Nombre: Jorge Riquelme Gonzlez Ingeniero Civil Industrial-U Central de ChileIngeniero en Minas-INACAPExperto en Prevencin de Riesgos-SNGMDiplomado en Mecnica de Rocas-U AntofagastaDiplomado Diseo Geomecanico-IntercadeCURSO DE GEOMECANICA DE ROCAS

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE CHILE

Geologa GeneralConceptos de GeomecanicosConceptos de Macizo RocosoClasificacin de Rocas RMR de BieniawskiClasificacin de Rocas de BartnClasificacin de Rocas de GSI de Hoek & MarinosClasificacin de Rocas de RMR de LaubscherConceptos de Laboratorio de Mecnica de Rocas

Temas Curso Fundamento Mecnica de Rocas

ORIGEN DE LAS ROCAS

Cualquier material slido derivado de la corteza terrestre.Masa natural coherente o suelo, que presenta propiedades fsicas y de composicin relativamente uniforme respecto al tipo de roca.

Roca.-Werner(1749 - 1817)Todo proceso de formacin de las rocas estara condicionado por el agua.Materiales remanentes de la corteza terrestre y volcnicos.Rocas formado por erosin, arrastre y depsitos.

Hutton(Plutonistas)El calor interno y la presin de la tierra son los responsables de las transformaciones o metamorfosis de rocas pre existentes (gneas y sedimentarias)Rocas gneasRocas SedimentariasRocas Metamrficas

gneasOrigen en el Interior a partir de masas fundidas o magma

SedimentariasEs la superficie por sedimentacin, o precipitacin Qum.

gneasOrigen en el Interior a partir de masas fundidas o magma

TiposDeRocas

Ruditas.ArenitasLutitas,

IntrusivasExtrusivas

Enfriamiento rpido:BasaltosReolitas

Detrticas

No Detrticas

EvaporitasRocas carbonatadas

ORIGEN DE LAS ROCAS

COMPOSICIN DE LA TIERRA

AtmsferaCortezaMantoNcleo ExteriorNcleo Interior

CICLO DE FORMACION DE LAS ROCAS

AREA DE GEOMECANICAU.P. PAULAC E D I M I N S.A.C.

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CONCEPTOS GEOMECANICOS

Profundidad, z (m)0.511.522.533.50k = (Pxx + Pyy) / 2 (Pzz)Valor promedio

Esfuerzos de pre-minera (in-situ)-500

-1000

-1500-2000

-2500k = 0.3k = 0.3 + 1500/ z(medido) de la raznde esfuerzoshorizontales yesfuerzo vertical.

Esfuerzos in-situ:Pxx, Pyy, Pzz

k = (Pxx + Pyy) / 2 (Pzz)

020100120Magnitude (MPa)40 60 80Esfuerzos de pre-minera (in-situ)0

200

400

600

800

10001200MajorIntermediateMinorVerticalGrfico: mediciones deesfuerzos principalesin-situ y profundidad.

Esfuerzos principales in-situ:

Esfuerzo Mayor (1)

Esfuerzo Intermedio (2)

Esfuerzo Menor (3)Esfuerzo Vertical (v)Fuente: Sandy, 2009

ExcellentPointsizeisGoodindicativeFairofstressPoormeasurementVeryPoorqualityInvalidNoRating

Profundidad,z (m)

Grfico: mediciones de esfuerzos in-situ y profundidadMajorde Principal Principal MayorComparacin de esfuerzo principalmayor a una profundidad de 1000m: Esfuerzo de sobre-carga:27 MPa vertical Minas de Oro Sud Africa:27 MPa vertical Canadian Shield:49 MPa horizontal Australia (not Yilgarn):57 MPa horizontal Yilgarn Craton:94 MPa horizontal

Fuente: Lee, Pascoe y Mikula, 20020

200

400

600

800

1000

1200

1400Magnitud Esfuerzo Stress Magnitude (MPa) (MPa)0 50 100 150

South African Gold Mines1 = 0.0265d(vertical)

Vertical Componentv = gh = 0.027d

Canadian Shield1 = 12 + 0.0366d(horizontal)

Australia1 = 0.057d(horizontal)

Yilgarn Block1 = 0.094d(horizontal)

Esfuerzos Inducidos

A partir de las ecuacionesde Kirsch es posible133

(B)(A)determinar laconcentracin deesfuerzo tangencial en laexcavacin, en los puntosAyB1Para punto A

Para punto B = 90 = 0

CONCEPTOS DE MACIZO ROCOSO

Roca Intacta Masa Rocosa

Ejemplos de Masa Rocosa

Ejemplos de Masa Rocosa

Ejemplos de Masa Rocosa

Ejemplos de Masa Rocosa

Ejemplos de Masa Rocosa

EJEMPLOS DE MACIZO ROCOSOEjemplos de Macizo Rocosa

Ejemplos de Macizo Rocosa

PresentacinHay tres aspectos fundamentales que deben de ser considerados en el diseo de una excavacin superficial o subterrnea, para que la estructura pueda sostenerse estable durante el periodo de vida establecido en el diseo:Obtencin de parmetros representativos de la roca intacta mediante ensayos de laboratorio y/o ensayos in-situ.Evaluacin de la calidad del macizo rocoso que nos permita ponderar los parmetros de resistencia obtenidos del laboratorio, a valores mas reales del macizo rocoso.Calibracin y ajuste de los parmetros usados en el diseo durante la etapa de Operacin, mediante Tcnicas de Monitoreo y de Mapeo de la superficie de minado.

DefinicionesSuelo.- Es un agregado de granos minerales que puede ser separado por medio de agitacin en agua.Roca intacta.- Porcin de roca que no tiene fracturas, es la roca que se encuentra entre las fracturas.Macizo Rocoso.- Es el medio in-situ que contiene diferentes tipos de discontinuidades como diaclasas, estratos, fallas y otros rasgos estructurales.Mecnica de Rocas.- La mecnica de rocas es la ciencia que intenta describir y predecir la propiedades del fragmento rocoso y su comportamiento dentro de los macizos rocosos.Geomecnica.- Rama de la ciencia geolgica que estudia la calidad del macizo rocoso, determinando el grado de alteracin, resistencia y otras propiedades.

Definiciones

Identificacin de los problemas del terreno

Identificacin de los problemas del terreno

Identificacin de los problemas del terrenoHay tres maneras por las que se puede crear condiciones para la formacin de problemas del terreno:1.- A travs de discontinuidades o debilidades naturales de la masa rocosa.

Identificacin de los problemas del terreno2.- A travs del dao que puede producir la voladura utilizada para crear la excavacin.

Identificacin de los problemas del terreno3.- Por los esfuerzos o presiones de la roca, debido a la profundidad de la mina.

Identificacin de los problemas del terrenostas a su vez son influenciadas por otros factores como: La presencia de agua. La forma, tamao y orientacin de las excavaciones. El esquema y secuencia de avance del minado.Las estndares inadecuados de perforacin y voladura.

Adems se debe poner mucha atencin en lo siguiente:

Identificacin de los problemas del terrenoa) Observar los daos al sostenimiento, como pernos de roca rotos, mallas o straps daados, etc. Un sostenimiento daado es siempre un peligro potencial, por el riesgo que conlleva.

Identificacin de los problemas del terrenob) Observar las deformaciones en los elementos de sostenimiento, como en los cuadros de madera, en las cimbras y otros, que constituyen peligros en desarrollo.

Identificacin de los problemas del terrenoc) Observar los principales rasgos geolgicos, como: fracturas, fallas geolgicas, diques, etc.

Identificacin de los problemas del terrenod) Escuchar cuidadosamente cualquier ruido o sonido de movimiento reciente o desplazamientos de la roca. Las grietas y ruidos en la roca son comunes en todas las minas, sin embargo, el trabajador debe estar atento cuando encuentre cualquiera de estas condiciones.

Propiedad de las discontinuidadesOrientacin, es la posicin de la discontinuidad en el espacio y comnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. Cuando un grupo de discontinuidades se presentan con similar orientacin o en otras palabras son aproximadamente paralelas, se dice que stas forman un sistema o una familia de discontinuidades.

Propiedad de las discontinuidadesEspaciado, es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. ste determina el tamao de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tengan, los bloques sern ms pequeos y cuanto ms espaciado tengan, los bloques sern ms grandes.

Propiedad de las discontinuidadesPersistencia, es la extensin en rea o tamao de una discontinuidad. Cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa ser ms estable y cuanto mayor sea sta, ser menos estable.

Propiedad de las discontinuidadesRugosidad, es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa ser menos competente y cuanto mayor sea sta, la masa rocosa ser ms competente.

Propiedad de las discontinuidadesApertura, es la separacin entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que sta presenta. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa sern mejores y a mayor apertura, las condiciones sern ms desfavorables.

Propiedad de las discontinuidadesRelleno, son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando stos son ms duros, sta es ms competente.

Propiedad de las discontinuidadesEsquema de las propiedades de las discontinuidades.

Propiedad de las discontinuidadesRepresentacin espacial de los sistemas de discontinuidades.

Masa rocosa meteorizada.

Mapeo geomecnico.

Roca masiva o levemente fracturada.2-6 fracturas x metro

Roca moderadamente fracturada.6-12 fracturas x metro

Roca muy fracturada.12-20 fracturas x metro

Roca intensamente fracturada.> 20 fracturas x metro

Roca triturada o brechada.

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