DISEÑO GEOTECNICO DE LA ESCOMBRERA. En el diseño del botadero se tomaron en cuenta una serie de consideraciones para determinar las distintas zonas de vertido, así como maximizar la longitud de la cresta de la escombrera. Esta planificación presenta dos ventajas:
Si apar aparec ece e una una supe superf rfic icie ie de rotu rotura ra en una una zona zona del del depó depósi sito to o la subsidencia de la cresta es excesiva, las operaciones en esta parte de la escombrera pueden ser suspendidas hasta alcanzar condiciones estables.
Si se puede verter sobre una gran longitud de cresta de talud, el ritmo de avance disminuirá, reduciéndose la carga aplicada sobre la cimentación y la correspondiente generación de altas presiones intersticiales en la zona del pie. Un ritmo lento de avance también permite una mayor consolidación de los materiales y un aumento en su resistencia al corte.
Diseño del DE LA ESCOMBRERA FASES ASCENDENTE SUPERPUESTA . Dimensiones. A continuación se define y justifica la selección de las dimensiones de cada uno de los parámetros geométricos que configuran el diseño de bancos Escalonados, de acuerdo con una serie de consideraciones practicas. •
Altura Del Banco (H). Se ha seleccionado una altura de banco de 2 mts, teniendo en cuenta:
La colocación del material que se realizara mediante volquetas de 6 m 3 debiéndose disponer de tractor sobre orugas, con lamina frontal (bulldozer), Vibro compactador DINADAC CA-15 para asegurar capas de espesor uniforme
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Geometría Geometría del diseño. diseño. Se ha planeado planeado la división división en niveles, niveles, en que cada nivel ivel es inde indep pendie ndient nte, e, con el méto método do de FASE FASES S ASCE ASCEND NDE ENTE NTE SUPERPUESTA y con una altura de terraza de 2mts, y así logramos dividir cada nivel.
Rotura por vuelco. Ante el evidente riesgo de que se presente una rotura por vuelco, es recomendable tener en cuenta en el diseño de bancos, la selección de una altura no muy pronunciada de banco, ya que limitando la altura del talud podría evitarse la rotura; Los 2 mts constituyen una altura de banco pequeña, con lo cual se reduce la posibilidad de falla por este mecanismo.
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Ancho del Banco (A). Se ha seleccionado un ancho de banco de 10 mts, teniendo en cuenta la sumatoria de los siguientes parámetros:
Parámetros para el cálculo del ancho de banco. •
Berma de seguridad. Es un área de seguridad que limita al banco hacia la parte que se encuentra expuesta. Se emplea en minería a cielo abierto y en la construcción de vías con el objetivo de prevenir cualquier tipo de caída de la maquinaria o del personal al precipicio. Teniendo en cuenta el relieve del yacimiento, se ha seleccionado una berma de seguridad de 2 mts.
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Ancho de la vía. Debe ser necesaria para la circulación del equipo de transporte y el acceso de la volqueta hacia la zona de descarga. Un solo carril es necesario, además el Vibro compactador DINADAC CA-15 tiene un ancho de 2,38 mts, la volqueta de 2,5 mts. La vía para el acceso a los bancos tendrá ancho efectivo de 3 mts, que en la práctica, sumado con la berma de seguridad serían 5 mts.
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Terraza. Es la zona plana del banco sobre la cual se realizará el descargue de material, apilamiento y esparcimiento del mismo (material de escombro, grava, arena derivado de las demoliciones). una dimensión de 5 metros. Angulo de La Cara Del Banco. Es el ángulo de operación que nos permitirá la estabilidad del talud, que se irá formando entre la línea de máxima pendiente del banco y un plano horizontal; Se ha seleccionado un ángulo de la cara del banco de 33,07°. (ver tabla)
MATERIALES Demolición de estructuras Gravas Arenas Cementos Calizas Promedio
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ANGULO REPOSO (º) 28.54 30,55 34,21 37,86 34,21 33,07
DE
Talud de Trabajo. Se refiere a la pendiente de un sistema de bancos escalonados ascendentes; Es el ángulo que formaremos entre la línea que une los pies de los bancos que se forman con un plano horizontal.
Parámetros para el cálculo del talud de trabajo ( β). Su valor se calcula empleando la siguiente fórmula: tan β = H / B Donde: β Es el talud de trabajo H es la altura de banco (2 mts) B = B1 + B2 B1 es el ancho de banco (10 mts) B2 es la longitud que genera el ángulo de la cara del banco B2 = H tan β = 2*Tan 33,07° = 1.30 mts Reemplazando se obtiene B = 10 + 1.30 = 11.30 Tan β = 2 / 11.30 Finalmente, el talud de trabajo β es igual a 10°. •
Angulo del Banco. Es el ángulo medido en grados entre la horizontal y una línea imaginaria que une el pie del banco con la cresta del mismo. En la
escombrera se utilizará de 70º, dadas las condiciones del material vertido (demolición de estructura, cemento, arenas, gravas, entre otras). •
Calculo de la Estabilidad. La estabilidad del banco depende de la relación que existe entre su configuración geométrica y una serie de factores geológicos y geomecánicos propios del yacimiento, tales como: - Heterogeneidad litológica. - Geomorfología y estructura. - Caracteres de las discontinuidades. - Propiedades físicas y mecánicas del mineral. - Resistencia al corte. - Planos de rotura presentes. - Características hidrogeológicas.
La estabilidad de bancos se mide en función del cálculo factor de seguridad F, es la relación que existe entre el conjunto de fuerzas resistentes propias del macizo rocoso y los mecanismos desestabilizadores, que provocan la inestabilidad del banco, a través de: el desprendimiento y/o deslizamiento de bloques o columnas y el colapso parcial o total del talud.
DIMENSIONES DEL BANCO Altura (m) 2 Ancho (m) 10 Ángulo de la cara 10º Ángulo de Talud 70º Final
Parámetro Materiales Demolición estructura
de
Cohesión (Mpa)
Peso Especifico (ton/m3)
Angulo Fricción (º)
57,2
2,6
46
de
Arenas 6,3 1.1 32 Gravas 12,3 1.8 36 Cementos 16,5 2.1 37 Caliza 27,4 2.4 45 PROMEDIO 23,9 2.1 39.2 Propiedades materiales de escombreras (revueltos arena, grava, sílice, arcilla, porcelanato, recebo, caliza entre otros) Cohesión Ci
Angulo de fricción interna ϕ (°) Densidad natural ρ Angulo del Buzamiento del talud 10º La altura crítica se obtiene por: Donde:
C= Cohesión μ= Angulo de buzamiento de las diaclasas = peso especifico del material 2.1 Ton/m³ ϕ = Angulo de fricción interna Reemplazando Obtenemos: H= 37 mts La altura crítica por la cual ningún banco será estable es de 37 mts; con un talud sin grietas y totalmente drenado. Por lo tanto la altura del banco debe estar por debajo de ésta. Con las variables del diseño (altura de banco de 2 mts) y las buenas características geomecánicas del material; se puede afirmar que las condiciones de seguridad son bastantes aceptables; primero por la pequeña altura de los bancos y segundo por la buena resistencia del material. De acuerdo al análisis Geomecánico del área. De acuerdo a las características del suelo expuesto en la parte de Estudio Geotécnico, la caracteriza por presenta alto grado de competencia.
COLOCACIÓN Y COMPACTACIÓN DEL MATERIAL Los terraplenes se formaran mediante capas de espesor uniforme y paralelas ala rasante del proyecto, cubriendo todo el ancho del perfil transversal y en longitudes compatibles con el método de compactación del material. El bombeo transversal deberá mantenerse con una pendiente mínima, que asegure el escurrimiento de agua durante la construcción. La colocación del material se realizara mediante volquetas de 6 m 3 debiéndose disponer de tractor sobre orugas, con lamina frontal (bulldozer), Vibro compactador DINADAC CA-15 para asegurar capas de espesor uniforme La construcción deberá comenzar desde el punto 0+230, a 0+040 y proseguir por capas hasta alcanzar todo el ancho del terraplén. Se colocara la siguiente capa de material, solo cuando la precedente se encuentre satisfactoriamente compactada. El espesor compactado de las capa deberá ser de 2,00m como máximo. lo precedente no se aplicara al coronamiento del terraplén donde el espesor de la capa compactada se limitara a 0.60 m. La compactación del material deberá realizarse en las siguientes condiciones: HUMEDAD Los materiales a compactar deberán estar homogéneamente húmedos, y su contenido ser cercano al optimo. Por lo tanto, y de acuerdo con la humedad natural del material se deberá agregar agua o secar de manera que pueda cumplir con lo requerido. •
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PROCEDIMIENTO.
El trabajo deberá realizarse comenzando una secuencia de avance de trabajo de llenado de oeste-este con pasada paralela traslapada en, por lo menos, la mitad del ancho de la unidad compactadora. Toda la superficie deberá recibir el número suficiente de pasada completa para obtener una compactación uniforme en todo el ancho del terraplén. COMPACTACIÓN Se recomienda que la capa de relleno, que constituye los terraplenes del botadero, alcance una densidad mínima de 80% (densidad máxima de compactación seca). Dado la necesitad de contar con una base estabilizada que cubra el área necesaria para el buen sustento del botadero y considerando la topografía del terreno, no serian necesario mayores trabajos de servicio, y por el tipo de material que va al botadero será necesario el uso de equipos auxiliares. La pendiente del piso de descarga será de un 2% positivo en un largo de una volqueta y tendrá berma de contención, ya que el camión vaciará directamente hacia el talud.
