IMPORTANCIA DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN EL CICLO DE VIDA DE UNA MINA

Por: Dr. C. Wels

desagüe de mina

En la mayoría de proyectos de minería, el proceso de desagüe activo de la mina a cielo abierto y/o subterránea más próxima es requerida por encima, o por igual, que el de extracción. La importancia y extensión del desagüe de la mina varía extremadamente y puede ir desde una simple estación de bombeo en un sumidero bombeando menos de 100 galones por minuto hasta complicados esquemas de desagüe englobando docenas de pozos de desagüe bombeando muchos miles de galones por minuto. En algunas instancias, el costo del desagüe de mina puede ser tan caro que hace que todo el proyecto minero deje de ser rentable.

El desagüe de la mina es realizado por muchas razones, incluyendo:

• Deshidratación de la mena y/o roca estéril extraída activamente; • Mantenimiento del piso del pozo de drenaje y/o de la mina subterránea para operaciones; • Prevención de repentinas inundaciones y/o acometidas de barros. • Liberaciones de las presiones intersticiales en las laderas del tajo y/o de la mina

subterránea, para prevenir el fallamiento de bancos o trabajos subterráneos.

Los métodos de desagüe de mina dependen del acceso al sitio, tipo de mina (mina a cielo abierto o subterránea), profundidad requerida del dewatering, y condiciones del acuífero (para determinado rendimiento y grado de heterogeneidad). En general, el dewatering de una mina puede ser logrado por dewatering activo del acuífero usando pozos de dewatering y/o pozos de drenaje específicamente diseñados para este propósito o por dewatering pasivo donde la entrada del agua subterránea en el trabajo minero es manejado pero no activamente promovido. En muchos proyectos mineros, el dewatering activo es requerido tempranamente durante los primeras etapas de la vida de la mina y eventualmente cambia a dewatering pasivo a medida que la cantidad de agua subterránea que interviene descienda. Este escenario es particularmente común en dewatering de acuíferos no confinados donde la mayoría del agua subterránea que entra sale del almacenamiento como contraposición al flujo regional de agua subterránea.

• En la mayoría de proyectos mineros, el proceso de dewatering de la mina es un proceso iterativo envolviendo los siguientes pasos:

• Caracterización del acuífero (siempre hecho como parte del estudio referencial caracterización y/o estudio de suministro de agua inicial);

• Diseño e implementación de una prueba de bombeo a escala completa; • Desarrollo y calibración de un modelo de flujo de agua subterránea; • Modelo inicial de un sistema de dewatering (usando el modelo de flujo calibrado); • Perforación de pozos de dewatering o pozos de drenado; • Monitoreo inicial del rendimiento del sistema de dewatering;

Si el sistema de dewatering no rinde como se esperaba, los pasos 3, 4 y 5 son repetidos, es decir, el modelo de flujo de agua subterránea es actualizado con la información recolectada durante la monitoreo inicial del rendimiento. Este modelo actualizado es luego usado para elegir la mejor ubicación e intervalo de proyección para pozos adicionales de dewatering y/o pozos de drenado. Con los recientes avances en modelo numérico y desarrollo de software (ver herramientas de modelo y herramientas de software) la ayuda de un modelo de flujo de agua subterránea en el diseño y operación de un modelo de dewatering de mina se ha vuelto ordinario y económico. En muchas instancias, el costo completo del modelado es compensado si la práctica de este modelado puede ahorrar solo uno o dos pozos de dewatering improductivos (considerando costos de perforación, instalación y equipamiento).

En general, el uso de pozos de drenado es preferido en vez del uso de pozos de bombeo, por ahorro en costos e ineficiencias en bombeo desde el pozo (perdida de pozos). Sin embargo, los pozos de drenado (ya sea inclinados o verticales) requieren un gradiente natural el cual no siempre va a estar disponible. Como regla recomendable, el dewatering de una mina a cielo abierto es típicamente logrado por medio de pozos de bombeo mientras que las minas subterráneas comúnmente utilizan pozos de drenado que son perforados durante la exploración y desarrollo de caminos. Sin embargo, abundan excepciones. Por ejemplo, el dewatering del tajo abierto Grasberg, una de las minas a cielo abierto más grandes del mundo, es alcanzado por una serie de pozos de drenado subverticales perforados desde caminos desarrollados bajo el cielo abierto.

Toda la descarga de agua subterránea a la mina (por pozos de drenaje o por trabajos subterráneos) es colectada en estaciones centrales de sumideros donde es llevada hacia un portal o es bombeada hacia la superficie. Dependiendo de la cantidad y calidad del agua subterránea colectada en la mina subterránea, podría requerirse un elaborado sistema de canales abiertos y/o chimeneas para transportar el agua subterránea a la estación de bombeo. Las minas subterráneas más extensas tienen muchas estaciones de bombeo, ubicados en posiciones y profundidades estratégicas.

En la mayoría de proyectos mineros, se implementa un programa de monitoreo de dewatering. El alcance de este programa de monitoreo depende de los requerimientos regulativos locales y la importancia del agua subterránea para el proyecto (ambos en términos de impactos ambientales de operaciones y potencial). Los siguientes parámetros serian monitoreados:

• La razón de bombeado de las bombas usado en el dewatering de la mina; • Los niveles de agua dinámicos en los pozos de bombeo; • El descargue de agua subterránea a la mina (desde los pozos de drenaje y/o fracturas); • La calidad del agua subterránea colectada en la mina; • La calidad del agua de la mina descargada desde la mina; y • Los niveles del agua subterránea en el acuífero local influenciado por el dewatering de la

mina.

El principal propósito de este programa de monitoreo es monitorear el progreso de dewatering de la mina y documentar el volumen y calidad del agua subterránea bombeado desde la mina. Además, un programa detallado de monitoreo (incluyendo los niveles de agua subterráneo en el acuífero local) brinda información valiosa acerca del impacto del dewatering de mina en el sistema local de agua subterránea (es decir, su declinación (drawdown)). Esta información puede ser muy útil para estimar la razón a la que se re-inundará la mina al final de la extracción.

Remitir al suministro de agua para el procesamiento (en desarrollo)

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Por: Dr. C. Wels

Caracterización de línea base

Las etapas tempranas del desarrollo del proyecto, caracterizado por exploración y estudios de factibilidad, presenta una oportunidad para estudiar las condiciones hidrogeológicas encontrado en el lugar propuesto de la mina bajo condiciones naturales (o de pre-extracción). Esta información es fundamental para una valoración de (I) recursos de agua subterránea disponible para el suministro de agua para la moledora y de agua potable, (II) la razón potencial de dewatering en la mina a cielo abierto o mina subterránea, y (III) los niveles la calidad del agua subterránea antes de la mina. El último aspecto es fundamentalmente importante para futuras valoraciones ambientales ya que proporciona un benchmark contra el cual evaluar el impacto ambiental del proyecto minero en el agua subterránea durante la operación y juzgar cualquier esfuerzo de control y/o remediación, el cual debe ser implementado durante las operaciones, durante y/o después de la clausura.

Los requerimientos para el alcance del estudio de la caracterización de línea base dependen del marco normativo, el alcance del proyecto minero propuesto y las condiciones hidrológicas locales. Un estudio caracterización de línea base por lo general incluye las siguientes actividades:

• Mapeo geológico y estructural; • Instalación de pozos de perforación y monitoreo; • Monitoreo del nivel de agua subterránea y caudal; • Monitoreo de la calidad del agua (agua subterránea, manantiales y arroyos); • Monitoreo del tiempo (precipitación, evaporación, temperatura, etc); • Ensayo hidráulico (ensayo de bombeo/slug test, ensayo de compresión); y • Análisis preliminares de flujo.

En la mayoría de proyectos, si el estudio de caracterización de línea base es coordinado con un programa de perforación para exploración, se pueden realizar ahorros significativos. Por ejemplo, los pozos de perforación pueden siempre ser terminados como posos de monitoreo de niveles y/o calidad de agua por solo un costo pequeño. Sinergias similares existen entre el estudio de

caracterización hidrogeológico de línea base y los requerimientos de data para una evaluación ambiental (es decir, los cortes de perforación pueden ser ensayados para contabilidad de ácido-base (ABA),y este para determinar el potencial de drenaje de roca acida (ARD) en la roca local). Como un resultado, el estudio de caracterización inicial durante la exploración y evaluación de factibilidad debe ser planeado por un equipo multidisciplinario familiarizado con la exploración de la mina, ingeniería de la mina, y cuestiones ambientales relacionadas al agua superficial y subterránea.

La extensión de la interpretación de la data de campo y análisis de flujo dependen de nuevo de los requerimientos normativos locales y del proyecto minero. Sin embargo, se acostumbra obtener por lo menos estimaciones preliminares de las propiedades del acuífero (permeabilidad, coeficiente de almacenamiento, campo potencial) y flujos potenciales de agua subterránea a la mina a cielo abierto o subterránea. Las propiedades hidráulicas del acuífero son a menudo estimadas usando software de ensayo de acuífero (ver herramientas de software). Las estimaciones preliminares del flujo de agua subterránea y flujos potenciales a la mina pueden se obtenidas usando soluciones analíticas (ver herramientas de análisis de flujo).

Por favor contactar a Christoph Wels si te gustaría presentar un ejemplo interesante de un estudio de caracterización de línea base para un proyecto minero en esta pagina web.

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