Propuesta de diseño para mejorar la estabilidad del recrecimiento del depósito de relaves Chacapampa empleando un modelamiento geotécnico 2D en condiciones estáticas y pseudoestáticas en Huancavelica

Abstract

El propósito de este proyecto es proponer un diseño para mejorar la estabilidad del talud del Recrecimiento del Depósito de Relaves Chacapampa. Para lo cual, se planteó diferentes configuraciones de diseño que difieren del enfoque original, incluyendo dos tipos de taludes diseñados con el objetivo de garantizar una operación segura. Esto se debe a la vulnerabilidad ante el riesgo potencial de que el material de desecho se desplace al río Mantaro, situado aguas abajo del depósito. Esta investigación se desarrolló cumpliendo con los estándares ambientales, criterios y factores de seguridad mínimos establecidos por la Dam Safety Guidelines de la Canadian Dam Association (CDA), Global Industry Standard on Tailings Managment (ICMM) y la Guía Ambiental del MINEM para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Esto permitió establecer los criterios de diseño tanto geotécnicos como civiles para desarrollar las propuestas de alternativas, utilizando modelos estáticos y pseudoestáticos analizados en el software Slide 2.0. En este proceso, se tuvieron en cuenta las características de las formaciones geotécnicas presentes en el área del proyecto Chacapampa, donde el recrecimiento del depósito de relaves está compuesto principalmente por Relave Compactado. Este material está compuesto por limo arenoso de baja plasticidad (ML) según la clasificación SUCS, con una densidad de 23.00 kN/m³ y parámetros de resistencia como cohesión y ángulo de fricción de 45.00 kN/m³ y 33.00º respectivamente. Además, otras formaciones como el Relave Compactado Antiguo, el Suelo Coluvial y el Basamento Rocoso también conforman las unidades geotécnicas del área de estudio. El material de conformación presenta una resistencia óptima al corte, la cual es adecuada para soportar cargas. Finalmente, al analizar los resultados, se concluye que la alternativa Nº 2, con un talud de 1.8:1.0, demostró una mayor estabilidad en comparación con la alternativa Nº 1 y el diseño original. Esto se evidencia en los factores de seguridad mínimos obtenidos, los cuales alcanzaron valores de 1.90 y 1.42 en condiciones estáticas y pseudoestáticas respectivamente. Adicionalmente, esta opción aumentó su capacidad de almacenamiento aproximadamente en 480,000.00 m³.

The purpose of this project is to propose a design to improve the stability of the slope at the Chacapampa Tailings Deposit Expansion. To achieve this, different design configurations were proposed, differing from the original approach, including two types of slopes designed with the objective of ensuring safe operation. This is due to the vulnerability to the potential risk of waste material displacing into the Mantaro River, located downstream of the deposit. This research was conducted in compliance with environmental standards, minimum criteria, and safety factors established by the Dam Safety Guidelines of the Canadian Dam Association (CDA), Global Industry Standard on Tailings Management (ICMM), and the Environmental Guide of MINEM for the stability of mine waste deposit slopes. This allowed for the establishment of both geotechnical and civil design criteria to develop alternative proposals, using static and pseudostatic models analyzed in Slide 2.0 software. During this process, the characteristics of the geotechnical formations present in the Chacapampa project area were taken into account, where the tailings deposit expansion is mainly composed of Compacted Tailings. This material consists of low plasticity sandy silt (ML) according to the Unified Soil Classification System (USCS), with a density of 23.00 kN/m³ and shear strength parameters such as cohesion and friction angle of 45.00 kN/m³ and 33.00º respectively. Additionally, other formations like Old Compacted Tailings, Colluvial Soil, and Bedrock also constitute the geotechnical units of the study area. The material exhibits optimal shear strength, which is suitable for bearing loads. Finally, upon analyzing the results, it is concluded that Alternative No. 2, with a slope of 1.8:1.0, demonstrated greater stability compared to Alternative No. 1 and the original design. This is evidenced by the minimum safety factors obtained, which reached values of 1.90 and 1.42 under static and pseudostatic conditions, respectively. Additionally, this option increased its storage capacity by approximately 480,000.00 m³.