utilizacion de geocontenedores en la hidratacion de lodos y

UTILIZACION DE GEOCONTENEDORES EN LA

DESHIDRATACION DE LODOS Y PROTECCION

COSTERA

JOEL ORE IWANAGA

Congreso Internacional Hidráulica y Geotecnia 2013

INTRODUCCION

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=xfPI-Pm0_pkLJM&tbnid=bcWMvKaMdMYyMM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.aidesep.org.pe/fuga-de-relave-de-mina-atacocha-contamino-rio-huallaga/&ei=Ola3UejNC6rW0QH0h4CoBA&bvm=bv.47534661,d.dmQ&psig=AFQjCNGJiiyxi4Olriy3OaTao5vuJroqSQ&ust=1371055799964667

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=SGGKz6f08ieWfM&tbnid=oEGfFtoVRMeghM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.otrastardes.com/2010/07/19/multa-a-minera-caudalosa-es-de-36-millones-de-soles/&ei=kVW3UeKdGejS0wG934DQDg&bvm=bv.47534661,d.dmQ&psig=AFQjCNGJiiyxi4Olriy3OaTao5vuJroqSQ&ust=1371055799964667

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=c7opgLA0SqihpM&tbnid=6vTOlhE06nveLM:&ved=0CAUQjRw&url=http://infochumpi.wordpress.com/2012/08/17/a-proposito-de-los-relaves-mineros/&ei=y1W3UfCAKqax0AGu1IG4CA&bvm=bv.47534661,d.dmQ&psig=AFQjCNGJiiyxi4Olriy3OaTao5vuJroqSQ&ust=1371055799964667


OTRAS APLICACIONES

PROTECCION DE PILARES DE PUENTES

RIO TAHUAMANU REF. ING. EDGARD RODRIGUEZ Z.


DEFENSA RIBEREÑA

RIO TAHUAMANU REF. ING. EDGARD RODRIGUEZ Z.


DIQUES DE RETENCION DE

SEDIMENTOS


CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO

COMPAÑÍA MINERA RAURA

CLIMA: Frio y no existe casi vegetación.

UBICACIÓN: Cima de la Cordillera Occidental entre

Huánuco (Provincia de Lauricocha, Distrito de San Miguel

de Cauri) y Lima (Provincia de Oyon).

ALTITUD: Varia entre 4,300 a 4,500 metros con glaciares y

abundantes lagunas escalonadas.

PRODUCCION: Esta mina se dedica a la exploración de

metales y minerales polimetálicos tales como zinc, plomo

y cobre.


INSTALACION DE MACTUBE PARA

DESHIDRATACION DE RELAVE

Llegada de Relave Adición de Floculante

Ciclón


DATOS DEL RELAVE

PRODUCCION: 870 TMD.

Peso específico del lodo liquido

= 11.62 kN/m3

Gravedad especifica de los sólidos

= 3.14.

UNA SOLUCION:

GEOCONTENEDORES (MacTubes)


X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS

;slurry

Pp

L

;

𝑑𝑥

𝑑𝑠= cos𝜃

𝑑𝑦

𝑑𝑠= sin𝜃

𝑑𝜃

𝑑𝑠=𝑝 − 𝑦

𝑡

𝑥 =𝑋

𝐿; 𝑦 =

𝑌

𝐿; 𝑠 =

𝑆

𝐿; 𝑝0 =

𝑃0𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦𝐿

;

𝑡 =𝑇

𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦𝐿2 ; 𝑤 =

𝑊

𝐿;

FORMULACION MATEMATICA

CASO FUNDACION RIGIDA


DETERMINACIÓN DE LA FUNCIÓN PARA LAS COORDENADAS EN EL EJE “Y”

𝑦(𝜃) = 𝑝 − 𝑝2 + 2𝑡(cos𝜃 − 1)

DETERMINACIÓN DE LA FUNCIÓN PARA LAS COORDENADAS EN EL EJE “X”

𝑥 = 𝑝 1 − 𝑘2sin2 𝑢 𝑑𝑢 − 1 −𝑘2

2

1

1 − 𝑘2sin2 𝑢𝑑𝑢


X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS

𝑘 = 2𝑡

𝑝


𝑥 = 𝑝 𝐸(𝜙, 𝑘) − 1 −𝑘2

2𝐹(𝜙, 𝑘

EXPRESANDO EN TERMINOS DE INTEGRALES ELIPTICAS:

Donde E y F son funciones elípticas de primer y segundo orden , 𝜙 varia de 0 a 𝜋 y 0<k<1

Además: 2𝑝 𝐾(𝑘) − 𝐸(𝑘) = 1

Para w:

𝑤 = 𝑏 + 2𝑝 𝐸(𝜋

4, 𝑘) − 1 −

𝑘2

2𝐹(𝜋

4, 𝑘

X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS


MGeST v. 1.0

MACCAFERRI GEOCONTAINER SLURRY TREATMENT


;

CASO I

𝐿 ∶ 𝐿𝑂𝑁𝐺𝐼𝑇𝑈𝐷 𝐻 ∶ 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴

CASO III

CASO II

DATOS DE INGRESO RESULTADOS

T ∶ 𝑇𝐸𝑁𝑆𝐼𝑂𝑁 Po ∶ 𝑃𝑅𝐸𝑆𝐼𝑂𝑁

𝐿 ∶ 𝐿𝑂𝑁𝐺𝐼𝑇𝑈𝐷 𝑃𝑜: 𝑃𝑅𝐸𝑆𝐼Ó𝑁

T ∶ 𝑇𝐸𝑁𝑆𝐼𝑂𝑁 H ∶ 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴

𝐿 ∶ 𝐿𝑂𝑁𝐺𝐼𝑇𝑈𝐷 𝑇 ∶ 𝑇𝐸𝑁𝑆𝐼𝑂𝑁

H ∶ 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 Po ∶ 𝑃𝑅𝐸𝑆𝐼𝑂𝑁

OPCIONES DE CALCULO CON MGeST v. 1.0

X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS


;

CASO I

CASO III

CASO II

Formulación matemática

ℎ =𝐻

𝐿

𝑝 =ℎ

1 − 1 − 𝑘2 ℎ = 1 − 1 − 𝑘2 𝑝 Entonces

2𝐻𝐿

1 − 1 − 𝑘2𝐾(𝑘) − 𝐸(𝑘) = 1

𝑘 =?

𝑝 =

𝐻𝐿

1 − 1 − 𝑘2

Se conoce h en función de H, L, p y 𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦

𝑡 =𝑘𝑝 2

4 𝑏 = 1 − 2𝑘 𝑡𝐾 𝑘

𝑤 = 𝑏 + 2 𝐸𝜋

4, 𝑘 − 1 −

𝑘2

2𝐹

𝜋

4, 𝑘 𝑝 𝑎 = 𝑏𝑝

PRIMER CASO

DATOS: L y H

INCOGNITAS: T, Po

X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS


;

CASO I

CASO III

CASO II


𝑝0 = 𝑝 1 − 𝑘2 Entonces

𝑘 =?

𝑝0 =𝑃0

𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦.𝐿

𝑝 =𝑝0

1 − 𝑘2

2

𝑃0𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦.𝐿

1 − 𝑘2𝐾(𝑘) − 𝐸(𝑘) = 1

𝑝 =1

2 𝐾 𝑘 − 𝐸 𝑘 𝑡 =

𝑘𝑝 2

4 𝑏 = 1 − 2𝑘 𝑡𝐾 𝑘

Se conoce 𝑝0 en función de L, 𝑃0 y 𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦

𝑤 = 𝑏 + 2 𝐸𝜋

4, 𝑘 − 1 −

𝑘2

2𝐹

𝜋

4, 𝑘 𝑝 𝑎 = 𝑏𝑝

SEGUNDO CASO

DATOS: L y Po

INCOGNITAS: T, H

X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS


;

CASO I

CASO III

CASO II


𝑘 =?

𝑡 =𝑇

𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦𝐿2

Además se sabe que 𝑘 = 2𝑡

𝑝 por lo tanto 𝑝 = 2

𝑡

𝑘

2 2𝑡

𝑘𝐾(𝑘) − 𝐸(𝑘) = 1

𝑝 =2 𝑡

𝑘 𝑏 = 1 − 2𝑘 𝑡𝐾 𝑘

𝑤 = 𝑏 + 2 𝐸𝜋

4, 𝑘 − 1 −

𝑘2

2𝐹

𝜋

4, 𝑘 𝑝

Se conoce t en función de T, L y 𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦

𝑎 = 𝑏𝑝

TERCER CASO

DATOS: L y T

INCOGNITAS: H y Po

X

Y

L

B

W

H

O

Po

PS


𝑤0 =𝐺𝑠 − 𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦 𝛾𝑤

𝐺𝑠 𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦 𝛾𝑤 − 1

𝑤𝑓 =𝐺𝑠 − 𝛾𝑠𝑜𝑖𝑙 𝛾𝑤

𝐺𝑠 𝛾𝑠𝑜𝑖𝑙 𝛾𝑤 − 1

𝛥ℎ

ℎ0=𝐺𝑠 𝑤0 − 𝑤𝑓

1 + 𝑤0𝐺𝑠

ECUACIONES PARA CONSOLIDACION

∆h

ho

𝑤0 y 𝑤𝑓 ∶ Contenido de agua inicial y final.

𝐺𝑠 ∶

𝛾𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦, 𝛾𝑠𝑜𝑖𝑙 , 𝛾𝑤: Peso unitario del slurry,

Peso unitario del suelo

(slurry solidificado)

Peso unitario del agua.

Gravedad Especifica de solidos.


COMPARACION DE SOFTWARES

GeoCoPS 3.0 (1999 – 2013)

MacFORM 1.0 (2010 - 2013)

MGeST 1.0 (2013)

MGeST 1.0


RESULTADOS

COMPARACION DE RESULTADOS “H”

DATOS RESULTADOS

Software 𝐿 (m) 𝐻 (m) 𝐵 (m) 𝑊 (m) 𝐴 (m2) 𝑇 (kN/m) 𝑃0 (kPa) 𝑃 (kPa) *M.D

MGeST v 1.0 4.570 1.000 1.081 1.748 1.458 4.931 4.052 15.672

GeoCoPS v 3.0 4.570 1.000 1.100 1.800 1.500 5.000 4.000 15.600

Diferencia (%) 0 0 1.73 2.89 2.80 1.38 1.28 0.33 2.89

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-1 0 1

Y (

m)

X (m)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-1 -0.5 0 0.5 1

Y (

m)

X (m)


Prueba de llenado de relave a MacTube sin

floculante


Utilización de MacTube de 0.42 mm con geotextil

interior de 0.22 mm

NO SE UTILIZÓ FLOCULANTE


INCORPORACION DE FLOCULANTE


DESHIDRATACION DE LODOS CON AOS = 0.22 mm


Prueba de MacTube con incorporación de floculante

con AOS de 0.22 mm.


RELACION ENTRE H y T, Po.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5

T (k

N/m

)

H (m)

L=4.57 L=6.9 L=9.1L=13.7 L=18.2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5P

o (

kPa)

H (m)

L=4.57 L=6.9 L=9.1

L=13.7 L=18.2


• Se ha desarrollado un proceso completo de cálculo, sobre el análisis de

dimensionamiento de geocontenedores, para tres casos: 𝐻, 𝑃0, o 𝑇.

• Se ha demostrado la aplicabilidad de MGeST v. 1.0, para el

dimensionamiento de geocontenedores (MacTubes), a partir de la

comparación que fue hecha con un programa de amplio uso como

GeoCoPS v. 3.0, con el cual se obtuvo una diferencia máxima de 3%,

debido a la solución numérica de las integrales elípticas, que en el caso

de MGeST v. 1.0, trabaja a partir de la solución con MATLAB.

• A partir de la prueba piloto en la Planta Concentradora de la Compañía

Minera Raura, se obtuvo un efluente aceptable (agua) a partir de la

adición de floculantes y el uso de un geotextil con tamaño de abertura

aparente de 0.22 mm, para un relave de peso específico de 11.62

kN/m3.

CONCLUSIONES


Ing. Joel Oré Iwanaga

e-mail: [email protected] Tel.: (51-1) 201 1060

Fax: (51-1) 201 1060

MUCHAS GRACIAS!!!!

utilizacion de geocontenedores en la hidratacion de lodos y

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