Estudio de estabilidad de taludes en las minas Marcona Hierro. (Primera Fase – Informe Progreso)

Abstract

Resumen.- Las minas de Marcona, propiedad de HIERRO PERU, están situadas en la provincia y distrito de Nazca en el sur del Perú y a una distancia de 530 Km. de la ciudad de Lima. Los yacimientos que se explotan están constituidos por masas de magnetita con diseminación de sulfuros de fierro, que reemplazan a los horizontes dolomíticos de la formación Marcona de edad paleozoica. Estos depósitos actualmente se explotan por intermedio de cuatro tajos abiertos. Las dimensiones de los tajos varían entre 800 x 400 m. a 1,500 x 600 m. Como uno de los tajos alcanzó una profundidad de 150 m. el Gobierno Peruano exigió la presentación de un estudio de taludes a la ex-propietaria Marcona Mining Co. Esta compañía contrató los servicios de la Bauer Associates; la cual emitió un informe en el año 1974. Posteriormente el Gobierno por intermedio de MINERO PERU contrató a la B.R.G.M. de Francia para estudios de verificación los cuales se llevaron a cabo el año 1975. Como ambos estudios de estabilidad adolecían de una informática geológica precisa y actualizada, se encomendó al INCITEM la verificación de tal información. El estudio de Estabilidad de Taludes en Marcona se ha divido en dos fases: la primera versa sobre la verificación de campo y la segunda trata de la evaluación de los ángulos de equilibrio más recomendables para los diferentes tajos. El presente informe cubre la primera fase que ha constituido esencialmente en el mapeo lito-estructural de las minas 2, 4, 5 y 7. Del mapeo se infiere que las paredes de los tajos están conformadas por hornsfelses normales, hornfelses silicificados (cornubianitas), hornfelses filíticos y cuarcitas actinolotiticas. La mayoría de estas rocas son de gran tenacidad a excepción de los hornfelses filíticos que son frágiles en superficie. Las rocas hipabisales de tipos andesíticos; granodiorítico, dacítico y básico, se presentan mayormente como diques y cuerpos irregulares. La presencia de estos intrusivos influye desfavorablemente en la competencia de las rocas; lo cual se traduce en una mayor densidad de fracturamiento y en una diferente orientación de los planos de disconformidad, con referencia a los sistemas de fracturamiento regional. En las paredes de los taludes se observan los 4 sistemas de discontinuidad siguiente: a) planos de estratificación con orientación al N 450E y buzamiento 35-7ºNW; b) sistema de fallamiento tensional Pista, con una orientación al No. 65° W y buzamiento 60°NE; e) sistema de fallamiento tensional-comprensional Repetición con orientación al 45°E y buzamiento 65°N W; y •d) sistema de fallamiento tensional La Huaca con orientación al N 25°W y buzamiento 60° N. E. El sistema Repetición presenta mayores esfuerzos residuales. Debido a las características magnéticas de los yacimientos se ha tenido que desarrollar un método especial de mapeo geológico. Se han realizado 2,718 observaciones; de éstas a mina 7 corresponden 300, a mina 2 corresponden 671, a mina 4 corresponden 675, y a mina 5 corresponden 1,082 observaciones. Toda esta información ha sido codificada en formatos especiales que servirán como datos de entrada al programa computarizado "STEREONETS". En la toma de información de campo se aplicó el método del "back analysis" o sea el estudio estadístico del ángulo de fallamiento efectivo (ocurrencia de deslizamientos) en los diferentes bancos. Según este método se ha observado que en los niveles superiores de las minas 4 y 5 los pequeños derrumbes se producen a partir de una altura mínima de 24 metros con un talud promedio de banco de 650, mientras que en los niveles inferiores la altura crítica parece estar cerca de los 2.0 metros con un talud de banco de 680. Estos pequeños deslizamientos son propiciados por la interacción entre los planos de estratificación y los sistemas de fallas Pista y Repetición. Desde la iniciación de la explotación de las Minas de Marcona en 1953, no se han registrado sismos de grado destructivo, no obstante la frecuencia sísmica , indicativa de una zona de alta sismicidad como lo demuestran los sismos de grado VII ocurridos en 1932, 1946 y 1950 y el grado IX ocurrido en 1942 (Escala Mercalli Modificada). Como los sismos de grado VIII producen no sólo daños fuertes en estructuras pobremente construidas sino también desplazamientos a lo largo de discontinuidades y como la sismicidad en el Perú es un proceso repetitivo de duración inmensurable, se tratará de investigar y cuantificar los efectos que estas vibraciones tengan sobre los taludes de los tajos, con la finalidad de introducir factores de seguridad en el diseño final. Al terminar la segunda fase se espera encontrar un ángulo de talud que sea compatible con los dos requerimientos conflictivos dentro de la industria minera: Costo mínimo de extracción de mineral y seguridad razonable en la operación minera. Con la finalidad de continuar los estudios dentro de un marco de concepción teórica y mediciones de campo se adjuntan recomendaciones y entre ellas un flujo de decisiones.