Estabilidad de taludes del plan de minado para la vida de mina (VDM) 2011 - Tajo Abierto Pierina

Abstract

Las evaluaciones técnicas y económicas de los proyectos mineros están basadas en los planes de minado que se desarrollan con la finalidad de recuperar la mayor cantidad de mineral con eficiencia, es decir, que el minado sea realizado operacional, ambiental y geotécnicamente seguras. Los planes de minado deben cumplir ciertas validaciones, una de ellas desde la perspectiva geotécnica cumpliendo con el criterio de aceptabilidad establecido de lograr un Factor de Seguridad (FdS) mínimo de 1.2.

Para el desarrollo de los planes de minado, se requiere que los modelos geológico, geológico-estructural, geotécnico e hidrogeológico sean actualizados y confiables. Las validaciones de los modelos involucrados deben ser realizadas por consultoras especializadas de primer nivel. Este es un procedimiento usual corporativo que Minera Barrick Misquichilca S.A. (MBM) sigue para validar los planes de minado. En muchos de los proyectos mineros estos modelos no son actualizados por los altos costos que se requieren, por el largo tiempo que toma en desarrollarlos así como los recursos que demanda. Considerando la relevancia de estos modelos, en la mina Pierina estos han sido actualizados durante el año 2010 para usarlos en las diferentes etapas del minado, particularmente para realizar el Plan de Minado para la Vida de Mina (VDM) 2011 y específicamente para realizar el Análisis de Estabilidad de Taludes del Tajo Abierto Pierina, motivo de la presente tesis.

Se ha analizado el diseño de las fases en las secciones críticas que abarcan todo el tajo abierto usando el método de Equilibrio Límite en dos dimensiones. De igual manera, se estimaron los parámetros de deformaciones del macizo rocoso consistentes en los módulos de elasticidad de la roca intacta y del macizo rocoso, para el análisis de esfuerzo deformación en el talud de la pared suroeste del tajo para ver el grado de deformaciones que los taludes tendrían como respuesta al desarrollo del plan de minado propuesto.

En el Capítulo I se presenta la información general de la mina Pierina. En los Capítulos II, III y IV se describen los modelos geológico, geotécnico e hidrogeológico. Los datos de estos modelos se utilizaron en el análisis de estabilidad del plan de minado para la Vida de Mina 2011. En el Capítulo V, se describe las consideraciones operacionales, se presenta la calibración de los parámetros geomecánicos, y luego se analizaron las geometrías del tajo para el plan de minado en mención. Asimismo, en el análisis de deformaciones se utilizó el método de elementos finitos con la ayuda del software Phase 8. Se estimó deformaciones de 10m en la mitad del talud en las últimas etapas de minado.

El plan de minado para la VDM 2011 incluye las Fases 7, 5C y 8. Los resultados preliminares indicaron factores de seguridad debajo del criterio de aceptabilidad establecido. Luego de las modificaciones realizadas a las geometrías de estas fases se han logrado FdS estáticos requeridos y se ha generado las Fases 5C-3C y 8-3C. El análisis de estabilidad de taludes para la VDM 2011 fue desarrollado por el autor de esta tesis, validado por la consultora Piteau en noviembre del 2010 y aprobado por la empresa en diciembre 2010. Se ha determinado que este Plan de Minado es factible desde el punto de vista operacional, geotécnico y económicamente rentable.

The present thesis is focused on the Slope Stability Analysis for the Pierina Open Pit mine in Ancash, Perú. The technical and economic evaluations of mining projects are based on mine plans that are developed with the goal to efficiently recover the greatest quantity of ore. That is, the ore body must be mined in an operational, environmental and geotechnically safe manner. The mining plans must meet established acceptability criteria. One such acceptability criteria from the geotechnical perspective is a minimum overall slope static Factor of Safety (FoS) of 1.2.

To develop the mining plan, the geological, structural geology, geotechnical and hydrogeological models must be updated and reliable. The validations of the involved models must be made by first-rate, specialized consultants. This is a corporate procedure that Minera Barrick Misquichilca S.A. (MBM) follows to validate the mining plans. Often, these models not are validated due to the lack of resources of personnel, time and/or budget that such work demands.

Considering the importance of the models, these were updated during 2010 for use in different mine projects, particularly the Life of Mine (LOM) plan for the year 2011 and specifically to complete the Slope Stability Analysis for the Pierina Open Pit, reason of the present thesis.

The design of the phases has been analyzed on the critical sections that cover the entire open pit, using the Limit Equilibrium method in two dimensions. Likewise, the deformation parameters of the rock mass have been estimated, consistent with the modulus of elasticity of the intact rock. For the deformation analysis the finite element method with Phase 8TM software has been used. A deformation stress analysis of the southwest slope was made to understand the amount of deformation that the slopes would have in response to development of the proposed mining plan. Simulation of the horizontal displacement during the different mining stages was obtained. It was estimated until 10 m of displacements in the middle of the slope the last mining stages

The mining plan for the LOM 2011 includes the Phases 5C, 7, and 8. The preliminary results indicated factors of safety less than established acceptability criteria. After modifications were made to the geometries of these phases it was possible to achieve the required static FoS and revised mine plans for Phases 5C-3C and 8C were generated. It has been determined that this Mining Plan is feasible from the operational, geotechnical, environmental and economic perspectives.

The open pit slope stability analysis for the LOM 2011 was developed by the author, validated by Piteau Engineering in November 2010, approved in December 2010 and is currently being mined with success.