fotificación_ mina_teniente

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Evolución de la Fortificación y sus Desafíos en Mina El Teniente – Codelco Chile Taller Sostenimiento y Fortificación Minera Nuevas Tendencias Para Minería Profunda

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Evolución de la Fortificación y sus Desafíos en Mina El Teniente – Codelco Chile

Taller Sostenimiento y Fortificación Minera Nuevas Tendencias Para Minería Profunda

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Contenidos

• Antecedentes Generales Mina El Teniente

• Visión Global de División El Teniente– Evolución de la Seguridad

• Explotación de Roca Primaria– Fenómeno de Estallido de Rocas– Colapsos de sectores productivos– Sobreexcavación de Piques

• Sistemas de Soporte– Funciones– Comportamiento de terreno

• Control Del Riesgo de Caída de Rocas– Diseño de Soporte– Identificación Zonas de alto riesgo– Estadística de Accidentes Por Caídas de Rocas (2001 -2009)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Antecedentes Generales Mina El TenienteUbicación

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

● Más de 111 millones de toneladas de cobre fino en recursos y 39,1 millones de toneladas de cobre fino en reservas. Más de 100 años de producción.

● La mina de cobre subterránea más grande del mundo, en operación desde 1905

● Un complejo integrado: mina-planta-fundición con MUS$ 2,000 en activos

● Capacidad actual● Mina-Planta : 142,000 t/d mineral

● Fundición : 1,335 kt/a concentrado

● Producción● 2007 - Cu: 408,440 t

● 2007 - Mo: 5,000 t

Antecedentes Generales Mina El Teniente

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Fuente : GeomechanicsGeomechanics :: The Critical Engineering Discipline for Mass MiningThe Critical Engineering Discipline for Mass Mining , , MassminMassmin 20042004E T Brown AC FREng FTSEJKMRC and Golder Associates, Brisbane, Australia

Evolución Producción Diaria de una selección de min as subterráneas

AÑO

TO

NE

LAD

AS

PO

R D

IA

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040

Bingham Canyon

Climax

Salvador

Kiruna

MountIsa

San Manuel

MiamiRidgeway

Emergenceofmodern

mining

geomechanics. Foundingof

ISRM

International

CavingStudy

Imperial College

underground

excavationsproject

Olympic Dam

Andina

Freeport IOZ/DOZ

Henderson

Malmberget

Palabora

PremierKidd Creek

El Teniente

Antecedentes Generales Mina El Teniente

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Contenidos

• Antecedentes Generales Mina El Teniente

• Visión Global de División El Teniente– Evolución de la Seguridad

• Explotación de Roca Primaria– Fenómeno de Estallido de Rocas– Colapsos de sectores productivos– Sobreexcavación de Piques

• Sistemas de Soporte– Funciones– Comportamiento de terreno

• Control Del Riesgo de Caída de Rocas– Diseño de Soporte– Identificación Zonas de alto riesgo

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1905 2009

Evolución de la seguridad en El Teniente

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

INDICADORES

TRABAJADORES PROPIOS1983-2009

Tasa Frecuencia D-40

0

5

10

15

20

TF D40 18 17 15 13 14 17 18 16 12 4,6 6 7,2 6,2 5,8 7,4 9,2 8,4 6,4 5,7 4,8 4,9 3,9 6,8 3,7 2,9 3,8 2,2

83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

INCIPIENTE Y SIN INCIPIENTE Y SIN ESTRUCTURAESTRUCTURA

1918 1990 2005

TF

50

30

10

1950 2009

EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

INCIPIENTE Y SIN INCIPIENTE Y SIN ESTRUCTURAESTRUCTURA

CENTRALIZADACENTRALIZADA

1918 1990 2005

TF

50

30

10

1950 2009

EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

“La seguridad descansa en la premisa que no puede lograrse producción eficiente, ni progreso industrial mientras exista la amenaza de un accidente sobre el trabajador”.

Stanley Jarret

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

INCIPIENTE Y SIN INCIPIENTE Y SIN ESTRUCTURAESTRUCTURA

CENTRALIZADACENTRALIZADA

EN LA LEN LA L ÍÍNEANEA

1918 1990 2005

TF

50

30

10

1950 2009

EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Salud IntegralSalud Integral

Alcohol y DrogasAlcohol y Drogas

Seguridad ContratistasSeguridad Contratistas

Administración de RiesgosAdministración de Riesgos

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Tratamiento de RiesgosTratamiento de RiesgosLiderazgo y CompromisoLiderazgo y Compromiso

Gestión de IncidentesGestión de IncidentesTratamiento de ConductasTratamiento de Conductas

Evaluación y RealimentaciónEvaluación y Realimentación

Administración de RiesgosAdministración de Riesgos

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

INCIPIENTE Y SIN INCIPIENTE Y SIN ESTRUCTURAESTRUCTURA

CENTRALIZADACENTRALIZADA

EN LA LEN LA L ÍÍNEANEA

1918 1990 2005

TF

50

30

10

1950 2009

EN ORGANIZACIEN ORGANIZACI ÓÓNN

EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

TALLER “JUNTOS, LA VIDA SIEMPRE” (28-29 de julio de 2005)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

1918 1990

TF

50

30

10

1950 2005 2009

FOCOS DE ACCIÓN EN EL TIEMPO

SISTEMATIZAR LA GESTION (OHSAS 18001)

CONDUCTACONDUCTA

LIDERAZGOLIDERAZGO

NORMASNORMAS

PROCEDIMIENTOSPROCEDIMIENTOS

CONDICIONES CONDICIONES

INSEGURASINSEGURAS

PROTECCIONPROTECCION

PERSONALPERSONAL

PARTICIPACIONPARTICIPACIONLIDERAZGO LIDERAZGO

NORMASNORMAS

PROCEDIMIENTOSPROCEDIMIENTOS

CONDICIONES CONDICIONES

INSEGURASINSEGURAS

PROTECCIONPROTECCION

PERSONALPERSONAL

NORMASNORMAS

PROCEDIMIENTOSPROCEDIMIENTOS

CONDICIONESCONDICIONES

INSEGURASINSEGURAS

PROTECCION PROTECCION

PERSONALPERSONAL

CONDICIONES CONDICIONES

INSEGURASINSEGURAS

PROTECCIONPROTECCION

PERSONALPERSONAL

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

porque...

“La seguridad y la vida de miles de trabajadores,está en nuestras manos”.

Promover el desarrollo de una CULTURA PREVENTIVA en todos los que laboran en las faenas del El Teniente

para que...

NUNCA MNUNCA MÁÁSS

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Contenidos

• Antecedentes Generales Mina El Teniente

• Visión Global de División El Teniente– Evolución de la Seguridad

• Explotación de Roca Primaria– Fenómeno de Estallido de Rocas– Colapsos de sectores productivos– Sobreexcavación de Piques

• Sistemas de Soporte– Funciones– Comportamiento de terreno

• Control Del Riesgo de Caída de Rocas– Diseño de Soporte– Identificación Zonas de alto riesgo– Estadística de Accidentes Por Caídas de Rocas (2001 -2009)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

HistoriaLínea del tiempo

• 1906 – Inicio de la Explotación (250 t/d)

• 1911 - Expansión del concentrador a 3.000 t/d

• 1945 - Block Caving

• 1970 – Expansión de la Mina y Concentrador Colón (70 kt/d)

• 1980 – Plan de mecanización de la Mina (mineral primario)

• 1989 – Estallidos de Rocas

• 1991 – Molienda SAG I

• 1996 – Término de la minería experimental en mineral primario

• 2000 – Aprobación de plan de expansión PDT (126 kt/d)

• 2005 – Prueba Industrial de Preacondicionamiento

• 2009 - 140 kt/d

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Sub 6

Teniente 4 Sur

Esmeralda Teniente 4 Norte

Quebrada Teniente

Brechas

Sectores en Explotación

Sectores en Abandonados

Sectores Futuros

Sectores de explotación

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Tonalita

Dacita

Quebrada Teniente Crater

NBraden Pipe

1°- 2°contacto

Level 1200m

Level 1500m

Level 1983 (Ten-8)

3700 msl

Geologia: Vista del yacimiento 3D

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Stockwork Andesita Hw (Esmeralda Mine)

Brecha Braden

GeologGeologííaa General Mina El General Mina El TenienteTeniente

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Características Macizo Rocoso

Roca Secundaria Roca Primaria

Stockwork

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

0.34 – 0.46130 – 160 MPa55 – 60 MPaProyecto NNM

S1 / UCS: 0.33 - 0.50 => condiciones moderadas para hacer desarrollosy generar sismicidad inducida

S1 / UCS > 0.50 => condiciones severas para hacer desarrollosy generación de sismicidad inducida

0.38 – 0.45110 – 130 MPa50 MPaDiablo Regimiento

0.35 – 0.41110 – 130 MPa45 MPaTen Sub-6 / RENO

0.35 – 0.41110 – 130 MPa45 MPaEsmeralda

0.31 – 0.36110 – 130 MPa40 MPaTen-4 Sur

S1 / UCSUCS: resistencia

compresión uniaxialS1: esfuerzo

principal mayorMina

Indice de resistencia relativa

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Método Explotación(Panel Caving mecanizado)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Fenómeno de Estallido de Rocas

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

DaDañños por Estallido de os por Estallido de Roca (1987)Roca (1987)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

DaDañños por Estallido de os por Estallido de Roca (1991)Roca (1991)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

DaDañños por Estallido de os por Estallido de Roca (1999)Roca (1999)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

CHIM.

EXT.

CHIM.

EXT.

EXT.

CHIM.

EXT.

CHIM.

EXT.

CHIM.

EXT.

CHIM. EXT

.CHI

M.

EXT.

CHIM.

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CHIM.

EXTR.

CHIM.

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CHIM.

EXT.

EXTR.

CHIM.

EXTR.

CHIM.

XC-Z13

/14NINY

. Ds.

CHIM.

XC-Z7/Z8N

INY. Ds.

CHIM.

CHIM.

INY.

CHIM.

INY.

CHIM.

INY.

CHIM.

INY.

CHIM.

EXT.

CHIM.

EXTR.

Z-8

Z-7

C-6

Z-28

Z-30

Z-31

INY. Ds.XC-Z8N

CHIM.

XC-Z8N

INY. Ds.

CHIM.

XC-Z8N

INY. Ds.

CHIM.

XC-Z8N

INY. Ds.

CHIM.

XC-Z8N

INY. Ds.

CHIM.

INY.

Ds.

CHIM

.

XC-Z

8N

XC-Z

8N

INY.

Ds.

CHIM

.

CH. MAR.

XC-Z8N

CHIM.

INY. Ds.

CHIM.INY. Ds.XC-Z8NZ

-8N

13/14PF1-3N

Z-11N

Z-12N

FR. ELE

CT. 1

Z-9N

Z-10N

Z-11

19/20PF1-1S

Z-9

Z-10

19/20PF1-1N

Z-12

Z-15

Z-14

CH. MAR.

Z-1

NZ-1

S

15/16PF1-3S

15/16PF3-4N

Z-18N

Z-14N

ACCESO HW

TABLER

O

FR. M

AR.

Z-13N

Z-15N

19/20PF3-2N

Z-22N

XC-Z19/20N

INY. Ds.

CHIM.

Z-24N

Z-25N

Z-20N

19/20PF4-3N

17/18PF2-2N

Z-8N

17/18PF3-3N

15/16PF2-3N

13/14PF2-4N

17/18PF4-4N

Z-27N XC-Z25/26N

EXTR. Ds.

CHIM.

FR. E

XPLORACION

C-4

9/10 2 OP 40

Z-12

C-11

11/12 OP L S

Z-11

Z-7

Z-8

Z-10

13/14 OP L S

11/12 2 OP 40

C-10

Z-18

SOCAV. ACCESO

Z-14Z-13

9/10 1 OP 40

Z-15

C-8

C-9

Z-16

7/8 1 OP 50

Z-17

FR. E

XPLORACION

C-7

Z-22

Z-19

Z-21

Z-20

5/6 1 OP 50

C-5

3/4 1 OP 60

OP-72

11/12 3 OP 40

13/14 OP 4 S

Z-8N

Z-8N

11/12PF1-4N

9/10 3 OP 40

Z-8N

Z-8N

Z-8N

7/8 3 OP 50

7/8 2 OP 50

OP-71

5/6 2 OP 50

Z-25

Z-23

Z-24

5/6 3 OP 50

INY. Ds.XC-Z8N

CHIM.

3/4 2 OP 60

9/10PF2-5N

CH. MAR.

Z-8N

Z-331/2 1 OP 60

Z-32

Z-26

Z-27

C-3

C-2

Z-29

OP-73

C-1

Z-37

Z-35

Z-34

Z-36

Z-41

1/2 2 OP 60

Z-38

Z-39

Z-40

RAMPA A NIVEL HUND.

FR. ELEC

T.

Z-12N

FRONTON CHIM. AUX.

FRONTON CHIM. UCL

ACCESO SUR

C-19

C-18

C-17

C-16

C-15

C-14

C-13

C-12

C-11

C-10

C-9

C-8

C-7

C-13

C-12

C-11

C-10

C-9

C-8

C-7

1

2

4

3

Daño Fuerte

Daño Moderado

Daño Leve

Sin Levantamiento

1

2

3

4

Daños nivel de producción (2005)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Estallidos de Rocas versus tiempo

Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a 200 9

0

25

50

75

100

125

150

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

KT

PD

0

10

20

30

40

50

60

70

# E

stal

lidos

de

Roc

as

Producción Primario Ten-4 Sur Ten Sub-6 Esmeralda Isla LHD Ten-3 Isla Martillo

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Colapso de Sectores Productivos

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Colapsos

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Area Colapsada versus tiempo

PRODUCCION V/S AREA COLAPSADA

0

25

50

75

100

125

150

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

AÑO

KTP

D

0

5

10

15

20

25

AR

EA

CO

LAP

SA

DA

(Km

2)

Producción Mina Primaria Ten-4 Sur Ten Sub-6 Esmeralda Regimiento

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Sobreexcavación de Piques

Page 44: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Daño en pique 25 - 27 Op 44 (Planta) (producción: 23 Op1.000.000 ton y 27 Op 550.000 ton)

Daño en pique 9 Op 54 (producción: 350.000 ton)

Daño en pique 9 Op 54 (producción: 350.000 ton)

25 Op

27 Op

Daño en pique 25 - 27 Op44 (Sección)

25 Op 27 Op

Sobreexcavación de Piques en Mina Tte. 4 Sur

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Contenidos

• Antecedentes Generales Mina El Teniente

• Visión Global de División El Teniente– Evolución de la Seguridad

• Explotación de Roca Primaria– Fenómeno de Estallido de Rocas– Colapsos de sectores productivos– Sobreexcavación de Piques

• Sistemas de Soporte– Funciones– Comportamiento de terreno

• Control Del Riesgo de Caída de Rocas– Diseño de Soporte– Identificación Zonas de alto riesgo – Estadística de Accidentes Por Caídas de Rocas (2001 -2009)

Page 46: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

FunciFuncióón de la n de la FortificaciFortificacióónn

RETENCION

SOSTENIMIENTO

RETENCION

TIPOS DE SOPORTE FUNCION

Pernos Lechados “L”Split Set

Pernos de madera

Mallas

Reemplazo perno “L”por perno rosca

Shotcrete

ShotcreteMesh & Lacing

Anillos de AceroCables de Acero

AUMENTO DE LA SEVERIDAD DEL DAÑO

Funciones

REFUERZO

Page 47: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Comportamiento de TerrenoComportamiento de Terreno

Abombamiento de la malla 10006. UCL Esmeralda

Planchuela con Líneas de Luders

Perno con falla por esfuerzo combinado de corte y tracción. C-21 Nivel de Producción Mina Esmeralda (estallido de roca 3 agosto 2002)

Deformación de los rombos de la malla 10006. C-21 Nivel de Producción Mina Esmeralda (estallido de rocas 3 agosto 2002)

Page 48: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Estallido de Roca en Ten Sub-6 Producción (1991).

1.2 m

Galería de Exploración. Ten Sub-6.

Desprendimiento de shotcrete. Loop 3 Sur Nivel Ten 7 Mina Reservas Norte (estallido de rocas 18 enero 2003)

Page 49: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Contenidos

• Antecedentes Generales Mina El Teniente

• Visión Global de División El Teniente– Evolución de la Seguridad

• Explotación de Roca Primaria– Fenómeno de Estallido de Rocas– Colapsos de sectores productivos– Sobreexcavación de Piques

• Sistemas de Soporte– Funciones– Comportamiento de terreno

• Control Del Riesgo de Caída de Rocas– Diseño de Soporte– Identificación Zonas de alto riesgo– Estadística de Accidentes Por Caídas de Rocas (2001 -2009)

Page 50: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Diseño de Soporte

• Fortificación de desarrollo sistemática a la frente

• Uso de Jaulas de Protección

• Uso de Elementos de contención

• Control de la longitud de disparo

Page 51: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Estados del Macizo Rocoso

EXTRACCION

ZONA RELAJACION

ZONA

TRANSICION

ZONA PRE-MINERIA

NIVEL HUNDIMIENTO

SOCAVACION

ZONA RELAJACION

DESARROLLOS

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Identificación Zonas de alto riesgo

ANDESITAAREA

SECTOR PILARTEN. SUB-6ESMERALDA

2

7

3

1

4

5

6 8

1

2

3

4

5

6 7 8

Page 53: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Estadística de Accidentes Por Caídas de Rocas (2001 -2009)

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TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Desafíos

• Equipo de geomecánica fuerte (conocimiento, procedimiento de diseños).

• Implementación de Control de Calidad de los sistemas de soporte (protocolos).

• Mecanización en la instalación de sistemasde soporte.

• Desarrollar sistemas de soporte cedentes

• Incorporación de la geotecnia en los bases de los diseños de soporte

Page 55: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Page 56: fotificación_ mina_teniente

Evolución de la Fortificación y sus Desafíos en Mina El Teniente – Codelco Chile

Taller Sostenimiento y Fortificación Minera Nuevas Tendencias Para Minería Profunda

Page 57: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

FigurasProducción

1906-2004: 1.3 Bt de Mineral Extraido, 270 Mt de Mineral Primario

Producción MinaDatos Históricos vs. PND 2006

0

10

20

30

40

50

60

70

1918

1927

1936

1945

1954

1963

1972

1981

1990

1999

2008

2017

2026

2035

2044

2053

2062

2071

2080

Mt

Producción Mina (Mt) Mineral Primario (Mt)

Page 58: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Fortificación a la frente

Split Set

Page 59: fotificación_ mina_teniente

TALLER SOSTENIMIENTO Y FORTIFICACION MINERA

Jaulas de Protección

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1960: Introducción de primeros Pernos

MaderaMadera

BastBastóónn

InyectadoInyectado

Fibra de Fibra de VidrioVidrio

1 2

SplitSplit -- SetSet

3

4 5

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1980: Malla Electrosoldada

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1990: Malla de Acero Trenzada

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Fortificación Mesh & Lacing

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Fortificación Nivel de Producción

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Soporte de Piques de Traspaso(Anillos de acero de 1” de espesor)

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Daño característico debido a un evento sísmico