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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/[email protected] [email protected] 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
http://www.guzlop-editoras.com/[email protected] [email protected] facebook.com/guzlop twitter.com/guzlopster731 2457 - 999 921 348lima - Perú