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Últimos avances en el control
operacional de depósitos de relaves
con la tecnología Panda. Aplicación
en Chile.Gabriel Villavicencio Arancibia
Doctor Ingeniero, Pontificia U. Católica de Valparaíso/Grupo de GeomecánicaPUCV-USM, Chile.
Contenidos
• Metodología de control de compactación y reconocimiento
de parámetros geotécnicos con equipo Panda
• Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves
convencionales
• Aplicaciones en control operacional en depósito relaves
espesados
• Conclusiones
- Registro continuo de la penetración alcanzada (e) y la resistencia de punta del suelo (qd).
- Función de reconocimiento del terreno
- Función de control de compactación (grado de compactación y espesor de capas), según norma Nch 3261-2012 (.
El Equipo PANDA y principio de funcionamiento
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
El Equipo PANDA y principio de funcionamiento
Fórmula de los Holandeses para obtención de qd:
➢ Comportamiento perfectamente plástico durante la penetración
➢ El rozamiento lateral sobre el tren de barras es despreciable
➢ Toda la energía dada se transmite a la punta
➢ La presión intersticial en el suelo deberá ser despreciable.
PM
M
e
E
Aq
C
d
1
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
El Equipo PANDA y principio de funcionamiento
Control de compactación
Grado de compactaciónEspesor de capas
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales. Más de 10 años de experiencia
- Bandas de control generadas a partir de ensayos Panda realizados desde el año 2006 en diferentes depósitos de relaves pre y post eventos sísmicos de importancia, de criterios empleados en Chile por consultoras de ingeniería y de correlaciones PANDA/SPT
- Para arenas de relaves se estiman estados de compactación, comportamiento mecánico y potencial de licuefacción asociado
- Fiscalización preliminar más rápida en depósitos de relaves, sin la necesidad de realizar calibraciones in-situ y en laboratorio.
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,1 1,0 10,0
Pro
fun
did
ad
(m
)
Resistencia por Punta qd (MPa)
Límite Medianamente denso - Denso
Límite Suelto - Medianamente Denso
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales
➢ Potencial de licuefacción tranques de relave según resistencia de puntanormalizada
Correlaciones para estimar el potencial de licuefacción en depósitos de relaves.Lemus, Espinace Tailings 2014, modificaciones 2015.
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales
Ensayos Panda realizados en tranques de relaves de la mediana y gran minería, con densidades in-situ mayores a 95% OPN, con un adecuado y controlado espesor de capas
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales
- Ensayo Panda previos al terremoto 27F en un tranque de relaves sin buena clasificación de arenas y compactado de manera inadecuada
-Identificación de zonas eventualmente licuables.
- Inicio de procesos de mejora que no alcanzaron a concretarse
- Falla por licuefacción sísmica (Terremoto 27F) .
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en Control operacional en depósito relaves convencionales: Ensayo Panda previos al terremoto 16/09/2015 (Costas IV Región)
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional en depósito relaves espesados (DRE). 4 años de experiencias
Ensayos realizados en un sector experimental de un DRE
Variación de la resistencia de punta en eltiempo
Para una misma familia de materiales laresistencia de punta (qd) varía en funcióndel estado hídrico. Considerando elsecamiento progresivo que experimentanlos relaves espesados, una serie de ensayosPANDA se realizaron en un mismo sectorexperimental, considerando diversasedades de depositación. Los resultadosmuestran un importante aumento de laresistencia qd en función del tiempo.
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional DRE
Identificación de los espesores de capa en DRE
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional en DRE
- El fenómeno de licuefacción de suelos finos como es el caso de relavesespesados se puede estimar mediante los métodos propuestos por Seed et al.(2006) y de Bray & Sancio (2004), según los siguientes criterios:
- Suelos potencialmente licuables: IP ≤ 12 y w/LL ≤ 0,85.
- Un suelo es moderadamente licuable. IP 12 -18 y w/LL ≤ 0,85y w/LL ≥0,80.
- Otro parámetro a considerar corresponde al índice de liquidez (IL). (Espinaceet al. 2016).
- IL representa una consistencia in-situ, representada por los estados líquido,plástico y semisólido o sólido.
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional en DRE
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional en DRE
Datos generados del control geotécnico realizado en depósitos de relave espesados en Chile, se obtuvieron correlaciones entre humedades (w), resistencia de punta (qd) y el índice de liquidez (IL)
Metodología de control de compactación y reconocimiento de
parámetros geotécnicos con equipo Panda
Aplicaciones en control operacional en depósito relaves espesados
Resistencia de punta, qd (MPa)
Humedad, W (%)
Índice de liquidez, IL
EstadoPotencia de licuefacción
≤ 1,00 > 24,0 > 1,0 Líquido Muy alto1,00 – 2,00 20,0 – 24,0 0,0 – 1,0 Plástico Alto
2,0 – 4,0 18,0 – 20,0 0,0 – 1,0 Plástico Medio4,0 – 5,0 16,0 – 18,0 < 0,0 Semisólido Bajo
> 5,0 < 16,0 < 0,0 Sólido Muy bajo a nulo
Potencial de licuefacción relaves espesados según estado y
resistencia de punta
Conclusiones
✓ En depósitos de relaves convencionales es posible estimar el espesor decapas compactadas y definir el estado de compacidad a partir de bandas decontrol, validadas en varios tranques de arenas de relaves que licuaron o quetuvieron comportamientos adecuados durante terremotos ocurridos en Chile.
✓ A partir de estas experiencias, se ha comenzado a implementar la tecnologíaen otros países mineros del mundo.
✓ Para el caso de DRE, el ensayo Panda permite constatar sus hipótesis dediseño en cuanto al estado de sus capas; definir el tiempo necesario para ladepositación y estimar en la fase operacional el riesgo de licuefacción en zonassuperficiales.
✓ Desde un análisis comparativo con otros ensayos de penetración tipo SPT,CPTu y DCPT (no presentados en este artículo), se valida el empleo del ensayoPANDA como una alternativa como una herramienta práctica para el controlpermanente en depósitos de relaves, a bajos costos, rapidez, precisión yrepetitividad.
