Fallas Inducidas por Sismos en Presas de Relaves

1,733 views

Published on

  • Be the first to comment

Fallas Inducidas por Sismos en Presas de Relaves

  1. 1. FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS EN DEPÓSITOS DE RELAVES FALLAS INDUCIDAS POR SISMOSFALLAS INDUCIDAS POR SISMOS EN DEPEN DEPÓÓSITOS DE RELAVESSITOS DE RELAVES UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAA FACULTAD DE INGENIERFACULTAD DE INGENIERÍÍA CIVILA CIVIL Dr. Jorge E. Alva Hurtado
  2. 2. REFERENCIAS • “Presas de Relaves en el Perú”, INGEMMET (1982) • “Causas, Conclusiones y Remediación de Presas de Relave Colapsadas por Eventos Sísmicos”, Jorge E. Alva Hurtado (1997)Primer Simposio Nacional de Medio Ambiente y Seguridad Minera, CIP • “The Chilean Earthquake of March 3, 1985: Effects on Soil Structures”, Jorge H. Troncoso (1989) • Earthquake Geotechnical Engineering Session Twelfth Internacional Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering
  3. 3. FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS EN DEPÓSITOS DE RELAVE • Introducción • Depósitos de Relave Fallados en el Perú • Sismo del 3 de Marzo de 1985 (Chile) • Sismo del 12 de Noviembre de 1996 (Perú) • Conclusiones
  4. 4. Capacidad del depósito de relaves para soportar una excitación sísmica Mantener la integridad y operatividad durante y después del terremoto Pueden ocurrir algunas deformaciones Análisis: depósitos inactivos y en operación ESTABILIDAD DINÁMICA
  5. 5. - Depende de: grado de compactación, porcentaje de finos del relave - Sistemas de construcción: Aguas arriba : pobre comportamiento Aguas abajo : mejor comportamiento Linea central : regular comportamiento - Depósitos aguas arriba en operación: Comportamiento no satisfactorio bajo cargas sísmicas Posible inestabilidad y fallas por licuación COMPORTAMIENTO SÍSMICO
  6. 6. DEPDEPÓÓSITOS DE RELAVES FALLADOS EN EL PERSITOS DE RELAVES FALLADOS EN EL PERÚÚ Altura ConsecuenciasDepósito Empresa Estado del Depósito CausaAño 1952 1956 1962 1968 1969 1970 1971 1971 1980 Casapalca CENTROMÍN Milpo Almivirca QUIRUVILCA Yauli-Yacu CENTROMÍN Recuperada BUENAVENTURA Almivirca QUIRUVILCA Atacocha Ticapampa ALIANZA San Nicolás Sismo Sismo Sismo de magnitud 6.7 Sismo Se desconoce Sismo de 1970 Falla en drenaje Sismo Se desconoce Abandonado Abandonado Abandonado Abandonado Se desconoce Abandonado Abandonado Abandonado Abandonado Numerosos muertos y contaminación del Río Rimac Muchos muertos, interrupción de la carretera Cerro de Pasco-Huánuco Daño en la agricultura y obras de infraestructura. Interrupción de la carretera central y contaminación del Río Rimac Daños en la agricultura de Huachocolpa Contaminación del río San Felipe Contaminación del Río Huallapa y daños a infraestructura vial Tres muertos, destrucción de viviendas e interrupción de la carretera Huaraz - Lima Contaminación del río Tingo y daños en la agricultura 60 m. 60 m. 40 m. 80 m. --- 40 m. --- 20 m. --- Ref. (INGEMMET, 1982)Ref. (INGEMMET, 1982)
  7. 7. ALTURA UBICACIÓN CAPACIDAD (TM) DEPÓSITO TALUDES (V:H) Muro perimetral de material de escombros Externo Interno 1:3.5 Aguas abajo SISTEMA CONSTRUCTIVO TIEMPO DE VIDA Alcamarca Huaral RIO PALLANGA S.A. 8 m. Valle Glaciar Bellavista Casapalca CENTROMÍN Quebrada 80 m. 10 años 3’000,000 (abandonada) Casapalca Huarochirí 60 m. Margen derecha Río Casapalca Externo 1:2 Interno 1:3 26 años Abandonada Aguas arriba Nuevo Yauliyacu CENTROMÍN Quebrada Santa Rosa Externo 1:2.5 Interno 1:2 4 años 2’000,000 Aguas arriba Tablachaca Casapalca CENTROMÍN 50 m. Abandonada Aguas arriba CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE ALGUNOS DEPSTICAS DE ALGUNOS DEPÓÓSITOS DE RELAVESITOS DE RELAVE Ref. (INGEMMET, 1982)Ref. (INGEMMET, 1982)
  8. 8. CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE ALGUNOS DEPSTICAS DE ALGUNOS DEPÓÓSITOS DE RELAVESITOS DE RELAVE ALTURA UBICACIÓN CAPACIDAD (TM) DEPÓSITO TALUDES (V:H) Aguas arriba SISTEMA CONSTRUCTIVO TIEMPO DE VIDA Chuspi Huallanca Dos de Mayo SANTA LUISA S.A. 15 m. En lecho de río Carhuacayan Yauli CENTROMÍN Cubeta Glaciar 14 m. 16 años 1’000,000 Santa Cruz de Andamarca Huaral SANTANDER S.A. Se sobreelevó 14 m. sobre el espejo de la laguna En vaso de la laguna Ocoruyococha Externo 1:1.5 Interno 1:2.5 15 años Aguas arriba Yauricocha Yauyos - Lima CENTROMÍN En vaso de la laguna Chumpe Externo 1:1.75 16 años 3’500,000 Vertido en el vaso de la laguna 6’500,000 Aguas abajo 4’100,000 Se sobreelevó 4 m. del espejo de la laguna 28 años Vertido en el vaso de la laguna Yauricocha Yauyos - Lima CENTROMIN 65 m. Quebrada chumpe Externo 1:2 Interno 1:3 4’000,000 Yauliyacu-Casapalca CENTROMÍN 110 m. Quebrada Santa Rosa Aguas arriba Ref. (INGEMMET, 1982)Ref. (INGEMMET, 1982)
  9. 9. SISMO DEL 3 DE MARZO DE 1985 - Magnitud Ms = 7.8 - Mapa de isosistas y de aceleraciones máximas - En el área existían 16 presas de relave en operación y 36 en abandono. En casi todas las presas en operación ocurrió licuación. Dos presas fallaron por flujo - Falla por licuación y flujo de las presas de relave Veta de Agua N° 1 y Cerro Negro N° 4, en operación
  10. 10. Isosistas del Sismo del 3 Marzo de 1985 (MS = 7.8 en ChileIsosistas del Sismo del 3 Marzo de 1985 (MS = 7.8 en Chile y Ubicaciy Ubicacióón de Presas de Relave (Troncoso, 1989)n de Presas de Relave (Troncoso, 1989)
  11. 11. VETA DE AGUA N° 1 - Distancia epicentral de 120 km - Material se desplazó por 8 km - Método línea central y ciclonaje - Altura de 25 m. - Talud aguas abajo 1.9 (H) : 1 (V) - Talud aguas arriba 0.4 (H) : 1 (V) - Sin delantal de drenaje - Cimentación de baja permeabilidad con talud de 10° - Tenía proyectada una berma de refuerzo - Licuación de lama y desarrollo de altas presiones de poro - Pérdida de 40% del depósito - Sin piezómetros - a y = 0.04 g.
  12. 12. PRESA DE RELAVE VETA DE AGUA NPRESA DE RELAVE VETA DE AGUA N°° 11 Distancia (m) Elevación(m) Ref. Troncoso (1989) Arenas Suelo de Cimentación 0.4 Línea freática 1.9 1 Lamas 1 Superficie de falla crítica
  13. 13. PRESA DE RELAVE VETA DE AGUA NPRESA DE RELAVE VETA DE AGUA N°° 11 LEVANTAMIENTO ANTES DE LA FALLALEVANTAMIENTO ANTES DE LA FALLA SECCION TRANSVERSAL ANTES DE LA FALLA LAMAS CONTORNOS, m LIMITE DE RELAVE LIMTE APROXIMADO DE FALLA CALICATAS EN ARENA, 1987 CALICATAS EN LAMAS, 1987 PLANTA ELEV. m ARENAS 130 125 140 20 40 m0 135
  14. 14. CERRO NEGRO N° 4 - Distancia epicentral de 140 km - Material se desplazó por 10 km - Método línea central - aguas abajo y ciclonaje - Altura de 32 m - Talud aguas abajo 1.6 (H) : 1(V) - Talud aguas arriba 0.6 (H) : 1(V) - Sin compactación - Cimentación aluvial permeable - Pérdida del 25% del depósito - Sin piezómetros - a y = 0.05 g
  15. 15. Ref. Troncoso (1989) PRESA DE RELAVE CERRO NEGRO NPRESA DE RELAVE CERRO NEGRO N°° 44 Suelo de cimentación 0.5 Lamas 1 Arenas Línea freática 1.6 1 Superficie de falla crítica Distancia (m) Elevación(m) 30 20 20 50 10 0 03040506090 1070110 80120130140 100 40
  16. 16. PRESA DE RELAVE CERRO NEGRO NPRESA DE RELAVE CERRO NEGRO N°° 44 LEVANTAMIENTO REALIZADO EN 1987LEVANTAMIENTO REALIZADO EN 1987 SECCIÓN TRANSVERSAL PLANTA CN 2CN 1CN 3 20 40 40 40 20 20 N N N ARENAS Y LAMAS ESTRATIFICADAS TERRENO NATURAL LAMAS ARENAS ELEV. m 100 90 80 70 CONTORNO, m LÍMITE DEL RELAVE LÍMITE DE LA FALLA SONDAJES, 1987 70 75 80 85 90 95 100 80 85 9095 CN 3 N 50 100 m0 70 CN 1 CN 2
  17. 17. SONDAJE CN 1 SONDAJE CN 2 PORCENTAJEDEFINOS 100 50 0 0 10 20 30 DISTANCIA HORIZONTAL DEL TALUD EXTERNO, m CONTENIDO DE FINOS EN LA ZONA ARENOSA DEL RELAVECONTENIDO DE FINOS EN LA ZONA ARENOSA DEL RELAVE CERRO NEGRO NCERRO NEGRO N°° 44
  18. 18. EL COBRE N° 4 - Distancia epicentral de 120 km - Método aguas abajo, ciclonaje y compactación - Altura de 40 m - Talud aguas abajo 4.3 (H) : 1 (V) - Talud aguas arriba 1.8 (H) : 1 (V) - Con delantal de drenaje - Se desarrollan grietas pero la presa no falló - a y = 0.31, FS= 1.2 - En réplica se observó licuación de lama
  19. 19. PRESA DE RELAVE EL COBRE N° 4 Ref. Troncoso (1989) Arenas 4.3 Suelo de cimentación Línea Lamas 1 1.8 1 Distancia (m) Elevación(m) 320 300 280 260 220340 160240 200 140 60180 120 100 60 80 40 20 80 20 Superficie de falla crítica freática
  20. 20. PRESA DEL RELAVE EL COBRE NPRESA DEL RELAVE EL COBRE N°° 44 PLANTA SECCIÓN TRANSVERSAL 60 40 20 N EC 1LAMAS EC 2 20 40 60 N ARENAS 350 360 370 380 390 ELEV m. DELANTAL DE DRENAJE 340 CONTORNOS, m. LÍMITE DEL RELAVE SONDAJES, 1987 340 350 360 370 380 EC 2 EC 1 0 100 200 m. LAMAS 385 N
  21. 21. SISMO DEL 12 DE NOVIEMBRE DE 1996 - Magnitud Ms = 7.3 - Mapa de epicentro y isosistas - Mapa de efectos geológicos - Falla en presas de relave en operación
  22. 22. CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LAS PRESAS FALLADASSTICAS DE LAS PRESAS FALLADAS Presa A: altura 40 m talud 50° método aguas arriba sin ciclonaje presa de operación flotación material ML- CL (N= 0.3 golpes/pie) volumen 400,000 m3 Presa B: altura 25 m talud 60° método aguas arriba sin ciclonaje presa en operación cianuración material ML- CL (N= 0.8 golpes/pie) volumen 4,500 m3 Presa C: altura 18 m talud 57° método aguas arriba sin ciclonaje presa en operación cianuración material ML-CL (N = 2-10 golpes/pie) volumen 5,000 m3 Presa D: altura 11.5 m talud 50° método aguas arriba sin ciclonaje presa en operación cianuración material ML-CL (N = 3.5 golpes/pie) volumen 4,000 m3
  23. 23. VISTA PANORAMICA DE LA PLANTA AMATISTA, ACARIVISTA PANORAMICA DE LA PLANTA AMATISTA, ACARI
  24. 24. ZONA DEL DESLIZAMIENTO OCURRIDO EN LA PLANTAZONA DEL DESLIZAMIENTO OCURRIDO EN LA PLANTA MINERA AMATISTAMINERA AMATISTA
  25. 25. CANCHA DE RELAVE EN OPERACICANCHA DE RELAVE EN OPERACIÓÓN PRESA BELN PRESA BELÉÉNN
  26. 26. SONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES BELSONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES BELÉÉN, CHALAN, CHALA
  27. 27. GRIETAS Y ASENTAMIENTOS DESPUES DEL SISMOGRIETAS Y ASENTAMIENTOS DESPUES DEL SISMO PRESA DE RELAVES BELPRESA DE RELAVES BELÉÉN, CHALAN, CHALA
  28. 28. PRESA DE RELAVES EN LA PLANTA LAYTARUMAPRESA DE RELAVES EN LA PLANTA LAYTARUMA
  29. 29. ZONA DONDE SE PRODUJO EL DESLIZAMIENTOZONA DONDE SE PRODUJO EL DESLIZAMIENTO PRESA DE RELAVES LAYTARUMAPRESA DE RELAVES LAYTARUMA
  30. 30. PRESA DE RELAVES DE LA PLANTA CHACCHUILLE,PRESA DE RELAVES DE LA PLANTA CHACCHUILLE, TOCOTA MINERA CARAVELTOCOTA MINERA CARAVELÍÍ
  31. 31. SONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES CHACCHUILLESONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES CHACCHUILLE
  32. 32. ZONA DEL DESLIZAMIENTO EN LA PRESA DE RELAVES CHACCHUILLEZONA DEL DESLIZAMIENTO EN LA PRESA DE RELAVES CHACCHUILLE
  33. 33. CONCLUSIONESCONCLUSIONES 1) En el Perú, muchas fallas han ocurrido en presas de relave, construidas con el método aguas arriba debido a la acción sísmica 2) Este método es económico y de fácil ejecución, pero no recomendable para zonas de alta sismicidad 3) El análisis y diseño sísmico de presas de relave debe incluir el análisis de licuación de suelos y estabilidad sísmica 4) Los daños ocasionados en las presas de relave por acción sísmica están directamente relacionados al comportamiento del suelo. Las fallas están relacionados al movimiento severo del suelo, la naturaleza del relave o las propiedades de la cimentación cuya resistencia decrece durante el sismo 5) El fenómeno de amplificación sísmica por efecto de las propiedades del relave y la cimentación fue responsable por los daños

×