CURSO Geomecanica
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CURSO DE CAPACITACIÓN
GEOMECÁNICA OPERATIVA
E-MINING TECHNOLOGY S.A.
PROGRAMA PARTE I
•INTRODUCCIÓN
•REVISIÓN DE CONCEPTOS Y METODOLOGÍA DE TRABAJO
•PARÁMETROS DE DISEÑO
•USO DE HERRAMIENTAS GEOMECÁNICAS
• ENCONTRAR Y/O ANTICIPAR UNA SOLUCIÓN SEGURA YECONÓMICA COMPATIBLE CON TODAS LAS RESTRICCIONESBAJO LAS CUALES SE ENCUENTRA EL ESCENARIO DELPROYECTO
FUENTE: E. HOEK, 1996
GEOMECÁNICA
PROCESO GEOMECÁNICO
INFORMACION BASE
PLAN DE INSTRUMENTACION Y MONITOREO
PROGRAMA DE APOYO A
TRONADURA
ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA Y PARÁMETROS
DE DISEÑO
SECUENCIA V/S NIVELES DE
ESTABILIDAD
INTERACCIÓN UG Y RAJO
GRANDES HITOS
PLANOS DE TRABAJO Y/O
ANÁLISIS
SANEAMIENTO Y FORTIFICACION
PROYECTOS ESPECIALES
PROGRAMA DE TOMA DE DATOS
MODELO DISCONTINUIDADE
S MAYORES Y MENORES
MODELO GEOLÓGICO E
HIDROGEOLÓGICO
MODELO DE CLASIFICACIÓN
DEL MACIZO
MODELO DE CASERONES Y
CAVIDADES
MECANISMOS DE INESTABILIDAD
PLAN MINERO Y GEOMETRÍA
MODELO DE DAÑO POR TRONADURA
MODELO DE PROYECCIÓN DE
ROCA
CRECIMIENTO DE BOTADEROS
MODELOS NUMÉRICOS 2D Y 3DPARÁMETROS RELEVANTESMONITOREO MECANISMOS DE INESTABILIDADEXPERIENCIA Y CASOS SIMILARESLABORATORIOHERRAMIENTAS GRÁFICAS
ANÁLISIS Y DISEÑO
PROPIEDADES MECÁNICAS Y
ELÁSTICAS
SEGUIMIENTO Y CONTROL
OPERATIVA
ESFUERZOS EN MACIZO ROCOSO
ESFUERZOS
ESFUERZO = FUERZA / ÁREA
F = m * a
1N = kg m/s2
1Pa = N/m2
106Pa = 1MPa = 145 psi
Esfuerzos Naturales = Antes de la excavación
Esfuerzos Inducidos = Después de la excavación
Esfuerzos Naturales: Gravitacionales, Tectónicos, Residuales, Termales
F = 30.000 lb
MUESTRA DE 2 PULGADAS DE DÍAMETRO
= 66 MPa
F = 100.000 lb
MUESTRA DE 4 PULGADAS DE DÍAMETRO = 55 MPa
ESFUERZOS NATURALES
ESFUERZO GRAVITACIONAL (v) = gh
v = 0.026 MPa/m
h = 1/3 v
ESFUERZO TECTÓNICO
h > v FALLA NORMAL
h < v FALLA INVERSA
1 = 60 MPa
3 = 30 MPa
3 3 - 1
3 1 - 3
30 MPa
150 MPa
ESFUERZOS INDUCIDOS
SE SUPERA LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL MACIZO ROCOSO EN LAS PAREDES DEL TÚNEL
TÚNEL CONSTRUÍDO EN MACIZO ROCOSO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE 100 MPa Y CAMPO DE ESFUERZOS VERTICALES DE 60 MPa Y HORIZONTALES DE 30 MPa.
FALLA EN PAREDES DEL TÚNEL
FALLA POR ESFUERZOS INDUCIDOS POR DISCONTINUIDADES
ESQUISTO (MICA)
DIQUE DE ROCA ÍGNEA
FALLA
DIQUE
GRANITO
CUARCITA
ROCA ÍGNEA COMPETENTE
ROCA ÍGNEA COMPETENTE
MACIZO ROCOSO
MACIZO ROCOSO
ROCA INTACTA
ROCA CON 1 FRACTURA
ROCA CON VARIAS FRACTURAS
ROCA CON 2 FRACTURAS
MACIZO ROCOSO
CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO
PROPIEDADES INGENIERILES
RESISTENCIA
COMPORTAMIENTO ESFUERZO-DEFORMACIÓN
PROPIEDADES ÍNDICE
PESO UNITARIO
RMR, GSI, Q
FF, RQD
CARGA PUNTUAL
SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE ROCA
• METODO EMPÍRICO QUE CUANTIFICA LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FORTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO EN EXCAVACIONES.
• CLASIFICA EL MACIZO ROCOSO EN GRUPOS SOBRE LA BASE DE SIMILAR COMPORTAMIENTO
• PROVEE LA BASE PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y MECÁNICO DE CADA GRUPO
CLASIFICACIÓN POR RMR ROCK MASS RATING (BIENIAWSKI)
ESTE SISTEMA CONSIDERA LOS SIGUIENTES PARÁMETROS PARA DEFINIR UN PUNTAJE ENTRE 0 y 100 PARA EL MACIZO ROCOSO. ESTE PUNTAJE ESTÁ ASOCIADO A PARÁMETROS DE DISEÑO Y PUEDE SER UTILIZADO COMO PRIMERA APROXIMACIÓN PARA ESTIMAR LA NECESIDAD DE FORTIFICACIÓN:
(1) Resistencia a la compresión uniaxial (0 a 15)
(2) RQD (Rock Quality Designation) (3 a 20)
(3) Espaciamiento de las discontinuidades (5 a 20)
(4) Condición de las discontinuidades (0 a 30)
(5) Presencia de agua (0 a 15)
Ajuste por orientación de las discontinuidades (0 a -12)
LA SUMA TOTAL DE LOS PUNTAJES ASOCIADOS A CADA PARÁMETRO REPRESENTA EL RMR DEL MACIZO ROCOSO.
CLASIFICACIÓN POR RMR TIEMPO DE EXPOSICIÓN SIN FORTIFICACIÓN
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q (PARA TÚNELES)
SOBRE LA BASE DE GRAN CANTIDAD DE CASOS HISTÓRICOS SE CREÓ EL PARÁMETRO Q PARA DEFINIR LAS CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO ROCOSO Y DETERMINAR LAS NECESIDADES DE FORTIFICACIÓN. EL VALOR Q VARÍA EN ESCALA LOGARÍTMICA ENTRE 0.001 Y 1000.
Q = (RQD/Jn) x (Jr/Ja) x (Jw/SRF)
RQD Rock Quality Designation
Jn Número de sets de discontinuidades
Jr Rugosidad
Ja Alteración de discontinuidades
Jw Factor de reducción por presencia de agua
SRF Factor de reducción por esfuerzos
(RQD/Jn) Tamaño de los bloques
(Jr/Ja) Resistencia al corte de interacción entre bloques
(Jw/SRF) Esfuerzos activos
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q CALIDAD GEOTÉCNICA DEL MACIZO ROCOSO
CALIDAD
EXCEPCIONALMENTE MALO
EXTREMADAMENTE MALO
MUY MALO
MALO
REGULAR
BUENO
MUY BUENO
EXTREMADAMENTE BUENO
EXCEPCIONALMENTE BUENO
VALOR DE Q
10-3 a 10-2
10-2 a 10-1
10-1 a 1
1 a 4
4 a 10
10 a 40
40 a 100
100 a 400
400 a 1000
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q ESTIMACIÓN DE PARÁMETRO ESR
• ESR = EXCAVATION SUPPORT RATIO
• EXCAVACIÓN MINERA TEMPORAL (ESR = 3 A 5)
• EXCAVACIÓN MINERA PERMANENTE, TÚNELES DE AGUA DE BAJA PRESIÓN, TÚNELES PILOTO, ACCESOS PARA EXCAVACIONES DE GRAN TAMAÑO (ESR = 1.6)
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q ESTIMACIÓN DE PARÁMETRO ESR
• CÁMARAS DE ALMACENAMIENTO, PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS, TÚNELES FERROVIARIOS O CARRETEROS MENORES, TÚNELES DE ACCESO (ESR = 1.3)
• CAVERNAS DE MÁQUINAS, TÚNELES CARRETEROS O FERROVIARIOS MAYORES, CÁMARAS DE DEFENSA CIVIL, PORTALES, INTERSECCIONES (ESR = 1.0)
• ESTACIONES NUCLEARES SUBTERRÁNEAS, INSTALACIONES DEPORTIVAS Y PÚBLICAS, FÁBRICAS (ESR = 0.8)
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q ESTIMACIÓN DE FORTIFICACIÓN
ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA Q CÓDIGO DE FORTIFICACIÓN
(1) SIN SOPORTE O FORTIFICACIÓN
(2) PERNOS LOCALES
(3) PERNOS SISTEMÁTICOS
(4) PERNOS SISTEMÁTICOS CON 40 - 100mm DE SHOTCRETE SIN REFORZAR
(5) SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA, 50 – 90mm Y APERNADO
(6) SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA, 90 – 120mm Y APERNADO
(7) SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA, 120 – 150mm Y APERNADO
(8) SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA, MÁS DE 150mm, CON MARCOS DE SHOTCRETE Y PERNOS
(9) REVESTIMIENTO DE HORMIGÓN CON MOLDAJES
SOPORTE O FORTIFICACIÓN
MECANISMO DE FALLA CONTROLADO POR DISCONTINUIDAD
GALERIA
4 METROS
FALLA
COLAPSO DE BLOQUE PREFORMADOS A ESCALA LOCAL (GALERIAS)
BLOQUE PREFORMADO SENSIBLE A CAER POR PRESENCIA DE CARA
LIBRE
PLANO DE ESTRATIFICACION
SECTOR SENSIBLE AL DERRUMBE POR LA MALA CALIDAD
GEOTÉCNCADEL MACIZO ROCOSO
GALERIA
4 METROS
FALLA
BRECHA ASOCIADA A FALLA
GUÍA GENERAL DE SOPORTE
ROCA MASIVA SUJETA A BAJOS NIVELES DE ESFUERZOS. NO REQUIERE PERMANENTE SOPORTE. OCASIONALMENTE ALGÚN TIPO DE SOPORTE DURANTE SU CONSTRUCCIÓN
ROCA MASIVA SUJETA A ALTOS NIVELES DE ESFUERZOS. PERNOS SISTEMÁTICOS CON MALLA O SHOTCRETE PARA EVITAR FRACTURAMIENTO Y CAÍDA DE ROCA QUEBRADA
BAJO NIVEL DE ESFUERZOS ALTO NIVEL DE ESFUERZOS
RO
CA
MA
SIV
A
ROCA MASIVA CON ALGUNAS DISCONTINUIDADES SUJETA A BAJO NIVEL DE ESFUERZOS. PERNOS LOCALIZADOS PARA PREVENIR FALLAMIENTO DE BLOQUES Y CUÑAS. LOS PERNOS IDEALMENTE TENSIONADOS. TAMBIEN PUEDE UTILIZARSE SHOTCRETE DE 5 A 10 CM.
ROCA MASIVA CON ALGUNAS DISCONTINUIDADES SUJETA A ALTOS ESFUERZOS. PERNOS SISTEMÁTICOS , INCLINADOS PARA CRUZAR LAS DISCONTINUIDADES, CON MALLA O SHOTCRETE CON FIBRA EN LA CORONA Y PAREDES.
BAJO NIVEL DE ESFUERZOS ALTO NIVEL DE ESFUERZOS
RO
CA
FR
AC
TU
RA
DA
GUÍA GENERAL DE SOPORTE
ROCA MUY FRACTURADA SUJETA A BAJAS CONDICIONES DE ESFUERZO. PERNO SISTEMÁTICO CON MALLA Y/O SHOTCRETE PARA PREVENIR DESGRANAMIENTO
ROCA MUY FRACTURADA SUJETA A ALTOS ESFUERZOS. PERNOS SISTEMÁTICOS CON SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA. EN CASOS EXTREMOS SE REQUIERE MARCOS DE ACERO DESLIZANTES. PARA CONTROL DE PISO UTILIZAR CONCRETO.
BAJO NIVEL DE ESFUERZOS ALTO NIVEL DE ESFUERZOS
RO
CA
MU
Y F
RA
CT
UR
AD
A
GUÍA GENERAL DE SOPORTE
PERNO DE ANCLAJE MECÁNICO
PERNO CON RESINA
PERNO LECHADO
CABLE LECHADO
TUBO SPLIT-SET
SWELLEX
PRUEBA CARGA – DEFORMACIÓN PARA DISTINTOS PERNOS
ALTERNATIVAS DE INSTALACIÓN DE CABLES LECHADOS
TIPOS DE CABLES
TIPOS DE CABLES
FORTIFICACIÓN
¿ LOS PERNOS PUEDEN PREVENIR LA FALLA DE LA ROCA SOMETIDA A ESFUERZOS INDUCIDOS?
TIPO DE PERNO
FRICCIÓN
ANCLAJE
RESINA
FUERZA RESISTENTE DEL PERNO
0.05 - 0.1 MN
0.125 MN
0.15 - 0.25 MN
30 MPa
150 MPa
MALLA DE 0.5 m x 0.5 m
RESINA RESISTE COMO MÁXIMO 0.25 MN
0.25 / 0.5 x 0.5 (MN/m2) = 1MN / m2 = 1MPa
30 MPa >>> 1 MPa
ESTRATEGIA DISEÑO RAJO ABIERTO
CRITERIOS GEOMECÁNICOS
CRITERIOS DE SEGURIDAD
CRITERIOS ECONÓMICOS
CRITERIOS OPERATIVOSDISEÑO ÓPTIMO
BASES DISEÑO RAJO
1. CRITERIO DE ANCHO DE BANCO MÍNIMO POR SEGURIDAD:
A = 4.5 + 0.2 x H (m)
2. ANÁLISIS ESTRUCTURAL: LA GEOMETRÍA DEL RAJO ESTÁ LIBRE DE CUÑAS O BLOQUES MAYORES EN CONDICIÓN DE DESLIZAMIENTO
3. ANÁLISIS NUMÉRICO: A TRAVÉS DE UNA SIMULACIÓN NUMÉRICA (3DEC, FLAC3D, MAP3D) SE EVALÚA LA CONDICIÓN DE ESTABILIDAD DEBIDO A REDISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS Y EL IMPACTO DE PARÁMETROS RELEVANTES (NIVEL FREÁTICO, FALLA GEOLÓGICA, CAMBIO LITOLÓGICO)
4. EL DISEÑO TIENE QUE CUMPLIR CONDICIONES OPERATIVAS (ANCHOS DE RAMPA, ANCHOS DE PLATAFORMAS, FACILIDAD DE ACCESOS)
DISEÑO
2
1
FASE INTERMEDIA
FASE FINAL
Hi: ALTURA ENTRE RAMPAS
Ho: ALTURA DE TALUD
A: ANCHO DE RAMPA
A
ÁNGULO INTERRAMPA 2
ÁNGULO INTERRAMPA 1
ÁNGULO DE TRABAJO
ÁNGULO GLOBALo
h = altura de bancoa = ancho de bermaq = quebradurapp = distancia pata-pata= ángulo cara de banco
h
a
pp
q
Diseño de Banco
FIGURA 1
PARÁMETROS DE DISEÑO RAJO ABIERTO
DISEÑO
ÁNGULO DE TALUD GLOBAL ÁNGULO INTERRAMPA
Geología
Propiedades del macizo rocoso y roca intacta
Zonificación en unidades geotécnicas
Definir Mecanismos de falla a gran escala
Análisis de estabilidad (gráfico, estructural, numérico)
Mapeos estadísticos
Análisis probabilístico para definir ángulo cara de banco
Propiedades de las discontinuidades menores
Mecanismos de falla a menor escala
DISEÑO DE BANCO
CRITERIOS GEOMECÁNICOS
EQUIPOS
PARÁMETROS
OPERACIONALES
DISEÑO DE BANCO
BANCO SIMPLE BANCO DOBLE
h = 15 m h = 30 m
a = 7.5 m a = 10.5 m
60 - 90 % 80 - 95 %
confiabilidad confiabilidad
b = 70º b = 70º
I = 49º I = 54º
PARED FINAL
• REQUIERE MAYOR CONTROL
• USO TRONADURA CONTROLADA
• PERMITE MAYOR ÁNGULO
DISEÑO DE RAMPAS
TEMPORALIDAD
CONFIABILIDAD
SEGUIMIENTO Y CONTROL
SEGUIMIENTO CONTROL
VALIDACIÓN DEL DISEÑO
FUENTE DE INFORMACIÓN PARA FUTUROS DISEÑOS
CAPACIDAD DE REACCIÓN
ELEMENTOS DE SEGUIMIENTO Y CONTROL
GEOMETRÍA TRONADURA MONITOREO
Ancho de berma
Ángulo cara de banco
Cumplimiento de patas
Tipo de falla de talud
Sobrequiebre
Formación de grietas
Condición de la cara de banco
Desplazamientos
Mapeo de grietas
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA CAÍDA DE ROCA
Elementos de Diseño
• Altura (h), ángulo (b)• Tamaño y Forma• Características Suelo (coeficiente de restitución• Volumen• Tiempo Exposición• Energía Impacto• Operatividad
• Capacidad (Kj) => costo• H• S
APLICACIÓN AL DISEÑO DE SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA CAÍDA DE ROCA
• AUMENTO ÁNGULO INTERRAMPA
• REDUCCIÓN PERFORACIÓN PRECORTE
• SEGURIDAD
MENOR COSTO
OPERATIVA RAJO ABIERTO
PRÁCTICAS OPERATIVAS vs ÁNGULO DE TALUD
ÁNGULO DE TALUD
PR
ÁC
TIC
AS
OP
ER
AT
IVA
S
PROBLEMAS GEOMECÁNICOS
MENORES Y OCASIONALES
TRONADURA AMORTIGUADA
NO REQUIERE PRÁCTICAS OPERACIONALES
ESTRICTAS
PROBLEMAS GEOMECÁNICOS
MAYORES Y OCASIONALES
TRONADURA AMORTIGUADA
REQUIERE PRÁCTICAS OPERACIONALES MAS
ESTRICTAS
PROBLEMAS GEOMECÁNICOS
FRECUENTES
TRONADURA DE PRECORTE
REQUIERE PRÁCTICAS OPERACIONALES
ESTRICTAS
PROGRAMA PARTE II
•TÉCNICAS DE MAPEO
•CLASIFICACION RMR
•MODELO GEOTÉCNICO
CLASIFICACIÓN DE DISTINTOS TIPOS DE MAPEOS
MAPEO
GEOLÓGICO
GEOTÉCNICO
MAPEO GEOLÓGICO RUTINARIO
MAPEO GEOLÓGICO DE SONDAJES
MAPEO DE DISCONTINUIDADES MAYORES
CARACTERIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MAYORES
MAPEO DE GRIETAS
MAPEO DE CELDA Y LÍNEA DE DETALLE
MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
MAPEO PARA LA TRONADURA
MAPEO ORIENTADO O LOCALIZADO
CLASIFICACIÓN MACIZO ROCOSO (RMR, GSI, Q)
PARA QUÉ
CUÁNDO
QUÉ TIPO
QUÉ ESCALA
DISTINTOS MAPEOSDISTINTOS OBJETIVOS
¿ ?
OBJETIVO
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
MAPEO
ANÁLISIS
DEFINICIÓN NUEVOPROGRAMA DE MAPEO
OBJETIVOS DE MAPEO
• MODELO GEOLÓGICO DE LA MINA (LITOLOGÍA, MINERALIZACIÓN,
DISTRIBUCIÓN, OTROS PARÁMETROS)
• FÁBRICA DEL MACIZO ROCOSO (MAPEO DE DISCONTINUIDADES)
• MODELO DE DISCONTINUIDADES MAYORES
• RECOMENDACIONES PARA TRONADURA
• CLASIFICAR EL MACIZO ROCOSO
• IDENTIFICAR EN DETALLE UNA GEOMETRÍA O VOLUMEN (Ej. UNA CUÑA)
• COMPLEMENTAR INFORMACIÓN ACERCA DE UN ASPECTO GEOLÓGICO
RELEVANTE PARA UN PROYECTO (Ej. PATRÓN ESTRUCTURAL, DESVIACIÓN DE
UNA FALLA MAYOR (EN RUMBO O MANTEO), PROFUNDIDAD DE UNA ZONA DE
SUELO, ESCOMBRO DE FALDA O ZONA DE QUEBRADA, OTRO)
TIPOS DE MAPEO
MAPEO GEOLÓGICO
• OBJETIVOS
CONOCER EN DETALLE LA GEOLOGÍA DE LA MINA
• PARÁMETROS A MAPEAR
TIPO DE ROCA, DISCONTINUIDADES MAYORES Y MENORES,
ALTERACIÓN, MINERALIZACIÓN, OTRO
• CUÁNDO SE MAPEA
CADA VEZ QUE TENGO NUEVOS DESARROLLOS O AVANCES
MAPEO GEOLÓGICO
• USO Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
MODELO GEOLÓGICO GLOBAL DE LA MINA Y DEFINICIÓN DE
PARÁMETROS RELEVANTES
ORIENTA A ZONIFICAR POR DISTINTAS UNIDADES GEOLÓGICAS
CON CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DISTINTAS
APOYO PARA ANÁLISIS DE DETALLE INFRAESTRUCTURA
MINERA (EJEMPLO SECUENCIA TRONADURA, FORTIFICACIÓN, ETC..)
MAPEO GEOLÓGICO
EJEMPLO DE ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA.
ZONA GEOTÉCNICA 3ZONA GEOTÉCNICA 2ZONA GEOTÉCNICA 1
ROCA IV
ROCA IIIROCA II
ROCA I
MAPEO GEOLÓGICO
APOYO DE MAPEO GEOLÓGICO
PARA DEFINIR SISTEMA DE
FORTIFICACIÓN EN GALERÍAS
CON ALTO GRADO DE
FRACTURAMIENTO Y
CONCENTRACIÓN DE FALLAS
EN DISTINTAS UNIDADES
LITOLÓGICAS
(TOBAS, ANDESITAS, INTRUSIVO)
INTRUSIVO
TOBAS
ANDESITAS
5 m
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES
• OBJETIVOS
ESTABLECER UN MODELO ESTRUCTURAL GLOBAL DE LA MINA
(PREFERENTEMENTE 3D)
• PARÁMETROS A MAPEAR
FALLAS MAYORES, DIQUES, CONTACTOS O PLANOS DE
ESTRATIFICACIÓN CON CARACTERÍSTICAS DE FALLA (RUMBO, MANTEO,
ESPESOR SALBANDA Y ZONA FRACTURADA). EN GENERAL CUALQUIER
DISCONTINUIDAD MAYOR
• CUANDO SE MAPEA
CADA VEZ QUE SE TENGA UN DESARROLLO NUEVO, A FIN DE
ACTUALIZAR Y VALIDAR MODELO
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES
• USO Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
DETECCIÓN DE POSIBLES MECANISMOS DE INESTABILIDAD
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD GLOBAL O A ESCALA MAYOR
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE MONITOREO GEOMECÁNICO
APOYO AL DISEÑO
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES
EJEMPLO DE SUPERFICIES DE FALLAS 3D
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES – EJEMPLO DE MODELO ESTRUCTURAL 3D
EJEMPLO DE SUPERFICIES DE FALLAS INTERSECTADAS CON TOPOGRAFÍA RAJO ABIERTO
N
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES – EJEMPLO DE MODELO ESTRUCTURAL 3D
EJEMPLO DE SUPERFICIES
DE FALLAS
INTERSECTADAS CON
NIVEL DE MINA
SUBTERRÁNEA EN
SECTORES DE NUEVOS
PROYECTOS.
PERMITE ANTICIPARSE A LAS
FALLAS MAYORES QUE
AFECTARÁN DISEÑOS E
INFRAESTRUCTURA
MAPEO DISCONTINUIDADES MAYORES – EJEMPLO DE MODELO ESTRUCTURAL 3D
EJEMPLO DE SUPERFICIES
DE FALLAS Y PLANOS
DE ESTRATIFICACIÓN
PERMITEN ANTICIPAR
POTENCIALES
MECANISMOS DE
INESTABILIDAD Y
MODIFICAR LOS
DISEÑOS
TOPOGRAFÍA ACTUAL
DISEÑO FASE 1
DISEÑO FASE 3
CARACTERIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MAYORES
• OBJETIVOS
DESCRIBIR EN FORMA DETALLADA LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS
ESTRUCTURAS MAYORES QUE IMPACTAN EN EL COMPORTAMIENTO
GEOMECÁNICO DE UN MACIZO ROCOSO
• PARÁMETROS A MAPEAR
DESVIACIONES EN ORIENTACIÓN (RUMBO, MANTEO), ESPESORES DE
SALBANDA Y ZONA FRACTURADA, CONTACTOS, TIPO DE RELLENO,
SINUOSIDADES, OTROS
• CUANDO SE MAPEA
EN TODAS LAS DISCONTINUIDADES MAYORES. CADA VEZ QUE SE
TENGA UN DESARROLLO NUEVO.
CARACTERIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MAYORES – IMPACTO EN GEOMECÁNICA
CASO 1. FALLA MAYOR CON RELLENO DE SALBANDA Y BRECHA DE FALLA, ZONA FRACTURADA ASOCIADA Y RAMIFICACIONES.
CASO 2. FALLA MAYOR CON RELLENO DE BRECHA DE FALLA Y CALCITA. REDUCIDA ZONA FRACTURADA ASOCIADA Y BORDES RECTOS.
CARACTERIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MAYORES - EJEMPLO
MAPEO DE GRIETAS• OBJETIVOS
ACTUALIZAR EL MODELO GEOTÉCNICO DE LA MINA
ESTABLECER RELACIONES CON EL MONITOREO
ANTICIPARSE A EVENTOS GEOMECÁNICOS
“LA APARICIÓN DE UNA GRIETA ES EN GENERAL EL PRIMER INDICIO
VISIBLE DE UN FENÓMENO DE INESTABILIDAD”
• PARÁMETROS A MAPEAR
COORDENADAS (X, Y, Z), TIPO (ESCALÓN, TENSIÓN), APERTURA,
LARGO, PROFUNDIDAD, RUMBO Y MANTEO
• CUANDO SE MAPEA
UNA VEZ QUE APARECE, SE DEBERÁ REALIZAR UN SEGUIMIENTO
CONTINUO
• USO Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
DETECTAR NIVELES Y LÍMITES DE ACTIVIDAD GEOMECÁNICA, PREDECIR
EVENTOS, DEFINIR MONITOREO
MAPEO DE GRIETAS
GRIETA ASOCIADA A FALLA MAYOR CON EVIDENCIA DE DESPLAZAMIENTO
MAPEO DE GRIETAS
GRIETAS ASOCIADAS A FALLAS MAYORES - EVIDENCIA DEFORMACIÓN AFLORAMIENTO
MAPEO DE CELDA Y LÍNEA DE DETALLE
• OBJETIVOS
OBTENER, CARACTERIZAR Y CUANTIFICAR ESTADÍSTICAMENTE LA
FÁBRICA DEL MACIZO ROCOSO
• PARÁMETROS A MAPEAR
DISCONTINUIDADES (MAYORES, MENORES) Y SUS CARACTERÍSTICAS
(Ver cartilla)
• CUANDO SE MAPEA
PARA DEFINIR LA INGENIERÍA BÁSICA Y DE DETALLLE DE UN
PROYECTO
EN FORMA DIRIGIDA, CUANDO SE MANIFIESTAN CAMBIOS
IMPORTANTES EN LA GEOLOGÍA
PARA OPTIMIZAR UN PROYECTO
MAPEO DE CELDA Y LÍNEA DE DETALLE
• USO EN GEOMECÁNICA
ANÁLISIS PROBABILÍSTICO (ÁNGULO CARA DE BANCO)
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
AJUSTES A LOS PARÁMETROS DE DISEÑO (AJUSTE POR ORIENTACIÓN
A PARÁMETRO RMR)
ORIENTACIÓN DE CASERONES
ORIENTACIÓN DE TALUDES
MAPEO DE CELDA Y LÍNEA DE DETALLE
EJEMPLO DE REPRESENTACIÓN ESTEREOGRÁFICA DE MAPEO DE LÍNEA MOSTRANDO CONCENTRACIÓN DE POLOS Y PLANOS REPRESENTATIVOS
PARA CADA SISTEMA DOMINANTE
Hoja……………….. de………………….
C MMC Alto Rumbo ManteoS Tipo SD Longitud # T MD Relleno W R
Maxima (m)
CSSSSSSSSCSSSSSSSSCSSSSSSSS
TERMINACIONES PRESENCIA DEL AGUA CÓDIGOS DE TIPO DE ROCA
SJ N N D
JS X S W
BJ S D S
BD Q DIRECCIÓN LÍNEA DE CONTEO (SD) F
CT C H
FT T V
FC H P
SZ R TZONA DE CIZALLE ROCA ESPACIAMIENTO REAL
CANTACTO POR FALLA HEMATITA PERPENDICULAR AL TALUD
FALLA CALCITA VERTICAL
PLANO (S) ESTRATIFICACIÓN QUARZO FLUJO
CONTACTO GEOLÓGICO ARCILLA HORIZONTAL
SET DE ESTRATIFICACIÓN SULFURO DOBLE TERMINACIÓN GOTEO
SET DE FRACRURAS OXIDO TERMINACIÓN SIMPLE HÚMEDO
FRACTURA NINGUNO NO SE TERMINA SECO
CODIGO DE ESTRUCTURAS TIPOS DE RELLENO
Observaciones# celda
Punto de Control
FechaUbicación
Mapeada por:Largo Minimo Fractura (m):
Rumbo
Talud
EspesorNivel
ManteoC
Longitud lineade conteo (m)
NumFract
HOJA DE MAPEO POR CELDAS
Nivel de celda
Número Dimensiones CeldaAncho A
Tipos de RocaB
MAPEO DE CELDA Y LÍNEA DE DETALLE
DISTRIBUCIÓN LONGITUD DE FRACTURAS
0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
Longitud de Fracturas (m)
Fre
cuen
cia
Acu
mul
ada
MEDIA DE LONGITUD DE FRACTURAS = 1.1 m
MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
• OBJETIVOS
CONSTRUIR MODELO GEOTÉCNICO DE LA MINA
• PARÁMETROS A MAPEAR
RQD, % RECUPERACIÓN, FRACTURAMIENTO, OTROS
PARÁMETROS (Ver cartilla).
EN CASO DE SONDAJE ORIENTADO, SE PUEDE OBTENER LA
ORIENTACIÓN DE DISCONTINUIDADES
MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
• CUANDO SE MAPEA
RUTINARIO
• USOS Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
MODELO GEOTÉCNICO
MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
EJEMPLO DE CARTILLA DE MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES
ZONIFICACIÓN POR RQD OBTENIDO A PARTIR DE ANÁLISIS GEOESTADISTICO
50 m
RQD 90% - 100%
RQD 75% - 90%
RQD 50% - 75%
RQD 25% - 50%
MAPEO PARA LA TRONADURA
• OBJETIVOS
ENTREGAR LAS VARIABLES GEOLÓGICAS QUE INFLUYEN
DIRECTAMENTE EN EL RESULTADO DE LA TRONADURA
• PARÁMETROS A MAPEAR
TIPOS DE ROCA, FALLAS Y DISCONTINUIDADES MAYORES, DUREZA,
GRADO DE FRACTURAMIENTO, ORIENTACIÓN DE SISTEMAS
PRINCIPALES
• CUÁNDO SE MAPEA
PREVIO A CADA DISPARO
MAPEO PARA LA TRONADURA
CARA CON SACA
CA
RA
LIBR
E 1
LÍM
ITE
TA
LU
D
CARA LIBRE 2
VISTA EN PLANTA DISPARO 1060-04
N
ESCALA
25 M
CARA CON SACA
LÍM
ITE
TA
LU
D
MAPEO DISPARO 1060-04
ESCALA
25 M
N
46º
45º
44º
78º
80º
PERFIL CARA LIBRE 2
PE
RFIL C
AR
A LIB
RE
1
ZO
NA
3
ZO
NA
2
ZO
NA
1
ZONA 3
ZO
NA
3
ZO
NA
2
ZO
NA
1
ZONA 1
Roca Andesita, Dureza R3-R4 (Moderadamente dura), Fracturada en bloques preformados tamaño promedio 50 cm2
ZONA 2
Roca Andesita, Dureza R3-R4, Fracturada en
bloques tamaño promedio 1 m.
Sistemas mantean hacia cara libre
ZONA 3
Roca Traquita, Dureza R5 (muy dura), Bajo
fracturamiento, Masiva
MAPEO LOCALIZADO
• OBJETIVOS
RECONOCER EN DETALLE UN MECANISMO O VOLUMEN ESPECÍFICO
DE ROCA O MATERIAL
• PARÁMETROS
CARACTERISTICAS EN DETALLE DE ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS,
PATRÓN ESTRUCTURAL, PROFUNDIDAD DE UNA ZONA DE QUEBRADA,
PROFUNDIDAD DE UNA ZONA DE SUELO, ETC.
• USOS Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
COMPLEMENTAR INFORMACIÓN ACERCA DE UN ASPECTO
GEOLÓGICO RELEVANTE PARA UN PROYECTO
EJEMPLO DE MAPEO LOCALIZADO
EVIDENCIAS DE ACTIVIDAD EN BLOQUE ENTRE RAMPAS. SE MAPEA EN DETALLE EL SECTOR
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MAPEO LOCALIZADO
I1-32
G2-20
I1-33
I1-34
FOTOGRAFÍA MOSTRANDO ZONA AFECTADA Y ZONA DE MAPEO LOCALIZADO
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MAPEO LOCALIZADO
PRISMA 648
PRISMA 662
RAMPA INFERIOR
RAMPA SUPERIOR
I1-32
G2-20
I1-33
I1-34
VISTA 3D DE BLOQUE ACTIVO CONSTRUIDO A PARTIR DE MAPEO LOCALIZADO
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MAPEO LOCALIZADO
BLOQUE ACTIVO
I1-32
G2-20
I1-33
I1-34
VISTA 3D DE FALLAS QUE LIMITAN BLOQUE ACTIVO
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MAPEO LOCALIZADO
ZONA DE CONCENTRACIÓN DE CARGA
RAMPA SUPERIOR
RAMPA INFERIOR
ZONA DE RELAJACIÓN
VISTA EN SECCIÓN INTERPRETACIÓN DE MECANISMO DE INESTABILIDAD
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
• OBJETIVOS
CUANTIFICAR LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO A TRAVÉS DE
PARÁMETROS DE ORIGEN EMPÍRICOS (PROPIEDADES ÍNDICES)
• USOS Y APLICACIONES EN GEOMECÁNICA
ZONIFICAR GEOTÉCNICAMENTE EL MACIZO ROCOSO EN
UNIDADES DE SIMILAR COMPORTAMIENTO
ENTREGA PARÁMETROS PARA DISEÑO DE EXCAVACIONES
ENTREGA DATOS CUANTITATIVOS PARA DISEÑO DE FORTIFICACIÓN
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
• PARÁMETROS
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA ROCA Y LAS CARACTERÍSTICAS
DE LAS DISCONTINUIDADES
• EJEMPLO DE MÉTODOS
ROCK MASS RATING (RMR, Bieniawski, 1989)
ROCK MASS RATING (RMR, Laubscher, 1990)
GEOLOGICAL STRESS INDEX (GSI, Hoek, 1990)
QUALITY NUMBER (Q, Barton, 1990)
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO BIENIAWSKI (RMR)
• SE ASIGNA UN PUNTAJE A LOS SIGUIENTES PARÁMETROS
(A) RQD : Rock Quality Designation
(B) RCS: Resistencia a la compresión simple
(C) Espaciamiento (por sistemas)
(D) Condición de aguas
(E) JC: Condición de Fracturas (Espesor, Continuidad, Relleno, Rugosidad,
Alteración de paredes)
Además se mapea orientación de discontinuidades (Rumbo y Manteo) por
sistemas
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO BIENIAWSKI (RMR)
• EL VALOR DE RMR, QUEDA DETERMINADO POR LA SUMATORIA DE LOS
PUNTAJES ASIGANDOS A LOS DISTINTOS PARÁMETROS, SEGÚN TABLA DE
CLASIFICACIÓN DE BIENIAWSKI
RMR = A + B + C + D + E
S1 S2 S3 S4
S1 Muy baja <1m XS2 Baja 1-3 m XS3 Mediana 3-10 m XS4 Alta 10-20 m
Muy Alta > 20m
S1 S2 S3 S4 Muy cerradas < 0.1 mmMuy espaciadas >2m Cerradas 0.1 - 1 mm XEspaciadas 2 - 0.6 m Moderadamente abiertas 1- 5 mm X XModeradamente 60-20 cm X X X Abiertas 5 - 10 mm
20 - 6 cm Apertura ancha > 10 mmMuy Juntas < 6 cm
Superf. Muy Rugosa
Superficie Rugosa X X XS1 S2 S3 S4 Superf. Levemente rugosaX X X Excelente Calidad 90-100% Supeficie Suavizada
Buena Calidad 75-90% Superficie Pulida o planaMojado Regular Calidad 50-75% OtroGoteando Mala Calidad 25-50% OtroFlujo Muy Mala Calidad < 25%
Flujo Extremo
X X X
RCU (Mpa) R.C.Puntual
Muy Alta >220 Astillas con muchos golpes de martillo
Alta 110 - 220 Muchos golpes de martillo para ser fracturada
Media Alta 55 - 110 Mas de un golpe para ser fracturada
Moderada 27.5 - 55 Fracturada con un solo firme golpe de martillo
Baja 7 - 27.5 MPa Rebanada con cortaplumas XMuy Baja < 7 Desgranable con firmes golpes de martillo X X
Hendiduras dedo pulgar
OBSERVACIONES
CARTILLA DE MAPEO CLASIFICACIÓN MACIZO ROCOSO - MINA SUBTERRÁNEA
Proyecto: …Abundancia…………………………………………………………………………Nivel: ……620……………………………………………………….. Tipo de Roca: ……Albitófiro………………………………………..
Mapeado por: …E.M.T…………………………………………………………………Galería: …CELDA 9…………………………………………………… Dureza: ……R 5………………………………………..
Fecha: ……22 \ 06 \ 04……………………………………………………………………………Región estructural: ……………………………………… RQD: ………75-90%……………………………………..
Orientación (Rumbo / Manteo)
Rumbo Manteo
N - S 28° E
Espaciamiento de Discontinuidades
ContinuidadN 65° W 90°
N 40° E 80° NW
Espesor
Juntas
Rugosidad
Condición de Agua
RQD
Completamente Seco
Húmedo
RellenoSin Relleno
Limonita y CrisocolaLimonitaArcilla o Salbanda
UCS EQUIVALENCIA DUREZA CrisocolaDureza ID terreno Calcita
> 10 MPa R6 Ext. Dura Cuarzo4 - 10 MPa R5 Muy Dura Condición Paredes 5 - 10 MPa R4 Dura No alterada6 - 10 MPa R3 Media Levemente Alterada7 - 10 MPa R2 Blanda Moderadamente Alterada8 - 10 MPa R1 Muy Blanda Altamente Alterada
R0 Ext. Blanda Completamente alteradaSuelo Residual
EJEMPLO DE MAPEO TÍPICO DE RMR (BIENIAWSKI)
CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
RMR 0 a 20 MUY MALA CALIDAD GEOTÉCNICA
RMR 21 a 40 MALA CALIDAD GEOTÉCNICA
RMR 41 a 60 REGULAR CALIDAD GEOTÉCNICA
RMR 61 a 80 BUENA CALIDAD GEOTÉCNICA
RMR 81 a 100 MUY BUENA CALIDAD GEOTÉCNICA
EJEMPLO APLICACIÓN EN MINERÍA A RAJO ABIERTO
TOPOGRAFÍA INICIAL
TOPOGRAFÍA ACTUAL
PROYECTO
A LA FECHA DEL ANÁLISIS DE HABÍAN MANIFESTADO UNA SERIE DE EVENTOS DE DESLIZAMIENTO Y PÉRDIDA DE BERMAS
130 m
SECTORES CON EVENTOS DE
DESLIZAMIENTOS Y PÉRDIDAS DE BERMAS
PARÁMETROS DE DISEÑO EJEMPLO APLICACIÓN
ZOOM
I: ÁNGULO INTERRAMPA 55º
B: ÁNGULO CARA DE BANCO 73º
A: ANCHO DE BERMA 9.5 M
H: ALTURA DE BANCO FINAL 24 M
BHA
DADA LA SERIE DE EVENTOS MANIFESTADOS, LA PREOCUPACIÓN ERA CÓMO CONTINUAR DESARROLLANDO EL PROYECTO
I
TOPOGRAFÍA INICIAL
TOPOGRAFÍA ACTUAL
PROYECTO
EJEMPLO APLICACIÓN EN MINERÍA A RAJO ABIERTO
ADEMÁS LA PARED DEL PROYECTO ES UN POSIBLE ACCESO A UNA EXPLOTACIÓN FUTURA MEDIANTE MINERÍA SUBTERRÁNEA DE LAS RESERVAS REMANENTES
TOPOGRAFÍA INICIAL
TOPOGRAFÍA ACTUAL
PROYECTO
MINERAL
POSIBLE ACCESO A MINERÍA SUBTERRÁNEA
PLAN DE ACCION – CASO DE APLICACIÓN
1. EL AVANCE ACTUAL DEL RAJO MOSTRABA FUERTE EVIDENCIA DE FALLA POR
EL MACIZO ROCOSO MAS QUE UN CONTROL ESTRICTAMENTE ESTRUCTURAL
2.- LO ANTERIOR INDICÓ QUE LA METODOLOGÍA DE CLASIFICACIÓN ERA LA MÁS
ADECUADA PARA ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO O MECANISMOS DE
FALLAMIENTO EN LA MINA
3.- SE REVISÓ LA GEOLOGÍA REGIONAL DEL SECTOR Y MAPEOS ANTERIORES
4.- SE REALIZÓ UN MAPEO RMR EN FUNCIÓN DE CLASIFICACIÓN EN TERRENO Y
APOYADO CON INFORMACIÓN GEOLÓGICA REGIONAL
5.- SE ZONIFICÓ EL DESARROLLO ACTUAL, DE ACUERDO AL PARÁMETRO RMR,
OBTENIÉNDOSE 12 ZONAS CON CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DISTINTAS
6.- SE REALIZÓ UN MODELO 3D DE RMR QUE PERMITIÓ PROYECTAR LAS ZONAS
GEOTÉCNICAS EN PROFUNDIDAD
CASO DE APLICACIÓN
GEOLOGÍA REGIONAL CASO DE APLICACIÓN
NCONTORNO PROYECTO DIQUE
QUEBRADA
CASO DE APLICACIÓN
TOPOGRAFÍA INICIAL CASO DE APLICACIÓN
NCONTORNO DISEÑO
QUEBRADA
250 m2
00
m
ÁREA DE INFLUENCIA DE QUEBRADA, DETERMINADA A PARTIR DE INFORMACIÓN
DE SONDAJES
CASO DE APLICACIÓN
ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA POR RMR – TOPOGRAFÍA ACTUAL
N
ZONA I
ZONA II
ZONA III
ZONA IV
ZONA V
ZONA VI
ZONA VII
ZONA VIII
ZONA IX
ZONA X
FALLA
RMR = 45
INFLUENCIA QUEBRADA
RMR = 41
RMR = 41
RMR = 31
RMR = 35
RMR = 27
RMR = 42
RMR = 41
RMR = 31
RMR = 37
CASO DE APLICACIÓN
ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA POR RMR – DISEÑO RAJO FINAL
N
ZONA I
ZONA II
ZONA III
ZONA IV
ZONA V
ZONA VI
ZONA VII
ZONA VIII
ZONA IX
ZONA X
FALLA
A
B
RMR = 37
RMR = 31
RMR = 31
RMR = 42
RMR = 45RMR = 41
RMR = 41
RMR = 27
RMR = 35RMR = 41
CASO DE APLICACIÓN
VISTA EN PERFIL ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA POR RMR
TOPOGRAFÍA INICIAL
TOPOGRAFÍA ACTUAL
TOPOGRAFÍA FINAL
A B
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CASO DE APLICACIÓN
1.- EL ANÁLISIS PERMITIÓ CONCLUIR QUE EL RAJO ES ESTABLE EN SU CONDICIÓN
ACTUAL Y QUE ES FACTIBLE EL DESARROLLO DEL PROYECTO MANTENIENDO
LOS ÁNGULOS DE DISEÑO, PERO MEJORANDO LAS PRACTICAS OPERATIVAS Y
REDUCIR EN SECTORES DE BAJO RMR EL ANCHO DE LA BERMA.
2.- LA ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA PERMITIÓ CONCLUIR QUE LOS MECANISMOS A
ESCALA MENOR ESTÁN ASOCIADOS A CALIDAD GEOTÉCNICA DEL MACIZO
ROCOSO.
3.- EL MODELO 3D PERMITE ANTICIPARSE A LAS DISTINTAS ZONAS DEFINIDAS A
MEDIDA QUE SE AVANZA CON EL PROYECTO (Ej. Zona IV, Dique de Mala
Calidad).
4.- SE RECOMENDÓ AJUSTAR ALGUNAS PRÁCTICAS DE TRONADURA DE ACUERDO
A LOS INPUT GEOTÉCNICOS (Ej. Eliminar uso precorte).
5.- SE RECOMENDÓ SEGUIMIENTO CONTÍNUO DE DISCONTINUIDADES MAYORES.
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
• LA CAPACIDAD COMPUTACIONAL Y SOFTWARES DE PLANIFICACIÓN HOY
EN DÍA PERMITEN:
• PROCESAR LA INFORMACIÓN EN FORMA SISTEMÁTICA Y
REPRESENTARLA EN FORMA GRÁFICA
• GENERAR MODELOS 3D (UNIDADES GEOLÓGICAS, UNIDADES
GEOTÉCNICAS, DISCONTINUIDADES MAYORES, OTROS)
• TRATAMIENTO GEOESTADÍSTICO DE VARIABLES (Ej: RQD, RMR)
• REPRESENTACION EN 3D DE SONDAJES
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
• NO OBSTANTE, DADO EL ORIGEN GEOLÓGICO DE LA INFORMACIÓN, ES
RECOMENDABLE MANTENER LA PRÁCTICA DE INTERPRETAR Y
REPRESENTAR INFORMACIÓN MANUALMENTE EN PLANOS Y SECCIONES
• EN CASOS DE GEOMECÁNICA OPERATIVA, DONDE SE REQUIERE
REPRESENTAR GEOMÉTRICAMENTE SITUACIONES CONFLICTIVAS,
NORMALMENTE NO SE EVITARÁ EL PROCESO MANUAL (ANÁLISIS DE CUÑAS,
FORTIFICACIÓN UG, OTROS)
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
EJEMPLO DE INTERPRETACIÓN MANUAL DE DISCONTINUIDADES MAYORES PARA LA ACTUALIZACIÓN DE MODELO 3D
MODELO GEOTÉCNICO
MODELO GEOTÉCNICO
REPRESENTACIÓN SIMPLIFICADA DE LAS CARACTERÍSTICAS
GEOLÓGICAS Y GEOMECÁNICAS DE UN MACIZO ROCOSO
MODELO GEOTÉCNICO
A PARTIR DE LA INFORMACION DE MAPEO Y SUS RESPECTIVOS PRODUCTOS
(MODELO GEOLÓGICO , CLASIFICACIÓN DEL MACIZO, MODELO DE
DISCONTINUIDADES MAYORES, RESULTADOS DE MAPEOS LOCALIZADOS U
ORIENTADOS, ETC.) Y COMPLEMENTADO CON ENSAYOS DE LABORATORIO
SE CONSTRUYE EL MODELO GEOTÉCNICO DE LA MINA
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO ZZA
TOPOGRAFÍA FEBRERO 2004
PROYECTO AÑO 2007
NV-17COTA 3185
AN
LEYENDA
PDL (PORFIDO)
AN (ANDESITAS)
GDRB (GRANODIORITA)
BXMGD (BRECHA MAGMATICA DE GRANODIORITA)
BXT (BRECHA TURMALINA)
GDRB
BXMGD
BXT
CONTORNO CUERPO MINERALIZADO
CONTACTO 1º - 2º
NO ESCALA
PDL
PERFIL GEOLÓGICO TÍPICO
DE EJEMPLO
SE DESTACA RASGO GEOTÉCNICO
DOMINANTE (CONTACTO
AMBIENTE PRIMARIO Y
SECUNDARIO) QUE DEPENDE DEL
CONTENIDO DE YESO COMO
RELLENO DE FRACTURAS.
AMBIENTE PRIMARIO: FRACTURAS
RELLENAS Y SELLADAS CON YESO
AMBIENTE SECUNDARIO: YESO LAVADO
PRODUCTO DE AGUAS
METEÓRICAS
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO
8 – 14 ff/m
CONTORNO CUERPO MINERALIZADO
4 - 7 ff/m
AMBIENTE PRIMARIO
AMBIENTE SECUNDARIO
TOPOGRAFÍA FEBRERO 2004
15-22 ff/m
ZZ
A
NV-17COTA 3185
PROYECTO AÑO 2007
NV-17COTA 3185
CONTACTO PRIMARIO - SECUNDARIO
PERFIL MODELO DE
GRADO DE
FRACTURAMIENTO
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO ZZA
AMBIENTE ROCA PRIMARIA
AMBIENTE ROCA SECUNDARIA
RMR = 70-72
RMR = 37-40
RMR = 48-53
RMR = 48-53 RMR = 48-53
CASERONES PROPUESTOS
NIVEL 17
COTA 3186
200 M
PERFIL MODELO GEOTÉCNICO CONSTRUÍDO EN BASE A MODELO LITOLÓGICO, MODELO FF Y CLASIFICACIÓN POR RMR
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
PERFIL GEOLÓGICO
- W - - E -
180 METROS
170 METROS
NO A ESCALA
ZONA DE MINERÍA
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
PERFIL MODELO GEOTÉCNICO CONSTRUÍDO A PARTIR DE CLASIFICACIÓN POR RMR
U1: ANDESITAS FUERA DE ZONA ENTRE FALLAS UNO (F1) Y DOS (F2). RMR = 61.5
U2: ANDESITAS DENTRO DE ZONA ENTRE FALLAS UNO (F1) Y DOS (F2). RMR = 52
U3: CALIZAS DENTRO DE ZONA ENTRE FALLAS UNO (F1) Y DOS (F2). RMR = 50 a 58.5
U4: BRECHA ENTORNO FALLA UNO (F1). RMR = 31
U5: CALIZAS AL ESTE DE FALLA UNO (F2). RMR = 50 a 58.5
U6: HORIZONTE DE SUELO
NO A ESCALA
- W - - E -
U1
RMR = 61.5
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
ZONAS CON POTENCIALES MECANISMOS DE INESTABILIDAD IDENTIFICADAS A PARTIR DEL MODELO GEOTÉCNICO
CASO 1
GALERÍA CON TECHO EN FALLA PONIENTE
Y CALIZAS
CASO 2
GALERÍA FALLA INTERMEDIA Y CALIZAS
EN TECHO
CASO 3
CAVIDAD CON TECHO EN FALLA PONIENTE, FALLAS INTERMEDIAS Y ROCA DE
REGULAR CALIDAD GEOTÉCNICA
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
CASO 1
GALERÍA CON TECHO EN FALLA
PONIENTE Y CALIZAS.
MECANISMO DE INESTABILIDAD DE
DERRUMBE PROGRESIVO A
ESCALA DE GALERÍA POR
MALA CALIDAD GEOTÉCNICA
DEL MACIZO ROCOSO
- W -
GALERIA
4 METROS
FALLA PONIENTE
BRECHA ASOCIADA A FALLA PONIENTE
- E -
SECTOR SENSIBLE AL DERRUMBE POR LA MALA CALIDAD GEOTÉCNCADEL MACIZO ROCOSO
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
CASO 2
GALERÍA CON FALLA INTERMEDIA
Y CALIZAS EN TECHO.
POTENCIAL MECANISMO DE
INESTABILIDAD POR
COLAPSO DE BLOQUES
PREFORMADOS (CUÑA)
- W - - E -
GALERIA
4 METROS
FALLA
BLOQUE PREFORMADO SENSIBLE A CAER POR PRESENCIA DE CARA
LIBRE
PLANO DE ESTRATIFICACION
EJEMPLO DE MODELO GEOTÉCNICO v/s MECANISMOS DE INESTABILIDAD
CASO 3
CAVIDAD CON LÍMITES EN FALLAS
MAYORES,
FALLAS INTERMEDIAS EN EL
TECHO Y ROCA DE REGULAR
A MALA CALIDAD
GEOTÉCNICA.
POTENCIAL MECANISMO DE
INESTABILIDAD DE
DERRUMBE PROGRESIVO
- W - - E -
CAVIDAD
14 METROS
SECTOR SENSIBLE AL DERRUMBE POR REGULAR A MALA CALIDAD GEOTÉCNCA
DEL MACIZO ROCOSO
PROGRAMA PARTE III
•DISEÑO MINERO
•EJEMPLOS DE APLICACIÓN
CRITERIOS GEOMECÁNICOS
CRITERIOS DE SEGURIDAD
CRITERIOS ECONÓMICOS
CRITERIOS OPERATIVOSDISEÑO MINERO
OBJETIVO
PROYECTAR LA INFRAESTRUCTURA Y DEFINIR LAS BASES NECESARIAS
PARA GENERAR LAS CONDICIONES OPERATIVAS, AMBIENTALES Y DE
SEGURIDAD REQUERIDAS PARA “ASEGURAR EL DESARROLLO DE LA
ESTRATEGIA DEL NEGOCIO MINERO”.
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CAVITY
CALIFO
RNIA
ARAU
CO
105
800
1000
1200
1400 1400
1200
1000
800
E +
400
E +
800
E +
600
E +
1000
E +
1200
600
E +
1400
50 °
- W - - E -
• PRESENCIA DE ESTRUCTURAS MAYORES• HIDROGEOLOGÍA• RÉGIMEN DE ESFUERZOS• CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
• SÍSMICA• IMPACTOS AMBIENTALES• INFRAESTRUCTURA EXISTENTE• OTROS
PARÁMETROS DEFINIDOS POR CONDICIONES QUE CONTROLAN ASPECTOS CRÍTICOS PARA LOS RESULTADOS DEL PROYECTO
d1d2
d1
INGENIERÍA CONCEPTUAL
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
DEFINICIONES QUE CONDICIONAN ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN O REQUERIMIENTOS GEOMÉTRICOS DE UN PROYECTO
BASES GEOMECÁNICAS
BASES DE PLANIFICACIÓN
RESTRICCIONES
RAJO
TOPOGRAFÍA ACTUAL
TOPOGRAFÍA PIT FINAL
PROYECTOS SECTOR UNO
PROYECTOSSECTOR DOS
CONTACTO P-S ZONAS MINERALIZADAS
INFRAESTRUCTRA DE CHANCADOR
EJEMPLO:
• INTERFERENCIA RAJO-SUBTERRÁNEA• REQUERIMIENTOS DE MINERAL EN EL CORTO PLAZO• RECUPERACIÓN DE PILARES POR HUNDIMIENTO• INFRAESTRUCTURA EXISTENTE
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
VVH k 33.0
INGENIERÍA BÁSICA
CONTEXTO TECTÓNICO REGIONAL
ESTRUCTURAS TECTÓNICAS
CAMPOS DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES
ESTIMACIONES EMPÍRICAS
MEDICIONES DE ESFUERZO
mMPahV /027.0
V: esfuerzo verticalH: esfuerzo horizontalh : altura de sobrecarga :densidad de macizo rocosoK: razón H/ V
CONDICIÓN DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZOS
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA BÁSICA
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
DERRUMBE PROGRESIVO
MECANISMO DE INESTABILIDAD
COLAPSO O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS
DEFORMACIONES POR ESFUERZOS INDUCIDOS
ANÁLISIS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD- “MRMR” DE LAUBSCHER- “N” DE MATHEW
HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
- ANÁLISIS ESTRUCTURAL- TECNICAS DE EQUILIBRIO LÍMITE
MODELOS- NUMÉRICOS - ANALÍTICOS- EMPÍRICOS
GEOMETRÍAS ADMISIBLES
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN
REQUERIMIENTOS DE MONITOREO
HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD
IZADORASDESESTABILFUERZAS
SRESISTENTEFUERZASF s ...
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
PARÁMETROS MINERÍA SUBTERRÁNEA
SLS - DIMENSION MÁXIMA DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN- GEOMETRÍAS DE PUNTOS DE EXTRACCIÓN- DIMENSIÓN DE PILARES- TIPO DE RELLENO- ALTURA DE CASERONES
C&F - ANCHO DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN- TIPO DE RELLENO
R&P -DISEÑO DE CÁMARAS Y PILARES
CAVING - DIMENSIONES DE BLOQUES- GEOMETRÍAS DE PUNTOS DE EXTRACIÓN- ANGULO DE SUBSIDENCIA- DIRECCIÓN DE HUNDIMIENTO
PARÁMETROS MINERÍA RAJO ABIERTO
- ÁNGULO DE CARA DE BANCO- ÁNGULO INTERRAMPA- ÁNGULO DE TRABAJO- ÁNGULO GLOBAL- ANCHO DE BERMA- ORIENTACIÓN DE PAREDES- ALTURA ENTRE RAMPAS- ANCHO DE RAMPAS
BERMA
RAMPA
ANGULO DE TALUD INTERRAMPA
ANGULO DE TALUD GLOBAL
ANGULO CARA DE BANCO
ANGULO DE TRABAJO
HERRAMIENTA DE DISEÑO PARA DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
CASOS DE EXPERIENCIA ADQUIRIDACASOS DE EXPERIENCIA ADQUIRIDA
FAENA CASO RH MRMR RMR APLICACIÓN PREDICCIÓN COMPORTAMIENTO
MRMR CONDICÓN ESPERADO
1 FAENA N1 ABUN 16.0 61 79 EMT ESTABLE ESTABLE SI
2 FAENA N2 CAT-30 12.0 47 62 EMT ESTABLE ESTABLE SI
3 CAT-11 16.5 60 68 EMT ESTABLE ESTABLE SI
4 AR-28 3.8 28 54 EMT ESTABLE ESTABLE SI
5 ARN-1 28.0 68 78 - ESTABLE ESTABLE SI
6 C-235 12.0 24 56 - DERRUMBE DERRUMBE NO
7 CAL-15 14.0 26 61 - DERRUMBE DERRUMBE NO
8 CAT-28 3.8 24 46 EMTPROYECTO ESTABLE PROYECTO SI
9 AR-27 3.7 22 42 EMTPROYECTO ESTABLE PROYECTO SI
10 FAENA N3 C1ESTALE 8.0 28 38 EMT ESTABLE ESTABLE SI
11 C1CAVING 11.0 27 36 EMT DERRUMBE DERRUMBE SI
12 C2 8.0 20 33 - DERRUMBE DERRUMBE NO
13 FAENA N4 I PANELSIN HUMTO 22.5 38 52 OTRO DERRUMBE ESTABLE NO
14 I PANEL 26.0 38 52 OTRO DERRUMBE DERRUMBE SI
15 II PANEL 26.0 44 61 OTRO DERRUMBE DERRUMBE SI
16 III PANEL 24.0 42 58 OTRO DERRUMBE DERRUMBE SI
17 LU-2 11.0 38 50 EMTPROYECTO ESTABLE PROYECTO SI
18 LU-3 10.0 38 48 EMTPROYECTO ESTABLE PROYECTO SI
19 DL-2 12.7 40 52 EMTPROYECTO ESTABLE PROYECTO SI
HERRAMIENTA DE DISEÑO PARA DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
MINING ROCK MASS RATING (MRMR) DE LAUBSCHER
IRS (MPa)PUNTAJE (1-20)
ESPACIAMIENTO DE FRACTURAS
PUNTAJE (0-25)
CONDICION DE FRACTURAS
PUNTAJE (10-100%)
RMR(0-100)
CONDICIONES DE PROYECTO DE
UNIDAD DE EXPLOTACIÓN
ESTRUCTURAS MAYORES
AJUSTES
ORIENTACIÓN(63-100%)
CONDICIÓN DE ESFUERZOS
(60-120%)
TRONADURA(80-100%)
METEORIZACIÓN(30-100%)
MRMR(0-100)
DISEÑO
ESTABILIDADHUNDIBILIDAD
FRAGMENTACIÓNFORTIFICACIÓN
%RQDPUNTAJE (0-15)
FRECUENCIA DE FRACTURA
PUNTAJE (0-40)
ORIENTACIÓN DE ESTRUCTURAS
HERRAMIENTA DE DISEÑO PARA DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
AJUSTE CONSIDERACIONES
AJUSTE POR ESFUERZOS INDUCIDOS
(60-120%)
-CONSIDERA LOS EFECTOS DE LA REDISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS PRODUCIDOS POR LA EXCAVACIÓN.- DE ESPECIAL INTERÉS SON: LA CONCENTRACIÓN DEL ESFUERZO PRINCIPAL MÁXIMO, LA GENERACIÓN DE ZONAS DISTENDIDAS Y LA DIFERENCIA ENTRE LOS ESFUERZOS PRINCIPALES MÍNIMO Y MÁXIMO.- DEPENDIENDO DE LA ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES, LA CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS PUEDE GENERAR CONDICINES DESFAVORABLES O FAVORABLES A LA ESTABILIDAD.
AJUSTE POR ORIENTACIÓN
(63-100%)
- CONSIDERA LA ORIENTACIÓN DE LA EXCAVACIÓN CON RESPECTO A LA ACTITUD DE LAS DISCONTINUIDADES.- EVALÚA SI LA EXCAVACIÓN LIBERA BLOQUES DEFINIDOS POR DISCONTINUIDADES.- LA MAGNITUD DEL AJUSTE DEPENDE PRINCIPALMENTE DE LA ACTITUD DE LAS DISCONTINUIDADES RESPECTO AL EJE VERTICAL DE BLOQUE LIBERADO.
AJUSTE POR TRONADURA
(80-100%)
- CONSIDERA LA REDUCCIÓN DE LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO PRODUCTO DEL DAÑO POR TONADURA
AJUSTE POR METEORIZACIÓN
(30-100%)
-APLICABLE EN AQUELLOS MACIZOS SENSIBLES A LOS PROCESOS DE METEORIZACIÓN.- DEPENDE DEL TIEMPO Y LAS CONDICIONES ATMOSFÉRICAS A LA QUE SE EXPONDRÁ EL MACIZO UNA VEZ GENERADA UNA EXCAVACIÓN.- DADA LA TEMPORALIDAD DE LAS CONSTRUCCIÓNES MINERAS, PARA ESTE AJUSTE SE GENERALMENTE SE CONSIDERA UN VALOR DE 1 O 100%.
EJERCICIO DE APLICACIÓN N°1
r
PZZP 11
P = Esfuerzo axial en el Pilar (MPa)
PZZ = Esfuerzo vertical In Situ. r = Razón de extracción.
VISTA EN PERFIL
VISTA EN PLANTA
h
GEOMETRÍA DE PILARES
wp = 6 mwo = 9 mh = 5 m
wp
wp
wo
wpwo
r = 84 %
ESTIMACIÓN DE CARGA EN PILAR
DISEÑO DE PILARES
MÉTODO DE ÁREA TRIBUTARIA
www
OP
Pr 2
2
1
hw
R 66.0
46.0
72.0
hw
R36.064.03,4
ESTIMACIÓN DE RESISTENCIA DE PILAR
DISEÑO DE PILARES
MÉTODOS EMPÍRICOS
hw
aaRfj UCSR 1
Bieniawski (1992)
Salomón & Munro (1967)
CSIR (1998)
fj = Factor de ajuste por presencia de sistemas de fracturas. RUCS = Resistencia Crítica de Masa Rocosa. Esta resistencia se estima en base a factores de ajuste aplicados a la resistencia a la compresión simple USC. (1-a) = Parámetro empírico función de las propiedades friccionantes del macizo rocoso.
5.02331 CCR sm
R = Máxima capacidad de resistencia al esfuerzo principal mayor
3 = Esfuerzo principal menor al que está sometido el pilar
C = Resistencia a la Compresión Uniaxial de la Roca Intacta.
m y s = Parámetros del macizo rocoso estimados a partir del RMR.
APLICACIÓN DE CRITERIO DE FALLA DE HOEK & BROWN
ESTIMACIÓN DE RESISTENCIA DE PILAR
DISEÑO DE PILARES
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA DE DETALLEANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
• REVISIÓN DE INFORMACIÓN GEOTÉCNICA DE DETALLE
• IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL
• ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
• PLANES DE ACCIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN
OBJETIVOS- MANTENER CONDICIONES DE SEGURIDAD EN LAS ACTIVIDADES OPERATIVAS EN TODAS LAS ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN- MINIMIZAR DESVIACIONES DEL PROYECTO- EVITAR PÉRDIDAS OPERACIONALES
Avance Sur-Norte
Formación de Cuñas
Avance en Condición Favorable
Avance en Condición Desfavorable Falla no observada
Predecible formación de cuñas
Fallas observadas
INGENIERÍA DE DETALLE
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
• REVISIÓN DE CUMPLIMIENTO DE PARÁMETROS Y CONDICIONES DE DISEÑO ESTABLE• IDENTIFICACIÓN DE GEOMETRÍAS DESFAVORABLES• EVALUACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE CONTROL - EVALUACIÓN DE POSIBLES MODIFICACIONES AL DISEÑO
CASERON
CAVIDAD
ÁREA FORTIFICADAÁREA FORTIFICADA
MACIZO FRACTURADOMACIZO FRACTURADO
ZONA DE CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOSZONA DE CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
GRIETA
FA
LLA
UN
O
FALL
A D
OS
FALL
A
BLOQUEDESCENDIENTE
- SW - - NE -
Nv ± 0
Nv - 75
ESTADO DE ESFUERZO EN TALUD
ESTADO DE ESFUERZO EN TALUD
ESTADO DE ESFUERZO IN SITU
GEOMETRÍA DE PIT
CONCAVA
GEOMETRÍA DE PIT
CONVEXA
INGENIERÍA DE DETALLEDEFINICIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
N
PROCESO DE DISEÑO MINEROCRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DEPROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
INGENIERÍA DE DETALLEDEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN
DEFINICIÓN DE EVENTOS SUCESIVOS DE TRONADURA Y EXPLOTACIÓN ORIENTADOS A MANTENER CONDICIONES DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD, Y SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO:
- MÁXIMA RECUPERACIÓN- MÍNIMA DILUCIÓN- MÍNIMO DAÑO EN MACIZO ROCOSO- MÍNIMO IMPACTO EN INFRAESTRUCTURA DE ENTORNO
LA SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN DEBE :
- DEFINIR GEOMETRÍA DE ETAPAS DE EXPLOTACIÓN.- ESTABLECER ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN Y/O TRONADURA- IDENTIFICAR RIESGOS Y ALERTAS ASOCIADOS
PROGRAMA PARTE IV
•PROCESO DE TRONADURA
•TRONADURA CONTROLADA
•EJEMPLO
• PROCESO A TRAVÉS DEL CUAL SE REALIZAN LAS
EXCAVACIONES EN ROCA Y QUE INFLUENCIA LA
ESTABILIDAD DEL MACIZO ROCOSO REMANENTE
DEBIDO A QUE INDUCE DAÑO.
PROCESO DE TRONADURA
RUPTURA DE LA ROCA Y DEL MACIZO ROCOSO
RUPTURA DE LA ROCA Y DEL MACIZO ROCOSO
•VIBRACIONES: ONDAS DE ESFUERZO QUE SE PROPAGAN A TRAVÉS DEL MACIZO GENERANDO FRACTURAS.
• GASES: PENETRACIÓN DE GASES A ALTAS PRESIONES PRODUCTO DE LA DETONACIÓN, A TRAVÉS DE LAS FRACTURAS DEL MACIZO O DE LAS GENERADAS POR LAS ONDAS DE ESFUERZO.
GENERACIÓN DE FRACTURAS QUE DISMINUYEN LA RESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO.
MECANISMO DE DAÑO POR TRONADURA
DAÑO POR VIBRACIONES
Q D VP
VP = A*(D/Q)B
VP = Velocidad de partícula (mm/s)Q = Peso de la Carga (kg/retardo)D = Distancia (m)A, B = Constantes que varían por las condiciones del macizo, geometría de la tronadura y tipo de explosivo
Ley de Vibraciones
Ley de Vibraciones
0.01
0.1
1
10
100
1000
2 10 20 30 60 80 100 200 300 400
Distancia Reducida (m/Kg1/2)
Velo
cida
d de
Par
tícul
a (m
m/s
)
VP = 1400*(D/Q)-1.6 (1) DAÑO CUANDO VP ES MAYOR A 700-1000 mm/s
(2) DAÑO Vp (mm/s)
CAÍDA DE ROCA SUELTA 5-100
CAÍDA DE SECCIONES DE ROCA 130-380
DAÑO A ROCAS POCO COMPETENTES >600
DAÑO SIGNIFICATIVO A ROCAS COMPETENTES > 2500
CRITERIOS DE DAÑO
CRITERIOS DE DAÑO POR VIBRACIONES
253 c
m/s
Fra
gm
enta
ción d
e m
aciz
o r
oco
so
63 c
m/s
Apar
ició
n d
e gri
etas
en la
roca
30 c
m/s
Des
pre
ndim
iento
s en
túnel
es
13 c
m/s
Peq
ueñ
os
dañ
o, gri
etas
en
reve
stim
iento
s
5 c
m/s
Daños
estr
uct
ura
les
insi
gnif
icante
s
Fuente: Langefors & Kihlstrom
DAÑO POR EFECTO DE GASES
Daño Cresta
Envolvente de daño por Ondas
Cara Diseñada
Daño por Gases
Material TronadoDesplazamiento Vertical (Cráter)
Banco Simple
DAÑO POR EFECTO DE GASES
FLYROCK
SOBREEXCAVACIÓN
SOBREPISO
• EN OP: DAÑO EN BANCOS INDIVIDUALES
DAÑOS LOCALES A ESCALA DE BANCOS.
DAÑO EN INFRAESTRUCTURA
DAÑO EN TALUD FRACTURAS SUPERFICIALES NO
PROVOCARÁN DAÑO A NIVEL GLOBAL.
• EN UG: AUMENTO DE REQUERIMIENTO DE SOPORTE
DAÑO SOBRE INFRAESTRUCTURA
EFECTOS EN LA PRODUCTIVIDAD DE UNIDADES DE
EXPLOTACIÓN.
EFECTOS DEL DAÑO POR TRONADURA
OBJETIVO : MINIMIZAR DAÑO EN MACIZO ROCOSO REMANENTE
REQUIERE : DISEÑO ESPECIALES DE TRONADURA
CONDICIÓN DESCONFINADA
(OP) FRANJA DE CONTROL (UG) BUENA CARA LIBRE
ZONA DE CONTROL
TRONADURA DE PRODUCCIÓN
MACIZO REMANENTE
CONCEPTO DE TRONADURA CONTROLADA
TRONADURA LBH
CARALIBRE
TRONADURA UC
ZONA DE CONTROL
TRONADURA DE PRODUCCIÓN
• ASEGURAR DESCONFINAMIENTO
• AISLAR TALUD DE DAÑO PROVENIENTE DE
TRONADURAS DE PRODUCCIÓN
FRANJA DE CONTROL
TRONADURA AMORTIGUADA
TÉCNICAS DE TRONADURA CONTROLADA EN RAJO ABIERTO
Son tronaduras semejantes a la de
producción, en las que se modifica el diseño
de la última fila tanto en la malla de perforación como en las cargas de explosivos, que suelen
ser menores y desacopladas verticalmente.
ESQUEMA DISEÑO TÍPICO
Consiste en la generación de un plano
de fractura, en forma previa a la tronadura de producción, tras la zona a tronar, con el objetivo de filtrar vibraciones y permitir el escape de gases producto de
detonación.
ESQUEMA DISEÑO TÍPICO
PRECORTE
TÉCNICAS DE TRONADURA CONTROLADA EN MINERÍA SUBTERRÁNEA
• TRONADURA DE LOS TIROS DE CONTORNO, POSTERIOR A TRONADURA DE TIROS CENTRALES, REALIZADA CON MENOR ESPACIAMIENTO ENTRE TIROS Y MENOR DENSIDAD DE CARGA.
ESQUEMA DISEÑO TÍPICO
TRONADURA DE CONTORNO
TRONADURA AMORTIGUADA
Bbuffer = 0.5-0.8 Bprod
Ebuffer = 0.5-0.8 Eprod
F.C.buffer F.C. prod.
Bp
Bb
Bp
Bb
15m
30m
15m
Bp
Bp
70º
Quebradura
D
LÍNEA PROGRAMA
FILA BUFFER
FILAS PRODUCCIÓN
Eprod
Ebuf
Bprod
Bbuf
PASADURA
TRONADURA DE PRECORTE
Bbuffer = 0.5-0.8 Bprod
Ebuffer = 0.5-0.8 Eprod
F.C.buffer F.C. prod.
Bp
Bb
Bp
Bb
15m
30m
15m
Bp
Bp
70º
Quebradura
D
FILA DE PRECORTE
FILA BUFFER
FILAS PRODUCCIÓN
Ep
Ebuf
Eprec
Bprod
Bbuf
LP
PASADURA
TRONADURA DE CONTORNO
EFECTO DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO ROCOSO
• DENSIDAD
• POROSIDAD
• FRICCIÓN INTERNA
• RESISTENCIA
EFECTOS DE LAS PROPIEDADES DE ROCA INTACTA Y DEL MACIZO
• FACTOR DE CARGA
• PORCENTAJE DE FINOS
• ATENUACIÓN
• ENERGÍA REQUERIDA
ORIENTACIÓN DE FRACTURAS
• MÁS SOBREQUIEBRE
• MENOS PROBLEMAS DE PISO
• MEJOR MOVIMIENTO DE PILA
EFECTOS DE LAS DISCONTINUIDADES DEL MACIZO ROCOSO
Fuente : W. Hustrulid (1990)
ORIENTACIÓN DE FRACTURAS
• MENOS SOBREQUIEBRE
• MÁS PROBLEMAS DE PATAS
• CONDICIÓN DE PISO RUGOSO
• MENOR MOVIMIENTO EN LA PILA
ORIENTACIÓN DE FRACTURAS
• SOBREQUIEBRE IRREGULAR
• PISOS RUGOSOS
ORIENTACIÓN DE FRACTURAS
EFECTOS EN EL PLANO DE CORTE
PRESENCIA DE FALLAS
TRONABILIDAD DEL MACIZO ROCOSO (BI)
• CARACTERIZAR EL MACIZO ROCOSO PARA TRONADURA
Fuente : P. Lilly (1986)
ESTIMACIÓN DE POSICIÓN DE FILA BUFFER
Fuente : A.Bicker (2000)
DISEÑO PRECORTE
• PRESIÓN DE DETONACIÓN EN LA PARED DEL TIRO (Pb) SUFICIENTE PARA GENERAR GRIETA ENTRE DOS TIROS ADYACENTES, ES DECIR, SUPERAR RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DINÁMICA DE LA ROCA (Td).
Espaciamiento S = D (tiro) *( Pb (pared) + Td)/Td (metros)
Pb (pared) = Pb (carga) * (D (carga)/D (tiro)) 2.6
Td = 15 Mpa -105 Mpa
Pb (carga) = 1616 Mpa
D (carga) = 3 pulg.
D (tiro) = 6.5 pulg.
0.5 m < S < 2.5 m
DISEÑO PRECORTE
CARA CON SACA
LÍM
ITE
TA
LU
D
MAPEO DISPARO 1060-04
ESCALA
25 M
N
45º
44º
45º80º
ZO
NA
3
ZO
NA
2
ZO
NA
1
ZONA 1
Roca Andesita, Dureza R3-R4 (Moderadamente dura), Fracturada en bloques preformados tamaño promedio 50 cm2
ZONA 2
Roca Traquita, Dureza R5 (muy dura), Bajo
fracturamiento, masiva
ZONA 3
Roca Andesita, Dureza R3-R4. Fracturada en
bloques tamaño promedio 1 m.
Sistemas mantean contra cara libre
CA
RA
LIBR
E 1
CARA LIBRE 2
45º
EVALUACIÓN DE RESULTADOS DE TRONADURA
Posición de la Pata
Condición del Banco
Condición de la Cresta
> 3m
< 3m
< 1m
Neg.
Severo
Moderado
Leve
TRONADURA CONTROLADA EN UG
SECUENCIA DE TRONADURA DE CASERONES
• DEFINIR SECUENCIA DE TRONADURAS Y EXTRACCIÓN DE CASERONES, ORIENTADOS A MANTENER CONDICIONES DE ESTABILIDAD DEFINIDAS PARA EL PROYECTO.
1. EFECTO SOBRE INFRAESTRUCTURA
• APLICAR CRITERIOS DE DAÑO
2. DESARROLLOS A TRAVÉS DE UNA FALLA
• RECOMENDACIONES
DESARROLLOS A TRAVÉS DE UNA FALLA
Zona de falla
3m
6m
FA
LLA
GALERÍA
DESCRIPCION DE CONDICIÓN
- GALERÍA CRUZA FALLA
PROBLEMAS ASOCIADOS-SOBRE EXCAVACIÓN
-REQUERIMIENTOS DE SOPORTE
RECOMENDACIÓN-USO DE TRONADURA CONTROLADA
-MENOR AVANCE