Trabajo

DISEÑO DE UN DEPÓSITO DE MATERIALES ESTÉRILES PROVENIENTES DE EXPLOTACIONES MINERAS DESIGN PROCESS OF A MINING WASTE BACKFILL
ALVARO CASTRO
Escuela de Ingeniería de Materiales. Universidad Nacional de Colombia, Medellín. ajcastro@unalmed.edu.co

HERNÁN PINZÓN
Director de Minas, Holcim S. A..

WILLIAM VARGAS
Ingeniero de Minas

ANDRES PINZÓN
Ingeniero de Minas Recibido para revisar 5 deOctubre de 2004, aceptado 13 de Junio de 2005, versión final 27 de Octubre de 2005.

RESUMEN: Se presenta el proceso de diseño de un depósito de materiales estériles provenientes de la explotación de roca caliza a cielo abierto, incluyendo el modelamiento de las estructuras en terrazas y su interacción con el terreno de fundación buscando el análisis de la estabilidad. Se presentan lacaracterización geotécnica de los materiales estériles y del terreno. Los estériles consisten principalmente de arcillas, gravas arcillosas y fragmentos mayores de arcillolitas, areniscas y calizas. Se selecciona el método constructivo y se realiza el análisis de la estabilidad del conjunto depósito-suelo de fundación por los clásicos métodos de equilibrio límite, es decir, sin considerar lasdeformaciones, mediante software. PALABRAS CLAVE: Depósitos de estériles. Explotaciones en canteras. Estabilidad de taludes. Factor de seguridad. Métodos de cálculo estáticos. ABSTRACT: This paper presents the design process and stability assessment of a waste backfill in a limestone quarry method. The study shows the geotechnical and mining features of waste and underground materials affected by backfill. Themainly waste materials are: clay, gravel, and blocks of claystone, sandstone and limestone, all to be disposed by a layered embankment. The constructive method is selected and the stability analysis of deposit and soil foundation was made by equilibrium method without considering deformations. KEY WORDS: Mine waste backfill. Surface mining. Slope stability. Factor of safety.

1. INTRODUCCIÓN Laempresa Holcim S. A. explota un yacimiento de roca caliza para su proceso industrial, localizado en el Municipio de Nobsa (Boyacá). El proyecto minero previó la producción de volúmenes importantes de materiales estériles, por lo cual fue necesario definir un sitio y un método adecuados para su disposición final. Debido a la existencia de áreas cercanas anteriormente explotadas, se planteó laconveniencia de disponer los estériles conformando un retrollenado,

proyectando uno o varios depósitos que deberían ser diseñados. En este artículo se presenta el proceso seguido para el diseño de los depósitos, que contempló las etapas de exploración, modelamiento geológico y geotécnico de los terrenos y materiales estériles, la inserción del planeamiento minero relacionado con los depósitos pordiseñar, el método de construcción del depósito y el análisis de la estabilidad de los mismos. En la Figura 1 se presenta el área disponible para los depósitos

Dyna, Año 73, Nro. 149, pp. 107-117. Medellín, Julio de 2006. ISSN 0012-7353

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Castro et al

de estériles, comprendiendo el Área 1, ó zona blanda, que comprende el área de suelos fundamentalmente residuales; y el Área 2, alsur, que comprende los sectores rocosos de la Formación Belencito.

NOBSA

AREA 1 AREA 2

C.H

C.H

SOGAMOSO

Figura 1. Localización del área del estudio en el Municipio de Nobsa (Boyacá), indicando las áreas 1 y 2 definidas para localizar los depósitos de materiales estériles. Figure 1. Location of the area of study near Nobsa town, areas 1 and 2 were defined by the mining project tolocate the waste fill.

2. GEOLOGÍA Y EXPLORACIÓN DEL TERRENO Para el adecuado diseño de los depósitos fue necesario inicialmente el levantamiento de las características geológicas y geotécnicas de los terrenos involucrados y de los materiales estériles que conformarán el depósito. La minería desarrollada y estudios anteriores demostraron (Cementos Boyacá, Informe Interno, 1988) que la roca...