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. Osvalldo Aduvire Pataca. TRATADO DE LABOREO DE MINAS. Hellmut Fritsche. Melndez, B. y Fuster, J.M. Geologa. Paraninfo, 1975. Cuadra, L. Curso de Laboreo de Minas.Fundacin Gmez Pardo, 1974. HernndezSobrino,AyFernndezAparicio,J.LaBombadeFuegoen almacn. Fundacin Almacn-Francisco Javier de Villegas, 2005. Manual de Bombas Flygt, 2002. GuadeBuenasPrcticasenRestauracin.AsociacinNacionaldeEmpresarios Fabricantes de ridos, 2005. Carbn, Varios autores. Art: La explotacin minera a lo largo de los tiempos. CELANyDepartamentosdeEdicindelIESPabloSerranodeAndorra(Teruel), 2005. BACELAR,Jetal,1988.LacuencaterciariadeAsPontes(LaCorua):Su desarrolloasociadoainflexionescontractivasdeunafalladireccional.IICongreso Geolgico de Espaa. Tomo Simposios. pp 1 13-1 2 1 Granada. BENITEZ,A.1989.EstudiodeldrenajesuperficialdelaMinadeAsPontesa situacin final. Informe indito de carcter reservado. ENDESA. RAMOS, J. 1990. Tratamiento de efluentes lquidos en el complejo Minero- Electrice de Endesa - As Pontes. Informe indito de carcter reservado. ENDESA. RIVAS,F.etal.1984.drenajesuperficialdelaexplotacinacieloabiertode Puentes de Garca Rodrguez (La Corua. VI1 Congreso Internacional de Minera y Metalurgia. T 4, pp 195.200. Barcelona. ING. JAIME GUEVARA 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