FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS EN DEPÓSITOS DE RELAVES

FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS EN DEPEN DEPÓÓSITOS DE RELAVESSITOS DE RELAVES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAAFACULTAD DE INGENIERFACULTAD DE INGENIERÍÍA CIVILA CIVIL

Dr. Jorge E. Alva Hurtado

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

FALLAS INDUCIDAS POR SISMOS ENDEPÓSITOS 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

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

- Depende de:grado de compactación, porcentaje de finos del relave

- Sistemas de construcción:Aguas arriba : pobre comportamientoAguas abajo : mejor comportamientoLinea central : regular comportamiento

- Depósitos aguas arriba en operación:Comportamiento no satisfactorio bajo cargas sísmicasPosible inestabilidad y fallas por licuación

COMPORTAMIENTO SÍSMICO

DEPDEPÓÓSITOS DE RELAVES FALLADOS EN EL PERSITOS DE RELAVES FALLADOS EN EL PERÚÚ

Altura ConsecuenciasDepósitoEmpresa

Estado delDepósito

CausaAño

1952

1956

1962

1968

1969

1970

1971

1971

1980

CasapalcaCENTROMÍN

Milpo

AlmivircaQUIRUVILCA

Yauli-YacuCENTROMÍN

RecuperadaBUENAVENTURA

AlmivircaQUIRUVILCA

Atacocha

TicapampaALIANZA

San Nicolás

Sismo

Sismo

Sismo demagnitud

6.7Sismo

Sedesconoce

Sismo de1970

Falla endrenaje

Sismo

Sedesconoce

Abandonado

Abandonado

Abandonado

Abandonado

Se desconoce

Abandonado

Abandonado

Abandonado

Abandonado

Numerosos muertos y contaminacióndel Río Rimac

Muchos muertos, interrupción de lacarretera Cerro de Pasco-Huánuco

Daño en la agricultura y obrasde infraestructura.

Interrupción de la carretera central ycontaminación del Río Rimac

Daños en la agricultura deHuachocolpa

Contaminación del río San Felipe

Contaminación del Río Huallapa ydaños a infraestructura vial

Tres muertos, destrucción deviviendas e interrupción de lacarretera 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)

ALTURA UBICACIÓN CAPACIDAD(TM)

DEPÓSITO TALUDES(V:H)

Muro perimetralde material deescombros

ExternoInterno 1:3.5

Aguas abajo

SISTEMACONSTRUCTIVO

TIEMPODE VIDA

AlcamarcaHuaral

RIO PALLANGA S.A.

8 m. Valle Glaciar

BellavistaCasapalca

CENTROMÍN

Quebrada

80 m. 10 años

3’000,000(abandonada)

CasapalcaHuarochirí 60 m.

Margen derechaRío Casapalca

Externo 1:2Interno 1:3 26 años

Abandonada Aguas arriba

Nuevo Yauliyacu

CENTROMÍN

Quebrada SantaRosa

Externo 1:2.5Interno 1:2 4 años 2’000,000

Aguas arriba

TablachacaCasapalca

CENTROMÍN

50 m.

Abandonada

Aguas arriba

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE ALGUNOS DEPSTICAS DE ALGUNOS DEPÓÓSITOS DE RELAVESITOS DE RELAVE

Ref. (INGEMMET, 1982)Ref. (INGEMMET, 1982)

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE ALGUNOS DEPSTICAS DE ALGUNOS DEPÓÓSITOS DE RELAVESITOS DE RELAVE

ALTURA UBICACIÓN CAPACIDAD(TM)

DEPÓSITO TALUDES(V:H)

Aguas arriba

SISTEMACONSTRUCTIVO

TIEMPODE VIDA

ChuspiHuallancaDos de Mayo

SANTA LUISA S.A.

15 m. En lecho de río

CarhuacayanYauli

CENTROMÍN

CubetaGlaciar

14 m. 16 años

1’000,000

Santa Cruz deAndamarca Huaral

SANTANDER S.A.

Se sobreelevó14 m. sobre elespejo de lalaguna

En vaso dela lagunaOcoruyococha

Externo 1:1.5Interno 1:2.5

15 años

Aguas arriba

YauricochaYauyos - Lima

CENTROMÍN

En vaso de lalaguna Chumpe

Externo 1:1.75

16 años

3’500,000 Vertido en el vasode la laguna

6’500,000

Aguas abajo

4’100,000Se sobreelevó4 m. del espejode la laguna

28 años Vertido en el vasode la laguna

YauricochaYauyos - Lima

CENTROMIN

65 m. Quebrada chumpe

Externo 1:2Interno 1:3

4’000,000

Yauliyacu-Casapalca

CENTROMÍN

110 m. Quebrada SantaRosa Aguas arriba

Ref. (INGEMMET, 1982)Ref. (INGEMMET, 1982)

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

Isosistas del Sismo del 3 Marzo de 1985 (MS = 7.8 en ChileIsosistas del Sismo del 3 Marzo de 1985 (MS = 7.8 en Chiley Ubicaciy Ubicacióón de Presas de Relave (Troncoso, 1989)n de Presas de Relave (Troncoso, 1989)

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.

PRESA DE RELAVE VETA DE AGUA NPRESA DE RELAVE VETA DE AGUA N°° 11

Distancia (m)

Elev

ació

n (m

)

Ref. Troncoso (1989)

Arenas

Suelo de Cimentación

0.4

Líneafreática

1.91

Lamas1

Superficie de falla crítica

PRESA DE RELAVE VETA DE AGUA NPRESA DE RELAVE VETA DE AGUA N°° 11LEVANTAMIENTO ANTES DE LA FALLALEVANTAMIENTO ANTES DE LA FALLA

SECCION TRANSVERSAL ANTES DE LA FALLA

LAMAS

CONTORNOS, mLIMITE DE RELAVELIMTE APROXIMADO DE FALLACALICATAS EN ARENA, 1987CALICATAS EN LAMAS, 1987

PLANTAELEV. m

ARENAS

130125

140

20 40 m0

135

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

Ref. Troncoso (1989)

PRESA DE RELAVE CERRO NEGRO NPRESA DE RELAVE CERRO NEGRO N°° 44

Suelo de cimentación

0.5

Lamas

1

Arenas

Líneafreática

1.61

Superficie defalla crítica

Distancia (m)

Elev

ació

n (m

)

30

20

20

50

10

003040506090 1070110 80120130140 100

40

PRESA DE RELAVE CERRO NEGRO NPRESA DE RELAVE CERRO NEGRO N°° 44LEVANTAMIENTO REALIZADO EN 1987LEVANTAMIENTO REALIZADO EN 1987

SECCIÓN TRANSVERSAL

PLANTA

CN 2CN 1CN 320 40 40

40

20

20N

N N

ARENAS Y LAMASESTRATIFICADAS

TERRENO NATURAL

LAMASARENAS

ELEV. m100

90

80

70

CONTORNO, mLÍMITE DEL RELAVELÍMITE DE LA FALLASONDAJES, 1987

70

7580859095

10080

85

9095

CN 3

N

50 100 m0

70

CN 1

CN 2

SONDAJE CN 1SONDAJE CN 2

POR

CEN

TAJE

DE

FIN

OS

100

50

00 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 RELAVECERRO NEGRO NCERRO NEGRO N°° 44

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

PRESA DE RELAVE EL COBRE N° 4

Ref. Troncoso (1989)

Arenas

4.3

Suelo de cimentación

Línea Lamas

11.8

1

Distancia (m)

Elev

ació

n (m

)

320 300 280 260 220340 160240 200 140 60180 120 100

60

80 40 20

80

20

Superficie de falla crítica

freática

PRESA DEL RELAVE EL COBRE NPRESA DEL RELAVE EL COBRE N°° 44

PLANTA

SECCIÓN TRANSVERSAL

60 40 20

N

EC 1LAMASEC 2

20 40 60N

ARENAS350

360

370

380

390

ELEV m.

DELANTAL DE DRENAJE

340

CONTORNOS, m.LÍMITE DEL RELAVESONDAJES, 1987

340

350

360

370

380EC 2

EC 1

0 100 200 m.

LAMAS

385

N

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

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LAS PRESAS FALLADASSTICAS DE LAS PRESAS FALLADAS

Presa A: altura 40 mtalud 50°método aguas arriba sin ciclonajepresa de operaciónflotaciónmaterial ML- CL (N= 0.3 golpes/pie)volumen 400,000 m3

Presa B: altura 25 mtalud 60°método aguas arriba sin ciclonajepresa en operacióncianuración material ML- CL (N= 0.8 golpes/pie)volumen 4,500 m3

Presa C: altura 18 mtalud 57°método aguas arriba sin ciclonajepresa en operacióncianuraciónmaterial ML-CL (N = 2-10 golpes/pie)volumen 5,000 m3

Presa D: altura 11.5 mtalud 50°método aguas arriba sin ciclonajepresa en operacióncianuraciónmaterial ML-CL (N = 3.5 golpes/pie)volumen 4,000 m3

VISTA PANORAMICA DE LA PLANTA AMATISTA, ACARIVISTA PANORAMICA DE LA PLANTA AMATISTA, ACARI

ZONA DEL DESLIZAMIENTO OCURRIDO EN LA PLANTAZONA DEL DESLIZAMIENTO OCURRIDO EN LA PLANTAMINERA AMATISTAMINERA AMATISTA

CANCHA DE RELAVE EN OPERACICANCHA DE RELAVE EN OPERACIÓÓN PRESA BELN PRESA BELÉÉNN

SONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES BELSONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES BELÉÉN, CHALAN, CHALA

GRIETAS Y ASENTAMIENTOS DESPUES DEL SISMOGRIETAS Y ASENTAMIENTOS DESPUES DEL SISMOPRESA DE RELAVES BELPRESA DE RELAVES BELÉÉN, CHALAN, CHALA

PRESA DE RELAVES EN LA PLANTA LAYTARUMAPRESA DE RELAVES EN LA PLANTA LAYTARUMA

ZONA DONDE SE PRODUJO EL DESLIZAMIENTOZONA DONDE SE PRODUJO EL DESLIZAMIENTOPRESA DE RELAVES LAYTARUMAPRESA DE RELAVES LAYTARUMA

PRESA DE RELAVES DE LA PLANTA CHACCHUILLE,PRESA DE RELAVES DE LA PLANTA CHACCHUILLE,TOCOTA MINERA CARAVELTOCOTA MINERA CARAVELÍÍ

SONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES CHACCHUILLESONDAJE SPT, PRESA DE RELAVES CHACCHUILLE

ZONA DEL DESLIZAMIENTO EN LA PRESA DE RELAVES CHACCHUILLEZONA DEL DESLIZAMIENTO EN LA PRESA DE RELAVES CHACCHUILLE

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

Microzonificación

geotécnica

del distrito de

trujillo

Primera edición digital

julio, 2011

lima - Perú

© enrique f. luján silva

ProYecto liBro digital

Pld 0114

editor: Víctor lópez guzmán

http://www.guzlop-editoras.com/guzlopster@gmail.com guzlopnano@gmail.com facebook.com/guzlop twitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348lima - Perú

fallas inducidas

Por sisMos en

dePósitos de

relaVes

Primera edición digital

noviembre, 2012

lima - Perú

© jorge e. alva Hurtado

ProYecto liBro digital

Pld 0576

editor: Víctor lópez guzmán

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