Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza un estudio técnico del crecimiento del eje de corona de la presa de depósito de relave Suyckutambo Etapa I, que comprende hasta la cota 4794.5 con el método de disposición “Aguas Abajo”. Ubicada en en el distrito Suyckutambo, provincia Espinar del departamento Cusco, a una altitud entre los 4500 y 5 000 m.s.n.m. La unidad Suyckutambo está emplazada sobre la formación denominada Grupo Tacaza, conformado por un conjunto de rocas compuestas por basaltos y arcosas en la parte baja y aglomerados de andesita con tobas dacíticas en la parte alta; formada por una secuencia de vulcanismos correspondiente a la segunda fase de la orogénesis andina, y se ha depositado a partir de la fase de distensión consecutiva al plegamiento del oligoceno inferior. El depósito de relaves de la unidad minera Suyckutambo, está conformado por un dique de arranque de 10 metros de altura (Etapa 0), conformado por material de préstamo, lo que ha permitido depositar relaves (Etapa I). El dique tiene talud aguas arriba de 1.5H:1.0V y aguas abajo de 2.0H:1.0V. Para que la presa de depósitos de relave se encuentre en condiciones favorables de estabilidad se realizaron trabajos de movimientos de tierra; conformación del dique mediante la colocación de material de relave cicloneado (relave grueso), bajo un continuo monitoreo compactado al 95% en capas de 0.30m, para llegar hasta la cota 4794.5 como parte de la Etapa I, realizando un total de 45 capas y con un contenido de humedad menor a 15.6. Trabajos de impermeabilización de vaso talud aguas arriba con geomenbrana HDPE 1.5mm para evitar problemas de filtración. Con respecto a las obras civiles, toda la cimentación que ocupará el dique final será impermeabilizada con material de baja permeabilidad (material arcilloso); se realizaron sistemas de drenajes el cual consta de un dren chimena, vertical y horizontal conformado por arena gravosa, cuyo fin es derivar las aguas de escorrentía y las aguas de filtración del cuerpo de dique, si es que fuera el caso, a una poza de paso, derivándolo a planta para su reutilización (recirculación). Con finalidad de proveer estabilidad en la base del talud se realizó la construcción de un sistema de muro gavión y colindante a la estructura el dren vertical. La presente tesis contempla la actualización de las condiciones geotécnicas de la presa de depósitos de relave hasta la cota 4794.5, los estudios se basaron en el análisis de estabilidad física de taludes para lo cual se utilizó el programa de cómputo SLIDE (Rocsience, 2003) versión 6. Se realizaron ensayos de mecánica de suelos de campo para la conformación del dique hasta la cota 4794.5. Para los monitoreos geotécnicos se realizó la instrumentación mediante sondeos piezométricos el cual permite el control de la evolución de la profundidad del agua en el terreno y las presiones intersticiales, se instalaron 3 piezómetros. Con el objetivo de medir los asentamientos y desplazamientos horizontales, se instalaron 3 hitos de control en la corona del dique, para los monitoreos topográficos. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Inicia con la identificación y diagnóstico de los deslizamientos ocurridos en el tramo crítico en mención, la realización de ensayos de laboratorio para muestras representativas de cada sector y posteriormente, el análisis de sus estados de inestabilidad en condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Se propone un sistema de estabilización definitivo mediante sistema de anclajes; así como también, la posterior protección de filtraciones y erosión del talud, lo cual se traduce en una medida de solución alternativa que permitirá restablecer la normalidad de transitabilidad de la Carretera Canta - Huayllay entre los Km 103+280 al Km 103+500. / Tesis

Analiza el comportamiento geoestructural, geomorfológico, geodinámico y geomecánico de los macizos rocosos de las Formaciones Farrat, Inca, Chulec y Pariatambo, que se encuentran en la zona Ronquillo-Corisorgona, macizos que presentan laderas inestables por fuerte fracturamiento, originado por la geotectónica regional y local, así como por la meteorización superficial y en profundidad. / Tesis

Ingeniero Civil / El presente trabajo estudia experimentalmente el mecanismo de acuñamiento inducido térmicamente descrito por Pastén (2013), el que explica la acumulación de desplazamientos en taludes de roca sometidos a cambios cíclicos de temperatura superficial. El objetivo del trabajo es validar experimentalmente el mecanismo de acuñamiento y determinar las condiciones geométricas y patrones de difusión térmica que lo exacerban. El modelo experimental contempla el uso de un modelo físico que consiste en un sistema bloque-cuña de acrílico que reacciona en un marco rígido de aluminio montado dentro de un contenedor térmicamente aislado con un sistema interno de control de temperaturas. El diseño experimental del sistema contempla la elección de los materiales constituyentes, el dimensionamiento de las piezas de acrílico, la elección de los sensores de desplazamiento y temperatura, el estudio de la estabilidad del bloque frente al deslizamiento y volcamiento, y el análisis térmico. Las variables experimentales que considera este trabajo son el ángulo de inclinación de la base y la amplitud de temperaturas y el periodo del ciclo térmico. Los resultados obtenidos del modelo experimental confirman la directa proporcionalidad entre el periodo cíclico y la amplitud de temperatura al interior del acrílico. Además, se determina que los desplazamientos plásticos por ciclo del sistema son proporcionales a la amplitud de temperatura al interior del acrílico. Finalmente, se obtiene que el sistema acumula desplazamientos en la etapa cíclica y en la de enfriamiento final. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto Fondecyt de Iniciación N° 11130363

El presente documento corresponde a la memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas de la Universidad de Chile y trata de la caracterización geotécnica y la determinación de ángulos de talud para el proyecto minero a cielo abierto Franke, la cual se encuentra ubicada en el distrito de Altamira, en el límite sur de la región de Antofagasta. Para la caracterización geotécnica se realizó primero una revisión de los métodos de clasificación geotécnica más utilizados. En base al tipo de dato geotécnico del proyecto se considero el Geological Strength Index (GSI) como el método de clasificación geotécnica a utilizar. Luego, se analizó la orientación de las estructuras dentro del yacimiento, de acuerdo a datos entregados por inspección de pozos de sondajes con sensores ópticos. Como resultado este análisis se concluye que existe una orientación preferente de las estructuras en la dirección NW-NNW la cual es coincidente con el rumbo de las estructuras mayores presentes en el yacimiento. A continuación se caracterizaron las diferentes unidades litológicas (que habían sido anteriormente determinadas y que se orientan de forma horizontal y de forma sub-paralela, obteniéndose un GSI en un rango de 45-55 lo cual significa una baja variabilidad. Con esto se concluyó que la litología, en este caso, no diferencia claramente dominios geotécnicos. Se postula que la variación de GSI estaría relacionada más con el evento mineralizador. Es así, que de acuerdo a la clasificación del GSI se presenta un macizo menos competente en el centro del rajo proyectado, creciendo su competencia conforme se aleja del centro. A partir de la zonificación descrita en base a GSI y estructuras y de la geometría proyectada del rajo se sugirieron 14 perfiles de análisis. Se determinó entonces, con ayuda de la red de Schmidt y diagramas de polos, el modo de falla de cada uno de los taludes en los perfiles antes sugeridos, siendo estos mayormente cuñas y algunas fallas planas. Finalmente se procedió a realizar los análisis de estabilidad de acuerdo a los potenciales modos de falla anteriormente determinados, a saber: análisis por contención, análisis de equilibrio limite (determinístico y probabilístico) de fallas planas y cuñas y análisis rotacional. Se hicieron entonces simulaciones de acuerdo a cada perfil para el tipo de falla correspondiente, a fin de analizar la posibilidad de un incremento del ángulo de talud entregado por la ingeniería de perfil anteriormente desarrollada. Se aprecia, como resultado de los análisis de estabilidad, que los ángulos de talud varían entre 51° y 55°, siendo este último valor determinado por el criterio de bermas para la contención de caída de rocas. Asimismo se sugiere que el sector sur de la mina pudiese presentar algunos problemas de estabilidad. Finalmente se recomienda continuar actualizando el índice GSI en conjunto con el desarrollo de nuevas labores mineras, así como también la realización de ensayos de compresión uniaxial para todas las litologías presentes, a fin de obtener una aproximación más exacta del la resistencia a la compresión uniaxial de la roca.

Magíster en Minería. Ingeniero Civil de Minas / El diseño de taludes es una tarea crítica en proyectos de minería a cielo abierto. Generalmente, planificadores y diseñadores buscan operar en paredes tan empinadas como sea posible para optimizar la cantidad de mineral extraído y reducir el lastre. Sin embargo, esto conlleva una disminución en la estabilidad del talud. De este modo, se requiere una gestión adecuada del talud para permitir a los planificadores y operadores realizar su trabajo con seguridad. Una de las principales variables que debe ser manejada adecuadamente en minas a cielo abierto es la presión de poros que se genera detrás de los taludes ya que esta presión disminuye la resistencia al corte del suelo. Para controlar la influencia de la presión de poros se han desarrollado distintos tipos de instrumentos para monitorear presión de agua en minas y usar los datos obtenidos como input en la toma de decisiones. Entre los instrumentos desarrollados para monitorear presión de agua subterránea están los piezómetros, que se han convertido en tecnologías establecidas en proyectos civiles y mineros. Existen distintos tipos de piezómetros y entre ellos la tecnología más aceptada para realizar monitoreo de agua en minas es la de Vibrating Wire Piezometer (VWP). En esta tesis se desarrollaron lineamientos para seleccionar instrumentación basada en las características de una mina. Utilizando estos lineamientos se seleccionaros dos tecnologías para ser comparadas, los VWP y los Networked Smart Markers (NSM). Esta comparación involucra el desarrollo de un proyecto minero teórico que incluye empinar una pared potencialmente inestable de la mina como contexto para el uso de los instrumentos. Posteriormente, se desarrollaron lineamientos para integrar un programa de monitoreo al plan minero. Para comparar dichas tecnologías, se proponen dos programas de monitoreo equivalentes y se consideran los costos de los equipos para ser instalados en los años 3 y 13 del plan minero. Un análisis de pits anidados reveló que el VAN del proyecto aumenta a medida que la pared se empina, de este modo, el parámetro de control en la comparación es cuál programa es más barato al tomar en cuenta el ingreso extra y una tasa de descuento del 8% para calcular el VAN. Los resultados de esta comparación mostraron que el uso de VWP es más barato que el uso de NSM (600,015.5[US$] versus 766,142.5[US$]). Sin embargo, esta diferencia en costo es pequeña considerando la escala del proyecto (0.39% de la inversión), además empinar la pared generó 42,420,000[US$] extra al VAN original del proyecto, lo que hace que ambas alternativas sean factibles para llevar a cabo el monitoreo propuesto. Los NSM sin embargo poseen una ventaja para realizar mediciones multipunto ya que permiten un mayor número de puntos de muestreo en un mismo pozo. / Slope design is one of the most critical tasks in open pit mine projects. Generally, mine planners and slope designers aim to operate on walls as steep as possible to optimize the amount of ore retrieved from the mine while reducing the extracted waste. However, this approach also involves a reduction in overall slope stability. Consequently, a proper management of slope stability is required to assist mine planners and operators to perform their work safely. One of the main variables that need to be properly managed in open pit mines is the pore water pressure generated behind the slopes, as this pressure decreases the ground s shear strength. To manage the influence of pore water pressure, several geotechnical instruments have been developed over the years to monitor pore water pressure and to use the data to make proper decisions. Piezometers are devices developed to monitor groundwater pressure that have become established technologies to measure pore water pressure in civil and mining projects. There are different types of piezometers with varying characteristics. The most accepted sensing technology for pore pressure monitoring in mines is the Vibrating Wire Piezometers (VWP). This thesis developed guidelines for the selection of instrumentation given the characteristics of a mine site. Using those guidelines, Vibrating Wire Piezometers and the emergent technology of Networked Smart Markers (NSM) were selected to be compared. For this comparison, a theoretical mine project, that included the steepening of a potentially unstable wall, was developed as context for instrumentation use. Subsequently, guidelines for the integration of a pore water pressure monitoring program into the mine plan were developed. To compare the selected technologies, two equivalent monitoring programs were proposed considering the current installation costs of the devices and installations in years 3 and 13 of the mine life. A nested pit analysis revealed that the NPV of the project increases when the wall gets steeper, therefore, the parameter of interest is which program is less expensive compared to the extra income, considering a discount rate of 8% to calculate the NPV of the project. The results of this comparison showed that the use of Vibrating Wire Piezometers was less expensive than the NSMs (600,015.5[US$] against 766,142.5[US$]). However, this difference in cost is small in terms of the scale of this project (0.39% of the investment) and the steepening of the wall generated 42,420,000[US$] extra to the NPV of the original project, thus, making both alternatives feasible to perform the proposed monitoring. NSMs are, however, more suitable to perform multi-point readings as they allow a higher number of measurement points in a single borehole.

Magíster en Minería. Ingeniero Civil de Minas / La geomecánica y planificación minera son áreas de la minería a cielo abierto íntimamente relacionadas, ya que las restricciones geomecánicas limitan al diseño minero y, así, los planes mineros factibles. El diseño y los planes mineros han de empujar los límites de lo que la geomecánica permite, para asegurar operaciones mineras competitivas y mantener un nivel de riesgo al personal y operaciones aceptable. Luego, se requiere del monitoreo geotécnico para adquirir datos de calidad que permitan un diseño minero de alto nivel. Sin embargo, la relación entre geomecánica y planificación minera no se extiende al diseño e implementación de programas de monitoreo. En general, los programas de monitoreo de deformaciones superficiales son diseñados con posterioridad al inicio de la operación del rajo y cuando se han identificado signos de inestabilidad en la superficie de los taludes. El monitoreo de deformaciones del subsuelo permite alertar sobre fallas en desarrollo semanas antes de que estas se hagan notar en superficie. Luego, se debería diseñar campañas de monitoreo de deformaciones del subsuelo durante el proceso de planificación minera, considerando el diseño minero en la instalación de instrumentos geotécnicos previo a la construcción de la mina. Lo que permitiría registrar el proceso de relajación del macizo a medida que la construcción progresa y adquirir datos más exhaustivos del comportamiento del macizo rocoso (antes que con monitoreo superficial), con el fin de optimizar el diseño de taludes futuros y adoptar medidas correctivas para evitar fallas. En esta tesis, fueron diseñadas una serie de campañas de monitoreo de deformaciones del subsuelo usando In-Place Inclinometers, ShapeAccelArrays y Networked Smart Markers (NSMs) como equipos de monitoreo. Las opciones fueron aplicadas a una mina teórica desarrollada como parte de la tesis y comparadas en términos de costos, cantidad y calidad de los datos recopilados. Los resultados indican a la opción de NSMs cada 2[m] como la más eficiente en cuanto a costos ya que: (1) presenta el menor costo por unidad de datos adquiridos (US$57.21) y (2) 5 veces mayor vida útil, lo que permitiría obtener el doble de datos que la siguiente mejor opción, (3) se financia con un aumento de 2° en el ángulo de talud y (4) aumenta el VAN del proyecto en 3.2%. / Open pit geomechanics and mine planning are two closely related areas in the development of an open pit mine since geotechnical constrains limit the possible mine designs and, thus, the feasible mine plans. Mine designs and plans have to push the limits of what rock mass geomechanics allow to assure competitive mine operations, while maintaining acceptable levels of risk to operations and personnel. Therefore, geotechnical monitoring programs are required to acquire good quality data to be used as input for mine design. However, the relation between geomechanics and mine planning does not extend to monitoring programs design and implementation. Generally, surface deformation monitoring programs are designed after the project is in operation and signs of slope instability have been identified on the surface. Subsurface deformation monitoring can alert about developing failures weeks before any sign of instability is noted on the surface. Therefore, subsurface deformation monitoring campaigns should be designed along the mine planning process and considering the mine s design to install geotechnical instrumentation prior to the construction of the slopes. This methodology would allow to register the rock mass relaxation process as construction progresses and to acquire more comprehensive data about rock mass behaviour, in advanced of surface monitoring, towards future slope design optimization and adoption of remedial measurements to avoid failure. In this thesis, a series of subsurface deformation monitoring campaign were designed using In-Place Inclinometers, ShapeAccelArrays and Networked Smart Markers as monitoring devices. All options were applied to a theoretical open pit developed as part of this work. The campaigns were compared in terms of cost, quantity and quality of gathered data. The results showed that the campaign using NSMs installed every 2 meters was the most cost-efficient option as it represented: (1) the lowest cost per unit of gathered data (US$57.21), (2) five times longer lifespan, which allowed to gather twofold the amount of data compared with the next best option, (3) be financing of the campaign through steepening of the slopes by 2° and (4) increase in project s original NPV by 3.2%.

Magíster en Minería / La determinación de los componentes geométricos de un talud minero está basada en algún criterio de aceptabilidad del diseño en conjunto con los requerimientos de la operación minera. Normalmente el criterio de aceptabilidad está expresado en términos del factor de seguridad (FS) aceptable. Un problema que resulta interesante de estudiar es la determinación del impacto que se produce en la envolvente del rajo final, en el diseño minero de fases, en el programa de producción, y en la valorización de los planes mineros, al variar el factor de seguridad aceptable de los taludes pertenecientes a un rajo abierto. Como parte de la metodología, se realizó un análisis conceptual que permitiera entender los fundamentos geomecánicos para el cálculo del FS en un talud minero y el impacto en el beneficio económico y en la altura de la envolvente económica que se produce al considerar distintos factores de seguridad aceptables en un ejemplo en 2 dimensiones. Posteriormente, a través de un caso de estudio se determinó el efecto que se produce en todas la etapas del proceso de planificación minera al considerar distintos factores de seguridad aceptables. En el análisis conceptual, se concluyó que el criterio más apropiado para la determinación de la resistencia de un macizo rocoso perteneciente a un talud minero explotado a cielo abierto es el criterio de Hoek-Brown para el caso de un macizo rocoso perturbado (D=1). Como parte del ejemplo conceptual desarrollado, se obtuvo que en el escenario asociado a un FS aceptable de 1.2 tanto el beneficio económico como la altura de la envolvente económica fueron considerablemente mayores en relación al escenario asociado a un FS aceptable de 1.4. En el caso de estudio usado para este trabajo, la diferencia de altura de las envolventes económicas entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables fue prácticamente nula. De lo anterior se pudo concluir que las diferencias de alturas de las envolventes económicas al considerar distintos criterios de aceptabilidad van a depender de las características intrínsecas del modelo de bloques. Tanto en las etapas de optimización como de diseño minero se obtuvo que las principales diferencias entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables se presentaron en la razón estéril-mineral y en el beneficio marginal. Se pudo apreciar que la razón estéril-mineral aumenta a medida que se incrementa el FS aceptable, mientras que el beneficio marginal disminuye a medida que el FS aceptable es mayor. Además de obtener una disminución en el Valor Presente Neto y en las reservas mineras al considerar un factor de seguridad aceptable mayor con respecto a uno menor, se pudo concluir que el FS de los taludes de fases contiguas cuyas paredes no forman parte del rajo final fue considerablemente mayor al FS aceptable. A raíz de este resultado se puede plantear que existe la posibilidad de incrementar el ángulo de talud en aquellas paredes que no formen parte del rajo final.

Manifiesta que los factores que influyen en la interacción roca-suelo en los taludes de la carretera Longitudinal de la sierra tramo Cochabamba-Cutervo-Chiple, Cajamarca, Perú son; meteorización, humedad, y parámetros geotécnicos (peso unitario, cohesión, ángulo de fricción interna, límites de Atterberg). La investigación es en base a Geología, Geotecnia, Geomecánica rocasuelo, agua y Geofísica, que aplicados buscó conseguir la estabilidad de los taludes. La carretera evaluada por su clima, presenta dos sectores; (1) Clima seco Cochabamba-Cutervo a progresiva 61; (2) Clima caluroso húmedo Progresiva Chiple a progresiva 61. La cohesión del suelo a lo largo del sector de la carretera es diferente, que favorece que repten y colapsen proceso que interrumpe el normal del transporte de insumos y personas. El procesamiento de datos se hizo en tiempo real, información o datos que se acopio para determinas los parámetros geotécnicos insitu como; factor de seguridad estático, factor de seguridad pseudoestáticos, cálculos de carga admisible, carga única e hidrogeología. Las obras de arte se hicieron para canalizar las aguas y evitar que se filtren y proporciona los factores de corrección en diferentes ambientes para conseguir la estabilidad de los taludes. / Tesis

El presente trabajo se trata del análisis pseudoestático en un talud crítico de la Costa Verde ubicado en San Miguel cuyos resultados están acompañados de recomendaciones de metodologías de mejoramiento de la estabilidad. En ese sentido, en primer lugar, se ha hecho una revisión de los antecedentes históricos de la Costa Verde para tener una contextualización de su estado a través de los años, seguido a ello se han estudiado los principales tipos de falla y sucesos de desprendimiento de los últimos años. También, se ha estudiado diferentes estudios geotécnicos para poder sintetizar las diferentes caracterizaciones realizadas a la resistencia al corte de los materiales presente en los taludes. Finalmente, se han estudiado diferentes métodos de mejoramiento aplicados. En un segundo lugar, se ha definido un caso de estudio de talud crítico ubicado en el distrito de San Miguel, al cual se le ha determinado topografía y parámetros geotécnicos a partir de diferentes investigaciones. Con estos datos, el talud es analizado para obtener las superficies críticas de deslizamiento y sus factores de seguridad. Después de ello, con los resultados obtenido se han comentado sobre las propuestas de mejoramiento de sistema de banquetas y un sistema de mallas ancladas que pueden ser aplicables para aumentar la estabilidad en la sección. Finalmente, se presenta las principales conclusiones y recomendaciones del presente trabajo.