4.4.1 Generalidades Las primeras presas fueron construidas WRD hace miles de años. Las presas con una altura superior a 10 m Se construyeron más de 2000 años. Muchos de estos diques antiguos han desaparecido, pero algunos todavía están operativos 500 o 1000 años después de ser construido. La mayoría de estas presas se construyeron de arcilla, o material similar disponible localmente, localmente, especialmente para aquellos hasta a unos 20 m de altura (presas homogéneas de tierra de relleno). Dos modificaciones del diseño que el aumento de la seguridad fue el aplanamiento de las pistas (de alrededor de 1930) y el uso y / o mejora de los filtros y drenajes (de alrededor de 1960). Las fallas menores últimos de erosión interna notablemente, (ICOLD, 1997). Hoy en día los criterios para el diseño de filtros y drenajes son aún más sofisticada, debido a las experiencias adquiridas. El diseño de una tierra típico llenar WRD puede verse como la representada en la Figura 7, con zonas de protección pr otección contra la erosión (ripio), núcleo impermeable, el filtro, los desagües y aguas arriba y aguas apoyo aguas abajo llenar.
4.4.2 Comparación Debido a la necesidad cada vez mayor de metales y minerales, las nuevas operaciones mineras pueden desarrollar y tranques de relaves nuevos para acompañarlos. Minerales ricos que se extrae hacia fuera y la desarrollo de la tecnología de procesamiento de mineral, los resultados r esultados en mineral de baja gradual de ser rentable a la mía. Esto da más residuos, y más colas. Como resultado, la importancia relativa presas de relaves a la comunidad de seguridad de presas crecerá en proporción (Vick, 1999). En la mayoría m ayoría de los países industrializados de los esquemas hidroeléctricos potenciales potenciales posibles son ya desarrollado, mientras que presas de jales todavía están siendo criados y / o construido nuevo.
4.4.2.1 Principales diferencias El procedimiento de construcción difiere en el sentido de que un WRD se construye para l a final altura a la vez, mientras mi entras que la construcción de relaves es un proceso continuo en el que las presas son criados en etapas o más o menos continuamente. El tamaño y la capacidad de relaves embalse debe aumentar con la producción de la mina de relaves. construcción y condiciones de diseño por lo tanto, cambia con el tiempo, al igual que el personal p ersonal responsable. Esta resultará en un dique de colas que requiere planificación y considerablemente más atención sobre un período de tiempo mucho más largo en comparación con el WRD. Positivamente para la construcción por etapas es el la distribución de costes en el tiempo y que todo el material de relleno no necesita ser disponible en el comienzo de la construcción, que da más flexibilidad flexi bilidad en cuanto al material de relleno, (Vick, 1990). Negativamente para la construcción por etapas, son el cambio de pe rsonal y el correspondiente riesgo de perder el objeto o sobre toda la l a intención de un diseño específico. El propósito principal de presas de relaves es almacenar los residuos y el agua necesaria para con fines de aclaración y, a veces para el proceso pro ceso necesita también. Este resultado en varios diferencias en comparación con WRD, a saber: • El TSF (véase 2 "Terminología") puede, en teoría o en la práctica, no será eliminado debido a la
gran cantidad de residuos almacenados. El propósito es almacenar los resi duos en un forma segura durante un largo período de tiempo (en miles de principio de año). Para lograr una a largo plazo estables estructura, planes de cierre se necesitan buenos desde el principio. El tiempo aspecto término durante la última década, planteó la cuestión del cierre de convertirse en uno de las principales tareas en materia de diseño de la presa de relaves. No WRDs muchos m uchos se han eliminado. Sin embargo, teóricamente, y la almacena agua, se puede eliminar si ya no son adecuados para su uso. • Condiciones de carga: En los relaves depositados TSF a menudo resultan en mucho menos
profundidad del agua en el embalse comparación con WRD. Por lo tanto aguas arriba Pistas de diques de colas no experimentan reducción rápida y, como resultado de la pendiente a menudo puede ser más pronunciada que las de los homólogos convencionales WRD, Vick (1990). Los relaves depositados también puede apoyar el talud de aguas arriba de la presa en función de deposición técnica técnica y las propiedades de relaves. Esto puede, así, permitir una más m ás pronunciada talud de aguas arriba en comparación con un WRD similar. Por otra parte, la carga en el presa puede aumentar si el bien califica y libremente depositado relaves licuar. Residuos licuados pueden tener una densidad de más de dos a tres veces la del agua (Bjelkevik y Knutsson, 2005b). • Relaves menudo incluyen diferentes tipo de metales del mineral y productos químicos a partir de
la proceso. Estos a veces pueden ser tóxicos y si se libera en el medio ambiente en demasiado altas concentraciones causar daños. Las presas de relaves, por lo tanto, la necesidad de reducir al mínimo el riesgo de fuga tal de sustancias tóxicas durante el funcionamiento tanto como a largo
plazo fase. La TSF también necesidad de minimizar el riesgo de desgaste tanto en un corto y un perspectiva a largo plazo como resultado de meteorización en más partículas tóxicas que tengan un potencial para ser liberados en el medio ambiente. WRD normalmente se fundó sobre la roca y lechada se requiere a menudo, mientras que los relaves presas normalmente se basan en el suelo y no requieren de la lechada. Esto es porque el relaves depositados constituyen una fuente amplia y eficaz de material fino para auto sellado de grietas, etc, Eurenius (2005). 4.4.2.2 Otras diferencias WRDs convencionales tienen una larga historia (miles de años) en comparación con los relaves presas (poco más de cien años). Las presas de jales fueron construidos normalmente y construido por las empresas mineras, que no siempre se benefician de ingeniería civil existentes conocimiento, (Vick, 1999). La familiaridad y el conocimiento sobre el diseño de la presa tiene normalmente sido mejor dentro de la organización que opera un WRD de una presa de relaves. Para el sueco relaves presas, la responsabilidad de las presas se encuentra en el operador de l a planta de procesamiento, cuya atención se centra en el procesamiento de mineral. En contraste, la responsabilidad de WRDs normalmente recae en el operador de la presa, cuya principal atención se centra en la producción de energía y operación de la presa. En los casos en que los residuos constituyen la presa, o parte de la presa, las características de los las colas se vuelven importantes. Sin embargo, no siempre es fácil de tomar muestras para el ensayo de las propiedades del material, es decir, los parámetros de fuerza, como el ángulo de fricción, etc. Los relaves son a menudo relativamente suelta y saturada de agua y de este modo tener bajo apoyo capacidad. Esto es porque la cola a menudo se depositan y se colocan hidráulicamente y no compactado de la misma manera como material de construcción para WRDs. El conocimiento Acerca de colas como material de construcción no es tan buena como para los materiales naturales, que a menudo se utilizan en WRDs. Todos estos factores se traducen en dificultades cuando se trata de cómo muestras deberán ser ensayadas con el fin de dar los resultados que corresponden a condiciones in situ. En las pruebas in situ es también difícil de realizar en relaves debido al conocimiento limitado Acerca de colas como un material. Todos los e quipos estándar para la prueba in-situ se calibran para los materiales geológicos naturales. Existen diferencias con respecto al funcionamiento de WRD y tranques de relaves considerando el personal en el sitio. Una presa de relaves se encuentra normalmente cerca de la mina, que está abierta en todo momento durante la operación y también lo son las presas de jales. Esto proporciona una buena condiciones para las inspecciones visuales periódicas y frecuentes, suponiendo que el personal ha requerido habilidades y calificación. En algunas presas de relaves suecos inspecciones visuales se llevan a Salida cada turno, es decir, 3 veces cada período de 24-horas. WRD, y especialmente la energía hidroeléctrica presas en Suecia, normalmente se opera desde un centro de control remoto cien kilómetros del sitio de la presa, y un número muy pequeño de los miembros del personal a menudo operar varias presas de la sala de control mismo. Las inspecciones visuales normalmente tienen colocar una vez a la semana de acuerdo con Ridas (2002).
4.4.2.3 Otras similitudes Estanques de residuos diseñado para el cierre de la cubierta o humedales de agua se expone a la misma procesos como WRDs. Los gradientes hidráulicos dentro de un dique de colas en la mayoría de los casos, debido al método de diseño y construcción más bajos y algunos procesos, como la interna erosión, por lo tanto, puede tardar más tiempo que en una presa con un gradiente hidráulico de altura. Sin embargo, el conocimiento de WRD sobre, por ejemplo, la erosión interna será valioso para las presas de relaves también. La sedimentación y la sedimentación de los embalses de hoy (energía hidroeléctrica y el suministro de agua) en l os temas de seguridad de presas producen futuros que tienen mucho en común con las presas de relaves, como que sucesivamente convertirse en depósitos permanentes para materiales sólidos (Vick, 1999). 4.5 Presas de Relaves suecas En 2005, nueve presas de relaves estaban en funcionamiento en Suecia, sí la Figura 8 y Tabla 3. Las actividades mineras se remontan a ya en la era de los vikingos o la Alta Edad Media, en Suecia. Bien conocido ejemplos de la antigua explotación minera actividades son el cobre Falu mí a, Sala mina de plata y la Bersbo la mía, que está situado en el distrito minero del sur se muestra en la Figura 8 (MiMi, 2004). Hoy en día la predominante Actividades mineras son suecos ubicado al norte de dos distritos, con sólo tres minas activas en el sur distrito. Figura 8 minas y relaves presas en
4.5.1 Diseño En Suecia, el desarrollo de métodos para la construcción de presas de relaves han desarrollado a partir de los conocimientos básicos de WRD. Durante los años 1960 a 1980 de más de Suecia WRDs fueron construidas y el conocimiento y la experiencia adquirida en este tiempo período se utilizaron para las presas de relaves también. Esto ha dado lugar a las represas de relaves principalmente siendo construido por etapas como relleno de tierra presas con diseños similares a WRDs, es decir aguas abajo, o eje, diques de colas con un núcleo (de morrena), filtro y soporte llenar. La elección del material de construcción fue probablemente influenciada por el hecho de que hay Era un buen acceso a morrena adecuado en todos los sitios de presas de jales. Alrededor de 1990 la experiencia internacional cambió algunos diseños, desde la tierra zonificada llenar presas aguas arriba hasta construcciones con morrena sólo para los diques de colas y para la resto de la construcción de la presa (VBB, 1992 y TR, 1992). La im portancia de controlar el gradiente hidráulico, y por lo tanto la filtración, no siempre han sido completamente diseño entendido, pero la experiencia y la mejora de los conocimientos han mejorado y operación. Entre los ejemplos de las secciones transversales de las presas de relaves suecos se muestran en la Figura 9-11. La figura 9 muestra una sección transversal donde las primeras cuatro aumentos fueron de acuerdo con la método descendente y materiales de construcción (tanto básicos como relleno de apoyo) fue
morrena. Esto era debido a esta parte del embalse originalmente se utiliza como agua almacenamiento de agua contra la cara de la presa. A partir de entonces el método se cambió al método de aguas arriba, utilizando morrena para elevar los diques cinco veces y en Ciclón relaves situado aguas arriba del dique. Cuando este cambio en el método se llevó a cabo una nueva aclaración estanque fue construido aguas abajo de la presa. Durante esta fase contrafuerte apoyo de roca estéril se coloca aguas abajo de la presa en varias etapas, finalmente que cubre toda la sección aguas abajo de la presa. Los últimos tres subid as se llevaron a a cabo poniendo relaves en camiones desde la parte aguas arriba del embalse, donde los relaves tenían la misma curva de distribución como los relaves Ciclón, y lo puso en su lugar con equipos de movimiento de tierra. A partir de ahí se spigotted relaves a lo largo de la cresta de la presa entera y subidas se realizan moviendo colas frente a la playa.
Figura 9 Sección transversal de la presa de GH en Aitik tranque de relaves en Gällivare de 2004. La figura 10 muestra una sección transversal de un dique moraine por etapas, donde aumentos han sido llevó a cabo según el método de aguas arriba. Esta presa ha tenido una larga relativamente playa hasta 2001, cuando el nivel del agua subió y como resultado un gradiente hidráulico de alta desarrollado. Como consecuencia de la presa se elevó de acuerdo con el m étodo de aguas abajo incluyendo tres capas de filtros y drenaje y relleno necesario apoyo.
La figura 11 muestra una sección transversal de un dique de colas con un núcleo morrena y apoyo llenar de roca de desecho. Depósito de relaves se lleva a cabo más o menos bajo el agua en movimiento la tubo de distribución alrededor del embalse de carácter temporal diques de roca inicialmente, la presa era una construcción de aguas abajo, pero para ahorrar material del método se cambió a central de la construcción con un núcleo morena vertical. A partir de entonces tres subidas han sido llevado a cabo utilizando el método de aguas arriba. Para obtener soporte para el núcleo de roca inclinada residuos Se colocó en la escoria aguas arriba del núcleo, lo que redujo el beneficio de tener relaves aguas arriba y maximizar la carga en la sección de núcleo. Debido a problemas de polvo en la playa, el nivel del agua en varias ocasiones se ha planteado, lo que resulta en sumideros en la presa. Para solucionar el problema, un dique de roca estéril se ha construido 30 m aguas arriba de la cresta de la presa. El área en el medio se llena entonces con colas, que con relativa rapidez escurrir y luego las acciones preventivas de polvo se pueden tomar aquí, mientras que los residuos se deposita en el embalse. De esta manera no se siempre ser una playa de al menos 30 m de ancho.
4.5.2 Incidentes y errores Eventos como los fracasos, las incidencias y mantenimiento orientada a eventos que ocurren en sueco presas de jales han sido presentados por Bjelkevik (2005a y 2005c). Las definiciones de los estos términos son de Bjelkevik (2005c): • rotura de la presa de relaves es un evento que resulta en la estructura de la presa de relaves no
haber retener lo que está diseñado y construido para retener, causando una situación de emergencia debido al derrame de relaves y / o agua. Las consecuencias pueden ser humanos, ambientales, económicos o culturales. • El incidente es un acontecimiento inesperado que le sucede a un tranque de relaves que
constituya un peligro a la seguridad de presas en general y las necesidades de respuesta rápida para evitar la rotura de la presa probable. • Mantenimiento orientado a eventos es un evento que se podía esperar, pero no es incluido en el
funcionamiento normal del dique de colas y requiere la adopción de tomado con el fin de prevenir el desarrollo posterior del evento y / o para reducir el riesgo asociado con el evento. En total 60 eventos han sido encontrados desde 1944 hasta 2004. Los datos se cree que es más o menos completa que abarca el período comprendido entre 1998, cuando todas las empresas mineras suecas puesto en marcha programas de seguridad de presas. Antes de eso, varios eventos se cree que son faltante. Sin embargo, las conclusiones de Bjelkevik (2005a y 2005c) son, que Empresas suecas mineras han llegado a darse cuenta del valor de la documentación y accesibilidad de los datos para mejorar el conocimiento represa de seguridad. Como resultado, el número de eventos (incluidos los fallos, incidencias y mantenimiento event driven) ha disminuido durante los últimos 5 años. Las principales causas de los acontecimientos en las presas de jales suecos estructural (mal funcionamiento, fallas y / o deficiencias en el diseño o construcción) y erosión interna que resulta en consecuencias como, pendiente inestabilidad, derrames y fugas. Alrededor del 55% de los tranques de relaves suecos son del tipo de escena diques convencionales y las heladas (clima frío), que representan alrededor del 20% cada uno. 4.5.3 Comparación Internacional El diseño utilizado para presas de jales en Suecia, similar a WRDs, no sólo ha sido utilizado aquí, sino también en otros países, como Canadá y los EE.UU., en el que también hay un fácil acceso a Apropiado pedir prestado materiales como la morrena. Sin embargo, la tendencia general de diseño de relaves a nivel internacional es el uso de residuos como material de construcción de presas. Pero como Vick (1990) señala, los requisitos re glamentarios a veces dirigir el diseño a otros métodos, como el Día Mundial del Refugiado, como la experiencia y el conocimiento reside en esta tipo de terraplenes. La experiencia es menos amplia para los tipos de terraplén otros (es decir, cuando se utiliza relaves) aunque están igualmente adecuados para colas disposición. El nivel de documentación y presentación de informes de eventos en España ha mejorado mucho, en comparación con las estadísticas internacionales, véase Bjelkevik (2005a) Figura 12 y 13. La razón
para esto puede ser que Suecia es un país relativamente pequeño con respecto a la minería. Se necesita más esfuerzo para recopilar datos de un mayor número de minas de los ocho presas de relaves en operación dentro de Suecia, que se incluyen en Bjelkevik (2005ª y 2005c).
Las estadísticas internacionales de fallas e incidentes han sido recopiladas y analizadas por ICOLD (2001). En total 221 casos se incluyen, pero ninguno de los eventos suecas. La conclusiones del estudio de ICOLD son: • que muchos factores influyen en el comportamiento de las i nstalaciones de almacenamiento de
relaves • Los accidentes y otros incidentes son a menudo el resultado de la investigación del sitio
inadecuado, diseño, construcción, operación o control de la instalación • una combinación de estos dos factores
Aunque nuestra comprensión del comportamiento de las presas de relaves ha mejorado hasta el medida en que pueden ser diseñados para llevar a cabo adecuadamente que indica que el diseño específico características se pueden aplicar, las presas de relaves seguirán fracasando. El Comité de relaves ICOLD hace la declaración, "conocimientos técnicos necesarios para permitir que las presas de relaves a ser diseñado, construido y operado bajo riesgo, pero que los accidentes ocurren con frecuencia debido a fallas en la aplicación sistemática de conocimientos sobre la vida completa de una instalación y debido a la falta de atención a los detalles ". 5 Riesgo y Seguridad
El riesgo es una medida combinada de la probabilidad y gravedad de un acontecimiento adverso, y es a menudo el producto de la probabilidad y la consecuencia de un evento. El propósito principal de riesgo gestión es proporcionar apoyo en la toma de decisiones. La sociedad exige, hoy más que nunca antes, la transparencia en la toma de decisiones sobre cuestiones de seguridad y de riesgo niveles asociados a la seguridad de presas. Hartford y Baecher (2004) definen la esquina piedras de buenas prácticas de seguridad de presas como la vigilancia, las revisiones periódicas de seguridad de presas, probado procedimientos de operación, mantenimiento regular y la preparación para emergencias. Dos métodos de análisis de riesgos prevalecer el método cualitativo y cuantitativo. El análisis cualitativo puede ser útil aunque no llega a riesgo cuantitativo estimación. El análisis cuantitativo tiene hasta ahora (2003), no se ha utilizado ampliamente en presa de las prácticas de seguridad, sobre todo porque la profesión no ha sabido sacar estimaciones significativas y fiable de la probabilidad de que ocurra un evento para obtener más detalles sobre la evaluación de riesgos, véase, por ejemplo, Hartford y Baecher (2004) y ICOLD (2005). La seguridad a largo plazo, cuando se aplica a una TSF remediado, por lo general significa que la seguridad pública gobiernos, en particular con el objetivo de minimizar la posibilidad de un postoperatoria presa fracaso. Esto puede resultar en la liberación de contaminantes en el medio ambiente y la pérdida potencial de la vida. (Jewell et. Al., 2002). Vick (2001) analiza el riesgo de la cartera término en relación con la elección del método de la cubierta. Riesgo de la cartera es el riesgo de que se acumulen más de algunos colectivamente inventario de individuo riesgos. Depende de sus magnitudes, el tamaño del inventario y la duración de período de exposición. El método de la cubierta seca y el agua difieren notablemente en estos características, lo que da lugar a diferencias sustanciales en su respectiva cartera riesgos de fracaso. Dry resultados cubierta de cierre en un depósito seco donde la "exposición" período de rotura de la presa se limita al tiempo de operación, resultando en una probabilidad de gran escala Error de flujo cada vez relativamente bajo como el tiempo de operación es corto comparado con el tiempo de cierre. Considerando que, el resultado del agua cierre la cubierta en un período de exposición ilimitado como el cubierta de agua se mantiene a perpetuidad dando un alto riesgo de la cartera. Sin embargo, la física estabilidad deben equilibrarse con la estabilidad química y en este sentido el agua método de presentación es más eficaz, lo que debería compensar sus riesgos físicos poco. La naturaleza de este equilibrio depende de las condiciones en la mano.
6 Recuperación de cobertura de agua Remediación se define en 2 "Terminología" como una parte del proceso de cierre de una TSF. Las otras partes incluidas en el cierre son "cierre definitivo" y "después de la a tención". Todos tres se describen a continuación: • Ponga fuera de servicio constituye el cierre de las operaciones y la eliminación de los no
deseados infraestructura, edificios, oleoductos, servicios, etc
• Remediación comprende las medidas necesarias para asegurar la estabilidad a largo plazo y la
seguridad ambiental de las estructuras como las presas y embalses de relaves dejados en sitio. • Después de la atención es el período de tiempo necesario para verificar que las medidas
adoptadas son de acuerdo para diseñar y expectativas. Según Worldbank / IFC (2002), un gran número de cierres de minas se espera en la próxima década, en particular en los países en desarrollo. Un número de factores son contribuyendo a esta tendencia. En primer lugar, a raíz de un aumento en las inversiones mineras y privatización en los años 1960, 1970 y 1980, muchas de las grandes minas modernas establecido durante este período se está moviendo hacia el final de su vida económica tiempo. En segundo lugar, el aumento de las presiones en los mercados de productos básicos se dejan espacios de las más rentables de los productores, lo que llevaría al cierre de menos atractivos operaciones. Al mismo tiempo, las presiones fiscales en los países pobres están reduciendo directa y subsidios indirectos a las operaciones mineras. La experiencia del comportamiento a largo plazo de los relaves existe como varios almacenamientos de los relaves de primeras actividades mineras pueden encontrar en todo el mundo. Un ejemplo es el cobre Falu mina en Suecia, la mina de cobre más grande del mundo durante el siglo 17 y 18 (Kopparberget, 2005). Los restos de residuos y desperdicios de las primeras operaciones todavía produce una cantidad significativa (es decir, cantidades nocivas para el medio ambiente) de ácido de minas drenaje (AMD). Algunos de los vertederos en la zona de Gong se llegó a declarar como histórico monumentos. No obstante, los restos de antiguas actividades mineras hincapié en la importancia de la rehabilitación de las presas de relaves de hoy y vertederos de residuos con el fin de prevenir el impacto ambiental negativo en los alrededores después del cierre. Un objetivo fundamental de cierre a largo p lazo de las presas de relaves es lograr "a pie" condiciones que garanticen la estabilidad tanto física como química, sin la necesidad de largos seguimiento a largo plazo, el mantenimiento o la reparación, Vick (2001). Los métodos para la rehabilitación de diques de colas puede, en general, dividirse en dos categorías principales, es decir, seco y húmedo cubre, compare 6.3 "Métodos de recuperación de relaves". El último método, húmedo cubiertas, se divide normalmente en cubiertas de agua y humedales, de los cuales dos serán¿ analizan en este informe. Rehabilitación de presas de relaves requiere una sali da de ingeniería pensamiento convencional según Caldwell (en Vick, 2001): "Desde el ingeniería perspectiva, el diseño y construcción de instalaciones de eliminación de residuos exige una actitud filosófica que es diferente de cualquier otra cosa en la ingeniería. Diseñamos con la naturaleza, para evitar los efectos de la naturaleza, como para largos períodos de tiempo en el futuro posible ". Cubiertas de agua son generalmente considerados como uno de los métodos más ren tables para la mitigación del potencial para generar ácidos relaves mineros. Entre los beneficios son bajos costo, bajo mantenimiento, no hay problemas de polvo, etc. Una gr an atracción de nuevo involucra la construcción de presas y sobre todo la estabilidad a largo plazo de los diques (MiMi, 2004). La experiencia sobre el comportamiento a largo plazo de los diques que rodean los relaves es más limitado. Presas de jales relativamente pocos tienen más de 100 años, como la primera
documentada presas de jales fueron tomadas en uso a principios de la década de 1900 (ver 4.2 "Históricamente"). Pocas presas de jales remediadas tienen más de unas pocas décadas, es decir, más todavía están en la fase de cuidados posteriores. Nuestro conocimiento de la importancia, la demanda y las técnicas de remediación y cierre han aumentado sucesivamente. la experiencia de largo plazo (es decir, 1000 años, véase 2 "Terminología") la estabilidad de las presas de relaves después cierre, sin embargo, sigue siendo limitado, ya que hay sólo unas pocas décadas desde los relaves primera presas fueron remediadas. Los avances en el campo de la remediación y cierre son cada vez más importante y debe continuar. Por lo tanto, el cierre y remediación siendo un tema importante para muchas décadas por venir, ya que son necesarios si no lo hacemos quiere dejar los problemas ambientales de las generaciones futuras.
6.1 Impacto Ambiental Una definición amplia del impacto ambiental adverso, ya que surge de TSF es: "cualquier impactos negativos sobre el hombre, los animales, las plantas y su hábitat causada por la eliminación y difusión de los desechos mineros o industriales ", (ICOLD, 1996a). Para lograr soluciones ambientalmente aceptables para el cierre de TSF, ambiental aspectos deben tenerse en cuenta y minimizar los impactos negativos. El objetivo de cierre está a: • Mitigación de los riesgos para la salud humana y la seguridad, sin limitar el acceso a la área
remediada • proteger las condiciones a largo plazo del medio ambiente • proteger la calidad de los ecosistemas naturales en una perspectiva a largo plazo.
El programa de investigación sueco MiMi (2004) define algunas exigencias fundamentales necesarios que deben cumplirse para la remediación factible de presas de jales, con independencia de remediación método: • Muy larga vida útil funcional • Los métodos pasivos debe ser aplicada, es decir, mét odos que no requieren mantenimiento • Sólo las construcciones sólidas y estables en la persp ectiva a largo plazo • La longevidad tiene que ser demostrado de antemano de una manera científica sólida • El correspondiente escala de tiempo es de cie ntos a miles de años • La integración ecológica es necesario, incluidas las enseñanzas de la naturaleza
Comentarios sobre las demandas descritas anteriormente incluyen que no es obvia:
a) la forma de demostrar la longevidad de una manera científica sólida b) la forma de integrar la remediación con la ecología del ambiente circundante, no sabemos lo que el medio ambiente se verá como en 1000 años. ¿Qué especies de plantas y animales estarán presentes? Dos ejemplos pueden darse aquí; es decir, que el visón y rata almizclera no existía en Suecia hace 1000 años. En el taller "Estabilidad a largo plazo de las medidas de rehabilitación" en Freiberg en Alemania en 2002 (Freiberg, 2002) algunos aspectos generales de cierre y remediación Se destacaron también. En primer lugar, la magnitud del "problema" se halló que dependen del volumen de residuos, en gran medida,. Esto afectará a las decisiones como: • reubicar o no • La cantidad de fondos necesarios • Las opciones de reducción de riesgos
En segundo lugar, varios pasos que deben tenerse en cuenta durante el proceso de cierre se identificado y algunos de ellos son los siguientes: 1. La definición de los términos relacionados con el cierre y comunicarlos a los organismos reguladores y partes interesadas para minimizar malentendidos. 2. Caracterización del sitio integral de los aspectos hidrogeológicos, geología, entorno hidrológico y climatológico es importante. Así como para incluir posibles eventos climáticos extremos. 3. El concepto de diseño basado en el riesgo debe aplicarse a mayor escala. 4. El monitoreo durante la fase a largo plazo parece difícil, sin embargo, la sociedad moderna parece continuamente "monitorear" el entorno y adoptar medidas correctivas acciones cuando sea necesario. 5. La confiabilidad de los registros más allá de unos pocos cientos o miles de años puede ser cuestionable. La supervivencia de los archivos suele ser accidental. 6. Como no conocemos las necesidades de las generaciones futuras, puede ser difícil establecer estrategias a largo plazo de gestión. Aceptabilidad pública del riesgo también cambios en el tiempo. 7. Estudio de los análogos naturales pueden ayudar en el diseño de la estabilidad a largo plazo disposición. El autor cree que la mayoría de las empresas mineras, autoridades y jurisdicciones ponerse de acuerdo sobre los siete puntos anteriores. Todos son pasos a ser considerados como "requisitos" en conformidad con los objetivos generales relacionadas con la mayoría de las fases, no sólo de las represas de relaves y operaciones mineras, pero casi todas las actividades que afectan a su entorno de una manera u otro. Por lo tanto los elementos anteriores, excepto el
número, se puede aceptar sin más discusión. La exclusión es, número de artículo 4, en relación con el seguimiento a largo plazo no puede, en la opinión del autor, se aceptará el seguimiento a largo plazo no debe ser requisito. No podemos confiar en la sociedad teniendo una responsabilidad a largo plazo para la toma de lecturas o llevar a cabo el mantenimiento, ya que no sé lo que la sociedad se verá como en la futuro. El cierre también tiene que permitir que la gente use el área remediada, como cercas o estructuras similares, no va a durar en la perspectiva a largo plazo. Por otra parte no remediación permitirá a la gente hacer cualquier cosa en un sitio remediado. por ejemplo mal uso del suelo como la excavación de las presas remediadas o estructuras de cubierta debe ser prohibida. En ese sentido, el uso de la tierra remediada tiene que ser restringida, requiriendo algún tipo de responsabilidad término sociedad de largo. Esto es una contradicción "no podemos confiar en la sociedad asumiendo la responsabilidad a largo plazo ", lo que demuestra la complejidad de este pregunta es. Una solución definitiva a este "problema" no se encuentra o se presenta en este informar. Finalmente, para lograr un cierre ambientalmente aceptada de un TSF deberá haber, si posible, una redundancia en el sistema de cierre para aumentar "tiempo de aviso" de potencial peligros así. 6,2 contención a largo plazo de Relaves El significado de contención a largo plazo de residuos es que la presa de relaves deben ser diseñado y construido para prevenir la liberación de materiales nocivos o tóxicos en el ambiente. El agua se filtra desde el TSF, que puede tener un efecto perjudicial sobre el medio ambiente, es de gran preocupación. Esto se aplica en particular cuando los relaves contienen elementos tóxicos de una cierta concentración. Ejemplos de elementos tóxicos son: • arsénico • Metales pesados • Los elementos generadores de ácido (causando AMD) • el cianuro del proceso • radiactividad (es decir, de las colas de uranio) Todos estos tienen un potencial de lixiviación en el
medio ambiente, y especialmente la sistemas de agua subterránea, si no se tratan adecuadamente. La contaminación química asociada con relaves es un tema extenso, que han sido investigado por MiMi (2004) y otros, que no se discutirán aquí en detalle. Sin embargo, cuatro enfoques básicos se pueden tomar para reducir el impacto ambiental de un nivel aceptable en la rehabilitación de la TSF. Estos son: (MEND Manual, 2001 y Parker y Robertson, 1999): • Eliminar o reducir el flujo de oxígeno a través de los residuos cuando los minerales de sulfuro son
presente,
• prevenir o reducir la cantidad de agua que pasa a través de la estructura que puede actuar como
medio de transporte o la lixiviación, • eliminar el transporte de residuos en el medio ambiente por la erosión del viento y del agua,
y • Tratar líquido se filtra fuera de la estructura para eliminar los contaminantes antes de que el
agua es liberado en el medio ambiente circundante, por ejemplo, mediante barreras activas o humedales El tratamiento activo de la filtración procedente de la TSF es normalmente sólo se realizan durante una fase de transición o cuando las técnicas más pasivas no han tenido éxito en reducir la contaminación a niveles aceptables. Muchos reguladores del medio ambiente, por ejemplo en Suecia, no consideraría una TSF que requiere tratamiento activo a ser cerrado. Por l o tanto, no se describirán en el presente informe. Sin embargo, en el Apéndice A, alg unos referencias de ambas barreras activas y los humedales se dan.
6.2.1 Control del Drenaje Ácido de Mina (AMD) La oxidación de los sulfuros en embalses de relaves y filtraciones de agua ácida, metales y metales pesados en el medio ambiente es uno de los principales problemas para hacer frente a los dos durante la operación y reparación. Yacimientos mineros de los romanos todavía están produciendo AMD, que muestra la magnitud potencial del problema, Vick (1999). el problema podría esperarse que aumente drásticamente con el aumento de la actividad minera a menos procedimientos de reparación se llevan a cabo. El desarrollo y el control del drenaje ácido de mina ha sido ampliamente investigado por el Programa Ambiental de Mina Drenaje Neutro, MEND, a través de una asociación entre la industria minera de Canadá y el Gobierno de Canadá y varios Gobiernos provinciales canadienses. El Manual del MEND (2001) es una excelente fuente de información acerca de A MD. Otras fuentes son el informe principal (MiMi, 2004) y los informes independientes (por ejemplo, Berglund et al, 2003) producido dentro del programa de investigación sueco "Mitigación del impacto ambiental de los residuos mineros "(Mimi). Este programa ha estudiado los procesos en los depósitos de residuos mineros que contienen sulfuro de entender el química y procesos de transporte. El objetivo ha sido el de comprender la química y procesos de transporte suficientemente bien para diseñar métodos que impiden inaceptable liberaciones de acidez, metales tóxicos y otras sustancias en el medio ambiente. suelo y de agua de diseño cubierta se han estudiado con el foco en el rendimiento de la cubierta sí mismo. Cabe destacar que no hay estudios de las estructuras de las presas circundantes han sido emprendido.
6.2.2 Control de Cianuro El cianuro es muy tóxico, pero normalmente en una perspectiva de largo plazo relativamente corto debido a su químico inestabilidad. Sin embargo, se puede formar largas expresión compuestos estables, por ejemplo, cobre cianato. Esto puede ser un problema a largo plazo en curso. Evaluación de los efectos a largo plazo es por lo tanto necesario, pero esto no será considerado en el presente informe. Pautas y restricciones para el manejo de cianuro, por ejemplo EXIST Environment Australia (1998), ICME (1999) y ICMI (2002). 6.2.3 Control de Radiactividad La radioactividad es perjudicial para el medio ambiente. Su larga vida m edia de miles de años, dependiendo de los materiales radiactivos, hace que sea importante que tratar. Radioactividad puede propagarse por la erosión de las partículas de relaves, la filtración de disolverse radiactivo material en agua y por la liberación de gas radón. Este es un campo especial y extensa de investigación, que no estará cubierto por este informe. 6.2.4 Otros problemas de seguridad Otras preocupaciones de seguridad incluyen la posibilidad de un uso inadecuado de la tierra en el futuro. En por un lado, la gente debe tener acceso completo a la tierra remediada, ya que es difícil prohibir intromisión como cercas o estructuras similares que no va a durar en una perspectiva a largo plazo.Por otro lado, no hay remedio permitirá a la gente hacer cualquier cosa, como la excavación de presas remediadas o estructuras de cubierta. Esto da lugar a una contradicción en la que no puede confiar en la sociedad teniendo una responsabilidad a larg o plazo, pero necesitamos restricciones en cuanto a uso inadecuado de la tierra en una perspectiva a largo plazo. Una solución definitiva a este "problema" no se encuentran dentro del alcance de este informe. 6.3 Métodos de recuperación de relaves TSF son específicos del lugar y hay un alto grado de variabilidad entre los diques e incluso dentro de las diferentes áreas de una TSF. Estas diferencias se deben a variaciones en el mineral tipos y geoquímica, el proceso utilizado para la extracción de mineral, la calidad del proceso agua, los reactivos utilizados en el proceso, la técnica de eliminación y el medio ambiente en que la TSF se encuentra. Una amplia gama de métodos de cierre está disponible para TSF. La primera etapa en la selección de tipo de método de remediación es considerar específica de sitio aspectos como el número de personas en los alrededores, la topografía, el clima, geoquímica y el uso de la tierra final deseado. Otros factores tales como la química de la relaves y reactivos depositados en el embalse de relaves también influirá en el tipo del método de remediación seleccionado para el cierre. Hay dos categorías principales de cubiertas; cubiertas secas y húmedas. Éstos se pueden dividir en cinco tipos genéricos de la cubierta, véase la Tabla 4, cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas (Wels y O'Kane, 2002, Wels et. al., 2001 y MMSD, 2002b).
Tabla 4 Diferentes tipos de métodos de portada para TSF.
Cubiertas secas Baja conductividad hidráulica Cubieta de barrera capilar Almacenamiento y liberación de la cubierta
Cubiertas humedas Cubierta de agua Cubieta humeda
Un grupo ligeramente diferente y la clasificación se hace por Mimi (2004) en la Tabla 5. Tabla grande ( pagina 40 pdf) Las condiciones para TSF nueva y existente difieren con respecto al nivel de cierre planificación, que existió durante el diseño y la construcción. Lo que no puede ser de carácter técnico y / o económicamente viables para conseguir el mismo resultado final para una TSF existente en comparación con un nuevo cierre. Para asegurarse de que los problemas graves no se imponen generaciones futuras, el enfoque para la remediación de la presa de r elaves debe, sin embargo, para todos TSF, ser de usar y aplicar el mejor método aplicable para cada sitio en cada momento con el fin para crear una solución estable a largo plazo. Un plan de cierre es muy probable que cambie con tiempo para un nuevo TSF también, debido a la mejora de los conocimientos y ganó. El documento de la Comisión Europea (2004), sección 4.2.4, cubre el cierre "y mantenimiento posterior fase ". El autor no es, sin embargo, de acuerdo con todos los aspectos presentados en este documento. Hay cuatro puntos principales de desacuerdo y que se enumeran y discuten a continuación: • En la sección "largas laderas estables a lar go plazo de las represas diseñadas de forma
permanente retener el agua "(página 333), los filtros y la filtración se discuten dando la impresión que los "filtros" verticales "entre el núcleo de baja permeabilidad y el apoyo del relleno" son permite en un largo dique estable a largo plazo. La opinión del autor es que la rendimiento de los filtros en una perspectiva a largo plazo es cuestionable, debido al riesgo de filtros se bloqueen. • Bajo el título "desbordamiento" (página 333), se dice que "la capacidad de descarga es por lo
general 2,5 veces el caudal más alto medido en cualquier punto ". Sin ningún tipo de criterios para la el intervalo de tiempo necesario para la determinación de la "flujo más alto medido". Esta no está de acuerdo con los criterios utilizados para la operación en Suecia. la descarga capacidad para una presa de alto riesgo debe corresponder a la de una inundación cien años (es decir, la máxima inundación que se producirá en un período de 100 año s) y la instalación, o el francobordo, necesitan ser capaces de gestionar el flujo de un período de retorno de uno en aproximadamente 10 000 años. Para decir "2,5 veces el caudal más alto medido" según parece, por el autor, es demasiado simple para el diseño de la capacidad a largo plazo.
• Bajo el título "inestabilidades" (página 334), se dice que "un factor de seguridad de 1.5 es
considera a menudo dan suficientemente baja probabilidad a largo plazo de la inestabilidad en el metro, la fundación y dentro de la presa ". En Suecia, un factor de seguridad (FS) de 1,5 es necesario para una estabilidad total contra las superficies de deslizamiento durante operación (Ridas, 2002). Por tanto, esto dará como resultado ninguna diferencia en requisitos entre la fase operativa y de largo plazo en Suecia.El autor cree que es demasiado simple para prescribir un FS para la estabilidad a largo plazo. Calculado estabilidad, y la estabilidad a largo plazo, depende de la condición de carga, geometría, la inseguridad en las propiedades del m aterial, la ubicación de las aguas subterráneas y el cálculo método. El factor de seguridad por lo tanto debe ser elegido con respecto a todos estos factores. • Bajo la rúbrica "acciones deterioro le nto" (página 334), se dice que "es posible para evitar /
prevenir la erosión interior si la inclinación del gradiente hidráulico es tan bajo como en las formaciones naturales del suelo que son estables contra el flujo de agua subterránea. En general, una pendiente de terreno es estable frente a la erosión interna si la inclinación de la gradiente hidráulico es menos de la mitad del ángulo de fricción del material de suelo. "Esta discusión asume que el dique de colas está construido con materiales naturales, como tanto morena ejemplo. También se asume un FS igual a uno y que la pendiente de la presa es de longitud infinita y paralelo al gradiente hidráulico, es decir, que la pendiente es 100% saturado. Sin embargo, la mayoría de las presas de relaves, y sobre todo en un contexto internacional perspectiva, se construyen de colas, que es un material triturado, y por lo tanto no pueden compararse directamente con las analogías naturales. También es cuestionable si un FS de uno es suficiente, que se supone si la inclinación del gradiente hidráulico es menos de la mitad del ángulo de fricción de la tierra y los supuestos se cumplen (es decir, longitud infinita y paralelo al gradiente hidráulico). Estos supuestos son normalmente no se cumple para las presas de relaves, y el FS igual a uno es una contradicción con el punto anterior también. Debido a los ejemplos descritos anteriormente el autor encontrar este documento (European Commission, 2004) es demasiado simple en muchos aspectos importantes y debería por tanto no se prestaba demasiada atención a. Otras referencias consiguiente, se han utilizado cuando posible. 6.3.1 Agua Cubierta Cubiertas de agua se considera en general como uno de los métodos más rentables para la mitigación de posibles Estériles que generan ácido de minas, (Mimi, 2004). P or Por otro lado es difícil de evaluar la seguridad a largo plazo y la estabilidad de los alrededores presas y la durabilidad de la cubierta de agua. Esto es, sobre todo, debido a la limitada conocimiento acerca de las condiciones climáticas y los procesos internos dentro de la presa que afecta el rendimiento sobre todo en una perspectiva a largo plazo. El factor más importante es mantener el agua (es decir, la cubierta) en todo momento, incluso durante los períodos extremos, tal es como sequías (o invierno) y las inundaciones. La cubierta no debe secarse o derrame. Esto requiere una captación suficientemente grande para proporcionar flujo de entrada adecuada para mantener el balance de agua y área largo plazo, las presas de relaves estables para evitar que el agua se derrame. Al mismo tiempo el embalse tiene que ser capaz de hacer frente a las tormentas.
La parte estructural más crítico en el mantenimiento de la cubierta, cuando se utiliza la tapa de agua método, es la estabilidad a largo plazo de las presas de los alrededores, vea la sección 6.4 "Physical estabilidad ". Presiones de poro y el gradiente hidráulico afectar tanto a la estabilidad de los taludes y la estabilidad frente a la erosión interna. Por tanto, es importante comprender la desarrollo de presiones de poro en el tiempo y el cambio del gradiente hidráulico dentro de la presa, véase la sección 6.4.1.1 "gradiente hidráulico y la presión del agua de poro". Otros aspectos importantes para la longevidad de la cubierta son acciones de onda y el hielo. Ola acciones puede crear turbulencia y por lo tanto aumentar la concentración de oxígeno en la agua o plomo a la resuspensión de las partículas, lo que trae las partículas a la superficie donde pueden oxidar. En este caso la superficie de colas tienen que ser cubiertos por una tapa de protección (SNV, 1993, SNV, 2002 y Peinerud, 2003). La cubierta de agua debe No congelar en la parte inferior o, lo cual puede causar la resuspensión en el mismo modo que para olas. Esto tiene que ser considerados para cada caso específico. Knutsson (1989) investigaron esto. cubierta para la r emediación de agua Stekenjokk en Suecia Debido a estos factores, la cubierta de agua por lo tanto, necesita tener una profundidad mínima determinada. Si las escombreras ya han comenzado a oxidar el método de cobertura de agua podría no ser adecuado, como los productos de ácido y metales podría ser disuelto en el agua y dar niveles inaceptables de metales en el agua (SNV, 1993). El ag ua infiltrada puede entonces transportar los productos nocivos y metales en el ambiente circundante. en estos métodos de otras situaciones de remediación es necesario, por ejemplo las cubiertas secas. Las condiciones para el cierre de la cubierta de agua en Suecia son en general buenas. Geología (apenas cualquier actividad sísmica), la topografía (paisaje normal, demasiado plano no muy empinada y no), climático (sin estaciones típicas secos o húmedos), materiales de larga duración y estables (morrena roca cristalina), etc dan lugar a condiciones favorables para la rehabilitación de la cubierta de agua, especialmente fuera de las regiones de montaña, Eurenius (2005). Experiencias de la en general clima frío son Problemas con las instalaciones de descarga debido a la formación de hielo, pero que en su mayoría negativo, o todos, los procesos se retrasó durante los períodos fríos. 6.3.1.1 Balance Hídrico Natural formaciones geohidrológicas tener en algunas zonas de clima frío, ha mantenido estable durante un largo tiempo, es decir, miles de años. En Suecia, por ejemplo, hay lagos naturales represado por formaciones naturales creadas durante el último período glacial. Estable a largo plazo estructuras hechas por el hombre son menos, aunque hay algunos (véase 7.1 "Ancient estructuras "). El diseño de remediación de agua cubierta por lo tanto, debe tener como objetivo reproducir las condiciones de los lagos naturales, con una entrada natural de agua natural y un salida. La sostenibilidad de la tapa del agua va a depender de una adecuada externo área de captación. Tanto el escurrimiento mínimo y máximo de la inundación en el largo plazo perspectiva debe tenerse en cuenta. Una situación, a veces pasado por alto, es el estado de flujos mínimos durante el invierno en climas fríos donde el hielo a menudo acumula en la salida, lo que resulta en un mayor riesgo de desbordamiento. Importante para el diseño de cubierta es el agua de salida, que necesitan para funcionar en todo momento en un perspectiva a largo plazo. Outlets por lo
tanto debe estar ubicado en el terreno natural y preferible en roca, lo que reducirá el riesgo de daños por erosión. Sólo estable a largo plazo materiales como roca cristalina se debe utilizar para la construcción. Esto excluye el material como el concreto, ya que este material tiene una vida útil de aproximadamente 100-200 años, que no es suficiente en una perspectiva a largo plazo. Pequeños lagos poco profundos tienen una tendencia a limo y se llenan de plantas y árboles en un perspectiva a largo plazo. Este proceso puede ser positivo si la cubierta de agua se establecen mucho suficiente para facilitar el desarrollo de una "cubierta de sedimentos" natural en los relaves superficie. La remediación por el método de cobertura de agua y luego se dirige naturalmente a una humedal cubierta y finalmente en una cubierta seca. Esto tiene que ser considerado en el diseño.
6.3.2 Ejemplos de cobertura de agua Algunos ejemplos de remediación de aguas cubierta se describen brevemente en esta sección. En Peinerud (2003), nueve se dan otros ejemplos donde la cubierta de ag ua se ha utilizado para reducir la oxidación. AMD es para los ejemplos descritos en una base ambiental en lugar de sobre la base de la estabilidad a largo plazo presa. 6.3.2.1 Stekenjokk Stekenjokk TSF es la primera sueca que se ha utilizado como cubierta de agua remediación método. Stekenjokk mina está situada en la parte norte de Suecia, cerca de Noruega frontera en Västerbotten condado, vea la Figura 14. Boliden AB extrae el zinc y el cobre a partir de 1976 a 1988 y alrededor de 4,4 Mton relaves pirita fueron depositados. La remediación fue llevó a cabo durante 1990-1991 y consistió en una cubierta de 2,2 m de agua profunda en la parte superior de la relaves. En el embalse de un sistema de rompeolas fueron diseñados para prevenir ondas de causar la resuspensión de los relaves. (SNV, 2002). En general, las medidas de rehabilitación han sido eficaces. La cantidad de zinc en el agua de drenaje se ha reducido en un 90% con respecto a la situación durante el funcionamiento y una población char, ver figura 15, se ha trasladado al embalse. Char es un peces de agua dulce que viven normalmente en los lagos de las regiones montañosas. El Artic char es extremadamente sensibles a la contaminación del agua. La incertidumbre sobre la estabilidad de la presa como resultado de una inspección en 1998, lo que llevó a las medidas adoptadas para estabilizar la presa. La estabilidad a largo plazo presa está, sin embargo, aún no verificada. Las autoridades por lo que requiere inspecciones externas a intervalos regulares intervalos. (SNV, 2002). Las medidas adoptadas después de la inspección de 1998, consistió en colocar filtros y soporte de relleno sobre el talud de aguas abajo de las presas en secciones estratégicas. Una segunda salida
se construyó así, a mejorar la capacidad de descarga, ya que había habido problemas con la formación de hielo en la toma de corriente existente. Una evaluación integral de seguridad de la presa de las represas fue realizado en 2003 (Sweco, 2005), que entre otras cosas llegó a la conclusión de que todavía son secciones de las presas que requieren filtros y soporte extendido llenar antes de que puedan ser considerados estable. El autor es, sin embargo, convencer de opinión que la remediación medidas que son, y se t omará, en las presas será suficiente por mucho tiempo estabilidad a largo plazo. La razón es varonil debido a la utilización de filtros, ya que es cuestionable si la remediación debe implicar filtros y / o desagües a todos, ver sección 6.4.3.3 "erosión interna". Como la TSF Stekenjokk todavía está en el después fase de atención, seguimiento y evaluación de rendimiento presa llevarse a cabo continuamente para aproximadamente unas décadas.
Dentro de presa una presa, o desechos, un gradiente hidráulico se desarrolla cuando hay una diferencia en el nivel de agua aguas arriba y aguas abajo de la presa. Para una presa con una geometría determinada y de un material con una conductividad específica hidráulico de la velocidad (o flujo) de la filtraciones de agua aumentará con diferencia aumentó en el nivel del agua, es decir, con creciente gradiente hidráulico, de acuerdo con la ley de Darcy (Vick, 1990):
Positivas presión de poros desarrollar tan pronto como un material se satura. Si hay una diferencia en el nivel del agua, como normalmente es el caso de una presa, un gradiente hidráulico desarrolla también, y da origen a través de flujo de filtraciones de la presa. Filtración es el agua (o fluido) fluye a través del material de soporte. En una suficiente velocidad de flujo alta, la fuerza sobre l a material empezará a mover las partículas finas. Cuando las partículas comienzan a avanzar en el proceso de erosión interna se inicia, consulte la sección 6.4.3.3 "erosión interna". Presiones de poro del agua (u) afectan a la tensión (σ) condición dentro de la presa como el esfuerzo efectivo es (σ '= σ-u).
La presión de agua de los poros por lo tanto tiene un efecto directo en la estabilidad de la presa, véase sección 6.4.1 "Estabilidad de taludes". El gradiente hidráulica máxima de un material o una pendiente puede resistir sin erosión interna o falla de la pendiente, dependen principalmente de las propiedades de los el material y la inclinación de la pendiente. Remediación vuelve importante ya en la fase de planificación, como la elección de la presa diseño afecta a las condiciones para el gradiente hidráulico. Por ejemplo, un dique de colas diseñado como un dique convencional con un núcleo de baja permeabilidad, criado en las etapas de acuerdo con el método de aguas abajo (común en Suecia), tendrá una alta hidráulico gradiente sobre el núcleo durante la operación. Este diseño exige, por tanto los filtros y drenaje aguas abajo del núcleo para evitar la erosión interna. Para bajar la hidráulica gradiente con el fin de lograr una menor tensión en el material en la fase a largo plazo, medidas para que la represa para funcionar sin filtros y drenajes serán necesarios durante la remediación. Un ejemplo de medida es extender la playa para aumentar la distancia entre el agua libre y el dedo aguas abajo a fin de lograr una mayor filtraciones distancia. Un segundo ejemplo de construcción de la presa es una presa de relaves construidas de material de relaves de acuerdo con el método de aguas arriba. Este tipo de presa, por otra mano, tiene un gradiente inferior hidráulico debido a la mayor conductividad hidráulica de la materiales de construcción y debido a la playa requiere aguas arriba. Será para este tipo de presa será más fácil para reducir el gradiente hidráulico durante la reparación, que se puede lograr por, por ejemplo, bajando el nivel del agua o la ampliación de la playa con. Aunque diques de colas normalmente tienen una profundidad de agua poco profunda, una pequeña disminución en el nivel de agua se resultar en un gran aumento de ancho de la playa, como la inclinación de la playa es muy plana. 6.4.1.2 Propiedades de los materiales Propiedades de los materiales están relacionados con el origen del material y la forma en que se forma para, ejemplo por trituración. Para las propiedades de colas son una función de: • contenido de minerales • El modo de formación (cómo afecta el acto material durante, por ejemplo aplastamiento) • Manejo de la roca (es decir, trituración, molienda, etc) • Productos químicos de proceso • Deposición método • Química del agua • sulfuro contenido
Factores, como la meteorización y la escarcha, influir en las propiedades de los relaves, cambian con el tiempo, que tienen que ser considerados. Para el diseño a largo plazo, es difícil de predecir cómo el tiempo afecta a las propiedades de los materiales utilizados en una presa de relaves. diseño crítico medidas como la función de los filtros y de drenaje a menudo tiene que ser más o
menos descuidado en el largo plazo, debido a la falta de conocimiento sobre el efecto del tiempo, es decir, cómo tiempo afectan el material. Al no tener la función de filtros y drenajes en cuenta el diseño va a estar en la "mayor seguridad". Propiedades de los materiales que afectan a la estabilidad de los taludes son principalmente ángulo de fricción, cohesión, densidad y conductividad hidráulica, el último, ya que afecta directamente a la hidráulica gradiente. El efecto a largo plazo de los procesos químicos y biológicos que afectan a la propiedades de los materiales de cimentación o presa deben tenerse en cuenta. Hay, Sin embargo, no hay criterios existentes hoy en día para la forma de incorporar estos procesos. Como carecemos de experiencia a largo plazo del comportamiento de las estructuras hechas por el hombre. Nosotros por lo tanto, utilizar formaciones naturales de la tierra, que han sido estable durante largo tiempo, con el fin de tratar de ver si podemos parecerse a las propiedades que han hecho de estas formaciones naturales estable a largo plazo. El conocimiento de las analogías naturales tiene que ser usado en combinación con las características específicas de los residuos con el fin de diseñar largas colas estables a largo plazo presas. 6.4.2 Los eventos extremos Los eventos extremos como inundaciones, sequías, terremotos, desprendimientos de rocas y tierra y de alta vientos se producirá en cualquier perspectiva a largo plazo. Con respecto a los cambios climáticos en curso es difícil predecir los eventos a largo plazo extremas. El estado del conocimiento es un función de los conocimientos en el momento que se derivan. Por lo tanto el diseño original estimaciones cambian con el tiempo, pero siempre aumenta en magnitud y nunca reducir en el futuro los eventos extremos sólo puede aumentar en magnitud en comparación con los eventos ya conocido, Vick (2001). Robertson y Skermer (1988), dijo que ya en 1988, que futuros eventos extremos pueden superar ampliamente los actualmente registrados. Eventos de diseño para post-cierre debe estar basado en condiciones a largo plazo, teniendo esto en cuenta. Los científicos están cada vez más unidos en relación con el hecho de q ue el aumento del mundial temperatura promedio durante los últimos 100 años es único en la perspectiva de 1000-año. Según KVA de 2003, el aumento de la temperatura en los últimos 25 años no puede ser explicó a menos que el aumento del nivel de dióxido de carbono en la atmósfera se toma en cuenta. Esto apoya el hecho de que el hombre afecta el clima en nuestro planeta. los modelos utilizado todavía no están completos y las predicciones de fenómenos meteorológicos extremos son inciertas. (KVA, 2003). Hay otras explicaciones también, pero será el cambio climático, sin embargo, no se cubre en detalle en este informe. Aquí sólo se hará hincapié en que el diseño parámetros empleados se deben elegir de acuerdo a las condiciones locales, la experiencia y de acuerdo con los conocimientos más recientes sobre los cambios climáticos. Otros factores, que tienen que ser considerados para ser eventos extremos, son; sabotaje, terrorismo y a rtesanales mineros, de los cuales todos son difíciles de predecir. Tal posible escenarios deben ser evaluados e incorporados en el diseño. Esto, sin embargo, no ser discute más lejos aquí.
6.4.2.1 investigación sueca sobre el clima Impactos del cambio climático en Suecia han sido publicados recientemente (Andréasson et.al., 2004 y en cierta medida en Elforsk, 2005). Las conclusiones son que hay un rango considerable en los resultados procedentes de las diferencias en, la ubicación geográfica, escenarios de emisiones, los modelos climáticos globales, las versiones del modelo climático regional, períodos de tiempo utilizados y cómo los modelos hidrológicos son la interfaz con el regi onal resultados de los modelos climáticos. Las características comunes desde el estudio del clima de Suecia en la futuro, por Andréasson et.al. (2004), se pueden distinguir las sig uientes: • Disminución de los picos de las inundaciones de primavera • Disminución de la escorrentía de verano en el sur de Suecia • Aumento del otoño y la escorrentía de invierno • Predominantemente disminución de los volúmenes anuales de escurrimiento en el sudeste de
Suecia • El aumento de los volúmenes escurridos anuales en el norte de Suecia • Disminución de la frecuencia de los eventos de alto flujo durante la primavera • Incremento en la frecuencia de eventos de alto flujo durante el otoño
6.4.3 procesos de deterioro lento Todas las presas de jales están afectados en alguna medida por el deterioro lento o progresivo, procesos que degradan estabilidad de la presa en el tiempo. Procesos discutidos son: • meteorización de materiales de relleno • erosión hídrica y eólica (dividido en erosión externa e interna) • escarcha y hielo fuerzas • intrusión por la vegetación y los animales
El desgaste de los materiales de relleno se define aquí como mecánicos, químicos o biológicos erosión de las partículas materiales en su lugar de origen / lugar, mientras que los tres últimos incluir un movimiento de las partículas de material de un lugar a otro. en otro contextos que todo puede ser visto como justo intemperie. Los procesos anteriormente normalmente puede, durante la fase de funcionamiento, ser controlado. Durante la fase de largo plazo se debe, sin embargo, ser incorporado en el diseño de remediación de su (combinado) efecto con el tiempo puede conducir a una insuficiencia global de la presa de relaves. Robertson y Skermer (1988), Vick (2001), ICOLD (1996a) y otros describen estos mecanismos, así, de acuerdo con el texto a continuación.
6.4.3.1 Envejecimiento El desgaste se define como la alteración química y mecánica y biológi ca descomposición de minerales de la roca que se forman durante la exposición al aire, la humedad y orgánica materiales. En la naturaleza esta alteración suele ser gradual. Esto se puede notar en la ingeniería excavaciones, tales como cortes de carreteras o en las grandes minas a cielo abierto, donde los niveles más bajos pueden ser fresca. Es importante entender que este proceso de alteración puede, en algunos casos, ser acelera considerablemente cuando la roca fresca de los niveles de profundidad se lleva a la superficie y físicamente y químicamente expuesto. Esto tendrá como resultado la liberación de los minerales (Jones, 2004). Para relaves, en las zonas templadas del mundo, la erosión debido a las actividades biológicas (meteorización biológica) es el proceso dominante, mientras que la erosión química es más importante en otras áreas. Meteorización física juega un papel menor en la que afecta a relaves provenientes de roca cristalina, pero un papel mayor para los relaves provenientes de roca sedimentaria. En la fase de largo plazo, todos los procesos debe ser considerada como la factor tiempo se convierte en dominante. La meteorización química de las rocas, en particular la erosión química de los sulfuros, También puede tener un impacto en la estabilidad física de las presas de escombreras como el producto químico proceso de meteorización puede estar acompañado por cambios de volumen que a su vez pueden afectar la estabilidad global de la estructura. Por lo tanto, se vuelve importante, que el potencial erosión de los materiales instalado en tramos críticos de la presa de jales son entiende completamente, de modo que los cambios de volumen se pueden acomodar en el diseño. Los materiales utilizados para la remediación deben ser seleccionados por criterios de durabilidad a largo plazo. Grava, piedras y morrena de rocas cristalinas son ejemplos de materiales que sean estable frente a la intemperie durante el funcionamiento y tal vez en el largo plazo. Otro materiales, por ejemplo materiales de roca sedimentaria, son más susceptibles a intemperie. La única referencia fiable en este aspecto es la durabilidad a largo plazo de los existentes material natural. En las zonas de clima frío, por ejemplo, los países escandinavos, algún material natural depositados durante el último período glacial (aproximadamente 10 000 años atrás) siguen siendo estable e interesante, por tanto, utilizar para la comparación de los relaves remediados presas. (Eurenius, 2005) 6.4.3.2 erosión externa Erosión Splash comúnmente inicia la erosión del agua y se produce cuando las gotas de lluvia caen sobre una suelo desnudo o una superficie de relaves. El impacto de las gotas de lluvia rompe los agregados superficiales y las partículas de salpicaduras en el aire en forma de gotas de agua de agua / partículas. La partículas entonces se redistribuye desde su posición original como las gotas caen hacia abajo. Sobre una superficie inclinada mayoría de las partículas caerá hacia abajo. Por ejemplo, el viento puede, Sin embargo, cambiar esta situación. Algunas de las partículas del suelo pueden caer en los huecos entre el agregados de superficie, reduciendo de ese modo la infiltración y el aumento de la escorrentía. (FAO, 2005).
El agua corriendo sobre una superficie puede recoger partículas liberadas por la erosión por salpicadura y puede también se desprenden partículas de la superficie del suelo. Esto da lugar a la erosión laminar donde las partículas se eliminan de la superficie de conjunto sobre una base bastante uniforme. Cuando se convierte en escorrentía concentran en canales más profundos, surcos y cárcavas pueden resultar. Rill erosión representa el proceso intermedio entre la lámi na y la erosión del barranco. Normalmente los surcos canales de hasta 0,3 m de profundidad y barrancos hasta varios metros de profundidad y de ancho. (FAO, 2005 y DPIWE, 2005). En términos generales, la erosión del agua plantea grandes problemas en las zonas húmedas y la erosión del viento en todo tipo de clima, pero especialmente en las zonas áridas. Dependiendo de las condiciones, las tasas de de la erosión puede ser extensa. Ejemplos de las pistas de jales (relaves protegidos de oro) en el sur de África muestran que las pérdidas de 50 kg / (m2 * año) son comunes y superar las pérdidas 100 kg / (m2 * años) han sido registrados (Blight y Amponsah-Da Costa, 1999). Estos las pérdidas son casi uniformemente divididos entre el agua y la erosión eólica e indicar el medida de lo posible de los problemas de erosión si no se tratan adecuadamente. Los factores más importantes que afectan la tasa de erosión y que se puede controlar son de acuerdo con Blight y Amponsah-Da Costa (1999): • longitud de la pendiente, • La inclinación del ángulo y • La superficie de resistencia al corte (el autor supone que ésta es la resistencia al corte, la fricción
es decir, ángulo, de material de la superficie, como la resistencia a la cizalladura de la superficie es cero si la cohesión es cero). Un factor que no se puede controlar es la intensidad de la lluvia. Las observaciones de la interacción entre estos parámetros han demostrado que la erosión las tasas aumentan con la longitud de la pendiente, pero disminuyen tanto en terreno muy llano y muy empinada ángulos. Cuanto mayor sea el ángulo de rozamiento y la cohesión posible de una pendiente, menor es la tasa de erosión se convierte. Obstrucciones que poner áspera una superficie inclinada, como un capa discontinua de golpes de piedras, fragmentos de rocas o cantos rodados, también ayudan a reducir erosión mediante la disipación de la energía del agua y el viento se mueve sobre la pendiente (Blight y Amponsah-Da Costa, 1999). Las pendientes que podrían verse afectadas por la erosión en la mayoría de las presas de jales son las superficies exteriores de los terraplenes y en menor medida a la gran playa plana, se inclina en la parte superior superficie. La aparición de estos dos t ipos de pistas variará dependiendo procedimiento de construcción, material utilizado y las costumbres locales. Las diferencias en las costumbres locales tienen el efecto de dar resultados diferentes a pesar de que el mismo método y se utiliza material. Cualquier técnica de construcción con colas como el paramento exterior del terraplén, sin embargo, ser vulnerable a la erosión del viento. Las pistas deben estar protegidos contra la erosión, por ejemplo cubriendo la pendiente con material estable en ag ua y la erosión
del viento y vegetación si es posible. Vegetación cubre usa para prevenir la erosión puede funcionar bien bajo condiciones normales. Los eventos extremos, como inundaciones, sequías, fuertes vientos, el frío (es decir permafrost etc) y los incendios pueden, sin embargo, dañar la cubierta vegetal. Esto podría dar lugar a la vegetación mantenimiento que requiere la cubierta, que se debe evitar a largo plazo diseño si es posible. 6.4.3.3 erosión interna Erosión interna en presas es el transporte de partículas en los poros de la presa material de construcción, esto es causado por filtraciones de agua que fluye a través de la presa. La transporte de partículas se controla por las condiciones hidráulicas y geométricas . Finas partículas (normalmente fracciones de limo) comience a moverse con el flujo de agua cuando la gradiente hidráulico se vuelve lo suficientemente alta, es decir, el flujo de agua ll egue a una alta velocidad suficiente para mover las partículas. (Bartsch, 1995). Esto puede aumentar el flujo de filtración y una extensión de la zona de infiltración. Después de algún tiempo de la pérdida continua de material fino el se derrumba la estructura del suelo y el material desde arriba o aguas arriba reemplaza el material perdido. La filtración y luego disminuirá a medida que el "agujero" se ha cerrado. Sin embargo, un nuevo debilidad ha desarrollado en donde el material de sustitución de vino y el proceso de transporte de material comienza de nuevo. Este curso de evento puede, después de algún tiempo, dar l ugar a hundimientos en la superficie de la cerda o los fenómenos conocidos como "tubería". Las tuberías pueden ser descrito como la erosión interna hacia atrás como el transporte de material causando filtraciones desarrolla la erosión en la dirección opuesta del flujo de filtración. En casos severos, esto puede conducir a la rotura de la presa. (Johansson, 1997). El desarrollo de la erosión interna en presas es un proceso complejo que es poco conocido (Johansson, 1997), especialmente durante la fase de largo plazo. El proceso de transporte de materiales es un proceso lento y puede continuar durante largos períodos de tiempo antes de que sea detectar y / o el resultado o la consecuencia puede ser visto. Las consecuencias sobre el función de la presa puede entonces ya ser graves. Las causas de la erosión interna incluyen: • Inadecuada distribución de p artículas en un material o entre zonas de diferente material (es
decir, filtra y zonas de drenaje en presas convencionales) en relación con la gradiente hidráulico. • Asentamientos diferenciales efectos de cuarteamiento. Si el nivel del agua alcanza por en cima de
la grietas y no hay filtros adecuados y drenajes, erosión interna se iniciará y puede conducir a la tubería y, finalmente, fallo de la madre. (Pells y Fell, 2003) • El fracturamiento hidráulico debido a asentamientos diferenciales que conduce a las zonas de
baja tensión y las grietas o la saturación que conduce a los asentamientos resultantes colapso en el agua que entra la grieta que trae en la presión del agua y ampliar la grieta. (Bartsch, 1995 y Rönnqvist, 2002)
• Arqueamiento debido a la compactación insuficiente de material de relleno en relación con el
otro estructuras como alcantarillas de hormigón, torres o ali viaderos, etc dando lugar a zonas con tensión baja por debajo del "arco", donde las filtraciones concentrado puede tener lugar. (Rönnqvist, 2002) • Separación de la fracción gruesa y fina en el momento de la colocación de los materiales de
relleno resultar en zonas con conductividad material más grueso y más alto hidráulico causando concentra la filtración. (Bartsch, 1995). Exceeding the critical hydraulic gradient (De Graauw et. al., 1983 and Skempton and Bogan, 1994 both in Rönnqvist, 2002). This is based upon the idea that a critical gradient exist in a giv en material.
There are basically two general conditions that have to be fulfilled to initiate internal erosion in a soil material (Rönnqvist, 2002):
a) una partícula estructura que permite que las partículas de sistema de poros adyacente a transportar a través de sus huecos sin sucesivamente sellar los huecos entre las partículas estructura b) un flujo de agua a través del material del suelo suficientemente fuerte para iniciar la erosión interna y aquí moviendo las partículas más finas de su posición original en la partícula estructura. Esto sucede cuando el gradiente hidráulico en el material supera la gradiente hidráulico crítico. Rönnqvist no ha definido el gradiente crítico y como tal gradiente se determina para un material. Se supone que tal gradiente puede definirse el autor cree que para la mayoría de los diques de colas de esta última condición (b) será posible controlar y preservar en a largo plazo si el gradiente hidráulico es bajo, es decir, en el orden del gradiente hidráulico en las formaciones naturales del mismo tipo, es decir, misma geometría, material, etc. En Suecia formaciones naturales expuestas a gradientes hidráulicos naturales se han mantenido estables desde el último período glacial. Por consiguiente, debería ser posible diseñar y construir a largo plazo presas estables. Sin embargo, el conocimiento acerca de la estabilidad a largo plazo de los recursos naturales formaciones y material de relaves no han sido recogidos ni analizados. la primera condición (a) tiene que cumplirse internamente para cada material y no por el uso de filtros y el drenaje, ya que es difícil asegurar que no se bloquean en el largo plazo. El efecto a largo plazo sobre el material de que los filtros y drenaje están construidos de es difíciles de predecir. Criterios de dimensiones para filtros son empíricos y no incorporan factores hidrodinámicos del gradiente hidráulico. Criterios de filtro ha sido recientemente revisado y actualizado en muchos países como EE.UU., Canadá, Noruega y Suecia, consulte por ejemplo Ridas (2002), que según el autor se debe a deficiencias en filtrar función detecta ahora en las presas construidas durante los años 1960 y 1970. lafunción de los filtros y drenajes por lo tanto a menudo descuidado en la fase a largo plazo en Para asegurar que la estabilidad de la estructura del dique estará en el "lado seguro". 6.4.3.4 Frost y Fuerzas de hielo
Las fuerzas de hielo puede ser externo y / o interno. Las fuerzas externas hielo actuar por ejemplo sobre la presa debido a la congelación del agua embalsada cara. Fuerzas internas escarcha y el hielo son normalmente relacionados con la congelación y descongelación de la tierra y los daños por heladas que resulta en grietas (MiMi, 2004). Fuerzas de escarcha y el hielo son procesos cíclicos y principalmente una acción a considerar en la zonas de clima frío. Estas acciones también se pueden dividir en partículas y nivel estructural. Fuerzas heladas pueden hacer que la grieta partículas y descongelación y congelación puede cambiar el estructura y las propiedades (conductividad hidráulica, relación de vacío, etc) del material. La importancia de los cambios en gran medida, dependerá del tipo de material y de la composición inicial del material y su densidad relativa, es decir, si está suelta o densa (Viklander, 1997, Knutsson et.al., 1996). El agua dentro de un material saturado expande durante la congelación y reduce su volumen a descongelar. Las grietas que quedan después de un ciclo de congelación y descongelación puede resultar en un material más suelto. Cabe señalar que congelación y descongelación podría causar la compactación y la consolidación del material. El tiempo se hacen más densas o más suelta dependen del tipo de material, es decir, tamaño de grano, etc estructura, la disponibilidad de agua, etc velocidad de congelación. requiriendo material denso compactado por lo tanto tienen que ser a una profundidad por debajo de la máxima penetración de heladas. Sectores más vulnerables dentro de un tranque de relaves son secciones de material denso que requiere una baja conductividad hidráulica (es decir, por ejemplo el núcleo de un presa zonal). Los filtros y drenajes son sensibles a la congelación debido a la reducida capacidad donde el hielo están presentes en los vacíos. Por lo tanto, estas secciones deben estar a una profundidad por debajo de máxima penetración de heladas. MiMi (2004) presentan una ecuación simplificada basada en un enfoque estadístico, que puede ser usado para estimar la penetración helada máximo para suelo desnudo, así como para la nieve cubierto de tierra. 6.4.3.5 obstrucción Obstrucción química de los materiales de construcción de presas puede convertirse en un problema a largo plazo. Durante la obstrucción química operación de drenajes puede ser controlado por el mantenimiento de los desagües inundado, proporcionar un exceso de capacidad de drenaje o construir diques de drenaje libre material. Estos métodos permiten el paso del agua de filtración incluso si los drenajes se comandos, (Caldwell y Robertson, 1986). Sin embargo, en la fase de largo plazo, el proceso de obstrucción es más difícil de controlar y el diseño a largo plazo por lo tanto necesita tenerlo en cuenta en que ocurra. Discusión más detallada sobre este tema está fuera del alcance de el presente informe. Obstrucción física de los filtros o de desagüe, puede ser una consecuencia de la erosión interna se describe en 6.4.3.3.
pagina 54
