UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURMAC FACULTAD DE
INGENIERA, ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERA DE MINAS CURSO:
SERVICIOS AUXILIARESTEMA: DRENAJE DE AGUAS SUBTERRNEAS INFORME
Preparado para: ING.Preparado por: 1.Ojeda Vega Dayton. (082150)
2.Barazorda Martnez John.(132052) 3.Condori Durand
Jhonatan.(081151) 4.Juro Villegas Jimmy.(082124) ING. JAIME GUEVARA
2 SERVICIOS AUXILIARES NDICE
I.INTRODUCCIN...............................................................................................................................
3 1.ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS
...............................................................................
4 2.PROPIEDADES
................................................................................................................................
4 3.TIPOS
.................................................................................................................................................
4 4.PERMEABILIDAD
..............................................................................................................................
5 4.1 CONSIDERACIONES DERIVADAS DE LA PRESENCIA DE AGUA EN LOS
MACIZOS ROCOSOS
...................................................................................................................................................
5 4.2 EFECTOS Y PROBLEMAS ORIGINADOS POR LA PRESENCIA DE AGUA EN
LOS MACIZOS ROCOSOS
................................................................................................................................
6 5.LABORES DE DESAGE
...............................................................................................................
6 5.1CUNETAS DE DESAGE Y DIQUES
.....................................................................................................
6 5.1.1 CONSTRUCCIN DE ZANJAS Y CUNETAS
..........................................................................
7 5.1.2 ZANJAS CON RELLENO DRENANTE
.....................................................................................
7 5.2 BALSAS O POZOS COLECTORES
...................................................................................................
7 4.3DESVO DE LAS AGUAS E IMPERMEABILIZACIN DEL TERRENO
....................................................... 8 4.4DESAGE
CON VASIJAS
....................................................................................................................
9 4.5DESAGE CON BOMBAS
...................................................................................................................
9 4.6GALERAS DE DRENAJE
...........................................................................................................
10 5.GOLPES DE AGUA
..........................................................................................................................
12 6.PUERTAS ALTA PRESIN
............................................................................................................
12 7.BOMBAS
............................................................................................................................................
13 9.MECANISMOS INTERNACIONALES PARA REGULAR EL IMPACTO EN LAS
AGUAS SUBTERRNEAS
...................................................................................................................................
14 9.1NORMATIVA PERUANA
....................................................................................................................
14 10.EFECTOS Y PROBLEMAS ORIGINADOS POR LA PRESENCIA DE AGUA EN
LOS MACIZOS ROCOSOS.
...........................................................................................................................
15 10.1MITIGACIN DE PROBLEMAS DE CALIDAD DE AGUA
........................................................................
15 11.PROGRAMAS UTILIZADOS PARA LA SIMULACIN DEL DRENAJE DE MINAS
........... 16 12.CONCLUSIONES
.......................................................................................................................
18 13.SUGERENCIAS
..........................................................................................................................
18 14.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
.........................................................................................
19 15.ANEXOS
......................................................................................................................................
20 15.1EJEMPLO N 1: EMPRESA MINERA AURFERA RETAMAS S.A
....................................................... 22
15.2PRDIDA POR VELOCIDAD (PV)
......................................................................................................
24 15.3 PRDIDA POR FRICCIN (PF)
..............................................................................................................
25 15.4 PRDIDA TOTAL (PT)
..........................................................................................................................
25 15.5 POTENCIA DEL MOTOR (HP)
...............................................................................................................
25 15.6 EJERCICIO 5:
.......................................................................................................................................
26 15.7 EJERCICIO 6:
.......................................................................................................................................
27 ING. JAIME GUEVARA 3 SERVICIOS AUXILIARES I.INTRODUCCIN
Elroldelaguaenlasoperaciones minerases
muydecisivo.Paraunproyectomineroel agua puede resultar ser una
alternativa de abastecimiento, pero muchas veces se vuelve un
problema en el proceso de extraccin. En este captulo trataremos el
agua como un impedimento en nuestras operaciones para
locualestudiaremoslasformascomodesaguardemina,comoinstrumentosmuy
importantes tenemos las bombas, con las cuales extraeremos el agua
de interior mina Por lo tanto necesitamos tener un mayor
conocimiento de los diferentes tipos de bombas desacuerdo con sus
caractersticas, ya sea caudal, HPs, eficiencia, etc. Y de esto
forma podremos determinar la maquinaria correcta para este trabajo.
Lasaguasdeorigenprofundoasciendenhastafluirensuperficieohastaalcanzaruna
superficiedeequilibrioquedetengaalmovimientoascensional.Enlaslaboresmineras
realizadasporencimadelnivelfretico,lasaguasnosuelenencontrarsemsqueen
formaespordicaeincidental,perocuandolaslaborespenetranpordebajodelnivel
fretico, es posible contar con un movimiento general del agua hacia
las labores. ING. JAIME GUEVARA 4 SERVICIOS AUXILIARES 1.ORIGEN DE
LAS AGUAS SUBTERRNEAS
Lasaguassubterrneastienencomoorigenlafiltracindeaguassuperficialesque
penetranatravsdeestratosporososycirculanlentamente,tantoensentidolateral
como descendente, hasta alcanzar la zona de equilibrio o de fuentes
profundas.2.PROPIEDADES
Elpodercorrosivodelaguatieneunagranimportancia,puestoqueinfluyeenla
seleccindelosmaterialesusadosparabombas,tuberas,vlvulasyaccesorios;por
tanto es importante analizar el grado de acidez o alcalinidad del
agua.3.TIPOS Segn su origen, podemos tener hasta cuatro tipos de
aguas
subterrneas:AguasdeInfiltracin.-Enestecasolasaguassubterrneastienencomoorigenla
filtracindelasaguasmetericas,controladasporcantidaddeprecipitaciones
pluviales,porlaexistenciadenievesenlaspartesaltasyalafiltracindeaguas
contenidasporlosros,lagosylagunasaprovechandolaexistenciadefisurasensus
lechos.AguasdeCondensacin.-Sonlasaguassubterrneasquesonevaporadasenla
profundidaddebidoalasaltastemperaturasexistentes,introducindoseenlosporos,
diaclasas, fisuras, etc. en forma de vapor. Aguas Congnitas o
Fsiles. -Son aguas que antiguamente eran marinas o lacustres que
han quedado atrapadas dentro de Lacorteza terrestre en forma de
bolsonadas, las
cualesnosehanevaporado,pasandoaformaraguassubterrneasaprisionadasque
no
discurren.AguasMagmticasoJuveniles.-Suorigenseatribuyeaproductosgaseososque
emanarondelmagmadurantesuenfriamiento.Estosvaporesalponerseencontacto
contemperaturasmsbajassecondensanpasandoalestadolquidoparaluego
depositarse en las diferentes estructuras, grietas, etc. Las
temperaturas relativamente altas y la presencia de componentes
voltiles como el
gascarbnicoocompuestosdeazufreenalgunaszonas,corroboranenparteesta
teora. ING. JAIME GUEVARA 5 SERVICIOS AUXILIARES 4.PERMEABILIDAD
Lasmasasrocosasporosasofisuradassonconsideradassiemprecomoposibles
depsitos de agua en profundidad. Las rocas del tipo pizarras
arcillosas son prcticamente impermeables y pueden cerrar
elpasoaflujosascendentesdeagua;osielaguaestporencimadeellos,cerrarel
paso a zonas ms bajas.
Lamayoradelasrocassedimentariascompactasylasrocasgneasquecontienen
mucha agua son impermeables, salvo que estn fracturadas o
fisuradas.
Losmaterialesaluvialescomoarenasygravassonporososypermitenelmovimiento
libre de las aguas al igual que las calizas que son permeables.
Enlascadenasmontaosasladistribucindelasaguassubterrneaseserrticaya
veces se encuentran caudales insospechables en las labores mineras.
4.1CONSIDERACIONESDERIVADASDELAPRESENCIADEAGUAENLOS MACIZOS
ROCOSOSEn trminos generales y desde muy distintos puntos de vista,
es fcil comprender que las actividades mineras se encuentran muy
estrechamente ligadas al agua:Como un problema a evitar, disminuir
o corregir en la
explotacin.Comounanecesidaddeutilizacindelrecursoparasuaprovechamientoenla
propia mina o fuera de ella.Como recurso ambiental que es necesario
proteger, mostrando a la Sociedad que as se hace y que se hace
bien.
Encomparacinconlamayoradelasactividadesindustrialesyagrcolas,la
explotacin minera no es una gran consumidora de agua, aunque la
necesita y requiere tener asegurado el abastecimiento necesario.
Muchas veces el problema es el inverso y
tienequeliberargrandescantidadesdeaguanodeseablesenelmbitodelproyecto.
Esteeselproblemadeldrenajeminero:eldecaptar,transportaryeliminarhaciael
entorno (al medio ambiente) flujos de agua y hacerlo de tal manera
que no se ocasionen
daos.Portanto,elproblemadelaguarequiereeladecuadoenfoquey
planteamiento, as como su correcta gestin. El agua y su influencia
en la estabilidad de taludes y huecos mineros y, en definitiva, en
la seguridad geotcnica de la
explotacin.Elaguadentrodelaplanificacinydelasoperacionesdelamina,teniendoen
cuenta que los usos del agua y las necesidades dentro de la mina
son muy diversos.ING. JAIME GUEVARA 6 SERVICIOS AUXILIARES El agua
y el medio ambiente, abordando tanto los problemas asociados a la
operacin minera en s como los derivados del futuro abandono de la
actividad.4.2 EFECTOS Y PROBLEMAS ORIGINADOS POR LA PRESENCIA DE
AGUA EN LOS MACIZOS ROCOSOS En trminos generales, en el mbito de
las explotaciones mineras el agua constituye el
agentenaturaldemayorincidenciacomocondicionanteydesencadenantede
inestabilidadesydeotrosproblemasgeotcnicosygeomecnicosasociados.Sin
embargo,lalistadeefectosnegativosqueseproducencomoconsecuenciadela
presenciadelaguaenelentornooperativoessingularmenteampliaydiversificada.
Algunosdeestosefectosperjudicialesquemsfrecuentementesepresentanenlas
operaciones mineras se resumen a continuacin en: 5.LABORES DE
DESAGE 5.1 Cunetas de desage y diques
Lascunetasdebentenerciertapendiente.Suseccindebesertantomsgrande
cuanto mayor sea el caudal del agua, y el nivel del agua en la
cuneta ha de estar por lo menos 10 centmetros por debajo del
piso.
ING. JAIME GUEVARA 7 SERVICIOS AUXILIARES 5.1.1 CONSTRUCCIN DE
ZANJAS Y
CUNETASComocomplementoyparacanalizarlasaguasydirigirlasenunadireccinespecfica,
puedeinstalarseunsistemadezanjasycolectores.Laszanjasinterioresabiertasenla
parte interior de las bermas a modo de cunetas, debern
impermeabilizarse con el fin de evitar la infiltracin y, por tanto,
la recarga de los macizos.5.1.2 ZANJAS CON RELLENO
DRENANTEEnocasioneslaszanjasexcavadaspuedenrellenarseconmaterialesgranulares
drenantesysercubiertasparapermitirlacirculacindevehculosdetransportesobre
ellas.Enlasfigurasadjuntas,seindicaelprocedimientodecolocacindeunamembrana
porosa rodeandoal materialgranular quesirve
paraevitarelcegamientoylaobturacin de dichas zanjas por el material
arrastrado por las aguas.Existen dos tipos principales de zanjas
con relleno
drenante:Zanjasdetalud:construidassiguiendolalneademximapendientedeltalud,sonmuy
eficacesenloscasosenlosquesepresentanescasoespesorydispuestosdeforma
paralela al
talud.Zanjashorizontales:construidasparalelasaltaludyalpiedelmismo.Suelensermuy
eficacesenelcasodeestratoshorizontalesydediferentepermeabilidad,siemprey
cuando las zanjas alcancen un estrato permeable. 5.2 BALSAS O POZOS
COLECTORESTeniendoencuentaquelasaguasdeescorrentaarrastranmaterialesy,muy
especialmentebarroprocedentedelamezclaconaguadelpolvoproducidoenla
explotacin,sedebenpreverlarecogidadetodaslasaguasquecirculanenlas
superficiesenunasbalsascolectorasexcavadasendistintosnivelesdelaexplotacin.
ING. JAIME GUEVARA 8 SERVICIOS AUXILIARES Sus dimensiones dependern
de la capacidad deseada y tamao del equipo de bombeo.
Esprcticacomnenmuchasminasaprovecharlaaperturadeunnuevobanco,por
debajo del ltimo en operacin, como balsa o foso colector.En lo que
respecta al equipo de bombeo, se tiene la precaucin de situarlo
sobre la parte msprofundaconel fin
deevitar,enloposible,elbombeodeloslodosymaterialesde
suspensin.Losequiposdebombeomsempleadossonlasbombassumergiblesylascentrfugas.
Estasltimassemontansobreplataformasflotantes,oenunabalsaenlaorilla.Las
tuberas suelen ser flexibles o mangueras de acoplamientos rpidos,
pues la mayora de las instalaciones tienen un carcter temporal.4.3
Desvo de las Aguas e Impermeabilizacin del terreno
Cuandolaperforacindetnelestropiezacongrandescaudalesdeaguas
subterrneas, en ocasiones se llega a desviar el tnel para evitar el
rea peligrosa. Otro mtodo consiste en cortar el paso a las aguas
inyectando una lechada de cemento a travs de sondajes perforados
desde la galera, con ngulos variables, para cortar las vas de agua.
Cuando se conoce la existencia de zonas acuferas en las
inmediaciones de las labores, el acceso se traza en lo posible de
manera que se eviten dichas reas; cuando se sabe
deantemanoquesehandecortardichaszonaspeligrosas,sepreparandiquesy
compuertas resistentes a la presin, para dominar estos flujos. Por
delante de los frentes se perforan taladros para determinar la
posicin de los cursos de agua. ING. JAIME GUEVARA 9 SERVICIOS
AUXILIARES 4.4 Desage con Vasijas Los pequeos caudales de agua que
suelen encontrarse en las labores de prospeccin e investigacin, se
extraen frecuentemente por medio de vasijas. Se dejan acumular las
aguasenlassalientesdelpozoysededicaaldesageunapartedeltiempode
operacin. 4.5 Desage con Bombas Las aguas que se encuentran a nivel
inferior a los drenajes por gravedad, se recoge en depsitos
recolectores para luego ser evacuados por medio de bombas. Los
puntos de drenaje se distribuyen en lugares convenientes y las
cmaras de bombas se sitan prximas a los pozos. Bombas auxiliares
desagan en canales que conducen las aguas a los depsitos
colectores. Se utilizan canales y tuberas. En minas profundas las
aguas se bombean por etapas que van de 150 a 600 metros y an
superiores a 900
metros.Grandesalturasdeimpulsinrepresentangrandespresiones,queobligana
emplear bombas, as como accesorios especiales. Reducir la altura de
impulsin exige el uso de bombeo en serie. ING. JAIME GUEVARA 10
SERVICIOS AUXILIARES 4.6 GALERAS DE
DRENAJESetratadeunsistemamuyefectivo,perodegrancosteeconmico.Suutilizacines
viabletantoparaeldrenajedecortascomoparaelcasodetaludesdegranalturayen
situacionesrealmentecriticasyproblemticas,endondenofuncionanotrostiposde
sistemasdedrenaje.Esunatcnicapocofrecuenteenpequeasminas,perobastante
extendida en grandes explotaciones mineras a cielo abierto con
importantes problemas de agua. Consiste en la apertura de labores
de avance en galera en el interior del macizo que se
deseadrenar,normalmentecondisposicinparalelaaltalud,pordebajodelaposible
superficiedelaexplotacinyabastantedistanciadelasuperficiedelmismo.
Normalmente,sesuelenpracticarunaseriedebarrenosenabanicodesdelapropia
galeradedrenaje,enlacoronadelasgaleras,conobjetodedeincrementarsu
efectividadalcortarlosposiblesnivelesimpermeablesoaccederalaszonasdemayor
permeabilidad. Se han llegado a realizar experiencias tendentes a
intentar incrementar la
efectividaddelagaleradedrenajemediantelainstalacindesistemasdevacoque
mantenga la galera en una situacin de presin negativa.Sus
principales ventajas radican
en:Grancapacidaddrenante:sugranseccintransversalpermiteunafavorable
conexin hidrulica con el medio saturado a drenar.Son apropiadas
para actuaciones diseadas a largo plazo: el drenaje se produce por
gravedad y sin necesidad de impulsin mecnica.Menores servidumbres
por desgaste y por labores de mantenimiento y reposicin de
componentes y
equipos.Nointerfierenlasoperacionesminerasensuperficie,alestarconstruidasagran
profundidad y con bocas de entradas
laterales.Laparticularidaddesuemplazamientoprofundohacequetambinpresenten
ventajas respecto a otros sistemas de drenaje en explotaciones
mineras ubicadas en zonas de climatologas muy extremas.ING. JAIME
GUEVARA 11 SERVICIOS AUXILIARES
Suelensermuyeficacesenmaterialesconmayorpermeabilidadensentidovertical
queenhorizontal,comoeselcasodelosmacizosrocososconpredominanciade
diaclasado
vertical.Suelenserigualmentemuyefectivassiseconstruyenpordebajodesuperficiesde
inestabilidadysecomplementanconlainstalacindetaladrosdesdelagaleray
hacia la direccin de la posible superficie de deslizamiento.
Porelcontrario,tambinpresentaalgunosinconvenientes,entrelosquepodemos
destacar:Menoreficaciaenformacionesconpermeabilidadhorizontalsuperioralavertical,
requirindose la perforacin de drenes verticales que faciliten y
aumenten el drenaje vertical.Menor eficacia en formaciones
heterogneas y con frecuentes variaciones espaciales de
permeabilidades, as como en macizos rocosos con una gran separacin
entre las
discontinuidades.Enestoscasos,debeninstalarsetambindrenajes
complementarios, cuyas direcciones deben ser lo ms perpendiculares
posibles a las de las discontinuidades existentes. ING. JAIME
GUEVARA 12 SERVICIOS AUXILIARES 5.GOLPES DE AGUA
Entrminosminerossepuededefinir,alafuerzaconquebrotaunchorrodeagua
subterrnea acumulada en bolsonadas. Este tipo de agua ofrece mayor
peligro durante las excavaciones mineras, por lo que es
necesariorealizarsondeosafindetratardedescubrirlaexistenciadeaguas
subterrneasycalcularsucaudal,lapresinhidrostticaqueejercesobrelasrocas
encajonantesconlafinalidaddeminimizarlospeligrosdeexplosionesdeagua,entre
otros. 6.PUERTAS ALTA PRESIN
Conlafinalidaddeprevenirlasgrandesvenidasdeaguassubterrneasquepodran
pasar los lmites de capacidad de bombeo o inundar los niveles de
drenaje de las minas,
sediseanPuertasdeSeguridadquesoportanaltaspresiones,lasmismasquese
instalanenlugaresestratgicos.Elobjetivoescerrarelpasoafuertesirrupcionesde
aguas y regular la salida.Estas puertas, se disean e instalan de
modo que permitan el paso de las locomotoras. Pueden ser de
accionamiento manual o mecnico y generalmente son de acero tanto el
marcocomolahoja,contirasdejebeomaterialespecialparalograrelhermetismo
entreelmarcoylahoja.Cuandoseprevfuertespresiones,seempleanpuertasde
acero fundido de seccin ovalada y con nervaduras de
refuerzo.Lainstalacindeestaspuertasesconconcreto,sindescuidarlastuberasparael
transporte de aire, agua, electricidad, etc. ING. JAIME GUEVARA 13
SERVICIOS AUXILIARES 7.BOMBAS Son mquinas que crean el flujo en los
medios lquidos (agua, lodos) es decir desplaza y aumenta la energa
del lquido. Durante el funcionamiento de la bomba, la energa
mecnica (recibida por un motor) se transforma en energa potencial y
cintica, y en un grado insignificante, en calorfica, del flujo
lquido. Bomba neumtica de 3 pulgadas marca Wilden (Bira 2006) Bomba
elctrica de 440v marca Flygth de 4 y 3 pulgadas respectivamente.
(Bira 2006) ING. JAIME GUEVARA 14 SERVICIOS AUXILIARES
9.Mecanismosinternacionalespararegularelimpactoenlasaguas
subterrneasElobjetivodelarevisindemecanismosinternacionalesqueregulanelimpactoenlas
aguas subterrneas ocasionados por el drenaje de minas a cielo
abierto, es ver como los Gobiernos de Chile, Bolivia y Per, abordan
la problemtica de los cambios cuantitativos en los flujos
subterrneos causados por las explotaciones mineras a cielo abierto.
Cabemencionar,queChile,BoliviayPernocuentanconnormativasespecficaspara
regular los impactos causados por el drenaje de rajos mineros en
trminos del descenso delniveldelosflujossubterrneos.La
regulacindeestosimpactosse realizaatravs
denormativasdelreaambientalymineraqueseencuentranrelacionadasalos
impactos que causa la explotacin de minas a cielo abierto. A
continuacin, se presentan
lasLeyes,ReglamentosyCdigosqueseencuentranrelacionadosconlaactividadde
drenaje de rajos mineros en los pases anteriormente nombrados. 9.1
Normativa Peruana El objetivo de la poltica Ambiental del Gobierno
Peruano es el mejoramiento continuo de la calidad de vida de las
personas, mediante la proteccin y recuperacin del ambiente y
elaprovechamientosostenibledelosrecursosnaturales,garantizandolaexistenciade
ecosistemas viables y funcionales en el largo
plazo.Enestecontexto,elReglamentoparalaProteccinAmbientalenlaActividadMinero-
Metalrgica (1993) en el Artculo 7, establece que: Los titulares de
concesiones mineras
que,habiendocompletadolaetapadeexploracin,proyecteniniciarlaetapade
explotacin,debernpresentaralMinisteriodeEnergayMinasunEstudiodeImpacto
Ambiental del correspondiente proyecto.
ElReglamentoparalaProteccinAmbientalenlaActividadMinero-Metalrgica(1993)
enelArtculo10,estableceque:ElPAMAdelasactividadesdeexploraciny/o
explotacin en las operaciones de minado subterrneo y a cielo
abierto deben identificar y
contemplareltratamientode:emisionesdepartculas,gasesyruido,calidadyflujode
aguassuperficialesysubterrneas,alteracindeacuferos,estabilidaddelostaludes,
fracturaseinestabilidaddelsuelo,remocindelsueloydelavegetacin,disposicin
adecuadadematerialesnoutilizableseinterrupcindeotrosusosdelsueloyreas
pobladas aledaas durante las actividades mineras. La Ley 28611 Ley
General del Ambiente (2005) en el Artculo 25 define los Estudios de
ImpactoAmbiental(EIA)como:Instrumentosdegestinquecontienenunadescripcin
delaactividadpropuestaydelosefectosdirectosoindirectosprevisiblesdedicha
actividadenelmedioambientefsicoysocial,acortoylargoplazo,ascomola
evaluacintcnicadelosmismos.Debenindicarlasmedidasnecesariasparaevitaro
reducir el dao a niveles tolerables. ING. JAIME GUEVARA 15
SERVICIOS AUXILIARES
LaLeyGeneraldelAmbiente(2005)enelArtculo26establecequelaautoridad
competente puede aprobar los Programas de Adecuacin y Manejo
Ambiental (PAMA): 15
Parafacilitarlaadecuacindeunaactividadeconmicaaobligacionesambientales
nuevas, debiendo asegurar su debido cumplimiento a travs de
objetivos de desempeo
ambientalexplcitosymetas,ascomolasmedidasdeprevencin,control,mitigacin,
recuperacin y eventual compensacin que corresponda. El Reglamento
para la Proteccin Ambiental en la Actividad Minero - Metalrgica
(1993)
enelArtculo27,estableceque:ElPlandeCierreparaelreaobjetodelaconcesin,
paraoperacionesdeminadosubterrneoyacieloabierto,debecontemplarnormas
relacionadas con: medidas que garanticen la estabilidad del
terreno, revegetacin, de ser
tcnicayeconmicamenteviableymedidasparaprevenirlacontaminacindelos
cuerpos de agua. Asimismo, deber indicar el monto y plan de
constitucin de garantas ambientales exigibles.
LaLey28090LeyqueRegulaelCierredeMinas(2003)enelArtculo11establece
que: El titular minero deber constituir garantas a favor de la
autoridad competente para
cubrirloscostosdelasmedidasderehabilitacinparalosperodosdeoperacinde
Cierre Final y Post Cierre.
LaLeyGeneraldeMinera(1992)enelArtculo37establecequelostitularesdelas
concesiones gozan del atributo de: Usar las aguas que sean
necesarias para el servicio
domsticodelpersonaldetrabajadoresyparalasoperacionesdelaconcesin,de
conformidad con las disposiciones legales sobre la materia. 10.
EFECTOSYPROBLEMASORIGINADOSPORLAPRESENCIADEAGUAEN LOS MACIZOS
ROCOSOS.En trminos generales, en el mbito de las explotaciones
mineras el agua constituye el
agentenaturaldemayorincidenciacomocondicionanteydesencadenantede
inestabilidadesydeotrosproblemasgeotcnicosygeomecnicosasociados.Sin
embargo,lalistadeefectosnegativosqueseproducencomoconsecuenciadela
presenciadelaguaenelentornooperativoessingularmenteampliaydiversificada.
Algunosdeestosefectosperjudicialesquemsfrecuentementesepresentanenlas
operaciones mineras se resumen a continuacin en: 10.1Mitigacin de
problemas de calidad de agua
Elmanejodelacalidaddeaguaenlasminasactivasdependedeltipodemina,
obviamente el esfuerzo requerido para mitigar los potenciales
impactos de la descarga
deaguademinavaradrsticamente.Enloscasosmsextremos,escomnquelas
minas desarrollen e implementen una poltica de cero descargas. En
los casos menos
extremos,elaguadrenadapuedeserdescargadadirectamentehaciacauces
ING. JAIME GUEVARA 16 SERVICIOS AUXILIARES superficiales. En la
mayor parte de los casos intermedios, ser necesario aplicar algn
tipo de tratamiento al agua antes de descargarla a un cauce.
Enlaetapadeabandonodeunaminaacieloabierto,unadelasmedidasde
prevencindelaformacindepitlakesdeaguascidas,eselllenadorpidodelos
rajos mineros con agua, para inhibir la actividad de las bacterias
oxidantes de azufre y
promovercondicionesanxicasalfondodelpitlake,minimizandodeestemodola
formacin de cidos y metales disueltos. 11. PROGRAMAS UTILIZADOS
PARA LA SIMULACIN DEL DRENAJE DE MINAS
Lasimulacindelaguasubterrneaquefluyeatravsdelosacuferosyunidades
geolgicas es una herramienta clave para la prediccin, manejo y
control de los recursos hdricos. En la actualidad, existen diversos
programas comerciales que permiten realizar la modelacin de los
flujos
subterrneos.Elobjetivofundamentaldelamodelacinnumricadeldrenajedeunrajomineroes
evaluar el impacto fsico causado en las aguas subterrneas cercanas
debido al drenaje del rajo, para lo cual se utilizan softwares
comerciales y una adecuada representacin del rajo y de los efectos
que ste provoca en los niveles de agua del
acufero.Paralograrlosobjetivosanteriormentemencionadosseutilizanherramientas
computacionales de uso comn en hidrogeologa como: ING. JAIME
GUEVARA 17 SERVICIOS AUXILIARES a.Visual MODFLOW: El modelo MODFLOW
simula en tres dimensiones el flujo subterrneo en medios porosos y
utiliza una estructura modular que permite entender mejor el modelo
y modificarlo si es necesario.Fue desarrollado por el Servicio
Geolgico de los EE.UU. a mediados de la dcada del 70
yestescritoenFORTRAN.Utilizaelmtododediferenciasfinitaspararesolverun
sistema de ecuaciones basadas en la frmula de Darcy, que explica el
movimiento de un fluido en un medio poroso saturado (McDonald M. y
Harbaugh W., 1988).
Esunodelosmodelosdeaguassubterrneasmsampliamenteutilizadoentodoel
mundo.ElVisualMODFLOWesunainterfazgrficadesarrolladaporWaterloo
HydrogeologicInc.,quefacilitaypermitevisualizarelingresodedatosylosresultados
del procesamiento de los mismos en el MODFLOW. b.MODFLOW SURFACT:
ElprogramaMODFLOWSURFACTesunapoderosaherramientaquehasido
desarrolladapararesolvermuchasdelaslimitacionesdelcdigoestndardel
MODFLOWdelUSGS.ElMODFLOW-SURFACTcontienenuevospaquetesque
complementanlaversinoriginaldelMODFLOW.Lospaquetesrelacionadosconla
modelacindelflujodelaguasubterrnearecibenelnombredeSURFylospaquetes
ACT estn asociados a la modelacin del transporte de
contaminantes.La sigla SURFACT significa:S, esquemas para modelacin
robusta y eficiente (Schemes)U, tratamiento riguroso del flujo no
saturado (Unsaturated)R, condiciones de borde de recarga y de
filtraciones laterales (Recharge) F, representacin de fracturas en
el pozo (Fracture)ACT, anlisis de transporte de contaminante
(Analysis of Contaminant Transport)
softwarescomercialesbasadosendiferenciasfinitas,mundialmenteutilizadosparala
simulacindelflujodeaguasubterrneaentresdimensionestantoenmediosporosos
tradicionales como en medios porosos no tradicionales como rocas
fracturadas. Esto ltimo es muy comn en el caso de muchas minas a
cielo abierto
ING. JAIME GUEVARA 18 SERVICIOS AUXILIARES 12. CONCLUSIONES Por
los estudios realizados concluimos que el estudiode drenaje de
aguas subterrneas
esmuyamplioymuycomplejo,alavezesmuyinteresantepuesdelestudiodeestos
podemosobtenerunamayoreficienciaennuestrasoperaciones,yasuvezpodemos
economizar costos.13. SUGERENCIAS
Unasolucintotalparadesageesimportante.Sedebenanalizarexhaustivamentelos
requisitosparaeldesagedeminasantesdeseleccionareldiseodelequipode
bombeo, ya sea en la mina o debajo de la superficie.
Secomprendequecumplirconlosrequisitosdeentradadeflujodeaguadelsitioes
fundamental,perotambinesimportanteanalizarelplanodelamina,elrangode
profundidadesdeoperacinytrabajarconlossistemasdetuberasexistentespara
garantizarqueelequiposeadaptealasnecesidadesespecficasdelaminaen
operacin. ING. JAIME GUEVARA 19 SERVICIOS AUXILIARES 14.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS SERVICIOS AUXILIARES MINERO, Ing. Anibal
Mallqui Tapia BOMBAS, VENTILADORES, COMPRESORES. V. N. Cherkasski.
DISEO DE TUNELES. Pedro Tumialan. FUNDAMENTOS DE LABOREO EN MINAS.
Fernando Ortiz Urbina MANUAL DE TUNELES Y OBRAS SUBTERRNEAS.
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20 SERVICIOS AUXILIARES 15. ANEXOS Foto N 01 Salida de agua de
mina.
FotoN02Salidadeaguademinapara
tratamientoensedimentador/decantador, sin uso de
coagulante/floculante FotoN03 Pozadesedimentacino decantacin. ING.
JAIME GUEVARA 21 SERVICIOS AUXILIARES FotoN04 Bocaminaytuberasde
conduccindelasaguasdeminahacia la poza de acopio y
sedimentacin.
FotoN05 Descargadelastuberasde conduccindelasaguasdeminaenla
poza de acopio y sedimentacin. ING. JAIME GUEVARA 22 SERVICIOS
AUXILIARES 15.1Ejemplo N 1: Empresa Minera Aurfera Retamas S.A
1.RESUMEN EJECUTIVO
EmpresaMineraAurferaRetamasS.A.,conlafinalidaddeevacuarlasaguasproducto
desusoperacioneseinfiltracinnatural,haproyectadounsistemadedrenajepor
bombeo,queayudaralaprofundizacindelamina.
Paratalsentidosehaconstituidoinfraestructurasporetapas,teniendodosetapas
definidas; siendo la primera etapa denominada Sistema de Bombeo
Auxiliar, este sistema evacua las aguas desde el nivel 2780 hasta
el nivel 2950 y la segunda etapa denominada
SistemadeBombeoPrincipal,evacuandolasaguasdesdeelnivel2600hastaelnivel
2950.Elpresenteexpedienteseenfocaraenlaculminacindelaprimeraetapa,esdecir
Sistema de Bombeo Auxiliar y avance parcial del Sistema de Bombeo
Principal. 2.COMPOSICIN DE ETAPAS La ejecucin del proyecto se
compone de dos etapas, el cual comparten los principios de
funcionamiento,peroconstructivamenteindistintas,eneldesarrollodelexpedientese
explicara a detalle cuales son. SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR PRIMERA
ETAPA Sedimentadores. Cmara de bombas. Subestacin elctrica. Planta
de floculacin. Cmara de secado. Chimenea de drenaje. SISTEMA DE
BOMBEO PRINCIPAL SEGUNDA ETAPA Sedimentadores. Silo cmara de carga.
Cmara de bombas. Subestacin elctrica. Planta de floculacin. Cmara
de secado. Chimenea de drenaje. ING. JAIME GUEVARA 23 SERVICIOS
AUXILIARES 3.SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR PRIMERA ETAPA Est situada
en la rampa Patrick 2, a la altura de la cmara de carguo 16,
perteneciente al nivel 2770, exactamente en la cota 2775
msnm.Elsistemaevacualasaguasdesdeelnivel2770hastaelnivel2950;paratalsentido
dentrodesucomposicincontemplatareasenobrasmineras,civiles,metalmecnica
elctricas, puesta en marcha y operacin del sistema.
Acontinuacinsedescribeloscomponentesqueconformanelsistema,ascomolas
tareas que comprendieron dicho trabajo. 3.1 Sedimentadores Se
ubican a 24m de la cmara CC-16, siguiendo la rampa Patrick-2 hacia
la cmara
CC-15;seutilizaparaladecantacindeslidos.Estconformadopordoscmaras,
Sedimentador-1ySedimentador-2,siendounidasporunsubnivel,enlapartefinalde
cada sedimentador. 3.2 Cmara de Bombas Ubicada a 45m de la cmara
CC-16, siguiendo la rampa Patrick-2 hacia la cmara CC17;
estandomontadasdosbombas(unaenstandby)queimpulsanelaguaclarificada,
provenientedelosSedimentadoreshaciaelnivel2950,ascomotuberadesuccin,
vlvulas y un prtico de sujecin de tubera de expulsin.a.Obras
Mineras Acceso a CmaraLargo 33.08m. Seccin 4.10m x 4.40m. Pendiente
13%. Desmonte 595.96m3. Cmara de BombasLargo 18.53m. Seccin 8.22m x
4.82m. Pendiente 0%. Desmonte 735.21m3. b.Obras Civiles c.Obras
Metalmecnica y Elctricas d.Puesta en Marcha y Operacin 3.3 Sub.
estacin Elctrica
Seubicaalcostadoizquierdodelacmaradebombas;dondeestmontadoel
trasformador de potencia y todos los equipos para la distribucin de
energa que requiere ING. JAIME GUEVARA 24 SERVICIOS AUXILIARES
elsistema;Elcualesalimentadodelasubestacinelctricaplataformachilcasquese
encuentra en superficie Nv. 3220. Obras Mineras Largo 10.5m. Seccin
3.30m x 3.65m. Pendiente 0%.Desmonte 121.58m3. 3.4 Chimenea de
Drenaje
Sedivideendostramosporeltipodeconstruccin;RB-6(RaiseBoring),contempla
desde el nivel 2920 (CC-10, entrada Rampa Patrick) hasta el nivel
2950 (Est.-10359-W), en chimenea circular y RC6-I (Raise Climber),
contempla desde el nivel 2770 (cmara de
bombeoauxiliar)hastaelnivel2920(CC-10,entradaRampaPatrick),enchimenea
seccin cuadrada irregular. a.Obras Mineras Raise Boring (RB-6)Largo
47.82m. Seccin 2.13m. Inclinacin 81. Desmonte 681.58m3. Raise
Climber (RC6 - I) Largo 141.59m. Seccin 2.45m x 2.49m. Inclinacin
90. Desmonte 833.94m3. 15.2Prdida por velocidad (Pv)
PresindeVelocidad,oPrdidadealturaporVelocidad,eselequivalentedepresin
requerida para acelerar el flujo de agua y est dada por la
siguiente frmula: Pv = w * V2/2g; pies Dnde: w = Densidad del
lquido. En el caso de agua, es 1, sin unidad V = Velocidad del
flujo; pie/seg g = Gravedad = 32.2 pie/seg*seg La velocidad debe
permanecer entre 4 y 10 pie/seg a fin de evitar prdidas demasiadas
elevadas. ING. JAIME GUEVARA 25 SERVICIOS AUXILIARES 15.3 Prdida
por friccin
(Pf)Eslapresinnecesariaparavencerlaresistenciadefriccindellquidoconlatuberay
accesorios. Se puede calcular con la frmula de William HANZENS:Pf =
((147.85 * Q)/(C * D2.63))1.852 ; pies Dnde: Q = Caudal o gasto;
Gal/min (GPM) C = Constante de friccin para tuberas 100 de uso
generalizado (15 a ms aos de uso) 90 para tuberas de 25 a ms aos de
uso 120 para tuberas de 15 a menos aos de uso D = Dimetro interior
de las tuberas; pulg 15.4 Prdida total (PT)O Carga Dinmica,
constituido por la sumatoria de:Cet + Pv + Pf; pies 15.5 Potencia
del motor
(HP)EselnmerodeHPrequeridosparabombeardeterminadocaudaldefluido.Seusala
frmula: HP = PT * Q * W/33,000 * e Dnde: PT = Prdida total; pies Q
= Caudal o gasto del fluido;GPMW = Peso especfico del fluido = 8.33
lb/gln (agua) 33,000 = Constante para transformar a HP (1 HP =
33,000 pie-lb/min) e = Eficiencia del motor; % ING. JAIME GUEVARA
26 SERVICIOS AUXILIARES 15.6 Ejercicio 5:
Calcularlacapacidadylapotenciadeunabombaparadesaguarunpiqueconlas
siguientes caractersticas: 100 m de profundidad 12 hora/da de
trabajo de la bomba 100 GPM de caudal permanente, trabajando 24
horas/da 60 % eficiencia del motor 371 pies de Carga Esttica Total
3 pulg Dimetro de tubera 100Constante de friccin para tubera 8
pie/seg velocidad del flujo 1 densidad del lquido (sin unidad)
8.33lb/gln peso especfico del fluido SolucinCapacidad para 12
horas: = (100 GPM * 60 min * 24 hora)/(12 hora * 60 min= 200 GPMPf
= ((147.85 * 200)/(100 * 32.63)) 1.852= 178.68 pies Pv = 1 * 82/2 *
32.2= 0.99 piesPT = 371 + 178.68 + 0.99 = 550.67 piesHP = 550.67 *
200 * 8.33/33,000 * 0.6= 46.33La Capacidad real de la bomba serde
200 GPM. La potencia de 46.33 HP ING. JAIME GUEVARA 27 SERVICIOS
AUXILIARES 15.7 Ejercicio 6: Se desea bombear el agua desde el
nivel 650 a superficie. El caudal aforado es de 350 GPM; la bomba
deber trabajar slo 10 horas/da, por razones operacionales.Hallar el
caudal de bombeo. SolucinQ para 24 horas = 350 GPM * 60 min/hora *
24 hora/da= 504,000 gal/daQ para 10 horas = 504,000 gal/da/ (10
hora/da * 60 min/hora= 840 GPM Ejercicio 7 El Pique Nueva Esperanza
bombearagua con un caudal de 5 lt/seg y velocidad de 4 pie/seg; el
dimetro de la tubera es de 2 pulg. Hallar la Potencia requerida, si
la eficiencia es de 75 %. SolucinCarga esttica de succin (ces) = 9
pies Carga esttica de descarga (ced) = 230 * sen 54 = 186.10 pies
Carga esttica total (cet) = 9 + 186.10 = 195.10 pies Pv = 1 * 42/2
* 32.2 = 0.25 pies Q =(5 lt/seg * 60 seg/min)/(3.785 lt/gln)= 79.26
GPM Pf = ((147.85 * 79.26)/(100 * 22.63))1.852= 231.91 pies PT =
195.10 + 0.25 + 231.91= 427.26 pies HP = (427.26 * 79.26 *
8.33)/(33,000 * 0.75) = 11.40 HP