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REESTRUCTURACIN DEL CONTROL GEOMECNICO ENATACOCHA Y SU IMPACTO EN LA REDUCCIN DE ACCIDENTES

Aquiles Vivar Montaez Moiss Tapia ParejaCompaa Minera Milpo

avivar@milpo.com mtapiap@atacocha.com.pe

RESUMEN

Una compleja operacin minera subterrneacomo la Unidad Atacocha dondehistricamente sus ndices de accidentabilidadhan sido elevados, amerita un cambiosustancial en los mecanismos de controlgeomecnico, dado que la ocurrencia deaccidentes incapacitantes se debenprecisamente por cada de rocas. En esesentido ha sido necesario reestructurar dichoscontroles basado principalmente en accionespro activas que contempla un trabajodesplegado entre las diversas jefaturas de lasreas operativas, quienes asumen el controlde los procesos que le correspondedesarrollar. Para ello se ha estructurado unprograma de capacitacin a todo nivel aefectos de inculcar una cultura geomecnica yque cuenten con slidos conocimientos de lageomecnica elemental, de modo tal que cadatrabajador que labora en interior mina tenga lacapacidad de identificar oportunamente,potenciales riesgos de accidentabilidad por desprendimiento de rocas. Asimismo secomplementa a estos controles unainformacin actualizada de caracterizacionesgeomecnicas de las labores actualizandoperidicamente el modelo geomecnico delyacimiento y realizamos anlisis demodelamiento numrico a efectos dedimensionar puentes y pilares de los tajeos.

Summary

A complex underground mining operation asthe Atacocha unit, where its rate of accidentshistorically have been elevated, requires asubstantial change in the geomechanic controlmechanism, given that the recurrence of thedisabiliting accidents happen preciselybecause of the falling of rocks. In that sense ithas been necessary restructure these testsbased principally in proactive actions thatcontemplate a work displayed between thedifferent heads of the operative areas, thatassume the control of their respective process-

in order to do that it has been estructured atraining program for every level, in order tohave a geomechanical culture, for everyone inthe staff , so they can have basic knowledge ingeomechanics, and also to ensure that everyworker that has a job inside the mine has theability to identify promptly, potential accidentrisks due to the rock falling. Furthermore,updated information of geomechanic

caracteristics is used to complement thesetest, with the labor of periodically updating thegeomechanical model of the site, and alsoperforming an analisis of the numeric model,so to proyect de dimension of pillars on thestopes.

UBICACIN Y ACCESO.

La Unidad Atacocha se encuentra ubicadaen el Distrito de Yarusyacn, Provincia yDepartamento de Pasco, a una altitud de4,000 m.s.n.m.

Es accesible desde Lima por la carreteracentral asfaltada, siguiendo la ruta por LaOroya, Carhuamayo, Colquijirca, zonadenominada el cruce, (entre Cerro de Pascoy Huanuco), hasta Chicrn, (oficinasadministrativas de Atacocha), para finalmenteproseguir por carretera afirmada hasta elyacimiento de Atacocha, conaproximadamente 331Km, empleando 6 horasde recorrido en camioneta.

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Fig. 1.- Plano de Ubicacin

GEOLOGA

El distrito Minero de Atacocha, se encuentraubicado en la Regin Pasco y en la principalProvincia Polimetlica Andina, esta conformado

por vetas N S de sulfuros polimetlicos ydepsitos de reemplazamiento los cuales estnmuy cercanamente asociados en tiempo yespacio, desarrollados en calizas conintercalaciones de lutitas pizarrosas del GrupoPucar (Trisico Sup.- Jursico Inf.), definida por las formaciones Condorsinga, Chambar y

Aramachay. En menores proporciones existemineralizacin en estructuras de extensin E-W enel Grupo Goyllarisquizga compuesta por areniscasy cuarcitas.

Fig. 2.- Geologa del yacimiento

El yacimiento es de origen metasomtico decontacto, la mineralizacin se ubica en la aureolade skarn que bordea el intrusivo Santa Brbara y

Atacocha. Los minerales de mena que sepresentan son la esfalerita y la galena.

Fig. 3.- Seccin geolgica del yacimiento

MINAMtodo de Explotacin

A efectos de garantizar la seguridad tanto delpersonal como de los equipos, se han definidovariantes respecto al mtodo de explotacin.

Actualmente el mtodo de explotacin empleadoes el corte y relleno ascendente mecanizado, conPerforacin Horizontal (Breasting).

La Explotacin esta centrada en 3 sectores: Atacocha, San Gerardo y Santa Brbara y secuenta con Jumbos electro hidrulicos, Scoops de6 yardas cbicas, Dumper de 20 TM y Volquetesde 25 TM, para una produccin de 4300 tpd.

Fig. 4.- Una vista de la infraestructura de lasoperaciones

En base a la informacin de los principalesdominios estructurales y caracterizacionesgeomecnicas se definen la ubicacin de lasrampas principales y de acceso; asimismo se

dimensionan las distancias de los niveles deoperacin.

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Estos niveles principales se han definido cada120 metros y como todava no tenemos problemasde sismicidad inducida es perfectamenteconcebible dejar puentes de 5 a 10 mts. deespesor segn resultados del modelamientonumrico que se realizan para este efecto.

Fig. 5.- Vista esquemtica de la evolucin de laexplotacin ascendente.

Tabla 1.- Programa de Produccin 2010Produccin TPA 1,528,000Ley de plata Onz Ag / t 1.18

Ley de plomo % Pb 0.65

Ley de zinc % Zn 4.66

Ley de cobre % Cu 0.25

Tabla 2.- Produccin y Leyes Ao 2009

Meses Mineral

Tratado(Tms) %Pb %Zn %CuOnzAg/t

Enero 111,870 0.75 5.07 1.25 0.28 Febrero 94,419 0.75 4.95 1.28 0.26 Marzo 114,742 0.68 4.63 1.24 0.28 Abril 118,386 0.66 4.51 1.27 0.28 Mayo 130,759 0.69 4.75 1.4 0.27 Junio 118,117 0.88 4.67 1.38 0.28 Julio 121,577 0.57 4.49 1.09 0.28

Agosto 122,124 0.62 4.96 1.02 0.28 Septiembre 125,801 0.95 5.87 1.31 0.30

Octubre 130,252 0.99 4.98 1.36 0.34 Noviembre 130,101 0.91 4.64 1.35 0.28 Diciembre 125,380 0.99 4.83 1.38 0.25

TOTALAO 1,443,527 0.79 4.86 1.28 0.28

CARACTERIZACION GEOMECANICA DELMACIZO ROCOSO

La validacin del macizo rocoso se efecta deacuerdo a la clasificacin GSI de (Hoek), y RMR(Raiting Mass Rock) de Bieniawski.

ndice de clasificacin GSI (Hoek)

La clasificacin GSI est basado principalmenteen la identificacin de los parmetros deestructuras (fracturamiento) y condiciones(resistencia de la masa rocosa condicin dediscontinuidades).

Fig. 6.- Clasificacin Geomecnica GSI.

Clasificacin RMR (Raiting Mass Rock) deBieniawiski

La Clasificacin Geomecnica RMR (RaitingMass Rock) de Bieniawski fue presentadainicialmente el ao 1973 y modificadaposteriormente entre los aos 1976, 1979, 1984 y1989.

El RMR se obtiene estimando seis parmetros

http://es.wikipedia.org/wiki/1973http://es.wikipedia.org/wiki/1976http://es.wikipedia.org/wiki/1979http://es.wikipedia.org/wiki/1984http://es.wikipedia.org/wiki/1989http://es.wikipedia.org/wiki/1989http://es.wikipedia.org/wiki/1984http://es.wikipedia.org/wiki/1979http://es.wikipedia.org/wiki/1976http://es.wikipedia.org/wiki/1973

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Tabla 3.- Clasificacin Geomecnica RMR.

123

* Persistencia* Apertura* Rugosidad* Relleno* Intemperismo

56 Ajuste por Orientacin de Estructuras

Resistencia a la Compresin Uniaxial de roca intacta

PARAMETROS RMR 89

RQDEspaciamie nto de las Discontinuidades

4 Condicin de Discontinuidades

Agua Subterrnea

Los valores RMR varan de acuerdo a lalitologa del terreno, el cual se muestran en cuadroadjunto.

Tabla 4.- RMR por diversos tipos de litologasTABLA

Rango Promedio de RMR por Tipo Litolgico

Litologa RMR

Promedio

Bx heterolitica 35 - 45

Bx Calcrea 35-45

Bx Skarn 40-50

Mrmol Caliza 50-60

Skarn 35-55

Intrusivo 25-40

Intrusivo Skarn 40-50

TABLAS GEOMECANICAS DEFINIDOS PARALA UNIDAD ATACOCHA

Las tablas utilizadas estn basadas en el ndicede Clasificacin GSI (de fcil entendimiento para eltrabajador), estn adecuadas a las caractersticasgeomecnicas y estructurales del yacimiento.

Fig. 7.- Clasificacin GSI para tajos

Fig. 8.- Clasificacin GSI para galeras

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DEFINICIN DEL TIPO DE FORTIFICACIN

Una vez caracterizado la roca tanto cualitativacomo cuantitativamente por medio del GSI, seprocede a calcular la dimensin equivalente enfuncin del factor de soporte (ESR) y la amplitud

de la labor; para finalmente definir el tipo defortificacin para cuyo efecto nos basamos en elbaco del Soporte Prctico del Minero.

Fig. 9.- Diseo de sostenimiento

DEFINICIN DEL TIEMPO DE AUTOSOPORTEEl Tiempo de autosoporte se estima a partir del

RMR para cuyo efecto utilizamos el bacoestructurado por Bieniawski que se muestra acontinuacin.

Fig. 10.- Estimacin del tiempo de autosoporte

Basado en esta cartilla se ha estructurado unatabla especfica para Atacocha donde se hacomplementado la caracterizacin geomecnicaGSI cualitativa a efectos de estimar con facilidad eltiempo de autosoporte.

Tiempo de Autosoporte , Hrs

A l t u r a

d e l t e c h o , m

t s

RMR

TABLA PARA CALCULAR EL TIEMPO DE AUTOSOPORTE

0.01

0.1

1.010 100 Q

F/BMF/B- F/R

MF/R- F/PIF/R -

MF/PIF/P -MF/MP

IF/MP

FORTIFICACION

El tema de la fortificacin es muy importante

por cuanto resuelve el problema estructural,controlando potenciales fallas de inestabilidad enlos tajos. Atacocha est en un proceso de cambiorespecto a la fortificacin acorde al mtodo deexplotacin y se viene optimizando la calidad delmismo utilizando equipos mecanizados para esteefecto. Nuestra poltica de seguridad no contemplarestricciones en cuanto a la cantidad de elementosde fortificacin que deben instalarse; muchasveces se presentan labores de muy baja calidadgeotcnica donde amerita instalar mayor nmerode elementos y hay que garantizar la estabilidadde esta labor sin importar el incremento del costo

de sostenimiento. Cabe precisar queantiguamente en labores convencionales se hanempleado la madera como un sostenimiento decarcter pasivo y que actualmente estn siendoreemplazados por el shotcrete y elementos derefuerzo (activo).

Fig. 11.- Sostenimiento pasivo.

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Fig. 12.- Sostenimiento activo.

Fig. 13.- Sostenimiento activo.

COSTO DE SOSTENIMIENTO

El costo promedio de sostenimiento del ao 2009y a la fecha del 2010, es de 1.93 US$/Ton. Puedevariar segn las necesidades de fortificacin, loque no significa que se instale en cantidadesindiscriminadas; el elemento va instalado en ellugar preciso donde amerita y pasa por un controlde calidad en forma aleatoria.

Actualmente se est mejorando los controles deestabilidad con una mayor supervisin en la etapade sostenimiento y debido a que estamosatravesando sectores de muy baja calidadgeotcnica el costo de sostenimiento tiende aincrementarse.

ESTADISTICAS

Cabe precisar que en Atacocha, Lostrabajadores de las Empresas Especializadas sonlos que ejecutan las actividades que tienen mayor riesgo de accidentabilidad por cada de rocas;precisamente el ao 2008, periodo de la gestin

anterior se tuvo 3 accidentes fatales debido a estacausa.

Tabla 5.- Accidentes Ao 2008Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic

Accidentes Fatales 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3

AccidentesIncapacitantes

0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2

Total Accidentes 2 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 5

Das Perdidos 12,000 0 0 0 0 0 6 ,041 0 0 0 0 0 18,041

Horas Hombre 511,159 426,310 480,252 460,350 467,914 463,920 463,902 494,786 477,690 490,172 436,990 392,611 5,566,056

Ind. Frecuencia 3.91 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6.47 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.90

I nd . Se ve ri da d 2 3, 47 6.0 6 0 .0 0 0.0 0 0. 00 0 .0 0 0 .0 0 1 3,0 22 .1 5 0 .00 0 .0 0 0 .0 0 0. 00 0 .0 0 3 ,2 41 .2 5

Ind. Accidentabilidad 91.85 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 84.21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.91

ESTADISTICASAo 2008

Total

El 2009 se tuvo algunas fatalidades pero noprecisamente por cada de rocas tal como semuestra en cuadro adjunto.

Tabla 6.- Accidentes Ao 2009Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic

Accidentes Fatales 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

AccidentesIncapacitantes

0 0 1 1 0 2 0 0 0 0 0 0 4

Total Accidentes 0 0 1 1 0 2 0 0 0 0 0 0 4

Das Perdidos 0 0 4 10 20 52 40 31 23 0 0 0 180

Horas Hombre 341,209 292,068 307,232 277,740 275,621 263,340 260,720 250,047 248,870 250,847 250,797 257,492 3,275,983

Ind. Frecuencia 0.00 0.00 3.25 3.60 0.00 7.59 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.22

I nd . Se ve ri da d 0. 00 0 .0 0 1 3. 02 36 .0 0 7 2. 56 1 97.4 6 1 53 .4 2 1 23 .9 8 9 2.4 2 0. 00 0. 00 0 .0 0 54 .9 5

Ind. Accidentabilidad 0.00 0.00 0.04 0.13 0.00 1.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.07

ESTADISTICASAo 2009

Total

ANLISIS GEOMECNICOS BASADOS ENSOFTWARES COMPUTACIONALES

ANALISIS ESTRUCTURALLa metodologa para este efecto corresponde a

un anlisis estadstico de las estructurasgeolgicas (fallas, fracturas, etc.), el cual se realiza

utilizando el software computacional DIPS versin5.1, cuyo objetivo es realizar anlisis interactivosde los datos geolgicos basados en su orientaciny as tener informacin de los dominiosestructurales.Ejemplo de un anlisis estructural con DIPS(Ore Body 23)

Los dominios estructurales de las discontinuidadesson: DIP/DDIP = 51/21 y DIP/DDIP =47/207asociado a fallas con DIP/DDIP = 45/30 yDIP/DDIP = 54/320 asimismo estnrelacionados a otros sistemas de discontinuidadesaleatorias con DIP/DDIP = 83/285 y DIP/DDIP =17/290.

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Fig. 14.- Anlisis estructural del stope 658

ANLISIS DE MODELAMIENTO NUMRICOMEDIANTE EL SOFTWARE COMPUTACIONAL(PHASE 2)

El programa utilizado para este efecto es elPhases 2 versin 7.0 de Rocscience. Se hanrealizado anlisis de modelamiento numrico aefectos de dimensionar las labores, puentes ypilares.

Fig. 15.- Modelamiento del Stope 995 Ore Body17 Pilares centrales y puente superior .

Fig. 16.- Modelamiento del Stope 326 Ore Body13 puente superior.

CONTROLES GEOMECANICOS

Una de las formas de control en nuestrasoperaciones es alcanzando oportunamente lainformacin relacionado a mapeos geomecnicosde modo tal que el trabajador tome conocimiento

de los detalles estructurales y la clasificacingeomecnica del macizo rocoso.

Fig. 17.- Mapeo GSI Ore Body 13 ramal 6 Nv.3180

Fig. 18.- Mapeo GSI Ore Body proyeccinVasconia Nv. 3420 Santa Brbara

MODELO GEOMECNICO - ISOMTRICO

En base a la caracterizacin geomecnica deacuerdo a la clasificacin GSI donde los diversostipos de calidad geotcnica de la roca seidentifican de acuerdo a una nomenclatura decolores, se ha estructurado un modelogeomecnico para cada cuerpo con unavisualizacin tridimensional preparado en elsoftware minero DATAMINE.

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Fig. 19.- Modelo geomecnico: Ore BodyVasconia Santa Brbara

Fig. 20.- Modelo geomecnico: Ore Body 13R4 R6 Atacocha

CONTROL DE CALIDAD DE SOSTENIMIENTO

En forma aleatoria se define una determinadalabor para realizar pruebas de arranque con elobjetivo de comprobar la capacidad de soporte delos elementos de fortificacin. Para cuyo efecto

contamos con un equipo Pull Test.

Fig. 21.- Instalacin de elementos para pruebasde arranque

Fig. 22.- Ejecucin de la prueba cargando elEnerpac

GRUPO SOPORTE

El Grupo de Soporte est conformado por las jefaturas de las reas de operacin: Planeamiento,Geologa, Geomecnica, Mina y Seguridad;consiste en realizar inspecciones semanales conel objetivo de evaluar las labores de mayor criticidad para definir su control inmediato. Al finalde la inspeccin, todas las observaciones seregistran en un documento indicando lasresponsabilidades para su cumplimiento inmediatode modo que se evite potenciales riesgos deaccidentabilidad.

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Capacitacin Geomecnica

Dentro de nuestra poltica empresarial secontempla el tema de la capacitacin a todo nivelcon la finalidad de optimizar nuestro desempeodentro de las operaciones; particularmente el rea

de geomecnica tiene estructurado un programade induccin a todo el personal de operacionesmina impartiendo un curso Prctico deGeomecnica Elemental con el objetivo deinculcar una cultura geomecnica. Al final, todotrabajador est en la capacidad de identificar losproblemas de inestabilidad antes de afrontar potenciales riesgos de accidentabilidad por cadade rocas.

Fig. 23.- Una vista mostrando una capacitacin

REFERENCIAS

1. Evert Hoek, Rock Engineering Theapplication of modern techniques tounderground design, pg. 92, 119, A.A.Balkema Publishers, Brookfield (1998).

2. Carlos Vallejo Cortes Estado actual delas clasificaciones geomecnicas, losfactores influyentes y su aplicacin en laminera subterrnea.