIGUO DIVISIÓN SALVADOR.



Posteriormente se evaluaron los parámetros de resistencia para el macizo rocoso,

también utilizando el criterio de falla de Hoek & Brown (Hoek et al, 2002), el que

queda definido por la Ecuación 6.2:

a

ci

'3

b'3

'1 sm Ecuación 6.2

y las constantes corresponden a:

D1428

100GSIexpmm ib Ecuación 6.3

D39

100GSIexps Ecuación 6.4

32015GSI ee6

1

2

1a Ecuación 6.5

Nuevamente, 1’ y 3’ corresponden a los esfuerzos principales efectivos en la

condición de falla, ci es la resistencia en compresión uniaxial de la roca “intacta” y

mi, corresponde a la constante m de la roca “intacta”; el parámetro GSI

corresponde al índice de resistencia geológico del macizo rocoso y D es un factor

que depende del grado de perturbación que sufre el macizo rocoso producto de la

tronadura y la relajación de los esfuerzos (desconfinamiento).

El índice GSI fue estimado a partir de la relación propuesta por Hoek & Brown

(1997):

5RMRGSI '89Bieniawski Ecuación 6.6

Donde al índice RMR Bieniwaski 89’ se han asignado 15 puntos en la condición de agua

subterránea y 0 puntos al ajuste por orientación de discontinuidades.



El factor D puede ser evaluado a partir de las recomendaciones de Hoek et al

(2002) y Hoek & Karzulovic (2001). Es posible suponer que las tronaduras generan

un halo de roca dañada más allá de los límites de la roca tronada, ver Figura 6.1.4.

La estimación del ancho de esta zona o halo de daño (E) dependerá del diseño de la

tronadura. Basándose en la experiencia de Hoek & Karzulovic (2001), es posible

utilizar como primera aproximación las siguientes relaciones para estimar la

extensión de esta zona, las que se presentan en Tabla 6.1.4:

TIPO DE TRONADURA ESPESOR (E)

Grandes tronaduras de producción, confinadas y con poco o ningún control. E = 2.0 a 2.5 H

Tronaduras de producción sin ningún control pero tronadas con cara libre. E = 1.0 a 1.5 H

Tronadura de producción, confinada con algún control, por ejemplo una o más líneas buffer.

E = 1.0 a 1.2 H

Tronadura de producción, confinada con algún control, por ejemplo una o más líneas buffer y tronadas con cara libre.

E = 0.5 a 1.0 H

Tronaduras de producción cuidadosamente controladas con cara libre. E = 0.3 a 0.5 H

Tabla 6.1.4: ESTIMACIÓN DEL ESPESOR DE LA ZONA DE DAÑO, DE ACUERDO AL TIPO DE TRONADURA.

H

E

MACIZO ROCOSO IN SITU

MACIZO ROCOSO DAÑADO

POR TRONADURA

MACIZO ROCOSO

TRONADO

H

E

MACIZO ROCOSO IN SITU

MACIZO ROCOSO DAÑADO

POR TRONADURA

MACIZO ROCOSO

TRONADO

Figura 6.1.4: Representación de la transición entre el macizo rocoso in situ y el macizo

tronado apto para el carguío (Tomado de Hoek & Karzulovic (2001)).



Para la evaluación de estabilidad de Mina Campamento Antiguo Fase 5, se ha

considerado tronaduras con un control mínimo, por esto, el daño generado por

tronadura será máximo (D=1).

Complementariamente se evaluó la resistencia a la tracción del macizo rocoso σtm y

en compresión uniaxial σcm, de acuerdo a las consideraciones de Hoek et al (2002).

Además se evaluaron los parámetros de resistencia equivalentes del macizo rocoso

c y , mediante un ajuste de la envolvente no lineal de Hoek & Brown a una

envolvente lineal (o bilineal) de Mohr Coulomb, de acuerdo a las consideraciones de

Hoek et al (2002). Para esto fue necesario estimar los máximos niveles de

confinamiento ( 3) que pudiesen presentarse en los taludes de Campamento

Antiguo. Se construyeron una serie de modelos numéricos utilizando en software

Phase2 7.0 (Rocscience, 2009), para visualizar la distribución de los esfuerzos de

confinamiento para distintas geometrías posibles de taludes interrampas y globales.

Los modelos consideraron taludes homogéneos, isotrópicos y elásticos.

Los resultados de estos análisis permitieron visualizar los niveles de confinamiento

que podrían presentarse en los taludes modelados tanto a nivel interrampa como

global, ya que esta información es necesaria para poder estimar los parámetros de

resistencia equivalentes del macizo rocoso c y , descritos anteriormente. Este

análisis se realizó debido a que se encontró que la estimación del máximo nivel de

confinamiento definido a partir de Hoek et al (2002) no discrimina respecto de

donde se esté evaluando la resistencia en el talud, para una misma profundidad o

altura.

Lo anterior permitió tener una idea del nivel a confinamiento a considerar; sin

embargo, para determinar qué valores se utilizarán en la evaluación de las

propiedades de resistencia del macizo rocoso, las mismas geometrías modeladas

numéricamente fueron analizadas mediante métodos de equilibrio límite utilizando

el software Slide 5.0 (Rocscience 2006). El objetivo de este análisis fue localizar las

superficies críticas de falla (mínimo Factor de Seguridad) en el talud modelado

mediante Phase2 7.0 (Rocscience, 2009) y verificar que niveles de confinamiento

resultan más confiables de utilizar para los análisis de estabilidad a nivel interrampa

y global. Las superficies de falla consideradas fueron de tipo circular y se utilizó el

método de análisis de Bishop, de todas maneras se corroboró la extensión de estas

superficies mediante una análisis de falla no circular mediante el método general de

equilibrio límite GLE.

En Figura 6.1.5, se presenta uno de los modelos analizados, donde es posible

apreciar que para los taludes interrampa, las superficies críticas de deslizamiento se

ubican en un rango de 3 de 0 a 0.75 MPa, mientras que las superficies de falla a

nivel global presentan rangos de 3 predominantemente entre 0.75 a 1.5 MPa, los

valores umbrales antes indicados se presentan con una línea negra en Figura

6.1.5. Lo anterior permite establecer un punto de quiebre para la estimación de los

parámetros equivalentes de resistencia c y , que dependen del valor del esfuerzo

de confinamiento, por lo que es posible determinar juegos de propiedades de

resistencia de macizo rocoso para el análisis de estabilidad a nivel interrampa y

global.



Se determinó el módulo de deformabilidad del macizo rocoso E a partir de las

consideraciones de Hoek & Diederichs (2006):

11GSID1560exp1

2D102.0EE i Ecuación 6.7

Y su razón de Poisson, , evaluada como:

7.0GSI01.040.0 Ecuación 6.8

3 = 0.75 MPa

3 = 1.5 MPa

FSInterrampa : 1.07

FSGlobal : 1.02

3 = 0.75 MPa

3 = 1.5 MPa

FSInterrampa : 1.07

FSGlobal : 1.02

Figura 6.1.5: Distribución del esfuerzo de confinamiento 3 (Phase2 7.0) y superficies de falla críticas

(Slide 5.0), para una geometría de taludes interrampa con IR de 45° y HIR de 180 m.



6.2. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

CONSIDERACIONES Y SUPUESTOS

Las principales consideraciones de este análisis son las siguientes:

Se consideraron las secciones de análisis que se presentan en Figura 6.2.1, las

cuales fueron definidas por DERK Ltda. para estudios de Campamento Antiguo Fase

4, de acuerdo al contrato de Asesoría Geotécnica que mantiene con la División. El

despliegue de las secciones geotécnicas se presenta en Anexo A de este Informe.

Se considera una evaluación de la estabilidad en términos de las secciones

geotécnicas proporcionadas por Geología DSAL desarrolladas según modelo

disponible para explotación de la Fase 4 de Rajo Campamento Antiguo.

El diseño de Mina Rajo Campamento Antiguo Fase 5 es incorporado a 11 secciones

geotécnicas de análisis para evaluación de estabilidad de la fase mencionada.

Se estimaron las propiedades de resistencia y deformabilidad de las Unidades

Geotécnicas utilizando la metodología propuesta por Hoek et al. (2002) & (2008),

las cuáles son resumidas en Tabla 6.1.2 y Tabla 6.1.3.

El análisis se realiza en base a Métodos de Equilibrio Límite (GLE) utilizando el

software Slide (Rocscience, 2005).

Se realizó un análisis estático y pseudoestático, éste último caracterizado por

coeficientes sísmicos horizontales de 0.11 (para la condición del Sismo Operacional)

y 0.16 (para el caso del terremoto máximo probable).

Se estimó que el espesor de la zona de desconfinamiento podría tener una

extensión de 30 m.

Se consideró una zona de daño alrededor de cada Falla Mayor, que corresponde a

una zona de mala calidad geotécnica definida por geología DSAL, con un RMR

Bieniawski 89’ entre 20 a 40.

El análisis considera inestabilidades en taludes interrampa, globales y todas las

combinaciones posibles (contactos de unidades, más de un talud interrampa, etc…).

Se incluyó el efecto de las estructuras menores en los análisis de estabilidad, a

través de la resistencia direccional o anisotropía. Para las estructuras geológicas se

consideraron las siguientes propiedades de resistencia:

ESTRUCTURAS MAYORES (FALLA FANTASMA, ETC.):

Ángulo de fricción, : 25

Cohesión, c: 15 KPa.

ESTRUCTURAS MENORES

Ángulo de fricción, : 25

Cohesión, c: 50 KPa.

Se incluyó el nivel freático, el que fue proporcionado por DSAL en las secciones

geotécnicas.

Se evaluó la estabilidad en función del factor de seguridad (FS) y la probabilidad de

falla (PF) asociada.



En forma preliminar se definieron criterios de aceptabilidad para el análisis de

taludes a nivel interrampa y global en Mina Campamento Antiguo, los que se

resumen en Tabla 6.2.1.

TIPO DE TALUD

MATERIAL

AFECTADO

M ( ktons/ml )

HIR < 160 m

CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD

CONDICIÓN ESTÁTICA CONDICIÓN SÍSMICA

OPERACIONAL

CONDICIÓN SÍSMICA

EXTREMA

FACTOR DE SEGURIDAD

FS

PROBABILIDAD DE FALLA

P F (%)

FACTOR DE SEGURIDAD

FS


P F (%)

FACTOR DE SEGURIDAD

FS


P F (%)

Interrampa

< 5 > 1.20 ≤ 10 > 1.10 ≤ 25 > 1.00 ≤ 50

5 a 10 ≥ 1.25 ≤ 10 ≥ 1.15 ≤ 25 ≥ 1.05 ≤ 50

10 a 20 ≥ 1.35 ≤ 8 ≥ 1.25 ≤ 20 ≥ 1.15 ≤ 40

> 20 ≥ 1.40 ≤ 6 ≥ 1.30 ≤ 16 ≥ 1.20 ≤ 30

Global

< 10 > 1.20 ≤ 10 > 1.10 ≤ 25 > 1.00 ≤ 50

10 a 20 ≥ 1.25 ≤ 10 ≥ 1.15 ≤ 25 ≥ 1.05 ≤ 50

20 a 40 ≥ 1.35 ≤ 8 ≥ 1.25 ≤ 20 ≥ 1.15 ≤ 40

> 40 ≥ 1.40 ≤ 6 ≥ 1.30 ≤ 16 ≥ 1.20 ≤ 30

Figura 6.2.1: Secciones de Análisis, Estabilidad Rajo Campamento Antiguo.

TABLA 6.2.1: CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD PROPUESTOS - TALUDES RAJO CAMPAMENTO ANTIGUO.



RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

A continuación se presentan los Resultados del análisis de estabilidad de Mina

Campamento Antiguo Fase 5.

El resumen con los resultados del análisis se presentan en Tabla 6.2.2, Tabla 6.2.3 y

Tabla 6.2.4, para las condiciones estática, sismo operacional y terremoto máximo

probable, respectivamente; en Anexo B se presenta la totalidad de los resultados.

Sección Talud FS Mínimo Probabilidad

de Falla

Tonelaje

afectado (Kton/m)

Altura Afectada (m)

1

Global 2,06 3,3% 23,8 256

Interrampa Inferior 0,40 100,0% 2,7 83

Interrampa Intermedia 1,88 13,9% 3,9 155

Interrampa Superior 1,00 50,0% 1,5 55

2

Global 2,36 2,1% 20,5 229


Interrampa Superior 1 1,56 27,0% 7,6 93


3

Global 2,08 2,5% 20,8 229




4

Global 1,74 4,0% 31,3 337


Interrampa Intermedia 1,06 36,5% 6,8 108


5

Global 2,39 1,3% 31,7 345




6

Global 1,80 4,2% 16,3 220




7

Global 2,32 0,5% 26,8 280




TABLA 6.2.2: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN ESTÁTICA.



TABLA 6.2: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN ESTÁTICA

(CONTINUACIÓN).


de Falla

Tonelaje

afectado (Kton/m)

Altura Afectada (m)

8

Global 2,68 1,4% 36,0 329




9

Global 2,45 2,0% 25,7 286



10

Global 2,76 0,9% 24,4 266




11

Global 2,23 3,1% 26,1 282







de Falla

Tonelaje afectado (Kton/m)

Altura Afectada

(m)

1

Global 1,74 8,1% 23,8 256




2

Global 2,10 3,2% 20,5 225




3

Global 1,80 9,0% 20,8 230




4

Global 1,49 9,8% 31,3 338




5

Global 2,00 4,3% 13,3 345




6

Global 1,59 7,3% 16,3 220




7

Global 1,99 1,7% 27,8 277




TABLA 6.2.3: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN SISMO OPERACIONAL.



TABLA 6.3: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN SISMO OPERACIONAL

(CONTINUACIÓN).


de Falla

Tonelaje

afectado (Kton/m)

Altura

Afectada (m)

8

Global 2,32 3,1% 36,0 329




9

Global 2,15 3,9% 24,8 276



10

Global 2,36 2,4% 24,4 266




11

Global 1,91 5,5% 26,1 282







de Falla

Tonelaje afectado (Kton/m)

Altura Afectada

(m)

1

Global 1,62 10,2% 23,8 256




2

Global 2,10 6,6% 19,3 228




3

Global 1,68 10,0% 20,8 229




4

Global 1,39 13,8% 31,3 338




5

Global 1,85 4,7% 13,3 345




6

Global 1,50 10,0% 16,3 220




7

Global 1,91 2,0% 35,0 316




TABLA 6.2.4: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN TERREMOTO MÁXIMO PROBABLE.



TABLA 6.2.5: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD – CONDICIÓN TERREMOTO MÁXIMO

PROBABLE (CONTINUACIÓN).


de Falla

Tonelaje

afectado (Kton/m)

Altura

Afectada (m)

8

Global 2,17 3,6% 36,0 329




9

Global 2,00 6,6% 24,8 276



10

Global 2,03 5,5% 27,8 266




11

Global 1,78 4,7% 26,1 285




En Figura 6.2.2 y Figura 6.2.3 se presentan los resultados de los análisis de

estabilidad de la condición actual de Mina Campamento antiguo, a nivel de taludes

globales e interrampas respectivamente.



0 10 20 30 40

Tonelaje Asociado (Kt/m)

0

1

2

3

Facto

r de S

eguridad

0 10 20 30 40


0

1

2

3

Facto

r de S

eguridad

0 10 20 30 40


0

1

2

3

Facto

r de S

eguridad

a) Condición Estática b) Condición Sismo Operacional c) Condición Sismo Máximo Probable

Figura 6.2.2: Resultados del Análisis de Estabilidad Rajo Campamento Antiguo Fase 5, Taludes Globales. Zona verde; Condición Estable FS mayor que criterios de aceptabilidad, Zona Naranjo; FS mayor que 1 y menor que criterios de aceptabilidad y Zona Rojo; FS menor que 1.



0 10 20 30


0

1

2

3

4

Facto

r de S

eguridad

0 10 20 30


0

1

2

3

4

Facto

r de S

eguridad

0 10 20 30


0

1

2

3

4

Facto

r de S

eguridad

a) Condición Estática b) Condición Sismo Operacional c) Condición Sismo Máximo Probable

Figura 6.2.3: Resultados del Análisis de Estabilidad Rajo Campamento Antiguo Fase 5, Taludes Interrampa. Zona verde; Condición Estable FS mayor que criterios de aceptabilidad, Zona Naranjo; FS mayor que 1 y menor que criterios de aceptabilidad y Zona Rojo; FS menor que 1.



En Figura 6.2.4 se identifican aquellos sectores potencialmente inestables que arrojó el

análisis de estabilidad actual de Mina Campamento Antiguo.

Figura 6.2.4: Sectores potencialmente inestables, Análisis de Estabilidad Mina Campamento Antiguo Fase 5. Colores según criterios de aceptabilidad propuestos, Zona Roja FS<1 y Zona Naranja FS menor que criterio de aceptabilidad y mayor que 1.

A1

A2

A3

A4 R1

R2 R3

R4





Zona A.1: La superficie de falla determina para este caso se desarrollaría por

completo en macizo rocoso (UG-4). En una etapa posterior de optimización del

diseño actual, se recomienda disminuir altura de Interrampa superior a 60 metros

para mejorar estabilidad del sector.

Zona A.2: El Factor de Seguridad obtenido corresponde a superficie de falla asociada

a zona de mala calidad geotécnica producto de Falla Mayor (Falla Fantasma) y

macizo rocoso (UG-2 y UG-4). Es recomendable trabajar esta zona con tronadura

controlada para disminuir el daño generado por efecto de estas.

Zona A.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la Interrampa

superior desarrollándose en las unidades geotécnicas 3 y 4. Es recomendable

trabajar esta zona con tronadura controlada para disminuir el daño generado por

efecto de estas.

Zona A.4: La superficie de falla determinada para este caso se desarrollaría por

completo en macizo rocoso (UG-4). Es recomendable trabajar esta zona con

tronadura controlada para disminuir el daño generado por efecto de estas.

Zona R.1: La potencial inestabilidad determinada se debe a la presencia de Falla

principal (Falla Fantasma), superficie de falla se encuentra controlada parcialmente

por estructura principal mencionada.

Zona R.2: La superficie de falla determinada se desarrollaría por macizo rocoso




Zona R.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la Interrampa

inferior desarrollándose la superficie de falla con un control estructural parcial (Falla

Mayor) y en macizo rocoso (UG-1).

Zona R.4: En este caso existe un control estructural parcial, producto de Sistema de

Fallas, la superficie de falla se desarrolla por el Sistema de Fallas mencionada y

macizo rocoso (UG-6)


optimización del diseño actual, evaluando alternativas que minimicen su posible efecto en

la explotación de Campamento Antiguo en su Fase 5, considerando el tonelaje que se

vería afectado por la ocurrencia de la inestabilidad mencionada.



7. MINAS RAJO ABIERTO DAMIANA

7.1. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA, ESTRUCTURAL Y GEOTÉCNICA

CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA Y ESTRUCTURAL

A la fecha se desconoce si existe algún modelo geológico 3D de Mina Rajo Damiana, por

lo que no ha sido posible obtener, por parte de DSAL, los antecedentes geológicos

disponibles.

Sin perjuicio de lo antes mencionado, a partir de mapeos realizados por Geólogos de

DERK Ltda., en algunos sectores de Mina Rajo Damiana y coincidentes con la ubicación

de las Fases consideradas, en general es posible indicar lo siguiente:

En Fase 7 se presenta una cobertura superior de grabas de espesor 20 a 30 m y

debajo de éstas se encuentran andesitas como unidad predominante.

En Fase 9B también se presenta una cobertura superior de grabas de espesor 20 a

30 m hacia los sectores N, E y W del Rajo, mientras que hacia el S y SE los

espesores de esta cobertura aumentan entre 30 a 40 m. Igualmente al caso de Fase

7, la litología predominante corresponde a andesitas.

En Fase 31 no se aprecia la cobertura de gravas indicada en los casos anteriores,

siendo nuevamente la litología predominante las andesitas.

Respecto a la geología estructural, no se dispone de una definición de dominios

estructurales en Mina Rajo Damiana, solamente existen algunos mapeos estructurales

realizados por Geólogos de DERK Ltda., en forma local y que no permiten la definición de

dominios o zonas estructurales. Sin embargo, para los fines de análisis de este informe,

se considerarán los ábacos de Falla Circular propuestos por Hoek & Bray (1981), que

suponen un medio homogéneo e isotrópico o en nuestro caso un talud altamente

fracturado.

CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA

No se dispone de una caracterización geotécnica de Mina Rajo Damiana, solamente

existen algunos levantamientos geotécnicos realizados localmente por Geólogos de DERK

Ltda., donde se indica el rango del índice geológico de resistencia, GSI. A modo de

referencia, se tiene que para el caso de las Andesitas se ha nrealizado los siguientes

levantamientos geotécnicos:

Damiana Fase 9A:

Litología : Andesita.

Resistencia : R3-R4 (40-100 MPa); estimada.

GSI : 40 - 50.

Damiana Fase 30:

Litología : Andesita.

Resistencia : R4-R5 (60-150 MPa); estimada.

GSI : 45 – 55.



Estos datos han servido como guía para la estimación de propiedades de resistencia a

escala de macizo rocoso de las principales unidades litológicas identificadas, gravas y

andesitas. Estos parámetros se presentan en Tabla 7.1.1 de página siguiente:

TABLA 7.1.1: PROPIEDADES GEOTÉCNICAS MINA RAJO DAMIANA

MATERIAL PESO UNITARIO,

(KN/M3)

ANGULO DE

FRICCIÓN, (º)

COHESIÓN, C (KPA)

Gravas 20.0 40 100

Andesitas 27.0 50 400

7.2. DISEÑOS PROPUESTOS

El diseño propuesto por DSAL para las Fases 7, 9B y 31 de Mina Rajo Damiana se

presenta en Figura 7.2.1, Figura 7.2.2 y Figura 7.2.3 de páginas siguientes. Los

parámetros de diseño asociados a estas fases se presentan en Tabla 7.2.1 de páginas

siguientes.



FASE 7 - AN

P1 P2

P3 P4 P5

P6 P7 P8

Figura 7.2.1: Diseño de Fase 7, Mina Rajo Damiana, se incluyen las Secciones de diseño propuestas para futuros análisis de estabilidad.



N

P1 P2 P3

P4P5

P6

P7 P8 P9

Figura 7.2.2: Diseño de Fase 9B, Mina Rajo Damiana, se incluyen las Secciones de diseño propuestas para futuros análisis de estabilidad.



TABLA 7.2.1: PARÁMETROS DE DISEÑO PROPUESTOS, MINA RAJO DAMIANA.

FASE PARED RUMBO

AZIMUT (°) hB (m) B (°) Q (m) B (m) R (°) hR (m) BR (m) HG (m) G (°)

7

NE 30 ± 10

10 68 4.0 4.4 50

- - 60 50

E 353 ± 20 - - 75 50

SE 326 ± 10 - - 95 50

S 311 ± 10 - - 90 50

65 ± 10 55 20 90 43

W 333 ± 10 55 20 65 42

56 ± 10 - - 65 50

NW 21 ± 10 - - 80 50

9B

NE 335 ± 10

10 68 4.0 4.4 50

- - 100 50

E 358 ± 5 - - 90 50

SE 79 ± 5 - - 90 50

S 313 ± 10 - - 60 50

W 34 ± 5 60 17.4 70 40

31

S 226 ± 10

10 68 4.0 4.4 50

60 18.4 120 46

SE 260 ± 10 125 18.4 180 47

E 0 ± 10 105 18.4 165 46

hB : Altura del banco B : Angulo cara de banco. Q : Quebradura.

B : Berma R : Angulo interrampa hR : Altura Interrampa máxima.

BR : Ancho de rampas HG : Altura Global máxima G : Angulo Talud Global

N

P1 P2 P3

Figura 7.2.3: Diseño de Fase 31, Mina Rajo Damiana, se incluyen las Secciones de diseño propuestas para futuros análisis de estabilidad.



7.3. CURVAS DE DISEÑO GEOTÉCNICO

CONSIDERACIONES Y SUPUESTOS

Las principales consideraciones y supuestos para la construcción de las curvas de diseño

geotécnico de taludes de Mina Rajo Damiana fueron las siguientes:

Se consideró que el macizo rocoso se presenta muy fracturado, de manera tal que no

existe ningún control estructural asociado a las potenciales inestabilidades.

El macizo rocoso debe presentar un comportamiento isotrópico (debido al alto grado

de fracturamiento).

La construcción de las curvas de diseño se basa en los ábacos de falla circular

propuestos por Hoek & Bray (1981), ver Figura 7.3.1 de página siguiente.

Se construyeron las curvas de diseño para las Fase 7, 9B y 31 de Mina Rajo

Damiana, considerando las dos principales unidades litológicas presentes, Gravas y

Andesitas; de acuerdo a las propiedades geotécnicas indicadas en Tabla 7.1.1.

Cada curva de diseño representa las geometrías de talud (altura de banco y ángulo

de cara de banco) para un mismo factor de seguridad y litología.

Las curvas de diseño consideran la estabilidad a distintas escalas de taludes (banco,

interrampa y global), manteniendo solamente la relación de estabilidad (FS) en los

parámetros geométricos del talud (altura de banco y ángulo de cara de banco).

Los factores de seguridad considerados en las curvas de diseño corresponden a 1.0,

1.5 y 2.0.

Las curvas de diseño consideran una condición estática en la evaluación de

estabilidad de los taludes.

A partir de los antecedentes disponibles se consideró la presencia de aguas

subterráneas en los taludes de Mina Rajo Damiana, esto se traduce en la utilización

de los ábacos de falla circular N° 2 y 3, que incorporan la presencia de niveles

freáticos, tal como se ilustra en Figura 7.3.1. Por lo tanto se construyeron curvas de

diseño para estas dos condiciones de aguas subterráneas.

Los parámetros de diseño propuestos por DSAL para las Fases 7, 9B y 31 de Mina

Rajo Damiana, presentados en Tabla 7.2.1 de página anterior, fueron incluidos en

las curvas de diseño, a fin de visualizar en nivel de estabilidad (en condición estática)

a la que se encuentran estos taludes (banco, interrampa y global).



CURVAS DE DISEÑO

Las curvas de diseño para los taludes de Mina Rajo Damiana fueron construidas para las

distintas unidades litológicas presentes (andesitas y gravas) y las fases correspondientes

(Fases 7, 9B y 31), siguiendo el siguiente orden:

Curvas de Diseño en Andesitas – Fase 7; ver Figura 7.3.2.

Curvas de Diseño en Andesitas – Fase 9B; ver Figura 7.3.3.

Curvas de Diseño en Andesitas – Fase 31; ver Figura 7.3.4.

Curvas de Diseño en Gravas – Fase 7; ver Figura 7.3.5.

Curvas de Diseño en Gravas – Fase 9B; ver Figura 7.3.6.

Curvas de Diseño en Gravas – Fase 31; ver Figura 7.3.7.

Figura 7.3.1: Ábacos de Análisis de Falla Circular, tomado de Hoek & Bray (1981).



NIVEL FREÁTICO SUPERFICIAL A 8H DETRÁS DEL PIE DEL TALUD

CONDICIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA 2



H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño

FS = 1.0 - Condición de Agua 2






Banco Simple - Fase 7

Talud Interrampa - Fase 7

Talud Global - Fase 7

Figura 7.3.2: Curvas de Diseño para Taludes en Andesitas, Fase 7 Mina Rajo Damiana DSAL.





H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño







Banco Simple - Fase 9B

Talud Interrampa - Fase 9B

Talud Global - Fase 9B

Figura 7.3.3: Curvas de Diseño para Taludes en Andesitas, Fase 9B Mina Rajo Damiana DSAL.







H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño










Figura 7.3.4: Curvas de Diseño para Taludes en Andesitas, Fase 31 Mina Rajo Damiana DSAL.





H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño










Figura 7.3.5: Curvas de Diseño para Taludes en Gravas, Fase 7 Mina Rajo Damiana DSAL.







H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño







Banco Simple - Fase 9B

Talud Interrampa - Fase 9B

Talud Global - Fase 9B

Figura 7.3.6: Curvas de Diseño para Taludes en Gravas, Fase 9B Mina Rajo Damiana DSAL.





H

H

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Angulo, (°)

0

50

100

150

200

250

Alt

ura

, H

(m

)

Curvas de Diseño










Figura 7.3.7: Curvas de Diseño para Taludes en Gravas, Fase 31 Mina Rajo Damiana DSAL.



RECOMENDACIONES DE DISEÑO FASES 7 Y 9B

De acuerdo a lo expuesto en notas geotécnicas NG-SE MRA DSAL-P01-002-002-2010

(Agosto 2010) y NG-SE MRA DSAL-P01-011-011-2010 (Septiembre 2010), se

proponen recomendaciones de diseño propuesto para las mina rajo abierto Damiana

Fases 9B y 7 respectivamente, ver Figura 7.2.2 y Figura 7.2.1.

EFECTOS PRODUCTO DE NARICES

En una geometría en forma de nariz se generan esfuerzos de tracción, como se indican

flechas de color verde en Figura 7.3.11, lo cual tiende a “abrir” y activar posibles

estructuras que afecten la zona.

En las paredes laterales de la nariz existe un desconfinamiento, debido a la ausencia de

un material que genere un esfuerzo de confinamiento (σ3) en ellas, indicado de color rojo

en Figura 7.3.11.

A’

A

σ3 σ3

Figura 7.3.8: Esquema en planta de singularidad tipo nariz. En color rojo se muestra el confinamiento que se debería tener en paredes de nariz si el diseño evitará este tipo de geometrías, Línea segmentada de color rojo. Líneas azules segmentadas indican posibles estructuras. Flechas de color verde representan esfuerzos de tracción generados. Tomado de NG-SE MRA DSAL-P01-001-001-2010.



Estructuras sub paralelas afectan en este tipo de singularidades, al generarse una nariz

aflora estructura en ambas caras provocando una alta probabilidad de deslizamientos

planos, Figura 7.3.12.

Figura 7.3.9: Perfil A-A’. Posible deslizamiento plano generado por estructura que aflora en paredes de nariz. Tomado de NG-SE MRA DSAL-P01-001-001-2010.



ALTERNATIVAS PARA EL DISEÑO

Se entregan propuestas para el diseño de Fases 7A y 9B, junto con las ventajas y

desventajas de cada alternativa, Tabla 7.3.1.

Alternativas propuestas tienen por objeto eliminar condiciones de inestabilidad que

pueden presentarse en el tiempo que causen paralización de la producción parcial o total

en Fases Damiana.

TABLA 7.3.1: Alternativas de Diseño para Damiana Fases 9B y 7A.

Alternativa Ventajas Desventajas

1. Suavizar Geometría

Eliminando geometrías

convexas (narices). Figura

7.3.10 (a).

Diseño más estable, se

evita efecto de narices.

Aumenta relación

estéril/mineral.1

2. Desacople de Bancos, Banco

Abierto. Figura 7.3.10 (b).

Paquetes de bancos no

superiores a 40 metros,

berma con mayor

capacidad de contención

en caso de deslizamiento.

Existe riesgo de

deslizamiento por efecto

de narices.

3. Explotación en tres Fases.

Figura 7.3.10 (c).

Existe un aumento menor

de la relación

estéril/mineral2, de Igual

forma se debe suavizar

geometría. Narices se

desarrollan al final de la

explotación.

Existe riesgo de

deslizamiento por efecto

de narices al momento de

ser desarrolladas.

Junto con las alternativas mencionadas se recomienda mantener dos accesos a fondo de

pit, para evitar dependencia de único acceso.

1 El aumento de la relación estéril/mineral debe ser calculado y evaluado para la alternativa 1 propuesta.

2 Existe un aumento en la remoción de estéril en esta alternativa que debe ser calculado y evaluado.



Figura 7.3.10: (a) Alternativa 1, suavizar geometría de mina Rajo Damiana Fase 7A eliminando “narices”. (b) Alternativa 2, Desacople de Bancos (Azul) a una altura entre 40 a 50 metros dependiendo de la altura global de la pared. (c) Alternativa 3, Explotación en tres Fases, una primera (rojo) incorporando sector central del rajo, Fases 2 y 3 (Azul y Narajo) pueden ser ejecutas en forma simultánea posterior a Fase 1.

(a) (b)

(c)



De acuerdo al diseño propuesto en Fases 7 y 9B, se recomienda suavizar geometría de

mina rajo disminuyendo singularidades en forma de nariz. Estas provocan un

desconfinamiento lateral de las paredes, activando estructuras y generando

deslizamientos en forma de cuñas y/o planares. Figura 7.3.11. Ver nota geotécnica,

NG-SE MRA DSAL-P01-001-001-2010, de inestabilidad ocurrida el 14 de agosto de

2010 en Damiana Fase 9A.

Figura 7.3.11: Desconfinamiento lateral producto de singularidad en forma de nariz en pared norte mina Rajo Damiana Oeste Fase 9A. (Agosto de 2010). Tomado de NG-SE MRA DSAL-P01-001-001-2010.

Para evitar aumentos en relación lastre/mineral se recomienda explotar mina rajo

Damiana Fases 7 y 9B utilizando una secuencia en donde las singularidades geométricas

sean desarrolladas al final de la explotación. Con esto se busca que “narices” no

permanezcan durante la explotación del rajo provocando inestabilidades y estas, queden

sólo al final de la explotación, así, evitando siniestros geotécnicos que pudieran detener

parcial o totalmente la producción.



La secuencias recomendadas para Damiana Fase 9B se muestran en Figura 7.3.12 y

Figura 7.3.13. La propuesta 1, en color verde la primera fase de explotación y de color

azul la segunda fase, una vez terminada la explotación de la fase anterior.

Figura 7.3.12: Propuesta 1, geometría y secuencia recomendada para explotación de mina rajo Damiana Oeste Fase 9B.



La propuesta 2, indica una secuencia donde se explota un rajo central (línea de color

verde) y posteriormente se desarrollan dos fases pequeñas (línea roja y azul), con esto

las geometrías en forma de nariz estarán expuestas un menor tiempo.

Figura 7.3.13: Propuesta 2, geometría y secuencia recomendada para explotación de mina rajo Damiana Oeste Fase 9B.



8. BOTADEROS DE LASTRE

En el presente capitulo se entregan los parámetros y lineamientos geotécnicos base para

el diseño de botaderos de lastre considerados para el PND 2011.

Tanto el diseño final como la secuencia constructiva deben respetar estos parámetros

recomendados para aceptabilidad geotécnica. Una vez que se disponga de diseños,

secuencias, topografías y caracterización de materiales se revisarán parámetros

recomendados.

El diseño geotécnico propuesto, de manera inicial para los botaderos, se presenta en

Figura 8.1. Como se aprecia, existen rangos definidos para las alturas de capas de 30 m

a 40 m, con un máximo de 3 capas, y bermas de desacople de 15 m a 20 m. Estas

geometrías serán evaluadas geotécnicamente en términos de la estabilidad que

presenten las distintas configuraciones.

Resumiendo, se tiene que el diseño propuesto para los botaderos considera los siguientes

parámetros:

Altura de Capa : 30 a 40 m.

Ancho de Bermas : 15 a 20 m.

Ángulo de Talud (Capa) : : 37º.

Altura Global : 90 - 120 m.

Por lo tanto el análisis de estabilidad a desarrollar considera la evaluación de estabilidad

de 1 Capa, 2 Capas y 3 Capas, para los juegos de altura de capas de 30 y 40 m, por lo

que el botadero alcanzaría las siguientes alturas máximas:

30 y 40 m – 1 Capa.

60 y 80 m – 2 Capas.

90 y 120 m – 3 Capas.

Capa 1

Capa 2

Capa 3

30 m a 40 m

15 m a 20 m

37º

37º

37º

30 m a 40 m

30 m a 40 m15 m a 20 m

90 m a 120 m

Figura 8.1: Parámetros iniciales de diseño propuestos para los botaderos de DSAL.



8.1. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA

Como se indicó anteriormente, esta evaluación de estabilidad es de carácter conceptual,

por lo tanto se considerará que el suelo de fundación se encuentra conformado por

gravas y el material de lastre a depositar en los botaderos estará caracterizado como un

suelo de propiedades de resistencia puramente friccionantes. Los parámetros de

resistencia y propiedades índices se presentan en Tabla 8.1.1.

TABLA 8.1.1: PROPIEDADES GEOTÉCNICAS BOTADEROS DSAL.

MATERIAL PESO UNITARIO,

(KN/M3)

ANGULO DE

FRICCIÓN, (º)

COHESIÓN, C (KPA)

Gravas 20.0 40 100

Lastres 18.0 37 0

8.2. CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD

Los criterios de aceptabilidad considerados en esta evaluación, se basan en los

habitualmente utilizados en botaderos de lastre mineros; no obstante esto criterios

pueden ser revisados y reevaluados ya que involucran decisiones estratégicas y en

ocasiones de carácter corporativo a las consideraciones geotécnicas de estabilidad. Los

criterios propuestos corresponden a los siguientes:

Condición Estática FS ≥ 1.30 y PF ≤ 10%

Condición Sísmica (Sismo Operacional) FS ≥ 1.20 y PF ≤ 25%

Condición Sísmica (Terremoto Máximo Probable) FS ≥ 1.00 y PF ≤ 50%

Donde FS corresponde al Factor de Seguridad y PF a la Probabilidad de Falla.



8.3. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

Como se mencionó anteriormente, se realizaron análisis de equilibrio límite para evaluar

la estabilidad del botadero conceptual, en base a los parámetros de diseño propuestos.

Las principales consideraciones del análisis se presentan a continuación.

ANÁLISIS DE EQUILIBRIO LÍMITE

CONSIDERACIONES GENERALES:

El procedimiento de análisis utilizado para evaluar la estabilidad del diseño de botadero

propuesto fue el siguiente:

(a) Se consideraron las geometrías de diseño propuestas en Capítulo 8.

(b) Se consideraron las propiedades geotécnicas definidas en Tabla 8.1.1 para la

fundación y el material de lastre a depositar.

(c) Se realizó un análisis estático y pseudoestático, éste último caracterizado por

coeficientes sísmicos horizontales de 0.11 (para la condición del Sismo Operacional)

y 0.16 (para el caso del terremoto máximo probable).

(d) El análisis de estabilidad se realizó utilizando el programa Slide 5.0 (Rocscience,

2005), evaluando el factor de seguridad a partir del método general de equilibrio

límite (GLE).

(e) Se evaluó la probabilidad de falla en geometría de botadero analizada, mediante el

método propuesto por Duncan (2000). Para esto se supuso que la incerteza en las

propiedades de resistencia pueden representarse mediante coeficientes de variación

del ±10% y del ±40% para el ángulo de fricción y la cohesión, respectivamente3.

Esto significa, que para cada caso analizado, se deben cambiar las propiedades de

los ripios tal como se ilustra en Tabla 8.3.1 y recalcular el factor de seguridad.

TABLA 8.3.1: COMBINACIONES UTILIZADAS PARA EL CÁLCULO DE LA PROBABILIDAD DE FALLA

CASO ANGULO DE FRICCIÓN

COHESIÓN FACTOR DE SEGURIDAD

FS

P + c FSP

FS

M - c FSM

cP c + c FScP

FSc cM c - c FScM

Donde FSi = (FSiP - FSiM) para cada propiedad i considerada ( , c); FSiP y FSiM son

los factores de seguridad incrementados y disminuidos en el coeficiente de variación

para la propiedad i ( , c).

Por lo tanto, el factor de seguridad más probable, está dado por el promedio de los

factores de seguridad evaluados para cada una de las condiciones definidas en Tabla

8.1.1, tal como se describe en Ecuación (8.1):

3 Se consideró que no existe correlación entre las variables correspondientes a las propiedades (cohesión y ángulo de fricción),

es decir son variables independientes.



4

FSFSFSFS cc

FS (8.1)

Por otra parte, la desviación estándar ( FS) se define según Ecuación (8.2).

4

FS

4

FS22

cFS (8.2)

(f) Luego, para el cálculo de la probabilidad de falla se considerará una distribución

normal con media y desviación estándar definidas por las Ecuaciones (8.1) y (8.2),

evaluando la probabilidad de que el factor de seguridad sea menor que uno

(condición inestable).

(g) En el análisis se supuso la existencia de una grieta de tracción, como indicador de

una eventual inestabilidad, y la presencia de agua acumulada en ésta pero que no

supera el 50% de la altura de la grieta (considerada como una columna de agua).

Normalmente esta grieta de tracción se asume del orden del 10% de la altura del

talud.

(h) No se consideró la presencia de niveles freáticos al interior del cuerpo del botadero.

RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD:

Los resultados del análisis se presentan en Tabla 8.3.2 y Figuras 8.3.1, 8.3.2 y 8.3.3.

TABLA 8.3.2: RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE BOTADEROS DSAL

CASO ALTURA CONDICIÓN FS PF (%)

1 30

Estática

1,06 35,3

2 40 1,09 28,7

3 60 1,19 12,1

4 80 1,31 5,1

5 90 1,34 2,1

6 120 1,38 2,9

7 30

Sismo Operacional

0,85 89,2

8 40 0,87 85,1

9 60 0,96 61,1

10 80 1,04 39,8

11 90 1,04 40,6

12 120 1,09 28,1

13 30

Terremoto Máximo Probable

0,77 98,0

14 40 0,77 97,7

15 60 0,87 84,7

16 80 0,94 67,2

17 90 0,95 64,9

18 120 0,97 58,5



0 20 40 60 80 100

Probabilidad de Falla, % (PF)

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fac

tor

de

Se

gu

rid

ad

(F

S)

Condición Estática

Altura 30 m

Altura 40 m

Altura 60 m

Altura 80 m

Altura 90 m

Altura 120 m

Criterios de Aceptabilidad

FS ≥ 1.30 y PF ≤ 10%

FS ≥ 1.00 y PF ≤ 50%

FS ≥ 1.20 y PF ≤ 25%

Diseño No Aceptable

0 20 40 60 80 100


0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fa

cto

r d

e S

eg

uri

da

d (

FS

)

Simbología

Caso Estático - Talud Seco

Caso S. Operacional - Talud Seco

Caso S. Máximo - Talud Seco

Caso Estático - Talud Húmedo

Caso S. Operacional - Talud Húmedo

Caso S. Máximo - Talud Húmedo

Está

tico

Sism

o d

e O

pe

raci

ón

Terr

em

oto

Máx

imo

Pro

bab

le

Figura 8.3.1: Resultados del análisis de estabilidad mediante técnicas de equilibrio límite (GLE), Caso Estático,

Botaderos DSAL.

0 20 40 60 80 100


0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fac

tor

de

Se

gu

rid

ad

(F

S)

Condición Sismo Operacional

Altura 30 m

Altura 40 m

Altura 60 m

Altura 80 m

Altura 90 m

Altura 120 m


FS ≥ 1.30 y PF ≤ 10%

FS ≥ 1.00 y PF ≤ 50%

FS ≥ 1.20 y PF ≤ 25%


0 20 40 60 80 100


0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fa

cto

r d

e S

eg

uri

da

d (

FS

)

Simbología







Está

tico

Sism

o d

e O

pe

raci

ón

Terr

em

oto

Máx

imo

Pro

bab

le

Figura 8.3.2: Resultados del análisis de estabilidad mediante técnicas de equilibrio límite (GLE), Caso Sismo Operacional, Botaderos DSAL.



0 20 40 60 80 100


0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fac

tor

de

Se

gu

rid

ad

(F

S)

Condición Terremoto Máximo

Altura 30 m

Altura 40 m

Altura 60 m

Altura 80 m

Altura 90 m

Altura 120 m


FS ≥ 1.30 y PF ≤ 10%

FS ≥ 1.00 y PF ≤ 50%

FS ≥ 1.20 y PF ≤ 25%


0 20 40 60 80 100


0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Fa

cto

r d

e S

eg

uri

da

d (

FS

)

Simbología







Está

tico

Sism

o d

e O

pe

raci

ón

Terr

em

oto

Máx

imo

Pro

bab

le

Figura 8.3.3: Resultados del análisis de estabilidad mediante técnicas de equilibrio límite (GLE), Caso Sismo Máximo Probable, Botaderos DSAL.



9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A partir de los resultados y antecedentes presentados en este informe, es posible concluir

lo siguiente:


La información geológica, estructural y geotécnica disponible en Mina Rajo

Campamento Antiguo, permite el desarrollo de estudios de estabilidad; sin embargo

corresponde a las mismas utilizadas en la elaboración del PEX 2010, a la espera de

modelo geotécnico y de dominios estructurales actualizado a marzo de 2011.

Se han definido las propiedades de las unidades geotécnicas en base a la información

litológica, de mineralización y alteración, sin embargo se ha considerado la unidad

litológica predominante o característica; esta definición corresponde a la utilizada en

PEX 2010, a la espera de modelo geotécnico y de dominios estructurales actualizado

a marzo de 2011.

Se requiere de una definición de dominios estructurales que incluya los rasgos

estructurales mayores y también incorpore una mayor cantidad de mapeos

superficiales; esto permitirá nutrir la base de datos estructural y mejorar los estudios

de estabilidad futuros, a la espera de dominios estructurales actualizado a marzo de

2011.

Conforme las leyes y razones de estéril mineral que se manejan, los diseños son

agresivos para las condiciones geotécnicas y estructurales, siendo esto respaldado

por los resultados del análisis de estabilidad y principalmente, los eventos

observados; en definitiva estamos en condición límite de diseño, tanto en

información como sistemas de control in situ.

La evaluación de estabilidad de Rajo Campamento Antiguo, ha sido coincidente con

el comportamiento observado en la práctica. Estas inestabilidades están asociadas al

sector afectado por la Falla Fantasma, la cual en los últimos años ha generado

desprendimientos de material a nivel Interrampa; esto deberá ser considerado como

un importante antecedente en el diseño de las Fases futuras de Mina Campamento

Antiguo.

Los resultados obtenidos del análisis de estabilidad efectuado a la Fase 5 del Rajo

Campamento Antiguo (Anexo B) muestran inestabilidades en el sector Norte, Este y

parte del Sur Este, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 11 básicamente a nivel Interrampa. A

nivel global no se observan problemas de estabilidad.

- Se observan zonas al norte, noreste y este de Fase 5 (Secciones 1, 2, 3, 4, 6 y

11) donde se podrían generar problemas de estabilidad en el talud Interrampa

superior.

- Al Norte y Sureste del rajo existe dos zonas donde podría ocurrir un problema

de estabilidad en la Interrampa inferior, sección 1 y 5 respectivamente.





- Zona A.1: La superficie de falla determina para este caso se desarrollaría por

completo en macizo rocoso (UG-4). En una etapa posterior de optimización del

diseño actual, se recomienda disminuir altura de Interrampa superior a 60

metros para mejorar estabilidad del sector.

- Zona A.2: El Factor de Seguridad obtenido corresponde a superficie de falla

asociada a zona de mala calidad geotécnica producto de Falla Mayor (Falla

Fantasma) y macizo rocoso (UG-2 y UG-4). Es recomendable trabajar esta zona

con tronadura controlada para disminuir el daño generado por efecto de estas.

- Zona A.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la

Interrampa superior desarrollándose en las unidades geotécnicas 3 y 4. Es

recomendable trabajar esta zona con tronadura controlada para disminuir el

daño generado por efecto de estas.

- Zona A.4: La superficie de falla determinada para este caso se desarrollaría

por completo en macizo rocoso (UG-4). Es recomendable trabajar esta zona

con tronadura controlada para disminuir el daño generado por efecto de estas.

- Zona R.1: La potencial inestabilidad determinada se debe a la presencia de

Falla principal (Falla Fantasma), superficie de falla se encuentra controlada

parcialmente por estructura principal mencionada.

- Zona R.2: La superficie de falla determinada se desarrollaría por macizo rocoso




- Zona R.3: La zona afectada por posible inestabilidad comprendería la

Interrampa inferior desarrollándose la superficie de falla con un control

estructural parcial (Falla Mayor) y en macizo rocoso (UG-1).

- Zona R.4: En este caso existe un control estructural parcial, producto de

Sistema de Fallas Califa, la superficie de falla se desarrolla por el Sistema de

Fallas mencionada y macizo rocoso (UG-6)


optimización del diseño actual, evaluando alternativas que minimicen su posible

efecto en la explotación de Campamento Antiguo en su Fase 5, considerando el

tonelaje que se vería afectado por la ocurrencia de la inestabilidad mencionada.




No se dispone de una definición de unidades geotécnicas detalladas para Mina Rajo

Damiana, por lo que para fines de este informe se han considerado sólo las unidades

litológicas predominantes (Gravas y Andesitas), como equivalentes a Unidades

Geotécnicas, para la identificación de las distintas calidades de macizos rocosos

presentes.

No se dispone de una definición de dominios estructurales, solamente se ha

considerado que el macizo rocoso se encuentra suficientemente fracturado para

asumir un comportamiento isotrópico, lo que permite suponer un mecanismo de falla

de tipo circular.

A partir de los antecedentes disponibles de la explotación de Damiana Fase 9A, no se

identifican Fallas mayores desfavorables al diseño propuesto para Damiana Fase 9B.

El diseño propuesto para la explotación de Damiana Fases 7 y 9B presenta

geometrías desfavorables para la estabilidad, “narices”. En una geometría en forma

de “nariz” se generan esfuerzos de tracción, lo cual tiende a “abrir” y activar posibles

estructuras que afecten la zona. Estructuras sub paralelas afectan en este tipo de

singularidades, al aflorar estructura en ambas caras provocando una alta

probabilidad de deslizamientos planos. En las paredes laterales de la nariz existe un

desconfinamiento, debido a la ausencia de un material que genere un esfuerzo de

confinamiento (σ3) en ellas.

Se proporcionan alternativas de diseño para la explotación geotécnicamente

controlada de Damiana Fases 7 y 9B, en las cuales se debe minimizar la formación

de singularidades de diseño tipo “nariz”.

Las curvas de diseño construidas para la unidad litológica Andesita indican lo

siguiente respecto a la estabilidad de las fases analizadas:

- En Fase 7 de Mina Rajo Damiana se tiene que la estabilidad de los taludes a

nivel de banco simple, interrampa y global (en condición estática), estaría

caracterizada por Factores de Seguridad mayores a 2.0.

- En Fase 9B de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los

taludes a nivel de banco simple, interrampa y global (en condición estática),

estaría caracterizada por Factores de Seguridad mayores a 2.0.

- En Fase 31 de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los

taludes a nivel de banco simple e interrampa (en condición estática), estaría

caracterizada por Factores de Seguridad mayores a 2.0. Para el caso de los

taludes globales el Factor de Seguridad (estático) estaría del orden de 2.0.



Las curvas de diseño construidas para la unidad litológica Gravas indican lo siguiente


- En Fase 7 y 9B de Mina Rajo Damiana se tiene que la estabilidad de los taludes

a nivel de banco simple, (en condición estática), estaría caracterizada por

Factores de Seguridad mayores a 2.0. Para el caso de los taludes interrampa el

Factor de Seguridad (estático) sería del orden de 1.5.

- En Fase 31 de Mina Rajo Damiana también se tiene que la estabilidad de los

taludes a nivel de banco simple (en condición estática), estaría caracterizada

por Factores de Seguridad mayores a 2.0. No se reconoce en la actualidad

espesores considerables de gravas para esta Fase a partir de los antecedentes

obtenidos de la explotación de Fase 30.

Hay que tener presente que las gravas solamente representan la cobertura superior

de los taludes, con espesores variables entre los 20 a 40 m, lo que asegura niveles

de estabilidad con Factores de Seguridad del orden de 1.5 (en condición estática).

Por lo tanto no se debe perder de vista esta condición al momento de interpretar los

resultados, cabe recordar que la Curva de Diseño permite analizar geometrías para

taludes homogéneos e isostrópicos, para la unidad geotécnica predominante (Gravas

o Andesitas), sin perjuicio de lo anterior actualmente se construyen secciones

geotécnicas para un análisis incluyendo la resistencia direccional del macizo rocoso.

Botaderos de Lastre

De los resultados (Anexo C) del análisis de estabilidad del diseño propuesto es

posible indicar lo siguiente:

- En condición Estática las geometrías con alturas globales sobre los 80 m

cumplen con los criterios de aceptabilidad aquí definidos.

- En condición de Sismo Operacional, ninguna altura global cumple con los

criterios de aceptabilidad aquí definidos; sin embargo las geometrías de taludes

globales sobre los 80 m poseen factores de seguridad mayores que 1.0.

- En condición del Terremoto Máximo, ninguna altura global cumple con los

criterios de aceptabilidad aquí definidos. Además ninguna geometría de taludes

alcanzaría el factor de seguridad límite 1.0.

Si bien los resultados del análisis de estabilidad podrían parecer desfavorables, hay

que considerar lo siguiente:

- El material de lastre ha sido definido con una resistencia puramente

friccionante, es decir su resistencia cohesiva es igual a cero, lo que es

conservador pero adecuado para una propuesta de diseño inicial y sistemática;

para todo diseño particular se deberá definir resistencia al corte y geometría

específica.

- No se ha incluido el efecto de los esfuerzos de confinamiento en la

determinación de los parámetros de resistencia del material de lastre, lo que

indudablemente favorecerá la estabilidad.

- Cabe mencionar que el análisis fue realizado considerando una topografía

plana, o de baja pendiente, el efecto de una topografía con mayor pendiente es

desfavorable para la estabilidad. Este punto debe ser considerado en los

estudios específicos que se realizarán para cada Botadero de lastre propuesto.



En base a los resultados presentados, la incorporación de las consideraciones antes

indicadas, y el juicio experto de los autores de este informe, la geometría inicial

propuesta, que cumple con los criterios de aceptabilidad, para los botaderos de DSAL

corresponde a la siguiente:

- Altura de Capa : 30 m

- Ancho de Bermas : 15 m

- Ángulo de Talud (Capa) : 37º

- Altura Global Máxima : 90 m

A partir de las conclusiones anteriores, es posible recomendar lo siguiente:

Mina Rajo Campamento Antiguo:

Se requiere de una apropiada caracterización estructural en tres dimensiones, ya que

las inestabilidades mayores que ha experimentado el Rajo Campamento Antiguo en

sus fases anteriores, han sido provocados por la intersección de sistemas

estructurales mayores (fallas principales) con sistemas similares o secundarios.

En base a los criterios de zonificación empleados por las Divisiones de Codelco

CHILE, se recomienda utilizar el diagrama presentado en Figura 9.1, que resume los

principales aspectos geológicos, estructurales y geotécnicos que intervendrían en la

definición de las Zonas Geotécnicas para yacimientos tipo pórfidos cupríferos.

Se recomienda realizar una revisión de las propiedades de las unidades geotécnicas,

en función del modelo geotécnico que estará disponible en marzo de 2011.

Se deberá realizar una evaluación de diseño a nivel de banco, determinando la

estabilidad del sistema banco berma actualmente utilizado en DSAL para verificar la

validez y confiabilidad de la información estructural disponible y si ésta coincide con

el comportamiento observados en los bancos y bermas del rajo.

Se recomienda revisar los criterios de aceptabilidad propuestos en este informe, en

conjunto con las áreas de planificación y operación, de manera de validar las

restricciones geomecánica impuestas por estos, en base a la capacidad operacional

del Rajo Campamento Antiguo.

En la medida que se disponga del modelo geológico, estructural y geotécnico

construido por Unidad de Geología DSAL (marzo 2011), se recomienda re evaluar la

estabilidad geotécnica del diseño de Mina Rajo Campamento Antiguo en su Fase 5.

Tal como se señalo en informe PEX 2010 (Febrero 2010), se deberá disponer de un

sistema de instrumentación y monitoreo que permita detectar en forma temprana

potenciales inestabilidades. Se recomienda contar con un sistema de monitoreo

continuo y que logre una mayor cobertura del Rajo, con traspaso de lecturas “on

line”, para permitir una explotación segura y geotécnicamente controlada. Contar

con un equipo tipo Radar en forma permanente, operando con un criterio de alerta

temprana, es la opción a evaluar en la explotación de Fase 5 y futuras fases en Minas

Rajo Abierto en DSAL.



Se recomienda contar con acceso alternativo a fondo de pit Fase 5, dada las

condiciones estructurales desfavorables en sectores norte-noreste y sur-sureste,

afectadas por Fallas principales, Falla Fantasma y Sistema de Fallas Califa

respectivamente, segundo acceso debería ser evaluado para emplazamiento en

sector oeste de Rajo.

Es recomendable realizar vuelo ortoreferenciado que incorpore Minas Rajo Abierto,

Botaderos de Lastre y Ripios y Cráter de Subsidencia. La frecuencia recomendable

para esta actividad es a lo menos anual, de preferencia a principio de cada año

(enero).


Se recomienda completar un mapeo geológico geotécnico global del Rajo Actual de

Mina Damiana, a fin de establecer una línea base de la información geológica,

estructural y geotécnica para los futuros análisis de estabilidad.

Construir un modelo de dominios o zonas estructurales para Mina Rajo Damiana,

donde se incorporen todos los mapeos existentes a la fecha y se identifiquen los

sistemas característicos de cada sector.

Se deberá realizar una evaluación de estabilidad del diseño propuesto a nivel de

banco, determinando la estabilidad del sistema banco berma en base a las

potenciales inestabilidades con control estructural que puedan presentarse.

Realizar ensayos de laboratorio de mecánica de rocas sobre muestras de roca intacta

de las principales unidades geotécnicas obtenidas del mapeo y modelación geológica.

Construir las secciones geotécnicas solicitadas y definidas para las Fases 7, 9B y 31

de Mina Rajo Damiana, las que permitirán posteriormente realizar los análisis de

estabilidad. Estos análisis ayudarán a corroborar los resultados aquí obtenidos.

Se recomienda que estas secciones propuestas sean analizadas inicialmente

mediante técnicas de equilibrio límite, incorporando el potencial daño generado por

la tronadura y el efecto de las estructuras mayores y menores en la estabilidad.

Considerar el diseño de un sistema de instrumentación y monitoreo que permita

detectar en forma temprana potenciales inestabilidades, en particular en zonas

donde se presenten singularidades geométricas, “Narices”, en las Fases 7 y 9B de

Minas Rajo Damiana.



Botaderos de Lastre

Mejorar la caracterización geológica geotécnica del material de lastre que componen

al botadero, en particular se debe considerar lo siguiente:

- Caracterización Física y Clasificación del material

- Análisis Granulométrico

- Determinación de Peso Específico, Densidad relativa, aparente y porosidad.

- Límites de Atterberg.

- Estudios de capacidad portante, ensayo CBR.

- Ensayos Dilatométricos, para la determinación del módulo de elasticidad.


Mejorar la caracterización geológica geotécnica de la fundación donde se emplazará

el botadero, mediante la excavación de calicatas; en particular se debe considerar lo

siguiente:

- Perfil estratigráfico

- Clasificación completa (incluye Granulometría hasta 3”, límites de Atterberg,

Humedad natural, peso específico)

- Densidad Natural mediante el método del cono de arena 6” o 12”, según

tamaño máximo.

- Macro-Granulometrías para tamaños sobre 3” y hasta 24”.

- Determinación de la densidad Máxima y Mínima

- C.B.R.

- Infiltración por método de Porchet.

- Cubicidad de partículas hasta 3”.


Implementar mensualmente el sistema topográfico de levantamiento de daño y

agrietamiento in situ relevante de los botaderos para fines de análisis retrospectivo y

calibración de propiedades de resistencia al corte con fines de diseño geotécnico.

Este sistema también puede hacer las funciones de instrumentación geotécnica para

detectar potenciales deslizamientos y tomar las medidas proactivas.

Utilizar los parámetros de diseño propuestos como punto de partida para comenzar a

iterar el diseño de los botaderos específicos, de manera de lograr una optimización

desde el punto de vista de planificación y geotécnico.

Se recomienda reevaluar estos diseños considerando el efecto del confinamiento al

interior del botadero, lo que ayudaría en términos de resistencia al corte y la

estabilidad del botadero.

Revisar los criterios de aceptabilidad aquí definidos, con el fin de que concilien

consideraciones geotécnicas, de planificación y operación.



MODELO GEOLÓGICO

DIAGRAMA GENERICO PARA LA DEFINICIÓN DE ZONAS GEOTÉCNICAS EN EL MODELO GEOTÉCNICO

PORFIDOS CUPRIFEROS

Modelo

Litológico

Modelo de Unidades

Geotécnicas Básicas

(UGTB)

Modelo de

Alteración

Zona de

Contacto

1º / 2º

Modelo de Dominios

Estructurales

MODELO ESTRUCTURAL

Estructuras

Mayores

Estructuras

Principales

Estructuras

Intermedias

Zonas

Geotécnicas

Ensayos

Destructivos

y No

Destructivos

Unidades

Básicas

MODELO GEOTÉCNICO

Modelo de

Calidades de

Macizo Rocoso

RMR; GSI; Q

Modelo de

Frecuencia de

Fracturas y Vetillas

(líneal y cúbica)

Ensayos de

Corte Directo

Figura 9.1: Diagrama Propuesto para la definición de Zonas Geotécnicas en Pórfidos Cupríferos, Díaz & Lledó (2009).



10. REFERENCIAS

Bieniawski, Z.T. (1989): ENGINEERING ROCK MASS CLASSIFICATION, John Wiley

& Sons, USA.

Díaz, J. & Lledó, P. (2009): Taller Interdivisional de Definición de Dominios

Geotécnicos, Informe Técnico IT – VCP_CHS - E04 - 01 – 09 de DERK

Ingeniería y Geología Ltda. para VCP Codelco CHILE.

Duncan, J. M. (2000): Factors of Safety and Reliability in Geotechnical

Engineering, J. Geotechnical and Geoenvironmental Eng., ASCE, Vol. 126,

Nº 4.

Hoek, E. & Bray, J. (1981): Rock Slope Engineering, I.M.M., London.

Hoek, E. & Brown, E. T. (1997): Practical estimates of rock mass strength,

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol 34, No 8,

pp 1165-1186, 1997.

Hoek, E., Carranza-Torres, C. and Corkum, B. (2002): Hoek-Brown Failure

Criterion – 2002 Edition, 5th North American Rock Mechanics Symposium

and 17th Tunneling Association of Canada Conference: NARMS-TAC, 2002,

pp. 267-271.

Hoek, E & Diederichs, M S. (2006): “Empirical Estimation of Rock Mass

Modulus”, Int J Rock Mech Min Sci, 43(2): 203-215, disponible en

http://www.rocscience.com.

Hoek, E. & Karzulovic, A. (2000): Rock Mass Properties for Surface Mining,

Slope Stability in Surface Mining, (Edited by W.A. Hustralid, M.K. McCarter

and D.J.A. van Zyl), Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgical

and Exploration (SME), pp. 59-70.

LAUBSCHER, D. H. (1990): A Geomechanics Classification System for the

Rating of Rock Mass in Mine Design, Journal of the South African Institute

of Mining & Metallurgy, vol. 90, n° 10, pp 257 – 273.

Rocscience (2009): Phase 2 v. 7.0, Finite Element Analysis for Excavations

and Slopes. Rocscience Inc. Toronto.

Rocscience (2005): SLIDE 2D v. 5.0, Limit Equilibrium Slope Stability for

Soil and Rock Slopes, Canada



ANEXOS

Documents

Division El Salvador