BOTADEROS DE ESTÉRIL
Rubén Venegas Araya
INTRODUCCIÓN Depósito de estériles (Botadero de Estériles) Como parte de las operaciones mineras se generan dos tipos de principales residuos: Relaves Mineros y Roca Estéril. La roca estéril es el material de recubrimiento de bajo grado que rodea un depósito de mineral y debe ser removido. Estos desechos se generan en la etapa de tronadura, resultando una amplia variedad de partículas rocosas, las cuales son dispuestas en grandes pilas o sitios de depósitos situados cerca del rajo, también denominados botaderos, donde suelen permanecer en forma indefinida. Por lo tanto, se denominan botaderos a las acumulaciones de material estéril procedentes de explotaciones, ya sean a cielo abierto (sobrecargas) o Subterráneo (desarrollos mineros).
Diseño de un Botadero
INTRODUCCIÓN
• La naturaleza aproximada de los materiales. • Capacidad requerida. • Parámetros geotécnicos de proyectos bien estimados a partir de ensayos en el lugar. • Redes naturales de drenaje superficial y condiciones de las aguas freáticas. • Detalle de dimensiones de las instalaciones de drenaje. • Prescripciones
respecto
a
la
protección
de
las
condiciones
ambientales. • Ubicación de manera tal que no interfiera con el desarrollo normal de la mina y explotaciones futuras. • Utilizar el material estéril para relleno de depresiones topográficas, tanto para el desarrollo como para la construcción de caminos con el objetivo de mejorar el acceso a otros lugares de la mina.
INTRODUCCIÓ NESTRUCTURA INTERNA
BOTADERO DE ESTÉRIL
La estructura interna de un depósito de estériles se ve influenciada por diversos factores: • Geología original (propiedades del material y composición mineral) • Operación minera (tronadura) • Prácticas de construcción (transporte y depósito de los desechos rocosos estériles) • Condiciones climáticas (temperatura y precipitación)
Además, la configuración interna del depósito evoluciona con el tiempo debido a los procesos de meteorización física y química de los materiales depositados.
BOTADERO DE DISPOSICIÓN DE BOTADEROS EN LADERAS ESTÉRIL Comúnmente se disponen los residuos minerales en las laderas de los cerros circundantes a la explotación, más que nada por razones favorables respecto a la descarga, mantención y estabilidad, además que se encuentra disponible un mayor espacio para la actividad y ésta se puede realizar de manera uniforme.
BOTADERO DE ESTÉRIL DISPOSICIÓN DE BOTADEROS EN QUEBRADAS La disposición de material estéril en quebradas, sólo podrá realizarse en casos que está actividad no revista un riesgo real o potencial, lo cual se lograría con un adecuado estudio del sector, teniendo precaución con los cauces de aguas que pudiesen ser afectados.
BOTADERO DE ESTÉRIL DISPOSICIÓN DE BOTADEROS EN PILAS O TORTAS Existen casos en que no se dispone de laderas cercanas en que se pueden depositar los materiales estériles, por lo que se debe recurrir a la construcción de pilas o tortas de acopio. Los accesos deben habilitarse sobre las mismas pilas, a diferencia que en las laderas, los accesos se habilitan en los mismo cerros.
BOTADERO DE ESTÉRIL TIPOS DE BOTADEROS También los podemos definir como: VERTIDO LIBRE Solo es aconsejable en escombreras de pequeñas dimensiones y cuando no exista riesgo de rodadura de rocas aguas abajo. Se caracteriza por presentar en cada momento un talud que coincide con el ángulo de reposo de los estériles y una segregación por tamaños muy acusada. De los cuatro tipos es el mas desfavorable geotécnicamente, aunque ha sido el mas utilizado hasta épocas recientes. VERTIDO POR FASES ADOSADAS Proporcionan unos factores de seguridad mayores, pues se consiguen unos taludes medios finales mas bajos. La altura total puede llegar a suponer una limitación por consideraciones practicas
BOTADERO DE ESTÉRIL TIPOS DE BOTADEROS DIQUE DE RETENCIÓN EN PIE Se aplica cuando los estériles que se van a verter no son homogéneos y presentan diferentes características geotécnicas, puede ser conveniente el levantamiento de un dique de pie con los materiales mas gruesos y resistentes, de manera que actúen de muro de contención del resto de los estériles depositados. Esta secuencia constructiva es la que se suele seguir en aquella explotaciones donde se extraen grandes cantidades de materiales arcillosos y/o finos, cuya deposición exigiría de otro modo grandes extensiones de terreno y presentarían un elevado riesgo de deslizamiento.
BOTADERO DE TIPOS DE BOTADEROS ESTÉRIL FASES ASCENDENTES SUPERPUESTAS Aporta una mayor estabilidad , por cuanto se disminuyen los taludes finales y se consigue una mayor compactación de los materiales. El procedimiento de vertido determina en gran medida el método de construcción o de desarrollo de la escombrera. Comúnmente, se reconocen dos métodos de vertido: a) por tongadas b) por basculamiento final. En explotaciones en donde la topografía es suave, se aconseja el método de basculamiento final, al aprovechar el tráfico de los camiones para lograr una mejor compactación de los materiales y, así, conferirle una mayor estabilidad a el botadero . No obstante, los vertederos construidos por este método son más susceptibles a la erosión por las aguas de escorrentía, a pesar de mantener taludes inferiores, pues las superficies son largas e
BOTADERO DE ESTÉRIL CREACIÓN DE UN BOTADERO 1. Para la creación de un botadero se debe crear un plano topográfico. 2. Se genera un límite extremo formando una nube que engloba los puntos del terreno. En la geometría de un botadero, también intervienen una serie de factores que debemos tener en consideración para su construcción: Corte de Entrada: Estará en función de la cota de los bancos que alimentarán con sus materiales al botadero. Capacidad Requerida: Debe ser tal, que sea capaz de recibir todo el material de los bancos asociados al plan minero correspondiente.
BOTADERO DE ESTÉRIL CREACIÓN DE UN BOTADERO Límites del Botadero: La forma que adoptará el botadero será en función de los límites que se le impongan a este, también, se debe considerar las condiciones naturales que se puedan estar presentando.
BOTADERO DE ESTÉRIL PROCESAMIENTO DE MATERIALES En la actualidad con los significativos avances tecnológicos en hidrometalurgia, no resulta desproporcionado pensar en el reprocesamiento de material depositado en el botadero: por ello, en estos casos se debe analizar la posible ubicación de instalaciones pertinentes, ha facilitar la recuperación de soluciones evitando contaminar y otras variables que requieren un estudio más detallado ESTABILIDAD: Este punto técnico es el más relevante de todos, pues de el depende la permanencia y seguridad del botadero a lo largo del tiempo. HIDROLOGÍA Y DRENAJE: Los botaderos no son diseñados para retener agua o lodos, por tanto deben evitarse la formación de embalses líquidos y establecimiento accidental de mantos freáticos en su interior. CUBICACIÓN: El proceso de cubicación de un botadero contempla dos etapas. Primero una cubicación preliminar en la que se determina
CARACTERISTICAS DEL LUGAR
BOTADERO DE ESTÉRIL
A. La distancia entre el punto de carga de los camiones en la mina y el lugar de descarga del material estéril (o botadero) debe ser la mínima posible, por una razón económica, ya que el rendimiento de los equipos de transporte es afectado por la distancia.
B. El lugar donde se depositarán los escombros o estéril debe ser geológico y geomecánicamente apto para ello, ya que la gran cantidad de material a depositar puede generar siniestros geomecánicos en el sector mismo (hundimiento) o en sectores aledaños (distribución de esfuerzos.
CARACTERISTICAS DEL LUGAR
BOTADERO DE ESTÉRIL
C. El sector elegido debe carecer de importancia económica en el presente y en un futuro, es decir, hay que comprobar la inexistencia de recursos reutilizables en el sector (por ejemplo un yacimiento con bajo interés económico hoy, pero que puede ser interesante en el futuro, o una reserva importante de agua, etc.).
C.
Ubicación errónea.
D. La utilización del sector elegido no debe significar un daño ambiental real o potencial, lo cual se garantiza con un adecuado estudio al respecto.
BOTADERO DE ESTÉRIL
BOTADERO DE ESTÉRIL OPERACIÓN EN BOTADEROS La descarga se realiza en las cercanías del borde del botadero, teniendo en cuenta que deben existir una distancia prudente (o de seguridad) para evitar accidentes durante la operación. La operación de descarga está acompañada por la operación en conjunto de otros equipos de apoyo, los cuales procederán a realizar su acomodamiento y a la construcción de la berma de seguridad una vez descargado el material. Descarga Descarga el talud del sobre el botadero botadero
hacia
BOTADERO DE ESTÉRIL OPERACIÓN EN BOTADEROS
BOTADERO DE ESTÉRIL MANTENIMIENTO DE BOTADEROS La compactación hace que el material suelto se compacte, generando una estabilidad del terreno. La compactación se realizará acorde a los recursos disponibles, generalmente se recurre al apoyo de equipos como los Bulldozers y Wheeldozers, no siendo común ver rodillos compactadores. Debemos tener en cuenta que la compactación va depender de la granulometría, del grado de esponjamiento con la cual llega el material de los botaderos y la calidad de la mantención del depósito. Puede que la densidad en los niveles inferiores del depósito sea mayor por la presión que ejerce la pila de material dispuesto encima de este nivel, por lo que se podría esperar un comportamiento decreciente de la densidad en función de la altura.
BOTADERO DE ESTÉRIL MANTENIMIENTO DE BOTADEROS Factores que afectan la estabilidad de un botadero: 1. Configuración de un botadero teniendo en cuenta altura, volumen y ángulo del talud. 2. Grado de confinamiento y fundación del talud. 3. Condiciones de la fundación, considerando fundación competente, intermedia y débil. 4. Propiedad de los materiales. 5. Métodos de construcción. 6. Piezometría y condiciones climáticas. 7. Ratio de descarga. 8. Sísmica y estabilidad dinámica.
BOTADERO DE ESTÉRIL MANTENIMIENTO DE BOTADEROS Otro punto importante es que, a pesar de que no se logre la máxima compactación con los equipos, en comparación a la compactación lograda por la presión de las miles de toneladas sobre una capa de un mismo botadero, es de suma importancia lograr uniformidad en la compactación realizada por los equipos, ya que mientras más homogéneo sea el comportamiento de la densidad por niveles dentro del depósito, más seguro se torna la operación sobre el botadero y se garantiza la estabilidad general de la pila de material. Si existiesen discontinuidades dentro del depósito, lo más probable es que si ocurriese una falla, o un problema, ese sería el punto donde se manifestaría dicha situación, independiente de que sea o no la causa de ello.
BOTADERO DE ESTÉRIL CREACIÓN DE UN BOTADERO Recomendaciones Un botadero deberá ser estable en el tiempo, no contaminar el medio ambiente además de ser posible restablecer el paisaje y asegurar la reutilización del terreno para otros usos (agrícolas, urbanos, etc.).
BOTADERO DE CREACIÓN DE UN BOTADERO ESTÉRIL Recomendaciones Uno de los factores considerados en la caracterización de botadores, son: asentamiento de la plataforma, condiciones de las bermas, presencia de grietas, condiciones de la plataforma, instrumentación adecuada, presencia de agua, acción erosiva del viento, tipo de material, distribución del material a lo largo de los frentes de descarga, ángulo del talud, taludes combados y condiciones de la pata.
BOTADERO DE ESTÉRIL
CREACIÓN DE UN BOTADERO
Parámetros que determinan la secuencia del llenado • Interrupción de caminos debido a derrames. • Capas intercaladas de nieves que faciliten deslizamiento. • Hundimientos de los bordes. • Choques de lo equipos por malas maniobras en la plataforma. • Volcamiento de camiones, por exceso de velocidad en la plataforma.
MATERIAL COMPLEMENTARIO
BOTADERO DE ESTÉRIL
PROCEDIMIENTOS OPERACIONALES
Para una operación segura, eficiente y ambientalmente limpia, los procedimientos operacionales y/o de procesos de mejoramiento continuo de cargue y transporte deben ser conocidos y aceptados por todas las personas relacionadas directa o indirectamente con la operación minera.
BOTADERO DE ESTÉRIL
PROCEDIMIENTOS DE CARGA EN MINERÍA A CIELO ABIERTO • Los procedimientos de cargue en la minería a cielo abierto se vinculan, en general, al manejo de palas electromecánicas y/o cargadores frontales. • Palas electromecánicas • A continuación se presentan los aspectos básicos propios de una correcta operación. No obstante, existen condiciones particulares para cada día en minera, de acuerdo con las características del entorno (alta cordillera) o geometría de la explotación.
BOTADERO DE ESTÉRIL
DRENAJE Y CONTROL DE AGUAS DE ESCORRENTÍA E INTERNAS DE LAS ESCOMBRERAS Los deslizamientos y la inestabilidad general de un talud tiene lugar por un aumento en el contenido de agua en los materiales que conforman el talud, que producen un debilitamiento y un mayor esfuerzo cortante. Las propiedades resistentes de los materiales pueden ser mejoradas mediante una reducción de su contenido en humedad. Estas mejoras pueden ser llevadas a cabo de dos formas: 1. Eliminación o extracción del agua del interior del talud. 2. Interceptación del agua superficial antes de que llegue al talud.
BOTADERO DE ESTÉRIL
ELIMINACIÓN O EXTRACCIÓN DEL AGUA AL INTERIOR DEL TALUD Pinchado o drenaje del talud Para evitar los problemas que pudiera producir el agua infiltrada, se necesita en muchos casos adoptar sistemas de drenaje profundo que se encarguen de recoger la mayor cantidad posible de agua que no escurre superficialmente. El método consiste e pinchar el talud con una tubería porosa que puede ser de distintos materiales: fibrocemento poroso, de plástico con taladros, etc. Es conveniente complementar estos sistemas con la construcción de unas bajantes superficiales que conduzcan el agua drenada hasta el desagüe principal.
BOTADERO DE ESTÉRIL
ELIMINACIÓN O EXTRACCIÓN DEL AGUA AL INTERIOR DEL TALUD Contrafuertes de drenaje Son extensivamente usados como remedio contra los deslizamientos producidos por un exceso de humedad. Sirven además como colectores del agua infiltrada o superficial. Su gran peso distribuido arriba y abajo del talud y normal a las líneas de nivel reduce la posibilidad de deslizamientos rotacionales, siendo especialmente recomendados para los taludes mas inestables. Además de la función de drenaje que realizan, su construcción en masa da soporte físico al conjunto.
BOTADERO DE ESTÉRIL
ELIMINACIÓN O EXTRACCIÓN DEL AGUA AL INTERIOR DEL TALUD Interceptación del agua superficial para que no invada al talud Esto no solo reduce la acumulación de agua en el interior del talud, sino que también reduce el peligro de erosión causado por el discurrir del agua pendiente debajo de la superficie del talud.
BOTADEROS DE ESTÉRIL
Rubén Venegas Araya