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4 Despresurizacion Taludes Mineros 20 C
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4 Despresurizacion Taludes Mineros 20 C
Fin de Carrera
Supervisado por:
El agua es el
elemento más
importante para la
vida. Es un recurso
crucial tanto para la
humanidad como
para el resto de los
seres vivos que nos
acompañan en el
planeta Tierra.
Figura 1.Agua Subterránea – Presión de Poros
100’ 100’
D= Fuerzas conductivas
R= Fuerzas resistivas
N x tan Ø
D=160 kT
200’
280 kT d
215 kT w
160 160
160 190
Específicos
● Analizar los parámetros geológicos, geotécnicos, hidrogeológicos y meteorológicos de
la zona donde se pretende colocar los drenes sub-horizontales.
● Analizar el comportamiento del flujo del agua en un talud minero antes y después de
implementar los drenes sub-horizontales.
● Comparar el mejoramiento del factor de seguridad con la implementación y sin la
implementación de drenes sub-horizontales.
● Aumentar la resistencia al corte de las discontinuidades, reduciendo la presión de
poros del talud minero.
● Reducir el peso unitario del talud aplicando un programa de despresurización del nivel
freático.
● Determinar el ángulo más efectivo y la longitud de perforación de un dren
subhorizontal.
3: FUNDAMENTO TEÓRICO
● Es una medida que tiene como objetivo disminuir la presión del agua para mantener
un talud sin deslizamientos y colapso, aumentando el factor de seguridad del talud.
● Se deben considerar tres principios básicos en relación a la despresurización de un
talud:
Prevenir que el agua superficial ingrese al talud por las grietas de tracción y
fisuras.
Reducir la presión de agua en la vecindad de una superficie potencial de falla
mediante drenajes superficiales o subterráneos.
La ubicación de los drenajes debe ser tal que reduzcan la presión de agua en las
cercanías del talud.
3.2: MÉTODOS DE DESPRESURIZACIÓN
FUNCIÓN Captan el agua pluvial Capta los Drenar el agua intersticial, El nivel freático Mejorar la
de la superficie escurrimientos para por gravedad sin impulsión bajará por; debajo o estabilidad del
evitar que lleguen al mecánica. en retroceso por talud
camino detrás de los
taludes
LUGAR DE Entre taludes y Se sitúa más o menos Disposición paralela al talud, Se perforan desde Se instalan al pie
bermas a largo plazo paralelos al eje del en una serie de barrenos en la superficie del talud, penetran
COLOCACI camino abanico desde la galería de superior con la zona freática,
ÓN drenaje bombas down the permitiendo el flujo
hole por gravedad.
● La instalación es relativamente
rápida y poco compleja en
comparación con otros sistema
de drenaje profundo.
● Permite alcanzar toda la
superficie del talud.
● Puede ejecutarse una vez
iniciadas las inestabilidades.
● El drenaje se realiza por
gravedad no requiriéndose el uso
de bombas o sistemas auxiliares.
Estudio Estudio
Geotécnico Hidrogeológico Análisis
Cálculo de
medidas del Longitud Inclinación Diámetro orientación Cantidad Ubicación
drenaje
Perforación e
Elección de
Instalación de Monitoreo
Materiales
drenajes
Evaluacion Evaluación del medio
Condiciones Actuales Geologico
Geológico Estructural
Sedimentación
2m
15cm
Nivel freático
NF
Final
Dónde:
γseco = peso específico seco;
S = grado de saturación;
n = porosidad;
γw= peso específico del agua.
Precipitación
Aporte de caudal por nivel freático: El objetivo es el abatimiento del nivel freático,
teniendo en cuenta la permeabilidad, gradiente hidráulico y el área , según la siguiente formula. Nivel freático
Infiltración
Paralelo vertical
Radial Vertical
Nuevo sistema de drenaje Ischebeck Drill Drain: el drenaje con barra autoperforante
Figura 3. (Anisotropía) en
Drenes Sub-Horizontal
6: DISEÑO,ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE
RESULTADOS DEL PROYECTO
6.1: Parámetros geométricos del Talud minero
Figura 5. Contornos de Altura Manométrica Total Figura 6. . Contorno de presiones de poros (KPa):
(“Total Head”) y líneas de flujo (Elaboración propia). Vectores de descarga de flujo en el talud, Antes de la
implementación de drenes.Slide (Elaboración propia).
6.4: Analisis Hidro-Geotecnico antes de la implementación de drenes sub -
horizontales
Figura 7. Determinación geotécnica e hidrológica del Figura 8. Análisis del Factor de Seguridad, con la presencia
macizo rocoso, los datos fueron proporcionados mediante de un nivel freático y sin implementación de un dren. Slide
la caracterización del material. Slide (Elaboración 6.0 (Elaboración propia).
propia)
6.5: CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES
Dirección de Perforación, criterio estructural
FT(Fault)
JS (Joint Set)
SJ, (Single Joint)
:
6.6: Analisis Hidro-Geotecnico del talud minero:Análisis de la presión de poros
con la Implementación de un Drenaje Sub - Horizontal
Figura 15. Comparación de la presion del nivel freatico a) sin la implementacion del dren b) con la implementacion del dren (Fuente Propia)
Figura 16. Comparación del análisis del Total Head A) Sin la implementación del dren. B) Con la implementación del dren (Fuente Propia).
6.7: Análisis del nivel freático después de la Implementación de un Drenaje
Sub - Horizontal
Figura 17. Comparación del plano de rotura de taludes A) sin la implementación del Figura 18. Comparación de determinación del factor de seguridad A)sin la
dren sub-horizontal B) con la implementación (Fuente Propia) implementacion del drenB)con la implementacion del dren (Fuente Propia)
7: CONCLUSIONES
● Se propuso un sistema de drenes subhorizontales, considerando la anisotropía de la permeabilidad de fracturas,
cuyas orientaciones nos permitieron determinar la dirección más efectiva del azimut de perforación de los
drenes.
● En una primera instancia se propusieron dos alternativas para la elaboración del diseño del sistema de
despresurización, siendo la primera el diseño de los drenes sin considerar la anisotropía de las discontinuidades del
macizo rocoso y la segunda tomando la consideración de dicha anisotropía.
● Se ha elegido la segunda alternativa, ya que esta plantea cortar la mayor cantidad de fracturas subverticales
posibles, asegurando una mayor eficacia en la descarga de agua subterránea contenida en el talud.
● Caracterizando los parámetros Geológicos y Geotécnicos del caso de estudio, la litología del talud corresponde a
una granodiorita con peso unitario de 26 - 27.5 KN/m^3 y con una porosidad primaria muy baja < 1%., con un ángulo
de fricción de 35° y una cohesión de 42 KN/m2.
● Según parámetros geomecánicos del material que conforma el talud, se determinó un RQD de 50-60 y un RMR de
40-60, lo cual indica una calidad media de la roca (clase III).
● El factor de seguridad del talud incremento su valor, asi como su estabilidad, debido a la despresurizacion del nivel
freático por la aplicación de drenes sub-horizontales.
8: RECOMENDACIONES