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Bor rad or Mina San Rafael

Evaluación Hidrogeológica

Informe Borrador

Ground Water International

GWI - 1207

Octubre, 2008

MINSUR S.A.

Octubre, 2008

Mina San Rafael - Evaluación Hidrogeológica Informe Borrador

Bor rad or

TABLA DE CONTENIDO

1 1.1 1.2

INTRODUCCIÓN.................................................................................. 1 Antecedentes........................................................................................ 1 Información Básica ............................................................................... 1

2 2.1 2.2

OBJETIVOS Y ALCANCES DEL TRABAJO ...................................... 3 Objetivos............................................................................................... 3 Alcance de Trabajo............................................................................... 3

3 3.1 3.2 3.3

METODOLOGIA .................................................................................. 4 Revisión y Evaluación de Información Disponible ................................ 4 Mapeo Hidrogeológico.......................................................................... 4 Modelamiento Numérico de Agua Subterránea.................................... 6

3.3.1 Objetivos del Modelamiento.......................................................................... 6 3.3.2 Construcción del Modelo Numérico .............................................................. 6

3.4 3.5 3.6

Muestreo y Análisis de Química Básica................................................ 6 Análisis Químico ................................................................................... 7 Aseguramiento y Control de Calidad .................................................... 7

4 4.1 4.2 4.3

GEOGRAFIA Y GEOLOGIA ................................................................ 9 Ubicación y Área de Investigación........................................................ 9 Geomorfología...................................................................................... 9 Geología ............................................................................................. 11

4.3.1 Litología Regional ....................................................................................... 11 4.3.2 Geología Estructural ................................................................................... 12

5 5.1 5.2

METEOROLOGIA .............................................................................. 14 Región Climática ................................................................................ 14 Estaciones Meteorológicas................................................................. 14

5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4

6 6.1

Temperatura ............................................................................................... 16 Precipitación ............................................................................................... 18 Evapotranspiración ..................................................................................... 21 Balance Hídrico........................................................................................... 21

HIDROLOGÌA..................................................................................... 24 Ríos y Quebradas............................................................................... 24

6.1.1 Quebrada Chogñacota................................................................................ 24 6.1.2 Quebrada Chuquisani ................................................................................. 24

6.2 6.3 6.4

Lagunas.............................................................................................. 24 Uso de Agua....................................................................................... 24 Hidroquimica....................................................................................... 26

6.4.1 Aseguramiento y Control de Calidad .......................................................... 26 6.4.2 Aspectos Fisico-quimicos ........................................................................... 26 6.4.3 Tipos de agua ............................................................................................. 27

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Comparación con las Normas de Calidad de Agua ............................ 28

7 7.1 7.2

HIDROGEOLOGÍA............................................................................. 29 Pruebas Hidraulicas............................................................................ 29 Unidades Hidrogeológicas.................................................................. 29

Bor rad or

6.5

7.2.1 Depósitos Cuaternarios (aluviales y fluvioglaciales) – Acuífero libre.......... 29 7.2.2 Rocas Sedimentarias (calizas y areniscas) – Acuitardo ............................. 29 7.2.3 Rocas Metamórficas e Intrusivas – Acuitardo............................................. 30

7.3

Manejo de Agua Dentro de la Mina .................................................... 30

7.3.1 Ingresos Históricos ..................................................................................... 30 7.3.2 Ingresos Actuales ....................................................................................... 32 7.3.3 Sistema de Manejo de Agua ....................................................................... 32

7.4 7.5 7.6

Régimen de Flujo ............................................................................... 33 Modelo Numérico ............................................................................... 37 Hidroquímica ...................................................................................... 47

7.6.1 7.6.2 7.6.3 7.6.4

Aseguramiento y Control de Calidad .......................................................... 47 Aspectos Fisico-quimicos ........................................................................... 47 Tipos de agua ............................................................................................. 48 Comparación con las Normas de Calidad de Agua .................................... 48

8

CONCLUSIONES............................................................................... 49

9

RECOMENDACIONES ...................................................................... 51

10

CONSIDERACIONES FINALES ........................................................ 52

11

REFERENCIAS .................................................................................. 53

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TABLAS

Tabla 5-1 Tabla 5-2 Tabla 5-3 Tabla 5-4 Tabla 5-5 Tabla 5-6 Tabla 7-1 Tabla 7-2 Tabla 7-3 Tabla 7-4

Estaciones Meteorológicas Cerca de la Mina San Rafael....................... 15 Temperatura Promedio Mensual en la Estación San Rafael................... 17 Temperatura Máxima Mensual en la Estación San Rafael ..................... 17 Temperatura Mínima Mensual en la Estación San Rafael ...................... 18 Precipitación Mensual (mm) en la Estación San Rafael.......................... 19 Precipitaciones Anuales (mm) en Estaciones Meteorológicas cerca del Proyecto................................................................................... 20 Resumen de Ingresos de Agua, Mayo 2008 ........................................... 32 Capas del Modelo Numérico ................................................................... 39 Ingresos Observados y Modelados a las Labores Subterráneas............ 41 Parámetros Hidráulicos Calculados para el Régimen Uniforme ............. 42

FIGURAS

Figura 3-1 Figura 4-1 Figura 4-2 Figura 5-1 Figura 5-2 Figura 5-3 Figura 5-4 Figura 5-5 Figura 5-6 Figura 6-1 Figura 6-2 Figura 7-1 Figura 7-2 Figura 7-3 Figura 7-4 Figura 7-5 Figura 7-6 Figura 7-7 Figura 7-8

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Plano de Mapeo Hidrogeológico en Interior de Mina y Puntos de Muestreo.................................................................................................... 5 Plano de Ubicación.................................................................................. 10 Plano Geológico Regional ....................................................................... 13 Ubicaciones de las Estaciones Meteorológicas Próximas al Proyecto .................................................................................................. 16 Temperaturas Medias Mensuales de los Promedios, Máximos y Mínimos en la Estación San Rafael......................................................... 18 Precipitación Mensual Promedio, 1997-2006.......................................... 19 Precipitación Anual en las Estaciones Meteorológicas cercanas............ 20 Relación Orográfica de Precipitación, 1997-2006 ................................... 21 Precipitación, Evapotranspiración y Excedente Hídrico Total Promedio Mensual................................................................................... 23 Plano de Mapeo Hidrogeológico en Superficie y Puntos de Muestreo.................................................................................................. 25 Diagrama Trilinear Piper.......................................................................... 27 Ingresos Históricos de Agua en Interior de Mina..................................... 31 Sección Hidrogeológica Conceptual A-A................................................. 34 Perfil Hidrogeológico y Sistema de Manejo de Agua en Interior de Mina.................................................................................................... 35 Perfil Hidrogeológico Conceptual del Nivel 3800 - Quenamari ............... 36 Proyección Isométrica del Modelo Numérico .......................................... 37 Vista Transversal Mirando al Norte del Modelo Numérico Sección 8428987E .................................................................................. 38 Niveles Piezométricos en Condiciones Actuales y Direcciones de Flujo Preferenciales............................................................................ 43 Niveles Piezométricos en Condiciones Antes de Minado y Direcciones de Flujo Preferenciales ........................................................ 44

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Sección Transversal Modelo Numérico 357500E – Niveles Freáticos Actuales y Niveles antes de la Mina ........................................ 45 Abatimiento del nivel por las condiciones actuales de la mina y extensión del cono de descenso ............................................................. 46

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Figura 7-9

Figura 7-10

FOTOS

Foto 4-1

Vista Panorámica de Mina San Rafael y la Laguna Chogñacota............ 11

ANEXOS

Anexo I

Mapeo Hidrogeológico

Anexo II

Datos Meteorológicos

Anexo III

Datos Hidroquímicos

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1

INTRODUCCIÓN

1.1

Antecedentes

Ground Water International S.A.C (GWI) fue contratado por Minsur S.A. (Minsur) para efectuar una evaluación hidrogeológica subterránea de la Mina San Rafael con fines de evaluar los requerimientos de drenaje en la mina y para evaluar el régimen de flujo y la calidad de agua subterránea en la Qda Chogñacota para levantar las observaciones del Ministerio de Energía y Minas. GWI efectuó la investigación en mayo del 2008, al principio de la estación seca.

Por información de Minsur, tenemos entendido que en el interior de la Mina San Rafael hubieron ingresos totales de agua de aproximadamente 250 l/s en promedio desde el año 1996, durante el avance en los Niveles 3650, 3800 y 4200, que impidieron el avance de las labores, principalmente en los niveles inferiores. Estos ingresos de agua permanecen hasta la actualidad con el mismo caudal, los cuales son bombeados en su totalidad al Nivel 533. Actualmente Minsur está planificando el desarrollo del Proyecto Bofedal II en su unidad minera San Rafael, el cual consistirá en el re-tratamiento de los relaves actualmente almacenados en los depósitos Bofedal II y Bofedal III, los cuales se sitúan en el cauce de la quebrada Chogñacota, aguas abajo de la laguna del mismo nombre. Los relaves serán reprocesados y al final depositados como relaves pasta en un nuevo depósito a construirse en la cuenca de la Qda. Larancota, la cual está ubicada inmediatamente al norte de la quebrada Chogñacota. Según información de Minsur, para este fin fue realizado un Estudio de Línea Base Ambiental del Proyecto Bofedal II, por Klohn Crippen Berger S.A. (Klohn Crippen) entre enero y octubre del 2006. Ambos cursos de agua son paralelos y fluyen en dirección al río Antauta, el cual forma parte de la red de drenaje del río Ramis, perteneciente a la cuenca del lago Titicaca.

1.2

Información Básica

GWI tuvo disponibilidad de la siguiente información básica para la interpretación del área:

1. Geología regional del Cuadrángulo de Macusani (Informe y Mapa Geológico Regional- Boletín Nº 79, Ingemmet 1996);

2. Plano Topográfico Regional Escala 1:100,000 del área de Macusani (Instituto Geográfico Nacional); 3. Informe “Plan de Cierre de la Unidad Minera de Acumulación Quenamari – San Rafael” (Cesel Ingenieros, 2006); 4. Plano topográfico local proporcionado por Minsur (Escala 1:12500); 5. Plano geológico local, proporcionado por Minsur;

6. Informe “Estudio de Línea Base Ambiental del Proyecto Bofedal II” (Klohn Crippen, 2006);

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7. Datos meteorológicos de la estación de San Rafael, proporcionado por Minsur; y 8. Datos de caudales en interior de mina, proporcionados por Minsur.

En base a la información proporcionada y revisada, GWI elaboró un plan de trabajo de campo que más adelante se describe.

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2

OBJETIVOS Y ALCANCES DEL TRABAJO

2.1

Objetivos

Los objetivos de nuestro trabajo fueron:

1. Caracterización del régimen hidrogeológico en el área de la Mina San Rafael; y 2. Estimar los ingresos potenciales con la profundización de la mina.

2.2

Alcance de Trabajo

La presente evaluación se desarrolló en dos etapas principales. La primera etapa consistió en una revisión de todas las informaciones disponibles y la segunda en una investigación de campo. Los alcances del trabajo fueron definidos en las siguientes tareas: 1. Inicio, revisión y evaluación de información disponible y movilización;

2. Mapeo hidrogeológico detallado subterráneo y superficial, y muestreo de agua; 3. Perforación e instalación de piezómetros en superficie; 4. Pruebas hidráulicas;

5. Modelamiento numérico de agua subterránea; y

6. Análisis de datos, preparación de informe, dirección del proyecto y reuniones.

A petición de Minsur, el informe que presenta los trabajos realizados en la Qda Chogñacota, que incluye la descripción de la instalación de los piezómetros, evaluación de régimen de flujo del agua subterránea dentro de esta quebrada y el análisis hidroquímico de los mismos se ha presentado por separado en un informe denominado: Instalación de Piezómetros y Análisis Químico, GWI 2008. El presente informe contiene los trabajos realizados en el interior de la mina San Rafael y en sus alrededores en superficie.

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3

3.1

METODOLOGIA

Revisión y Evaluación de Información Disponible

Antes de iniciar los trabajos de campo, toda la información relevante y disponible del área del proyecto fue revisada por el equipo de trabajo de GWI, especialmente los estudios de Cesel Ingenieros y Klohn Crippen, con la finalidad de preparar, en forma preliminar, un modelo hidrogeológico conceptual y diseñar el programa de campo.

Para llevar a cabo los trabajos de campo, se movilizaron dos hidrogeólogos desde la oficina de GWI con sede en Lima.

3.2

Mapeo Hidrogeológico

Durante la investigación de campo se efectuó un mapeo hidrogeológico detallado en el interior de mina y en la parte superficial alrededor de la mina.

En interior de mina se inventarió las filtraciones e ingresos de agua en los niveles: Nivel 3650; Nivel 3750; Nivel 3800; Nivel 3850; Nivel 4150; Nivel 4200 y Nivel 4533. El mapeo hidrogeológico superficial consistió en identificar las filtraciones, manantiales y bofedales presentes en la cuenca de estudio y los alrededores, hasta la Qda Aciruni en el oeste y el río Ititamayo/Trapiche por el este.

En todos los puntos de observación, tanto en interior de mina como en superficie, se tomaron datos fisicoquímicos básicos de agua (pH, conductividad eléctrica específica (CEE), temperatura (T), oxígeno disuelto (Od) y caudal), y en superficie se ubicaron los puntos de investigación con un posicionador geográfico satelital (GPS). Las ubicaciones de los puntos del interior de mina se ubicaron con ayuda de los planos por niveles. Asimismo, se realizó un inventario del uso de agua en el área de evaluación, que consistió en la ubicación de fuentes de agua que tenga un uso doméstico (manantiales, filtraciones, etc.), uso promedio diario y calidad básica (pH, CEE, T y Od). Para determinar las zonas de descarga en superficie se identificaron y determinaron la geología y estructuras geológicas, siendo los siguientes las características mapeadas: 1. Fallas, fisuras, estratigrafía y otras características geológicas de importancia; 2. Manantiales, filtraciones - caudal y calidad básica; 3. Abundancia de vegetación;

4. Aguas superficiales (charcos, lagunas, arroyos) – caudal y calidad básica; 5. Suelos: espesor, identificación y caracterización; y

6. Rocas: profundidad de meteorización, calidad de la roca, fracturas.

El detalle del mapeo hidrogeológico se muestra en la Tabla I-1, Anexo I. Las ubicaciones de los puntos de investigación en el interior de mina se indican en la Figura 3-1 y en superficie en la Figura 3-2.

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357000

50 48

50 49 4900

pH T(ºC) CEE(µS/sm) Od(mg/l)

GWI-SR03F

4950

pH = 8.2 T(ºC) = 36.5 CEE(µS/sm) = 95.2 Od(mg/l) = 3.0

GWI-SR04F

Q(l/s)

Nivel 3800 GWI-SR01F 5050 pH = 8.8 T(ºC) = 8.8 CEE(µS/sm) = 118.4 Od(mg/l) = 0.9

= 0.5

= 1.5

Nivel 3850

pH = 7.3 T(ºC) = 46.4 CEE(µS/sm) = 418 Od(mg/l) =0 Q(l/s)

= 8.7 = 36.3 = 107.4 = 0.9

5100

Q(l/s)

Nivel 4523

00 50

GWI-SR02F

Nivel 3800

0 475

4900

Nivel 3800

4800

GWI-SR06F pH = 8.1 T(ºC) = 43.3 CEE(µS/sm) = 460 Od(mg/l) = 2.5

K E

4850

= 0.6

50 52

Nivel 3650 5000

Nivel 4150

GWI-SR05F

GWI-SR08F

K E

K E

4950

=8

0 490

Q(l/s)

K E

5100

52 50

GWI-SR011F

Q(l/s)

K E

GWI-SR010F

5050

pH = 7.2 T(ºC) = 19.7 CEE(µS/sm) = 111.6 Od(mg/l) = 3.6

=6

K E

4950

48 50

00 50

= 30

Nivel 4150 GWI-SR09F

500 0

pH = 7.8 T(ºC) = 32.2 CEE(µS/sm) = 239 Od(mg/l) = 3.2 Q(l/s)

= 30

4850

48 00

K E

50 49

50 50

00 49

LAG.SUYTOCOCHA

8428000

4800

8428000

= 35

Nivel 4200

Q(l/s)

LAG.PATACOCHA

50 49

pH = 6.9 T(ºC) = 28 CEE(µS/sm) = 115.5 Od(mg/l) = 2.6

5200

pH = 3.9 T(ºC) = 14.6 CEE(µS/sm) = 316 Od(mg/l) = 2.5 Q(l/s)

Nivel 3850

K E

Nivel 4533

51 00

GWI-SR07F

515 0

0 505

= 20

4900

8429000

K E

pH = 7.1 T(ºC) = 47.3 CEE(µS/sm) = 414 Od(mg/l) = 2.4

5200

pH = 6.6 T(ºC) = 43.5 CEE(µS/sm) = 625 Od(mg/l) = 2.1 Q(l/s)

= 1.3

5150

K E

= 3.5

Q(l/s)

Bor rad or

Q(l/s)

K E

8430000

48 50

8430000

358000

8429000

µ 356000

00 51

00 49

LAG.ESTANCOCOCHA

0 480

8427000

Niv-4523 Niv-4533

47 00

4700

RAMPA-2 RAMPA-3

Curvas de nivel cada 25m. Filtración

LAG.CHOGÑACOTA

4600

Lagunas

0 455

475 0

465 0

K E

Falla

0 460

UTM Norte (m)

4650

50 48

8427000

Niv-3650 Niv-3750 Niv-3800 Niv-3850 Niv-4150 Niv-4200

47 50

Leyenda

4500

Escala Gráfica 0

125

250

500 m

356000 UTM Este (m)

357000

DATUM: Provisional Sudamérica 1956 - Zona 19 sur

Proyecto No

: 1207

Fecha

: Octubre 2008

Por

: A.H.

Arch. MXD

: Figura

Dibujado

: K.B.

Arch. Impres.

: Figura .MXD

Revisado

: T.H.

Fecha Impres. : Octubre 2008

358000

MINA SAN RAFAEL

FIGURA

Evaluacíon Hidrogeólogica Plano de Mapeo Hidrogeológico en Interior de Mina y Puntos de Muestreo - Mayo 2008

3-1

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Modelamiento Numérico de Agua Subterránea

3.3

Se elaboró y calibró un modelo numérico de flujo de aguas subterráneas tridimensional en las labores subterráneas de la Mina San Rafael. Se determinó esta zona de estudio ya que abarca el régimen de aguas subterráneas relevante para representar los ingresos de agua a las labores subterráneas de la mina. El modelo fue construido con los datos de campo recopilados por GWI y sobre la base de información proporcionada por Minsur. Luego de calibrado el modelo se realizó una simulación predictiva para evaluar el impacto de la ampliación de las labores mineras subterráneas sobre el régimen actual de aguas subterráneas.

3.3.1 Objetivos del Modelamiento

Los objetivos del modelo numérico fueron los siguientes: • • •

Conceptualizar una distribución de unidades hidrogeológicas que permita representar el régimen actual del agua subterránea en la mina; Simular los ingresos de agua actuales a las labores subterráneas por niveles y evaluar el componente de ingresos proveniente de la recarga y del flujo regional; Ser una herramienta para la interpretación y presentación gráfica del régimen actual de aguas subterráneas de la mina.

3.3.2 Construcción del Modelo Numérico

El modelo numérico del régimen de flujo de aguas subterráneas se elaboró usando el código MODFLOW con la plataforma de pre- y post-procesamiento Visual MODFLOWMR. El código MODFLOW está basado en diferencias finitas y fue desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). Actualmente es uno de los códigos estándares en la industria para el modelamiento de regímenes de flujo saturado de aguas subterráneas. La información obtenida en campo y proporcionada por Minsur incorpora los datos interpretados de litología, drenaje superficial, meteorología, pruebas hidráulicas, caudales superficiales y subterráneos aforados en la zona de la mina, niveles piezométricos y pruebas hidráulicas en la Quebrada Chogñacota obtenidos hasta la fecha.

Para obtener una idea del nivel piezométrico en el área de la mina, y teniendo en consideración que existen taladros abiertos en el interior de mina con ingresos de agua permanente, se recomendó la instalación de manómetros de alta presión, para inferir el nivel piezométrico a través de la carga hidráulica encima del punto. Un punto de instalación fue el Crucero 3800 Quenamari.

3.4

Muestreo y Análisis de Química Básica

El muestreo y los análisis de química básica se realizaron de acuerdos a los estándares utilizados por GWI, en conformidad con los estándares nacionales e internaciones. Todas las muestras fueron tomadas manualmente.

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Las muestras colectadas para análisis por metales disueltos fueron filtradas en el campo usando un filtro de vacío portátil, y las muestras para metales totales no fueron filtradas. Ambos grupos fueron preservadas en el campo con ácido nítrico a un pH