Gestión de Riesgos de estabilidad de taludes

La mina Letšeng Diamond es una mina a cielo abierto en el norte del Reino de Lesotho. A 3100 mts. sobre el nivel del mar, es una de las minas de diamantes de mayor altitud del mundo, y es famosa por la producción de diamantes grandes y de alta calidad.

Actualmente se extraen dos pipas de kimberlita que contienen mineral de baja ley a través de métodos de extracción convencionales.

La seguridad es muy importante para la operación y Letšeng está dispuesto a adoptar la innovación técnica para garantizar la detección oportuna y precisa de taludes inestables.

Se utiliza un escáner láser Maptek XR3 para adquirir datos de la nube de puntos para análisis geotécnicos, cálculos volumétricos y evaluación de caída de rocas. En comparación con los métodos tradicionales, el escaneo láser proporciona un mapeo geométrico 3D directo y detallado, mediciones rápidas y precisas y un procesamiento de datos significativamente más veloz, así como reducciones de costos.

El gerente geotécnico de Letšeng, Nkopane Lefu, comentó que el sistema era muy fácil de usar y que el personal de Maptek brindó un soporte confiable. “Trabajar con Maptek es una buena experiencia”.

Análisis de datos geotécnicos

La tecnología 3D puede entregar los datos detallados y densos necesarios para el análisis geotécnico, creando una nube de puntos de alta resolución sobre grandes áreas en varios minutos.

El escaneo láser ha mejorado la base de datos de mapeo porque ahora se pueden cubrir todas las áreas, incluidas aquellas que son inaccesibles e inseguras. Las propiedades de discontinuidad que incluyen orientación, espaciado, aspereza superficial y persistencia, se pueden determinar de forma remota y precisa, a grandes distancias.

Los escaneos se importan al software Maptek PointStudio para su análisis. Todos los escaneos se pueden georreferenciar al mismo tiempo y después de filtrar equipos, vegetación, nieve o polvo, se crea una superficie 3D compleja para así realizar el mapeo geotécnico.

Se utilizan varios métodos para extraer datos de discontinuidad, incluidas técnicas automatizadas que examinan las tendencias de orientación y un método semiautomatizado que depende de las interpretaciones estructurales del usuario que brinda características específicas.

El análisis manual de la nube de puntos le da al geotécnico el mismo control que en terreno, con el beneficio de una cobertura de datos sin restricciones.

Por otro lado, el método automatizado es rápido, utiliza datos más detallados y reduce el sesgo potencial del geotécnico. Cada plano de la estructura visible es evaluado y caracterizado.

Las orientaciones de los defectos geológicos se trazan en el stereonet para analizar y determinar las orientaciones de discontinuidad y los conjuntos de estructuras principales. Los datos también se pueden exportar como un archivo csv al software de análisis de macizo rocoso.

Las herramientas geotécnicas PointStudio permiten una medición precisa de la rugosidad de la superficie. La superficie seleccionada se divide en cuadrículas según la preferencia del usuario. Los resultados se utilizan para determinar el coeficiente de rugosidad del conjunto (JRC).

Los datos de un pit de Letšeng se utilizaron para el análisis cinemático con el fin de determinar los posibles modos de falla, analizando la relación entre los conjuntos / planos de estructuras principales de las estructuras individuales, la pendiente y el ángulo de fricción.

Los resultados indicaron que las posibles fallas localizadas están restringidas a la escala de banco y no es probable la falla entre rampas. Los datos se pueden usar en paquetes de modelamiento numérico y equilibrio de límites para un análisis detallado de la estabilidad de taludes.

El mapeo de los bloques de tronadura es vital para el diseño de la tronadura para minimizar el daño a las paredes y así lograr la fragmentación controlada y deseada.

En Letšeng, el control de paredes altas es de gran prioridad debido a las pendientes empinadas que fueron recientemente implementadas. Cada bloque cortado se mapea y la información geológica se analiza para detectar defectos geológicos y resistencia de la masa rocosa. PointStudio puede extrapolar estructuras a través de los bloques cortados para predecir la integridad de la tronada.

Monitoreo de Pendientes

Las mejores prácticas de minería a cielo abierto requieren la detección oportuna de inestabilidades potenciales de taludes de roca y el manejo efectivo de las inestabilidades identificadas, lo que hace que el monitoreo estratégico y táctico del talud sea una parte integral de cualquier programa minero.

Letšeng despliega prismas para monitoreo de deformación a largo plazo, radar en áreas críticas para monitoreo táctico y el escáner láser Maptek XR3 para identificación de peligros, monitoreo estratégico y táctico.

El escáner se usa para el monitoreo periódico y continuo del talud. Los escaneos deben tomarse desde un punto fijo para el monitoreo periódico, por lo que las señales se construyen estratégicamente alrededor de los pits. Los escaneos se importan al software de oficina Maptek Sentry para el procesamiento y análisis de datos.

El monitoreo continuo se lleva a cabo utilizando el software de terreno Sentry alojado en el sistema DMS Sentry en su trailer respectivo. El DMS consta de un escáner láser Maptek XR3, un trípode incorporado, paneles solares, estación meteorológica, generador de reserva y mástil de antena Wi-Fi para comunicaciones. Los escaneos se descargan automáticamente en la computadora integrada para su procesamiento.

Pata representada por colores amarillo y rojo

Los datos de salida incluyen gráficos de desplazamiento, velocidad, intensidad de humedad y tiempo de velocidad inversa. El comportamiento de cada gráfico puede estar relacionado con factores ambientales como la lluvia, la dirección y la intensidad del viento. Se pueden configurar alarmas de activación y enviar notificaciones a través de las redes mineras locales.

Los bancos son los bloques de construcción fundamentales del talud del pozo, su geometría y comportamiento a menudo controlan la intersección de la rampa y, por lo tanto, el diseño del talud. Letšeng ha implementado un riguroso control y aseguramiento de calidad en las paredes para asegurar que se logre la captación requerida.

Los datos 3D de la nube de puntos se utilizan para comparar la pendiente real con el diseño, que cuantifica las patas y el daño de la cresta. El cumplimiento de la cresta se calcula comparando la línea de cresta real y de diseño, mientras que las patas se determinan comparando la cara real del banco con el diseño. El bloqueo intensivo de rocas se realiza en la cresta por encima, donde se ha comprometido más allá de los 10 m permitidos.

El cumplimiento general de la pendiente se evalúa en PointStudio, donde las secciones transversales reales se superponen en la pendiente diseñada.

Desde la adquisición del escáner láser Maptek XR3, los ingenieros geotécnicos de Letšeng pueden recopilar conjuntos de datos significativamente más grandes de manera más segura. Las herramientas geotécnicas inteligentes de PointStudio se utilizan para caracterizar defectos geológicos y determinar posibles modos de falla. La tecnología Sentry maneja el monitoreo de la deformación de taludes, así como las mediciones de cumplimiento minero.

La gerencia ahora puede tomar decisiones más informadas relacionadas con la seguridad basadas en el comportamiento de la pendiente.

Gracias a Nkopane Lefu
Geotechnical Manager
Letšeng Diamond Mine