Universidad de Santiago de Chile Ingeniera en Ejecucin de Minas Geomecnica Aplicada de Rocas

DISEO GEOMECANICO BIDIMENCIONAL

Integrantes:

Luis Hueilquil C. Jos Llanca P. Matas Sanhueza D. Alejandro San Juan H. Manuel Seplveda H. Luis Quiones A. Dallen Chacn J.

Profesor: Ayudante:

Santiago, 8 de octubre del 2011

Introduccin.

En Geomecnica es fundamental el estudio tanto terico, como prctico de las propiedades y el comportamiento mecnico de los materiales rocosos y de su respuesta ante accin de fuerzas aplicadas en su entorno fsico, ya que estos condicionan como se comportaran las obras de ingeniera que deseamos construir dentro de una mina.

Es con respecto a esto ltimo que se relaciona el siguiente informe, en donde se evaluara la factibilidad de la explotacin de un macizo rocoso por el mtodo de explotacin Sublevel Open Stope, el que se encuentra bajo un rajo abierto ya explotado relleno con estril.

Teniendo en cuenta que la finalidad de la mecnica de rocas es conocer y predecir el comportamiento mecnico de esta ante la accin de fuerzas internas como externas, es que el anlisis de estas estructuras se hace a travs programas computacionales, empezando por el programa Rock Lab, en el cual se ingresan los datos entregados sobre el macizo rocoso donde estn inmersos tanto el rajo como el casern, logrando obtener la caracterizacin geomecanica del modelo. En segundo lugar se pueden ocupar tanto el programa Examine 2d y el Phase 2, en los cuales se logran modelar los esfuerzos y las deformaciones a las que se ver sometido nuestro sistema de explotacin, o bien aquellas que puede soportar el macizo rocoso. Para que de esta forma se determinen las condiciones de seguridad aceptables, siendo necesario un diseo adecuado del sistema de fortificacin, el cual se define en base a los estudios geotcnicos. Dentro de este sistema de seguridad, se estima conveniente analizar correctamente la capacidad de auto soporte que tenga el macizo rocoso.

Caracterizacin Geomecnica.

Problema: La Superintendencia de Planificacin de una Mina Subterrnea desea explotar un sector de alta ley en una roca Sangre de Cristo mediante el mtodo de Sublevel Open Stope. Este casern tiene las siguientes dimensiones 50X90X90 y se encuentra a 150 m. bajo la base de un rajo ya explotado y se encuentra con un relleno de material estril. Se pide al rea de Geomecnica de la Mina revisar este diseo entregado por planificacin y emitir las recomendaciones en cuanto a su estabilidad del casern y conexin con el rajo. Con los datos entregados junto al programa Rock Lab, establecemos la siguiente caracterizacin geomecnica

Geotcnica

Parmetros Geomecnicos Roca Sangre de Cristo Peso unitario, (tn/m3)

Valor 2.7

SANGRE DE CRISTO

ci 120 Parametros del criterio de (MPa) Hoek-Brown roca intacta mi 22 Modulo de deformabilidad E (Gpa) 50 Razn de Poisson, v 0.20 45-50 Parmetros Clasificacin GSI de rocas Macizo Rocoso s 0,0009 1,763 Parametros del criterio de mb Hoek-Brown a 0.50 Modulo de deformabilidad E (GPa) RQD 27-50 3 sistemas estructurales 010/60 200/75 330/80 Discontinuidades: lisas, rugosas, sin relleno, espesor 0,5 mm y sin alteracin

Tabla 1. Datos principales del macizo.

Resultando dos grficos de los cuales, obtenemos diversos valores los que vienen clasificados segn parmetros distintos, los que se presentan a continuacin:

Grafico 1. Extraido del programa Rock Lab. Datos que se ocuparan para la creacion de la situacion expresada, en el programa Examine 2d, podiendo obtener una imagen visual del comportamiento del macizo.

Anlisis de estabilidad de la Caverna Junto con la caracterizacin del macizo, ocupamos el programa examine2d para analizar el comportamiento del macizo dado los esfuerzo. Esto nos modelo segn la imagen

Al interior del rajo se ven los esfuerzos provenientes del peso del material de relleno, el cual afecta por su gran tonelaje que este entrega de manera adicional. Se observa que los esfuerzos de van de manera regular por todo el macizo hacia abajo. Al llegar a nuestro casern, vemos como los esfuerzos deforman las cajas izquierda y derecha, pero por sobretodo el techo, ya que estos llegan en forma directa, sin desviaciones. A diferencia de las cajas laterales, en las cuales los esfuerzos afectan de manera diagonal sobre las cajas. Segn el programa, son alrededor de 14 metros los que se deformara el techo en la parte media. Las paredes solo se deformaran cerca de 5 metros como mximo hacia adentro del casern. Segn la imagen, tanto las cajas como el techo nos arrojan un factor de seguridad bajo para los estndares actuales, los que recomiendan un mnimo de 1.25. En el

techo tenemos valores del factor de seguridad entre 0,4 y 1,0; con un promedio de 0,5. En las paredes, tenemos valores entre 0,5 a 1,2 con un promedio de 0,6.Segn lo analizado desde el programa examine y sus factores de seguridad de cada pared y techo, la caverna est en una zona de alta inestabilidad, y dado sus bajos factores de seguridad, ser necesario fortificacin en las paredes, techos.

Segn el sistema de clasificacin Bienlawski, obtendremos el RMR de nuestro casern con el cual podremos elegir el mejor sistema de fortificacin. Para poder obtener los puntajes, tuvimos que deducir ciertos valores, los cuales mencionaremos a continuacin: Parmetros Resist. compresin RQD (80%) Separacin entre diaclasas Longitud discontinuidad Abertura discontinuidad Rugosidad de discontinuidad Relleno discontinuidad Alteracin Ligeramente hmedo Correccin por orientacin discontinuidad Sumatoria Puntaje 12 6 10 4 1 5 6 6 10 -2 58

Segn la clasificacin geomecnica dada por Bienlawski, la suma total de puntos es 58, por lo tanto, podemos ver que nuestro ndice de calidad geomecnico es medio. Clase Calidad Puntuacin I Muy buena 100-81 II Buena 80-61 III Media 60-41 IV Mala 40-21 V Muy mala