Evaluación del factor de seguridad de una presa de almacenamiento de relaves utilizando un sistema de filtro extendido

Abstract

La presente investigación analiza cómo influye la colocación de un sistema de filtro extendido hacia aguas arriba en la estabilidad física del talud aguas abajo de una presa de almacenamiento de relaves existente durante la operación. Para ello el indicador de estabilidad analizado fue el factor de seguridad. Se denomina sistema de filtro extendido hacia aguas arriba de la presa, a la capa del material drenante usado como filtro y colocado en forma horizontal. Esta capa está ubicada a lo largo del cuerpo de la presa y se extiende hacia aguas arriba, quedando el tramo extendido por debajo del relave almacenado. El análisis realizado consistió inicialmente en comparar el valor del factor de seguridad obtenido cuando la presa existente no tiene el sistema de filtro y cuando posee el sistema de filtro. Seguidamente se realizó un análisis de sensibilidad para evaluar cómo influye la longitud del filtro aguas arriba y la altura de la presa en el factor de seguridad, para realizar este análisis se realizaron 30 simulaciones. De la investigación realizada se puede concluir que el uso del sistema de filtro incrementa el valor del factor de seguridad de la presa existente en un 43.7%. Adicionalmente, del análisis de sensibilidad realizado se concluye que el factor de seguridad es independiente de la longitud aguas arriba que tenga el sistema de filtro, pero si depende de la altura de la presa. Para el análisis de sensibilidad realizado se consideró un recrecimiento hacia aguas abajo. El modelo numérico de la presa se calibro verificando la cota de salida del flujo obtenido del análisis de infiltración con la cota real.

The present investigation analyzes how the placement of an extended upstream filter system influences in the physical stability of an existing tailings storage. The physical stability was carried out in the downstream slope and the condition considered for the dam was during the operation. The stability indicator analyzed was the safety factor. The layer of free-draining material used as a filter and placed horizontally is called the filter system and it is extended upstream of the dam. This layer is placed along the body of the dam and extends upstream, below the stored tailings. The analysis carried out initially consisted in the comparison between the value of the safety factor obtained when the existing dam does not have the filter system and when it has the filter system. Subsequently, a sensitivity analysis was carried out to evaluate how the length of the upstream filter and the height of the dam influence in the safety factor, the sensitivity analysis considered 30 simulations. From the investigation carried out, it can be concluded that the use of the filter system increases the value of the safety factor of the existing dam by 43.7%. Additionally, the conclusion from the sensitivity analysis is that the safety factor is independent of the length upstream of the filter system, but it depends on the height of the dam. For the sensitivity analysis carried out, the downstream construction method was used. The numerical model of the dam was calibrated by verifying the flow outlet elevation obtained from the infiltration analysis with the real elevation.