Informe de Construcciones Mineras

8/17/2019 Informe de Construcciones Mineras

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Contenido

Nicole Pavez VivadoEduardo Rojas ValenzuelaCristian Gaete ÁngelFederico Godoy ArayaJorge Cortés Cama!a

El resente in"orme resume las cinco etaas en eldise!o y construcci#n de e$cavaciones su%terr&neasalicadas al desarrollo de un royecto de construcci#nde cinco c&maras su%terr&neas destinadas alalmacenamiento de crudo en el uerto de 'tura(Noruega)

Cámaras de Almacenamiento Subterráne

de Crudo en Stura, Noruega.

*niversidad de +a 'erenaFacultad de ,ngenier-a

.eto) ,ngenier-a de /inas


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Introducción........................................................................................................ 5

Objetivos............................................................................................................. 6

Desarrollo............................................................................................................ 7

1. Recopilación de Datos Preliminares..............................................................7

1.1. Ubicación eo!r"#ca del Pro$ecto.........................................................%1.&. Criterio de 'elección de las Cavernas..................................................1(

1.). Dise*o $ +orma de las Cavernas..........................................................1(

1.,. Caracter-sticas eoló!icas de orue!a................................................11

1.5. 'trand/ats............................................................................................1)

1.6. Petro!ra0-a orue!a.............................................................................1)

1.7. Investi!aciones eotcnicas Principales..............................................15

&. 2studio de +actibilidad................................................................................1%

&.1. Caracter-sticas del Pro$ecto3 Dise*o Preliminar...................................1%&.&. 4n"lisis de las Dimensiones de las Cavernas.......................................&(

&.). neles.................................................................................................&1

&.,. Cavernas..............................................................................................&)

&.5. Piues...................................................................................................&6

&.6. 'oporte de Roca...................................................................................&7

). Caracteri8ación Detallada del 'itio.............................................................&%

).1. 2studios eoló!icos..............................................................................&%

).&. 2stimación de los es0uer8os.................................................................)&).). 2nsa$os de 9aboratorio........................................................................),

).,. Caracteri8ación eotcnica del 'itio....................................................)%

,. 4n"lisis de 2stabilidad................................................................................,(

,.1. Inestabilidad controlada por las discontinuidades................................,(

,.&. 2stabilidad controlada por los es0uer8os inducidos..............................,&

5. Dise*o +inal $ Construcción........................................................................5)

5.1. Rampa de 4cceso.................................................................................5)

5.&. 'ecuencia de 4vance de las Cavernas de 4lmacenamiento.................5)

0)1) Caso de las Cavernas...........................................................................5,

0)2) Desarrollo +ase ( :sección Corona de la Caverna;................................55

0)0) Dia!rama de Disparo............................................................................6(

0)3) 'elección de euipos............................................................................61

0)4) Carta antt...........................................................................................67

&


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Conclusión $ Recomendaciones........................................................................6%


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,


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Introducción

Noruega es un a-s del norte de Euroa( situado en la en-nsula escandinava 5uecomarte con 'uecia y Finlandia) Es un a-s con aisajes rugosos y monta!osos( y 5uetiene la caracter-stica de oseer un gran n6mero de glaciares) Posee m&s de 78888 9mde costa( 5ue se ve con"ormada or una multitud e$traordinaria de "iordos e islas( enconjunto a cuencas y estructuras rocosas reconocidas como :strand"lat;) En relaci#n a suclima es esta%lecido como temlado( aun5ue se encuentra r&cticamente inmerso en elolo norte( no es considerado un a-s con condiciones clim&ticas e$tremas)

+as condiciones geol#gicas de Noruega


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=omando en cuenta( las caracter-sticas iniciales y concetuales del terreno( en estein"orme se resentar&n el an&lisis( caracterizaci#n y construcci#n de un royectosu%terr&neo 5ue contemla el almacenamiento de


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Desarrollo

1. Recopilación de Datos Preliminares

Para cual5uier tio de royecto su%terr&neo( las investigaciones reliminares de calidadadatadas a las condiciones geol#gicas y las caracter-sticas del royecto son cruciales) 'ilas investigaciones son insu"icientes o inadecuadas( ineseradas o en el eor de loscasos incontrola%les( rovocar& 5ue las condiciones su%terr&neas sean en"rentadas demanera di"erente y con un costo innecesario( 5ue se o%servar& en resultado "inal delroyecto)

+as investigaciones reliminares son muy imortantes ara evaluar la "acti%ilidad delroyecto y ara lani"icar y dise!ar) Entre muc


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rocoso se %asan en las reBinvestigaciones 5ue son a menudo una di"-cil tarea( y lae$eriencia es muy imortante ara un %uen resultado)

+os "actores de ingenier-a geol#gica 5ue de%en ser investigados ara un royectosu%terr&neo lani"icado son rincialmente

B 'uelo( articularmente ara &reas y secciones de otencialmente insu"icientecu%ierta de roca)

B Roca %ase( con articular én"asis el tio de roca de los contornos y el car&cter mec&nico)

B Fractura de los tios de rocas)B onas de "alla o de%ilidad)B Condiciones de agua su%terr&nea)B Condiciones de es"uerzos)B Proiedades mec&nicas de las rocas y materiales otenciales a e$cavar)

1.1. Ubicación eo!r"#ca del Pro$ecto

El royecto su%terr&neo a realizar se va a localizar en la l-nea costera suroeste deNoruega( en una lata"orma rocosa reconocida geol#gicamente como :'trand"lat;( 5ueesta ane$o a una isla en el &rea regional noruega de la municialidad de Dygarden( enCounty ordaland)

Este royecto constituye arte del terminal noruego de 'ture( 5ue es un uerto deem%ar5ue de etr#leo) El royecto su%terr&neo indica la construcci#n de cinco cavernassin re"orzamiento ara el almacenamiento de etr#leo( gas o derivado( 5ue es conducidoa través de una red de tu%er-as su%terr&neas y marinas( ertenecientes al 'istema de

=ransorte se%erg ?='@ y =u%er-as de Petr#leo Grane ?GP@( 5ue desde laslata"ormas de e$tracci#n u%icadas en el mar del norte y centros de re"inamiento(transortan estos


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Figura 1. Ubicación del erminal Sture en !oruega

Figura ". #ista Satelital del $rea de %ocación de las &a'ernas

>


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Estas coordenadas son el unto central del &rea en estudio ara el royecto( 5ue tiene uner-metro de 2(830 Lm y 5ue constituye un &rea total aro$imada de MK7804 m( esta &reacu%re las zonas suer"iciales del royecto en estudio)

En %ase a estudios geol#gicos de caracter-sticas generales or estudios y an&lisis reviosde la geolog-a local noruega( se descri%e 5ue la zona est& dominada or rocas

metam#r"icas rec&m%ricas del tio gneiss( 5ue cu%ren toda la zona( y se esta%lece 5uetienen una condici#n de las "isuras en la roca es de moderado a medio) E$isten zonas deerosi#n marinas y glaciar y se reconoce 5ue la roca es dura como ara la realizaci#n de lala%or( ara ello se tendr& 5ue realizar un estudio de "acti%ilidad( 5ue osteriormente sedescri%ir& la clasi"icaci#n del macizo rocoso)

1.&. Criterio de 'elección de las Cavernas

+as razones ara determinar la locaci#n( tanto del terminal como de las cavernas dealmacenamiento( se %asaron en una evaluaci#n cuidadosa de varias alternativas y

considerando la otimizaci#n de los siguientes "actores ten-a 5ue


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Figura (. Dimensiones dise)adas para las ca'ernas

'e determina 5ue el roceso de construcci#n de las cavernas( osee una etaa inicial

estimada 5ue es la construcci#n de un t6nel de acceso de do%le v-a( ara 5ue "lujo dee5uios y ersonal)

1.,. Caracter-sticas eoló!icas de orue!a

Noruega es un a-s n#rdico 5ue osee una con"iguraci#n geol#gica actual 5uedi"-cilmente


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redondeados( y secciones en "orma de * o cruz) A di"erencia de los r-os( los glaciaresueden erosionar %ajo el nivel del mar de%ido a su eso( como es el caso en laro"undidad de las deresiones de "iordos y los canales noruegos en el mar del norte) +osglaciales en las monta!as la%raron las "ormas de las di"erentes cum%res) Estos tam%iéndejaron e5ue!as "ormas de erosi#n en las rocas suavemente ulidas con estr-as de


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1.5. 'trand/ats

'on grandes &reas lanas y tum%adas 5ue est&n resentes a lo largo de la costa noruegay 5ue tam%ién est&n alrededor de los %ordes de numerosas islas) Estas &reas est&ne$tendidas or 08 a K88 m %ajo o so%re el resente nivel del mar)

El origen y desarrollo de estas &reas


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Figura -. oca /etamórfica0 +neiss

Figura . +eologa de la 2ona de Stura.

1,


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1.7. Investi!aciones eotcnicas Principales

Estudios reliminares con Sondajes

En conjunto a las evaluaciones reliminares( se realiz# la e$tracci#n de muestras de

sondaje en el &rea en estudio( ara analizar las discontinuidades( las unidades geol#gicasosi%les y los niveles de agua resente( indicando as- la resencia de agua su%terr&nea(entre otros untos o%jetivos( es as- como se eligieron cinco untos ara la toma demuestras( ara ello se estim# una relaci#n de distancias lo m&s e5uidistante osi%le y 5uecu%ra las zonas de locaci#n de las cavernas( ara ello se consider# lo siguiente

Figura 3. #ista Satelital de los sonda4es en el 5rea

'ondajes Coordenadas Collar Azimut ,nclinaci#n

+argo

Este Norte Cota ?metros@

'=NBK88K 741827 34742KK 7I I8 B48 08'=NBK887 741K27 347431I 73 748 B48 08'=NBK881 747K83 3474K44 78 I8 B48 08'=NBK882 741802 347M817 7M 748 B48 08'=NBK880 741KI4 347427K 74 748 B48 08abla 1. Ubicación de los Sonda4es en la %ocación

15


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+os sondajes entregan la in"ormaci#n 5ue e$iste un nivel "re&tico inminente( coincidente alnivel del mar) No e$iste un régimen de "allas en el &rea en estudio( adem&s la zona secaracteriza or oseer "amilias de discontinuidades( en los estudios se esta%lecen tres setde discontinuidades de los cuales( se analiza m&s adelante)

Adem&s este método uede ser un "actor imortante y valido ara analizar resultados de

maeo en terreno( y es a menudo com%inado con investigaciones geo"-sicas)

Para oder determinar la ermea%ilidad de la roca( es necesario realizar distintos ensayosara oder estimar una aro$imaci#n de las in"iltraciones 5ue ocurren en el interior de lacaverna)

En este caso utilizaremos los ensayos de +ugeon( este es un ensayo 5ue se


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+os dem&s valores son constantes y en este caso son un caudal de K)70 m1min( unaro"undidad de 20 mts)( una longitud analizada de 0 mts y el di&metro de er"oraci#n de02mm)

N deensayo

EnsayoK

Ensayo7

Ensayo1

Ensayo2

Ensayo0

Presi#n 10(3I 01(010 4K(1M 01(010 10(3I

LBK(1EB

80BM(0EB

83B3(2EB

83BM(0EB

83BK(1EB

80.e acuerdo a los resultados o%tenidos den los ensayos odemos determinar 5ue lasin"iltraciones 5ue ocurren dentro de la la%or son %aja a media)

El coe"iciente L se uede decir 5ue es una medida de velocidad( ero no corresonde a lavelocidad del "lujo)

!apeo del "erreno

El maeo del terreno es una arte muy imortante en el roceso de investigaci#n ara la

"utura construcci#n del royecto( est& %asado en el uso de


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&. 2studio de +actibilidad

+a etaa inicial de las investigaciones reliminares esta normalmente %asada en elestudio de los concetos del royecto dise!ado) El o%jetivo es ara estudiar la "acti%ilidaddel royecto lani"icado( o evaluar y reducir el n6mero de alternativas %asada en lain"ormaci#n de ingenier-a geol#gica disoni%le) Esto es en muc


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orientaci#n de los sondajes "ue realizado en relaci#n a cortar la mayor cantidad dediaclasas yo "isuras osi%les)

El sistema de control de agua su%terr&neo de las cavernas es controlado desde lasuer"icie) +a ventaja es el n6mero ilimitado de untos de acceso osi%les ara er"orar)*n sistema de tu%er-as entre las er"oraciones de%e ser instalada)

*na vez construidas las cavernas se de%e llevar registro y o%servaci#n del nivel de aguasu%terr&nea( con una "recuencia razona%le de una vez al mes)

'e considera ara el an&lisis de "acti%ilidad un reBdise!o de la construcci#n indicando lascaracter-sticas generales de los rocesos a realizar( considerando la in"ormaci#n o%teniday analizada( adem&s estudiar conceto como el uso de tecnolog-a( ersonal e ideasgenerales involucradas)

En %ase a al desarrollo del royecto su%terr&neo se realizar& en una serie de etaas( 5uerincialmente se constituyen en

a) ,nicialmente se construir& el t6nel de acceso rincial 5ue constituye una rama dedo%le v-a 5ue conectara la suer"icie con las ramas de transorte y adem&s lasramas de %a5ueo en la construcci#n de las cavernas) Este


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e) *na vez "inalizada la "ase de construcci#n de las cavernas( se de%e construir unozo de K0 metros de largo ara la instalaci#n de la %om%a en cada caverna( estede%e ir u%icado en el e$tremo in"erior y de%e ser una e$tensi#n de las aredes delas mismas cavernas) Este ozo se considera de%e ser realizado en tres etaas( yel roceso de e$lotaci#n es como un i5ue( como movimiento de material y

e5uios de "orma vertical)

&.&. 4n"lisis de las Dimensiones de las Cavernas

Para la construcci#n de las cavernas de almacenamiento de etr#leo( se determinaron lasdimensiones en "unci#n de las cantidades eseradas y costos de

B 'oorte de rocaB Grouteado del macizo rocosoB E$cavaci#n de la roca

B Costo caitalizado ara %om%ear o e$traer el roducto)

El costo total m&s %ajo ara la "acilidad de almacenamiento "ue calculado ara un anc


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Figura 6. +r5fica de &ostos 's 7ncho

En el gr&"ico se o%servan los costos de e$tracci#n or metro cu%ico( con di"erentesdimensiones de anc


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= +atitud N 3813H00)13= +ongitud E 20KHK7)I8

Figura 1;. %ugar de entrada del t


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Figura 11. #ista lateral del t


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tradicionales) El %anco in"erior de%e ser er"orado y tronado con jum%os de er"oraci#nvertical)

Figura 1(. #ista Frontal de los >ancos

Figura 1*. /edidas de los >ancos

&,


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Figura 1-. #ista inicial de la e?plotación de los bancos

En %ase al n6mero de %ancos y la altura de las cavernas se esta%leci# 5ue el n6meroid#neo de %ancos era 2( esto en "unci#n de los costos( y esto se analiz# en la siguientegr&"ica

Figura 1. 7n5lisis de costos en función al n


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Figura 13. #ista Frontal de la ca'erna con Po:o de la bomba

En el desarrollo de las cavernas( las "iltraciones de agua est&n ermitidas( lo 5ueesta%lece 5ue en el sistema e$ista agua de "orma ermanente de%ido 5ue cola%ora a las5ue no e$istan "ugas de etr#leo y gases en el sistema( ara ello se estima la instalaci#nde una %om%a 5ue ermita el "lujo de agua en el sistema( y como los sondajesesta%lecidos indicaron 5ue el nivel "re&tico cu%re las cavernas( este se mantiene con unaserie de sistemas de tu%er-as y i5ues ara control del mismo)

&.5. Piues

Por condiciones generales se esta%lece 5ue de%en construir en cada caverna unacantidad de I i5ues( a


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Figura 16. &onstrucción de los pi@ues de obser'ación ni'el agua subterr5nea

Figura 18. #ista longitudinal de los pi@ues de inspección

&.6. 'oporte de Roca

+as cavernas de%en ser sistem&ticamente soortadas en el tec


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). Caracteri8ación Detallada del 'itio

).1. 2studios eoló!icos

%.&.&. Geología 'egional

El 'istema de Arco de Tergen es el nom%re dado a la serie de rocas metam#r"icasar5ueadas 5ue oscila alrededor de un gneis masivo justo al oeste de la ciudad deTergen)

El Arco de Tergen es un a5uete de rocas legadas de edad Proterozoico yPaleozoico ,n"erior( unidades 5ue de"inen una estructura lega%le de gran tama!o5ue es claramente visi%le desde maas toogr&"icos( maas geol#gicos eim&genes satelitales) +as rocas( "uertemente in"luenciados or la de"ormaci#nCaledoniana y metamor"ismo( en general( muestran una "oliaci#n ronunciada oestrati"icaci#n metam#r"ica 5ue dictan la u%icaci#n de valles y crestas( lo 5ue


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Entre el Arco /ayor y /enor de Tergen se u%ican los mantos ProterozoicoTlUmanen y +indUs( este 6ltimo contiene zonas de cizalla Caledoniana decomosici#n anort-tica) El cintur#n TlUmanen consiste en un s#calo cristalino de

m&s de K(2 mil millones de a!oscon"ormado or gneises migmat-ticos(

cu%ierta or un secuencia metasedimentaria de "inales del Proterozoico?Formaci#n Rundemanen@) Conglomerados de esta unidad muestran gradientesde de"ormaci#n incre-%les)

%.&.(. Geología )ocal

+a geolog-a de la zona de Dygarden( y de la localidad de 'tura est& dominada ensu totalidad or el comlejo gnéisico Prec&m%rico de Dygarden( el cual resentamoderada "oliaci#n y "racturamiento)

Figura 2 Geología Local de la localidad de Stura, Noruega. La zona en su totalidad estáconstituida por el basamento metafórico Precámbrico conocido como el omple!o Gn"isico de #$garden.

&>

Figura % &apa geológico simpli'cado delomple!o (r)ueado de *ergen, Noruega.


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1

)

,

5

&

%.&.%. !apeo Geol*gico

A "in de determinar las orientaciones de las discontinuidades 0 l-neas detalles"ueron realizadas en a"loramientos de roca en las inmediaciones del uerto de'tura) El maa siguiente muestra la localizaci#n de las l-neas detalle llevadas aca%o)

El estudio de l-nea detalle "ue realizado en las coordenadas indicadas en la ta%lasiguiente) Cada una de las l-neas realizadas tuvo una longitud de 78 metros y en

)(

Figura + &apa local )ue muestra las zonas dondeaora el basamento cristalino $ se realizaronestudio líneas detalle. Nota- La longitud de lalínea detalle es solo referencial, no se encuentrana escala.


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ella se registraron el rum%o y manteo de las discontinuidades( esaciamiento(largo y relleno)

Al reresentar los valores o%tenido en una royecci#n estereogr&"ica ara cadal-nea detalle se identi"icaron 1 set de "racturas rinciales( los cuales "ueronreresentados en una 6nica red estereogr&"ica de igual &rea ya 5ue todas lasl-neas detalle "ueron realizadas en el mismo dominio estructural) +a imagensiguiente muestra la royecci#n estereogr&"ica en una red 'c


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'et

.i.i.irectio

nEsaciamient

o ?m@+argo ?m@

Relleno

Agua

Rugosidad ?JRC@

K 47 17M 8)447 7)3K W . 07 40 711 K)4M8 K)M0 W . 41 MK K30 8)1I7 K)33 W . 2

Adicionalmente se estim# 5ue el G', ?Geological 'trengt< ,nde$@ es de 48 untosy con un martillo 'c


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+as mediciones in situ de los es"uerzos revelan la e$istencia de relativamente altasmagnitudes de stress desviatorio a oca ro"undidad %ajo tierra ?'te


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El es"uerzo vertical corresonde al eso de la columna de roca so%re la

e$cavaci#n y est& dado or la relaci#n σ v=γz ) .onde γ es el eso unitario de

la roca y z es la ro"undidad de la e$cavaci#n) Por otra arte el es"uerzo


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En los cinco untos de maeo suer"icial se recolectaron muestras de roca intactaa "in de o%tener en la%oratorio 78 testigos de roca) +os testigos "ueron cortadoscon di&metro de 01 mm y una longitud de K83 mm ?relaci#n 7K de los lados@)

+a ta%la siguiente muestra los resultados o%tenidos en el ensayo de comresi#n%ia$ial)

!uestraEsfuer-o

!enor !a/

Esfuer-o

!aor !a/

K 8 7827 8 KM41 8 KIM2 8 7K8

)5

Figura 0 Fotografía de los testigos de gneiss cortados enlaboratorio.


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0 1 7773 1 71K4 1 71IM 0 720I 0 730

K8 0 708KK M 170K7 M 1K8K1 M 1K4K2 K8 11IK0 K8 170K3 K8 113K4 K1 10KKM K1 120KI K1 17M78 K1 11M

Con los valores anteriores se ajust# un criterio de "ractura de oeL and Tro>nara la roca intacta usando el so"t>are Roc.ata o%teniendo los siguientesar&metro resistencia a la comresi#n unia$ial de KI3)7 /Pa y una constante dematerial de 7I)4) +a ecuaci#n siguiente muestra el criterio de resistencia no linealara la roca intacta

σ 1=σ 3+196.166√29.711 σ 3196.166

+1

Al ajustar un criterio de "ractura ara el macizo rocoso de oeL and Tro>n ?7887@utilizando un "actor de alteraci#n ?.@ igual a cero y el G', reconocido durante elmaeo de los a"loramientos rocosos de 48) +a ecuaci#n siguiente muestra elcriterio o%tenido

σ 1=σ 3+196.166(10.177 σ 3196.166+0.0357)0.501

)6


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( 5 1( 15 &( &5 )((

1((

&((

)((

,((

5((

6((

Criterio de +ractura de ?oe@ and


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( 5 1( 15 &( &5 )((

1((

&((

)((

,((

Criterio de +ractura de ?oe@ and


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%.%.(. 0ensidad de la masa rocosa

+a densidad de la roca "ue calculada utilizando las muestras recolectadas en losa"loramientos estudiados( o%teniéndose una densidad de la roca de 7)MK gcm 1)

%.%.%. 'esistencia de las discontinuidades

+a resistencia de las discontinuidades ser& estimada utilizando el ensayo conocidocomo =ilt =est) Con los valores o%tenidos y el so"t>are Roc.ata se construy# uncriterio de "ractura de TartonBTandis con los siguientes ar&metros Resistenciade las aredes de las discontinuidades ?JC'@ igual a K83 /Pa( &ngulo de "ricci#nresidual de 7M y rugosidad ?JRC@ de 0)

τ =σ n tan(5log

(106

σ n )+28°

)+a gr&"ica siguiente muestra el criterio de "ractura TartonBTandis o%tenido ara lasdiscontinuidades del macizo rocoso)

(.( (.5 1.( 1.5 &.( &.5 ).( ).5(.(

(.5

1.(

1.5

&.(

&.5

).(

Criterio de +ractura


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).,. Caracteri8ación eotcnica del 'itio

%.1.&. 'oc2 !ass 'ating &343/

+a ta%la siguiente sintetiza los datos o%tenidos en terreno y en las e$eriencias enla%oratorio a "in de o%tener la rimera clasi"icaci#n geotécnica del sitio)

Par&metro 'et K 'et 7 'et 1Resistencia roca intacta KI3 /Pa

R. K88SEsaciamiento ?m@ 8)447 m K)4M8 m 8)1I7 mCondiciones Fractura 'uer"icies algo rugosas( searaci#n menor a K mm y

aredes de roca dura) Agua su%terr&nea +igera resi#n de agua)

Par&metro 'et K 'et 7 'et 1Resistencia roca intacta K7 untosR. 78 untosEsaciamiento ?m@ K0 untos K0 untos K8 untos

Condiciones Fractura 70 untos Agua su%terr&nea 2 untosCorrecci#n B7 untosR/R T&sico 42 42 4KR/R 41

,(


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+o cual nos entrega una calidad del macizo rocoso %ueno ?Clase ,,@) 'e estima untiemo de auto sostenimiento de K a!o ara un tec


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,. 4n"lisis de 2stabilidad

,.1. Inestabilidad controlada por las discontinuidades

+uego del rocesamiento de los datos o%tenidos en las l-neas detalles tomadas en

terreno se determinaron 1 set de "racturas rinciales los cuales se muestran en laroyecci#n estereogr&"ica siguiente

,&


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Gr&"icamente no se o%serva la "ormaci#n de cu!as o %lo5ues 5ue uedan caer or e"ecto de la gravedad no o%stante si es ro%a%le el deslizamiento de estos) El"actor de seguridad del dise!o es o%tenido mediante el so"t>are *n>edge)

En el contorno de la e$cavaci#n se "orman 1 cu!as 5ue ueden deslizar o caer generando inesta%ilidad) +a ta%la siguiente resume los valores o%tenidos)

Cu!a Factor 'eguridad +ugar Peso Condici#nK X K8 Piso 288 Lg Esta%le7 8)34 Caja 28 Lg ,nesta%le1 8)34 Caja 28 Lg ,nesta%le2 2)4I =ec


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E$iste la

osi%ilidad del desrendimiento de dos cu!as distintas en las cajas de eso menor a K88 Lg cuyo "actor de seguridad es 8(34) .ado 5ue son de un tama!o menor solo se recomienda acu!ar las cajas)

,.&. 2stabilidad controlada por los es0uer8os inducidos

Con el so"t>are P


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e$cavaci#n en cada una de las etaas de construcci#n( esta%ilidad de los ilaresde roca entre las e$cavaciones y "inalmente la esta%ilidad total de la construcci#nsu%terr&nea)

1.(.&. Estabilidad en cada una de las etapas de construcci*n

'e dise!# la construcci#n de las cavernas en 0 etaas( or %an5ueo descendentetal como lo muestra la siguiente imagen)

A continuaci#n se muestran los es"uerzosinducidos sigma K y sigma 1 ?iz5uierda y

derec


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A medida 5ue avanzan la construcci#n de la caverna y un nuevo %anco ese$lotado se roduce una signi"icativa disminuci#n del "actor de seguridad

,6


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alrededor de la e$cavaci#n) El "actor de seguridad m&s %ajo siemre se encuentraen el iso de la e$cavaci#n su"riendo la mayor disminuci#n a medida 5ue seavanza en la construcci#n)

,7

Figura : Factor de seguridad alrededor de la e8ca9ación en cadaetapa de la construcción.


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( 1( &( )( ,( 5( 6( 7( %( >( 1((

(.%

1

1.&

1.,

1.6

1.%

&

Factor de Seguridad

Corona


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*na vez instalado el sistema de soorte( o%tenido or métodos em-ricos( en eltec


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+a "igura siguiente muestra el "actor de seguridad alrededor de la e$cavaci#n unavez llenada la caverna)

5(

Figura %2 Factor de seguridad ca9erna llena de petróleo.

Figura %+ Factor de seguridad alrededor de la e8ca9ación.


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1.(.(. 0ise8o del pilar

Para dise!ar el ilar de roca entre cada e$cavaci#n se utilizar& la teor-a del &reatri%utaria rouesta or Coates ?KI33@ y se analiz# la resuesta del macizo rocosoante las e$cavaciones) Para un "actor de seguridad de 2 ?#timo ara el dise!o de

ilares@ se determin# 5ue el anc


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5&

Figura %/


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1.(.%. Análisis de estabilidad de la rampa

+a rama de acceso a las cavernas ser& construida con un &ngulo deinclinaci#n de M) El rum%o de las dos secciones del t6nel es 108 y M8) Alanalizar la osi%ilidad de "ormaci#n de cu!as se o%servaron las siguientes

situaciones)Para la secci#n de rama con =rend M8 se "orman 1 cu!as distintas) +arimera( en el iso se considera esta%le( mientras 5ue las dos cu!as 5ue se"orman en el tec


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1.(.1. Estabilidad en general

+as im&genes siguientes muestran la esta%ilidad en general de la construcci#nsu%terr&nea)

rend )5(

Cu!a Factor 'eguridad +ugar Peso Condici#nK X K8 Piso 0I8 Lg Esta%le7 8)21K Caja K88 Lg ,nesta%le1 8)2K1 Caja 1 Lg ,nesta%le2 1)MI0 =ec


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5. Dise*o +inal $ Construcción

5.1. Rampa de 4cceso

Como sa%emos las cavernas se encuentran a M8 m) .e ro"undidad( ara oder llegar

a ellas es necesario dise!ar un acceso a ellas) Este se


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5ue tendr& aro$imadamente 0K8 m de longitud( un anc


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Fig. 1: desarrollo de túneles método banqueo posterior

0)1) Caso de las Cavernas

'e necesita realizar el desarrollo de 0 cavernas( de dimensiones KI $ 11 mts( el&rea or "rente e$uesta es de 38M(4 m7( ante lo cual es recomenda%le


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0)2) Desarrollo +ase ( :sección Corona de la Caverna;

Para del desarrollo de la secci#n corona se alica el método de /onsanto(?dise!o del diagrama de er"oraci#n@ el cual consiste %&sicamente en calcular los esaciamientos y geometr-a de los tiros de las distintas secciones de la

"rente

Calculo de la rainura:


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4ltura labor 5( m

ancEo labor 1>( maltura curvada )(( m

l-nea de !radiente 15(( m

Di"metro tiros Euecos 6F

G de tiros Euecos )

9on!itud a barrenar 6, m

Di"metro de tiros )F

Diámetro equivalente:

Deq=152mmx√ 3

Deq=263mm

Longitud a barrenar (Holmberg:

H =0,15+34,1 x 0,263−39,4∗0,2632

H =6,41m

!endimiento tronada IKS

"vance de tronada:

Av=6,41∗0,91

Av=5,8m

Por lo tanto( nuestras secciones 5uedan limitadas or el avance de lasecci#n


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Asec ≤2,4m

Calculo primera secci#n:

Distancia entre barrenos ($:

X =445(0,263

2+0,07622

0,263+0,0762 )

X =0,98m

"#SE$$%&

'

$umle la

condici)n Asec ≤2,4m

*" (6)7 mA" (>(1 m o+ 1

,#SE$$%&

'

*, (6)1 m

A, 15&> m o+


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&-#

SE$$%&'

*- 1(7( m

A- &5>5 m NO !!! )

.#SE$$%&

'

*. 1%16 mA. ,,(, m NO !!!!

*na vez determinado el diagrama del cuele( es osi%le determinar el

diagrama del resto de los tiros( tomando en cuenta "actores intr-nsecos de lamasa rocosa( tales como su resistencia a la tracci#n O su "actor detrona%ilidad

/endimiento0oladura

1-2 E3losi0os Densidad(+g45!

PD6 (78ar! PD6(+g4cm9,!

Densidad de laroca

&%1 @!H9 4+O (7% )(,& )(.>>7>%

/esistenciaTracci)n (/T!

7(&@!Hcm&

'o0tron 11> )&%7 )).,>,5)

Factor de

trona8ilidad (7!

(% 2muleJ 115 6(%, 61.>>5>

6 Esaciamiento48urden romedio

1&

%spaciamientos má$imos por tipo de e$plosivos & 'actor de ubicaci#n

ara A'F: Factor de correcci)nsegún u8icaci)n

Ema3 11(& m Kapatera (7* 175& m 4uJiliare

s(%

Caja (>

ara Softron Corona (>Ema3 1,&& m

* 1(1% m

ara Emule3 Ema3 1,57 m

* 1&,% m

;APATE/A

(Emule3!

E (%(&( m

n# de esacios

Ez 1((( m*z 1))) m


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n# de tiros

$A6% m

/adio Au3iliar , @-"@ m5ong de arco

n# de esacios

n# de tiros ,E au3 corona , 7)6) m* au3 corona , 61)6 m

A>?%5%A/ ;APATE/A(Emule3!

E 1166 mn# de esacios

n# de tirosE au3 zaatera (>,,, m* au3 zaatera (%7( m

n# de Blas


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0)0) Dia!rama de Disparo

Disposici#n geométrica de los poos:

)ecuencia de amarre:

)ecuencia de encendido:


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Concentraci#n de energ*a + tonelada:

,ra&ectoria onda de detonaci#n:

0)3) 'elección de euipos

+os asos %&sicos ara determinar la selecci#n de e5uios y transorte son los siguientes

.eterminar la roducci#n re5uerida +os re5uerimientos de roducci#n totales uedenverse a"ectados or una serie de "actores e$ternos al royecto) Estos ueden incluir royecciones de ventas( contratos( cantidad de reservas disoni%les y otras oeracionesde la coma!-a)

En %ase a estos antecedentes se de%e de"inir la cantidad total de mineral a roducir)Re5uerimientos de roducci#n se esta%lecen( generalmente( ara eriodos de un a!o)

+a roducci#n total anual de%e entonces convertirse en tasas de roducci#n diaria u


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ver& a"ectada or varia%les como el orcentaje de recueraci#n( ley del mineral y raz#nde so%recarga)

Por ejemlo( en la medida 5ue la raz#n de so%recarga aumenta( la remoci#n de laso%recarga de%e aumentar roorcionalmente de manera de asegurar una roducci#nconstante de mineral) Por lo tanto( las tasas de roducci#n de cargu-o y transorte de%en

considerar el mineral de interés( as- como el estéril 5ue es necesario remover araacceder a dic


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El c&lculo de la caacidad re5uerida es %astante directo cuando los re5uerimientos deroducci#n


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Atlas Coco %oomer E7c


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Atlas Coco 'im%a /1C

E:uipo de carguío "ransporte

+os e5uios de cargu-o y transorte se seleccionaron de acuerdo a su rendimientoy adem&s de las toneladas de avance 5ue se desarrollara)

Caterillar RK488G


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Caterillar A.20T


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0)4) Carta antt

.esarrollo Enero K a!o 38I /arzo 1 a!o

Caverna K /arzo K a!o 788 .iciem%re K a!o

Caverna 7 A%ril K a!o 788 Junio 7 A!o

Caverna 1 /arzo 7 a!o 788 .iciem%re 7 a!o

Caverna 2 ct 7 a!o 788 Junio 1 a!o

Caverna 0 /arzo 1 a!o 788 Enero 2 a!o


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Conclusión $ Recomendaciones

'e reconoce 5ue Noruega en los 6ltimos a!os edge) =anto en la rama como en la caverna se"orman cu!as con F' menor a K( ero roducto de su e5ue!o tama!o y su disosici#nsolo se eliminar&n mec&nicamente mediante acu!adura) '#lo una de las cu!as con F'menor a K tiene un tama!o considera%le y se recomienda su soorte con ernos antes de5ue la cu!a sea totalmente e$uesta) Con el so"t>are de elementos "initos en dosdimensiones P


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alcanza nuestro "actor de seguridad de dise!o) Finalmente el ilar de roca es dise!adoutilizando la teor-a de Coates ?KI33@ con un F' de 2( determinando 5ue se re5uiere unilar de entre 10 y 28 metros( seleccion&ndose 1M m) Numéricamente es comarado losvalores o%tenidos y se determin# 5ue la teor-a de Coates so%reestima en un K3S eles"uerzo en el ilar con resecto a los métodos numéricos)

En cuanto al dise!o de la e$cavaci#n es imortante destacar en conjunto a la recolecci#nde datos reliminares( el estudio de "acti%ilidad( la caracterizaci#n detallada del sitio( elan&lisis de esta%ilidad y el dise!o "inal y construcci#n( se de%e esta%lecer el


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Informe de Construcciones Mineras

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