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Estudio de Plan de Cierre de Minas - Unidad Minera Santa Rosa
Compañía Minera Aruntani SAC.
1.
GEOTECNIA
1.1. Introducción
El estudio geotécnico de las instalaciones de procesamiento emplazadas en la unidad minera
Santa Rosa, tiene como finalidad evaluar las características geomorfológicas, litoestratigráficas,
estructurales y geodinámicas del área en la cual se desarrolla el Pad de lixiviación (fases I, II,
III) y de las áreas ubicadas en las cercanías de estas. La visita técnica fue realizada del 16 al
19 de Mayo del 2006.
El presente Informe contempla los resultados de la recopilación de información, los resultados
de la exploración geotécnica, resultados de los ensayos de laboratorio realizados con las
muestras obtenidas en las exploraciones, así como, los resultados de evaluación de la
estabilidad de los taludes existentes y proyectados de las desmontera, Pad de lixiviación;
contiene además las conclusiones y recomendaciones en base a dichos resultados.
Seguidamente se mencionan las principales labores existentes en el área de denunció
 Pad de lixiviación etapa I
 Pad de lixiviación etapa II
 Pad de lixiviación etapa III
1.2. Metodología
Para la ejecución del presente estudio se desarrollaron las siguientes actividades:
 Evaluación geológica
 Exploración de campo (densidad de campo, trincheras, ensayos de penetración dinámica
ligera -DPL)
 Ensayos de laboratorio
 Capacidad admisible del macizo del terreno de fundación
 Análisis del Peligro Sísmico
 Evaluación geotécnica
 Conclusiones y recomendaciones
1.3. Evaluación Geológica
La información proporcionada por minas Arunatani indica que la unidad minera Santa Rosa se
encuentra en el flanco occidental de la cordillera de los andes, muy cerca del Divortium
Aquarium continental. El relieve es conspicuo e importante, exhibiendo una secuencia casi
lineal de cúspides y taludes verticales que rematan inferiormente con grandes escombreras e
pie de monte. Los ríos discurren por cauces poco profundos labrados en valles anchos de
origen glaciar. La cobertura eluvial no es muy gruesa pero se extiende sobre la mayor parte del
terreno, cuyos taludes naturales son suaves y poco inclinados apareciendo esporádicamente
afloramientos rocosos, manantiales y bofedales asociados al origen de los ríos.
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En el lugar se ha distinguido tres unidades geológicas, de mayor a menor antigüedad:
Volcánico Barroso. Volcanico ignimbrítico, material eluvial 1, material eluvial 2 y material
antrópico. Los cuales se describen a continuación:
a) Volcánico ignimbrítico
En la margen derecha de la quebrada donde ha sido emplazada el Pad de lixiviación, existen
varios afloramientos de ignimbrítica de color blanquecino, construida por cuarzo y plagioclasas
alcalinas, alteradas por soluciones, con puntos oxidados, meteorizados y fracturados
b) Volcánico Barroso
Sobre la roca anterior se extiende las diferencias emisiones sabáticas y aglomerádicas de la
formación Barroso, exhibiendo un color pardo verdusco claro, con fenocristales de sanidina y
plagioclasa en una pasta afanítica.
c) Material eluvial 1(Qr-e1)
Se describe como una grava arenosa de color amarillo, mal gradada, regularmente densa,
deleznable, conformada por andesitas en proceso de descomposición.
d) Material eluvial 1(Qr-e2)
Se describe como una arcilla café amarillenta, regularmente suelta, cohesiva, mal gradada,
plástica, compuesta por fragmentos andesíticos engastados
e) Material antrópico (Qr-h3)
Se describe como una grava areno-arcilloso de color café amarillento, deleznable, mal
graduada, medianamente suelta, con bloques embebidos, compuesta por fragmentos de
composición diversa, estratificada en capas inclinadas hacia el oeste, intercalando con arena
gravo arcillosa y grava de capas que tienen color verdusco claro
1.4. Exploración de Campo
Los trabajos de exploración realizados por el personal de CESEL S.A.,
personal de la compañía minera comprendieron las siguientes actividades:
con el apoyo de
 Excavación de 01 trinchera en el Pad de Lixiviación cuya profundidad alcanzo los 1,00
m.
 Ejecución de 01 sondajes de penetración dinámica ligera (DPL), cuyas profundidad
alcanzo 0.5 m.
 02 pruebas de densidad de campo con el método del balón.
 Extracción de 02 muestras de roca tomadas en el área del tajo, para realizar ensayos de
carga puntual y propiedades físicas de la roca.
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a. Excavación de trincheras
Se realizó la excavación de trincheras con la finalidad de identificar y reconocer la estructura
del suelo y la masa rocosa de cimentación, extraer muestras disturbadas y registrarlas de
acuerdo a la norma ASTM D-2488, realizar el ensayo de clasificación estándar de suelo, carga
puntual y propiedades físicas de las rocas. Cada una de las muestras fue etiquetada y
embolsada convenientemente para el análisis respectivo en el laboratorio geotécnico de
CESEL S.A. En el cuadro Nº 1.4.a, se presenta el resumen de las trincheras realizadas en el
Pad de lixiviación.
Cuadro Nº 1.4.a
Resumen de trincheras realizadas en el Pad de lixiviación y Canteras
N°
sondajes
N° de
Muestras
Profundidad
alcanzada (m)
N.F.
Ubicación
1
C – 1 (TR)
1
0.50
N. A.
Pad de Lixiviación
Ensayos Realizados
Clasificación
TR = Trinchera
b. Ensayos de penetración dinámica ligera (DPL)
Adicionalmente a la calicata, se realizó el ensayo de penetración dinámica ligera (DPL) con la
finalidad de poder determinar las condiciones de resistencia del terreno.
El ensayo DPL (DIN 4094), consiste en el hincado continuo en tramos de 10 cm. de una punta
cónica de 60º utilizando la energía de un martillo de 10 Kg. de peso, que cae libremente desde
una altura de 50 cm. Este ensayo nos permite obtener un registro continuo de resistencia del
terreno a la penetración, existiendo correlaciones para encontrar el valor “N” de resistencia a la
penetración estándar en función del tipo de suelo, para cada 30 cm de hincado.
El cuadro No 1.4.b resume los ensayos de penetración dinámica ligera (DPL) realizadas y las
profundidades alcanzadas.
Cuadro Nº 1.4.b
Resumen del Ensayo DPL en el Desarrollo del Estudio
Calicatas
Profundidad
(m)
Ubicación
DPL-1
3.50
Pad de Lixiviación
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1.5. Ensayos de Laboratorio
A.
Ensayos estándar
Con las muestras alteradas obtenidas en las trincheras excavadas de las 03 Botaderos de
Desmonte, 01 Pad de Lixiviación y de la Cantera evaluada se realizó ensayos estándar de
clasificación de suelos y de propiedades físicas, los cuales comprendieron análisis
granulométrico por tamizado, límites de Atterberg (líquido y plástico) y contenido de humedad.
Los ensayos fueron realizados siguiendo las normas de la American Society For Testing and
Materials (ASTM). Las normas para estos ensayos son las siguientes:




Análisis granulométrico por tamizado
Límites de Atterberg
Contenido de humedad
Clasificación SUCS.
ASTM D-422
ASTM D-4318
ASTM D-2216
ASTM D-2487
En el cuadro 1.5.a se presenta el resumen de los ensayos estándar del Pad de lixiviación
Cuadro 1.5.a
Resumen de los Ensayos Estándar de Laboratorio
Botaderos de Desmonte
Granulometría (%)
Límites (%)
Calicata /
Trinchera
Muestra
Profund.
(m)
Grava
Arena
Finos
L.L.
L.P.
C. H.
(%)
Clasificación
SUCS
C-1
PAD-1
0,00-0,50
18.3
30.3
51.4
49
20
13.8
CL
1.6. Capacidad admisible del macizo del terreno de fundación
El Pad de lixiviación descansa sobre un sustrato rocoso, así mismo, las áreas circundantes y
las zonas de ampliación, se caracterizan por exhibir afloramientos rocosos rodeados de gruesa
cobertura eluvial. Esta cobertura está constituida por una grava arcillosa cuyo contenido de
finos es menor al 12%. Por esta razón, la tendencia del terreno a asentarse por consolidación
primaria es nula. Sin embargo, el esfuerzo vertical generado por el material mineralizado
provocará un asentamiento elastoplastico, que debe ser controlado o reducido a límites
tolerables. Considerando el tipo de estructura, se puede asumir un asentamiento máximo
permisible de dos pulgadas. Con una capacidad portante de qa=7.30kg/cm2. De acuerdo con
Calixto Yanqui Murillo (2005)
1.7. Análisis del Peligro Sísmico
La evaluación del peligro sísmico se ha efectuado por medio del método probabilístico, y
determinístico de donde se determinan los niveles sísmicos del movimiento máximo del suelo en
el área del proyecto. Además, se proponen valores del coeficiente sísmico para el diseño
pseudo-estático de las estructuras.
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Basándose en la comparación de resultados de los estudios Determinístico y Probabilístico, en el
emplazamiento del proyecto se recomiendan los siguientes valores:


Aceleración diseño: 0.34 g
Aceleración Efectiva de diseño: 0.25 g
El coeficiente sísmico para el método pseudo - estático de diseño de taludes y muros de
contención deberá será:

 = 0.17g para la zona de Santa Rosa
1.8. Evaluación Geotécnica
La información disponible en los archivos de la minera las cuales fueron proporcionadas
oportunamente en la visita técnica y conjuntamente con la información adquirida en a exploración
de campo realizada, permiten evaluar las condiciones en las que se encuentran las labores de
explotación como son el tajo y los Pad de lixiviación
1.8.1.
Información Recopilada
La información recopilada en la visita técnica
 Informe Técnico “Ingeniería Geotécnica del Pad de Lixiviación de la Mina Santa Rosa”,
Arequipa, 21 de Julio del 2003, Calixtro Yanqui Murillo.
 Informe Técnico, “Estudio de Estabilidad del Talud Sur Oeste del Pad de Lixiviación de la
mina Santa Rosa con la ampliación del LIFT 09”, Arequipa, 03 de Febrero del 2005,
Calixtro Yanqui Murillo.
En el cuadro Nº 1.3.3 se presenta el resumen de las calicatas en los botaderos de desmontes y
pads respectivamente, los cuales fueron realizados en estudios anteriormente mencionados.
Cuadro Nº 1.8.1
Resumen de excavación de calicatas
Calicata
Coordenadas
Cota
Profund
(m)
Limites de
Attemberg
Clasif
SUCS
LL
LP
IP
CB-1
8159301.81
388408.27
4763.33
1.70
SC
36.08
23.48
12.60
CB-2
8159278.25
388467.78
4761.76
1.50
SM
34.59
24.53
10.06
CB-3
8159291.75
388562.15
4767.68
2.30
SM
33.11
24.42
8.69
CB-4
8159272.65
388708.04
4768.79
2.20
SM
30.75
24.50
6.25
CB-5
8159318.46
388890.46
4767.22
2.40
ML
25.75
24.66
11.06
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Humedad
(%)
Densidad
Seca
13.91
1.987
18.32
1.82
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1.8.2.
Perfil Estratigráfico
Considerando la evaluación geológica, geotécnica y ensayos de laboratorio, se puede indicar el
tipo de suelo encontrado.
El Pad de lixiviación se halla en la margen izquierda del río Aruntani, en una depresión de forma
cónica abierta, cuya base contiene una gruesa capa aluvial en la cual afloran en puntos aislados
rocas andesiticas e ignimbriticas de color café o negro en superficie por crecimiento de los
musgos. Tres quebradas confluyen en el sitio, dos de valle ancho y poco definido y una de cause
labrado en la roca, que corre de Norte a Sur. En general, los taludes son suaves hacia la base
con una inclinación máxima de de15º tornándose bastante empinados hacia la corona
En los pozos de exploración no se ha encontrado el nivel freático, pero existen evidencias de su
presencia estacional a una cierta profundidad, mayor que aquella que define el substrato rocoso
Por lo que el Pad de lixiviación descansa sobre el substrato rocoso, mediante una secuencia
compuesta por una cobertura nivelante, una capa de arcilla y una geomenbrana. Aunque el
terreno no es proclive a fallar por corte; debido a la gran extensión de la estructura geotécnica,
considerándose solo la posibilidad de falla por compresión simple de algunos bloques que
constituyen el macizo rocoso cuya disposición está definida por las discontinuidades verticales.
Calixto Yanqui Murillo (2005)
1.9. Metodología para la Evaluación de la Estabilidad de Taludes
El criterio de evaluación utilizado está en función al tipo de material que constituye el talud, dado
que el comportamiento de un talud en roca está relacionado con la distribución del sistema de
discontinuidades, características del relleno y las propiedades de la roca intacta; y el
comportamiento de un talud conformado por un deposito cuaternario, está íntimamente
relacionado con su geometría, granulometría, compacidad, presencia de agua, grado de
alteración de las partículas y la susceptibilidad a la erosión.
El criterio de evaluación en función a la dureza de la roca, no se considera en esta evaluación
dado que la experiencia ha demostrado, que taludes en roca dura pueden ser inestables si su
sistema de discontinuidades es desfavorable al corte; así mismo, se ha visto que taludes en roca
muy alterada, tienen un buen comportamiento si su sistema de discontinuidades no es critico con
respecto al corte de la carretera.
Por lo tanto, el sistema que a continuación se describe considera para cada tipo de material sus
principales agentes condicionantes.
1.10.
Valoración de Estabilidad del Talud en Suelos (ETS)
El sistema de valoración de la estabilidad de taludes en Suelo (ETS), es un sistema que a lo
largo de los años se ha pretendido realizar y es el fruto de una investigación cuidadosa y
detallada de más de 8 taludes.
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Para poder ver el comportamiento de los taludes, se ha realizado un análisis cuidadoso de todos
los parámetros que influyen en la inestabilidad de taludes; estos parámetros fueron agrupados y
se observó la susceptibilidad de cada uno de ellos. Del análisis realizado se ha determinado que
son 7 los factores principales que intervienen en la estabilidad de los taludes en suelo, siendo
estas las siguientes:
a) Granularidad. Se ha notado que este parámetro es importante en la evaluación de taludes.
Una mayor concentración de finos, como envolvente lo hace más estable. Este mismo
parámetro está relacionado con la angularidad de las partículas, mientras más angulosas son las
partículas mayor es la estabilidad.
El rango varía de 0 a 2.5
b) Relación del ángulo del talud y su compacidad. Se ha observado que los taludes mientras más
se alejan de su ángulo de reposo son más inestables. Este efecto se aminora si existe
compacidad en todos sus bloques; por lo tanto, este valor lo consideramos tomando en cuenta la
diferencia del ángulo del talud con el ángulo de reposo, afectado por el grado de compacidad.
El rango varía de 0 a 5
c) Altura del talud. De toda la base de datos se ha concluido que existe una relación
directamente proporcional de la altura con su estabilidad. Este parámetro está considerado en la
evaluación.
El rango varía de 0 a 5
d) Altura crítica y su ubicación. La altura crítica la definimos como la altura del talud propensa al
deslizamiento y su ubicación en el talud es otro parámetro que influye en la estabilidad global, en
las hojas de cálculo se ha definido tres ubicaciones, en la parte baja, parte media y la parte alta
del talud.
El rango varía de 0 a 5
e) Condiciones del Agua. De toda la información obtenida se ha verificado que mientras más
agua tiene el talud, es más inestable; dentro de la valoración de taludes se identifica si esta
completamente seca, húmeda, si existe goteo o flujo de agua, dando mayor valoración cuando
existe flujo de agua.
El rango varía de 0 a 5
f) Grado de alteración. El grado de alteración de las partículas influye en la estabilidad del talud,
este parámetro se ha incorporado aunque su influencia es mínima.
El rango varía de 0 a 2
g) Susceptibilidad al deslizamiento. En este tramo específico de ha observado que los taludes
erosionados son propensos al desprendimiento de bloques y deslizamiento, por lo que interviene
en la valoración de la estabilidad de taludes y se toma en cuenta si existe probabilidad de su
ocurrencia,
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El rango varía de 0 a 15.
Finalmente se obtiene la “VALORACIÓN ETS”, sumando todas las valoraciones parciales que se
obtienen del análisis, para finalmente describir el comportamiento del talud en función a su
estabilidad bajo las siguientes consideraciones:
Cuadro Nº 1.8.1
Rango de Valoración de Estabilidad de Taludes de Suelo
Rango de Valoración
(ETS)
0 - 7.50
7.50 - 15.0
15.0 - 30.0
> 30.0
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Descripción
Totalmente Estable
Normalmente Estable
Inestable
Crítico
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1.11.
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