Control de DocumentosTtulo:Anexo E Anlisis de estabilidad de Taludes e Infiltraciones

Autor:Anthony Acua

FechaRevisinInitialsDescription

20150825AAAMemorndum de Anlisis de Estabilidad

20150826JVCRevisin

Memorndum TcnicoPara:Minera Barrick Misquichilca S.A.

De:Anthony Acua

Revisado por:Julio Juarez

|| Fecha:14 September 201514 September 2015Nombre:Ingeniera de Detalle de las Pozas de Sedimentacin PCN3 y PNC1

Proyecto No.:26.01.183

Asunto:Anexo B - Anlisis de estabilidad de Taludes e Infiltraciones

cc:Jorge Alegre (Barrick), Elvis Gutierrez (Barrick), Griselda Zea (Barrick), y Julio Juarez (Tierra Group)

Anexos:E.1 Modelos de InfiltracinE.2 Modelos de Estabilidad

Introduccin El presente documento detalla las condiciones, parmetros, metodologa para el anlisis de infiltracin y estabilidad de los taludes, tanto aguas arriba como aguas abajo, de las pozas de sedimentacin PCN1 y PCN3 proyectados en el sector norte del tajo de la Mina Pierina, propiedad de Minera Barrick Misquichilca S. A. (MBM).Se analizaron dos secciones, A y B, una por cada poza. La seccin A corresponde a la evaluacin de estabilidad de la poza PCN 1 y la seccin B corresponde a la evaluacin de estabilidad de la poza PCN 3, ambas representan las secciones ms crticas. Estas secciones, a solicitud de Barrick, corresponden a las secciones IN-1A e IN-2 analizadas en un reporte anterior (Piteau, 2014).Para cada seccin, primero se evalu el flujo subterrneo y luego la estabilidad de los taludes de las pozas cuando esta se encuentra llena y vaca. Tambin se evalu la estabilidad de las mrgenes de las pozas luego de sufrir un desembalse rpido, estado que simula la fase de mantenimiento de las pozas.El nivel fretico se trabaj en base a la lnea de nivel fretico mostrado en las secciones IN-1A e IN-2 analizadas en un reporte anterior (Piteau, 2014).Criterios de EvaluacinLos criterios de evaluacin relevantes para el diseo de las pozas de sedimentacin PCN1 y PCN 3 se muestran en el Memorando Tcnico Criterios de Diseo (Tierra Group, 2015) del Anexo D. Los taludes, tanto aguas arriba como aguas abajo, de las pozas deben mantener un FOS igual o mayor que 1.5 y 1.0 para condiciones de carga esttica (durante construccin y operacin de pozas) y pseudo-esttica (ante la ocurrencia de un evento ssmico). La tabla 2.1 muestra un resumen de los parmetros considerados en la presente evaluacin.Tabla 2.1:Resumen de Criterios de DiseoParmetrosCriterio MnimoFuenteComentarios

Estabilidad al DeslizamientoFOS Esttico durante la construccin 1.5MEM, 1997 [1]La presa debe resistir las condiciones de carga esttica (sin fuerzas externas adicionales)

FOS Esttico durante las operaciones 1.5MEM, 1997 [1]La presa debe resistir las condiciones de carga esttica (sin fuerzas externas adicionales)

FOS Pseudo-Esttico (Terremoto) 1.0MEM, 1997 [1]Incluyendo la carga para el mayor terremoto que puede ocurrir segn la evaluacin ssmica. (con fuerzas externas adicionales)

FOS Post-Sismo 1.3MEM, 1997 [1]Considerando una reduccin del 10% sobre los parmetros resistentes del material sedimentado.

Diseo para Evento de Terremoto475 aos de periodo de retornoPiteau, 2014Data procedente del anlisis especfico del riesgo ssmico del sitio.

Aceleracin Pico Horizontal del Suelo (APH)0.28 g de aceleracinPiteau, 2014Data procedente del anlisis especfico del riesgo ssmico del sitio.

Aceleracin de Diseo0.14 g de aceleracin--Aceleracin equivalente al 50% del APH.

Mtodo de AnlisisEquilibrio LmiteMtodo de Morgenstern y PriceMEM, 1997 [1]Satisface todas las condiciones de equilibrio; aplicable a cualquier forma de superficie de derrumbe; asume que las inclinaciones de las fuerzas laterales siguen un patrn prescrito, llamado f (x); las inclinaciones de las fuerzas laterales pueden ser las mismas o pueden variar de tajada en tajada; las inclinaciones de fuerzas laterales son calculadas en el proceso de solucin de modo que se satisface todas las condiciones; mtodo preciso.

Notas:[1] Ministerio de Energa y Minas (MEM), 1997.

Metodologa de EvaluacinSoftware de ModelacinTierra Group evalu la estabilidad de los taludes de las secciones A y B usando los paquetes de software Seep/W y Slope/W de GeoStudio desarrollados por GEO-SLOPE International (GEO-SLOPE International, 2007). Seep/W fue usado para modelar las condiciones del flujo subterrneo y de la infiltracin dentro de la poza. Slope/W fue usado para analizar la estabilidad de los taludes, tanto aguas arriba como aguas abajo, de las pozas.La infiltracin en la zona de pozas y el comportamiento del agua subterranea fue modelada usando un mtodo de elemento finito bi-dimensional. Los materiales fueron modelados usando la opcin saturada/no saturada lo cual incluye la curva caractersticas del agua suelo y las condiciones de contorno especificadas por el usuario. El nivel fretico de los modelos se calcul en base a las condiciones de contorno declaradas en Seep/W, estas fueron consideradas en base a la lnea de nivel fretico mostrado en las secciones IN-1A e IN-2 analizadas en un reporte anterior (Piteau, 2014).La estabilidad de las pozas fue evaluada usando el mtodo de Morgenstern-Price, que satisface tanto la fuerza y el momento de equilibrio, y un rango de superficies de bsqueda definido por el usuario (entrada y salida).Secciones AnalizadasLas secciones crticas evaluadas son las secciones A y B tal como se muestran en los planos XX. Estas secciones, a solicitud de Barrick, corresponden a las secciones IN-1A e IN-2 analizadas en un reporte anterior (Piteau, 2014). La seccin A atraviesa transversalmente la poza PCN1 y la seccin B atraviesa transversalmente la poza PCN3. Tal como se describe en el Memorando Tcnico Investigaciones de Campo (Tierra Group, 2015) del Anexo A, las pozas sern fundadas sobre material rocoso y cada una de estas tendr un recubrimiento interno de arcilla de 0.40 m de espesor, esta arcilla es de baja plasticidad y servir de pantalla impermeable ante la accin de infiltracin del agua en su etapa de operacin. Para mayor detalle de las caractersticas de la arcilla revisar el Memorando Tcnico Resultados de Ensayos de Laboratorio (Tierra Group, 2015) del Anexo C. Las paredes internas de las pozas presentan una pendiente 2H:1V. El sistema de las pozas est conformado por estructuras de conexin, manejo y control de las aguas embalsadas (canales de desvi, rpidas, pozas de disipacin, bombas de limpieza, entre otros).Ambas secciones fueron evaluadas para condiciones estticas y pseudo-estticas.Condiciones de CargaAnalisis EstticoSe realizaron anlisis en condiciones estticas (normales) en su fase de operacin para evaluar la estabilidad de las pozas. Los anlisis usan fuerzas de resistencia de corte promedio para los materiales constituyentes. Las propiedades de los materiales se resumen en la tabla 3.1.Analisis Pseudo-EstticoUn anlisis de estabilidad pseudo-esttico es un mtodo simplificado de anlisis donde la carga ssmica es aproximada como una fuerza horizontal constante representada por una aceleracin pseudo-esttica o fuerza de coeficiente ssmico (Seed, 1979). Los mtodos pseudo-estticos aplican una aceleracin horizontal a la masa deslizante para simular la energa del sismo de diseo. Para este anlisis, se ha considerado el 50% de la aceleracin pico horizontal del suelo (APH), que es igual a 0.14g (APH es igual a 0.28g) y fue usada de acuerdo a las metodologas pseudo-estticas aceptadas por la industria y a los valores de aceleracin recomendados en estudios anteriores (Piteau, 2014).Condiciones de Desembalse RapidoComo cada poza cuenta con dos (02) bombas operativas y una (01) en stand-by, para el anlisis de desembalse rpido, que simula la fase de mantenimiento, se considera las tres (03) bombas trabajando continuamente y estaran sacando el agua de cada poza a una razn de 600 m3/h (200 m3/h c/u). La tabla 3.1 muestra el intervalo de tiempo estimado para vaciar cada una de las pozas.Tabla 3.1:Tiempo de DesembalsePozaCapacidad de Poza(m3)Tiempo de Desembalse(h)

PCN 123,00038.50

PCN 343,00062.00

Propiedades de los Materiales Tal como se describe en el Memorando Tcnico Investigaciones de Campo (Tierra Group, 2015) del Anexo A y en el Memorando Tcnico Estudio Geofsico (Tierra Group, 2015) del Anexo B, nuestras investigaciones han sido superficiales (no mayor a 30 metros de profundidad respecto al nivel de superficie actual) y solo en la zona de emplazamiento de las pozas. La Mina requiere una evaluacin general, tanto aguas arriba como aguas abajo de las pozas, por consiguiente, se requiere de una mayor profundidad y alcance de exploracin del subsuelo. Sin embargo, la Mina cuenta con una data de exploraciones muy cercana a la zona de pozas y proporciono a Tierra Group las propiedades y parmetros de los materiales involucrados en el anlisis de estabilidad y que se muestran en el Anexo E.1 Summary of Rock/Soil Shear Strength Criteria del presente documento. Esta lista tambin se ha encontrado en estudios previos (Piteau, 2014).El material predominante en la zona de emplazamiento de las pozas es la roca Arglica (AR) que debido al intemperismo natural de la roca, esta presenta distintas propiedades geomecnicas segn se avanza en profundidad. La roca Argilica ha sido clasificada en cuatro (04) zonas (ver tabla 3.2): Por otro lado, se tiene afloramientos superficiales de roca Cuarzo Alunita (QA) que presenta mejores propiedades resistentes que la roca Arglica pero se aprecian en menor cantidad. Por ltimo, tenemos materiales de mala calidad considerados como material de relleno y/o material de desmonte.Las propiedades de los materiales mencionados y que son usados en los modelos para el anlisis de estabilidad de las pozas son presentadas en la tabla 3.2.Comment by Jiny Carrera: De donde proviene el material de ArcillaComment by Anthony: Todas las descripciones y nombres de los materiales de la tabla 3.2 provienen de la tabla II proporcionada por Barrick.Tabla 3.2:Propiedades de materiales usados en los modelos de estabilidadDescripcin [1]Nombre del Material [2]Peso Unitario [3] (Kn/m3)Cohesin [3] (kPa)Angulo de Friccin [3] ()Conductividad Hidrulica [3] (cm/s)

Material de mala calidadDesmonte16.820274.00E-08

Arcilla de baja plasticidadArcilla17.495017.21.00E-07

Roca ArglicaAR - Zona 122.711520.55.10E-05

AR - Zona 216529

AR - Zona 320033

AR - Zona 423037

Roca Cuarzo AlunitaQA - Zona 122.7320462.00E-04

QA - Zona 239052

Notas:[1] Denominacin observada en la tabla II: Shear Strength Criteria.[2] Nomenclatura designada a los materiales en los modelos de estabilidad.[3] Todos los valores de la tabla 3.2 fueron proporcionados por MBM (Anexo E.1 Summary Of Rock/Soil Shear Strength Criteria).Comment by Anthony: Esta informacin fue porporcionada por BarrickCondiciones del Nivel FreticoLas condiciones del nivel fretico fueron modeados por las condiciones lmites o de contorno de los modelos de infiltracin de cada seccin. Estos fueron modelados en Seep/W usando valores de conductividad hidrulica mostrados en la Tabla 3.2.Las condiciones de contorno (niveles de agua) fueron consideradas en base a la lnea de nivel fretico mostrado en las secciones IN-1A e IN-2 analizadas en un reporte anterior (Piteau, 2014).Resultados del Modelo GeotcnicoAnlisis de InfiltracinLa infiltracin en la zona de pozas y el comportamiento del agua subterranea fue modelada usando un mtodo de elemento finito bi-dimensional. El modelo fue trabajado con el programa de cmputo Seep/W de GeoStudio. El nivel fretico de los modelos sigui la misma tendencia del estudio previo realizado por Piteau, segn requerimientos del cliente.Comment by Jiny Carrera: Esto ya se describio en una seccion anterior. No repetir. Los analisis de infiltracion muestran las presiones de poros en el modelo. Indicar que se trazo una lnea de flujo en la base de las pozas para cuantificar la cantidad de agua que se contribuye a la fundacin debido a las pozas.La Tabla 4.1 resume el flujo de filtraciones en la zona de pozas.

Tabla 4.1:Filtraciones en la zona de PozasPozaFiltraciones [1] (m3/s)

PCN 11.60E-07

PCN 31.13E-07

Notas:[1] Filtracin total en la poza

Anlisis de EstabilidadLos anlisis de estabilidad utilizaron los resultados obtenidos en el anlisis de infiltracin de cada seccin.Para evaluar la estabilidad fsica de los taludes de las pozas PCN1 y PCN3, tanto aguas arriba como aguas abajo, se ha realizado los anlisis de estabilidad de los taludes en condiciones estticas y pseudo-estticas.El anlisis pseudo-esttico, por otro lado, constituye una forma simplificada de evaluar la estabilidad de las pozas en caso de la ocurrencia de un sismo.Para el anlisis de la estabilidad de los taludes de las pozas PCN1 y PCN3 se utiliz el programa de computo Slope/W de GeoStudio, este es un programa bi-dimensional de modelamiento de estabilidad de taludes, que utiliza principios de equilibrio lmite para determinar el mnimo factor de seguridad (FOS) para cada seccin critica. En el anlisis de estabilidad de taludes se consider el criterio de falla de Morh-Coulumb y se utiliz el mtodo Morgenstern-Price para su evaluacin, este satisface tanto la fuerza como el momento de equilibrio dentro de los lmites de bsqueda definidos por el usuario (ingreso y salida).Comment by Jiny Carrera: Rendundante.En la tabla 4.2 se resumen los resultados del anlisis de estabilidad de taludes de las pozas PCN1 y PCN3.

Tabla 4.2:Resultados del Anlisis de EstabilidadSeccinPozaMecanismo de AnlisisPoza VacaPoza Llena

FOSEstticoFOSPseudo-EstticoFOSEstticoFOSPseudo-Esttico

1.5 [1]1.0 [1]1.5 [1]1.0 [1]

APCN 1Talud aguas arriba2.301.651.31.3

Margen de poza aguas arriba6.324.571.51.5

Margen de poza aguas abajo1.531.51.51.3

Talud aguas abajo2.12.12.11.2

Margen de poza aguas arriba(post-desembalse)1.51.51.51.3

Margen de poza aguas abajo(post-desembalse)1.31.31.31.3

BPCN 3Talud aguas arriba1.31.31.31.3

Margen de poza aguas arriba1.51.51.51.5

Margen de poza aguas abajo1.51.51.51.3

Talud aguas abajo2.12.12.11.2

Margen de poza aguas arriba(post-desembalse)1.51.51.51.3

Margen de poza aguas abajo(post-desembalse)1.31.31.31.3Comment by Jiny Carrera: Incluir los resultados de estabilidad del modelo a menor escala (revestimiento de arcilla). Hacer una descripcin de este modelo en la seccin 3.2.

Notas:[1] Criterios de Diseo de la tabla 2.1.

Conclusiones y RecomendacionesLos anlisis de estabilidad indican que ambas pozas satisfacen los criterios de diseo del proyecto. Por esa razn, no se requieren medidas de mitigacin para la presa.Referencias

Anexo E Anlisis de estabilidad de Taludes e InfiltracinMinera Barrick Misquichilca S.A.

Anexo E - Anlisis de estabilidadSetiembre 2015[3]anexo E.1Summary Of Rock/Soil Shear Strength CriteriaANEXO E.2Modelos de Infiltracin

ANEXO E.3Modelos de Estabilidad