Optimización del diseño de talud en minería superficial mediante el método de elementos finitos

Abstract

El objetivo de este estudio es desarrollar un diseño final para el Talud Noroeste de la Mina Cuajone (Perú) utilizando el cálculo del factor de seguridad (FS) mediante métodos de elementos finitos, planteando que este método permite una evaluación más precisa de la estabilidad del talud. La metodología incluyo la caracterización geológica y geotécnica del talud mediante mapeo de campo, análisis de muestras y pruebas de laboratorio. Se creo un modelo tridimensional usando el software Phase2 para simular la interacción entre la geometría del talud y las condiciones operativas, realizando un análisis de estabilidad bajo diferentes cargas y perturbaciones. Los resultados indican que el método de elementos finitos proporciono una evaluación detallada del factor de seguridad y del ángulo interrampa (IRA). En la zona sur (sección A-A'), se determina que un IRA de 43° genera un FS de 1.1. En la zona norte (sección B-B'), se recomienda un IRA de 38° para lograr un FS de 1.57. Los hallazgos son fundamentales para garantizar la seguridad y eficiencia operativa en la mina, ya que un diseño de talud inadecuado podría comprometer la integridad de la infraestructura y la seguridad de los trabajadores. La aplicación de métodos avanzados como el análisis de elementos finitos y la consideración de factores como el IRA y el factor de perturbación permite una evaluación precisa de la estabilidad del talud y la implementación de medidas de estabilización efectivas para gestionar los riesgos y desarrollar soluciones de refuerzo específicas según la configuración geotécnica del talud.