CURSO : MECANICA DE ROCAS

DOCENTE : MSc. ING LUIS TORRES YUPANQUI

HUARAZ, OCTUBRE DE 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGA Y METALURGIA

GEOMECANICAES MECANICA DE ROCAS La mecnica de rocas es la ciencia terica practica aplicada al comportamiento mecnico de la roca y del macizo rocoso; esto es aquella rama de la mecnica que trata con la respuesta de la roca y del macizo rocoso al campo de fuerzas en su entorno fsico Fuente: U:S: National comit on rocks Mechanics 1974. Su aplicacin practica efectiva demanda su integracin con otras reas con la respuesta mecnica de todos los materiales geolgicos, todo ello en conjunto es lo que se denomina Geomecnica.

CONCEPTUALIZACION DE LA GEOMECNICA Actualmente la geomecnica juega un papel muy importante, particularmente constituye la base cientfica de la Ingeniera de Minas, ya que posee sus propias peculiaridades. La aplicabilidad de la Geomecnica beneficia el aspecto de la Seguridad Minera, ya que la aplicacin de esta ciencia, garantiza el anlisis para el control de estabilidad de las labores mineras subterraneas y superficiales.

APLICACIONES

1.- Diseo de labores mineras2.- Metodo de explotacin3.- Perforacion y voladura4.- Sostenimiento5.- Relleno y drenaje6.- Conservacion del medio ambiente7.- Productividad y lost control8.- Economia y gestion

MODELOS MODELO NUMERICO

LA EXCAVACIN SUBTERRANEA

Permanentes: Son aquellas que van a perdurar en la vida de la mina. Ejemplos: Niveles, rampas, chimeneas de ventilacin principal.Temporales: Son aquellas que estarn abiertas por un lapso de tiempo corto. Ejemplos: Tajeos, ventanas hacia el tajeo, chimeneas que son cara libre en tajeos, etc.

SISTEMA DE INFORMACIN GEOMECNICA 1.- Caracterizacion del Macizo Rocoso 1.1.- Levantamiento Litologico Estructural 2.- Caracteristicas del comportamiento mecanico de la masa rocosa 2.1.- Ensayos de Laboratorio 2.2.- Ensayos In situ 3.- Clasificaciones Geomecanicas 4.- Dominios estructurales.

LEVANTAMIENTO LITOLGICO - ESTRUCTURAL

Consiste en registrar informacin Litolgica-estructural del macizo rocoso, este trabajo debe ser ejecutado; mediante las observaciones de campo, utilizando normas sugeridas por la Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas - ISRM (Society International For Rock Mechanics), en las diferentes labores de acceso, desarrollo y preparacin para la explotacin futura de la operacin minera. La informacin entre otras, esta relacionado al estudio de un set de familia mediante el modelo geologico; estudio de las discontinuidades: espaciamiento, condicion de juntas: alteracion, rugosidad, relleno, apertura, persistencia; y presencia del agua, continuidad y frecuencia: orientacin y/o rumbo y el buzamiento.

CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO1.- LEVANTAMIENTO LITOLOGICO ESTUCTURAL

1.1.- LEVANTAMIENTO LITOLOGICO

Modelo geologico.- Estudio de las discontinuidades

ESPACIAMIENTO

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

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

RUGOSIDAD,

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

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

METEORIZACIONMeteorizacin fsica, como consecuencia de sta, la apertura de las discontinuidades aumenta o pueden formarse nuevas fracturas por el relajamiento de la roca.Meteorizacin qumica, Origina la decoloracin de la roca hasta la descomposicin de la misma.Meteorizacin biolgica, Esta regida por la presencia y actividad de los seres vivos.

ALTERACION La alteracin de la roca o ms propiamente dicha, alteracin hidrotermal, se produce por la ascensin de fluidos o gases magmticas a altas temperaturas a travs de fracturas o zonas de falla. stos afectan a los rellenos de las zonas de falla y sus cajas, originando reemplazamientos y rellenos, que modifican las condiciones del macizo rocoso en los cuales se emplazan. Algunos tipos de alteracin, como la silicificacin y en menor grado la calcificacin, mejoran las caractersticas del macizo rocoso.

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

FRACTURAMIENTO Para clasificar la masa rocosa tomando en cuenta las caractersticas del fracturamiento (o grado de presencia de las discontinuidades), se mide a lo largo de un metro lineal cuantas fracturas se presentan, segn esto, la gua prctica es la siguiente: Masiva o levemente fracturada: 2 a 6 fracturas / metro. Moderadamente fracturada: 6 a 12 fracturas / metro. Muy fracturada: 12 a 20 fracturas / metro. Intensamente fracturada: Ms de 20 fracturas / metro. Triturada o brechada: Fragmentada, disgregada, zona de falla.

FRACTURAMIENTO

ROCA MASIVA O LEVEMENTE FRACTURADA

ROCA MUY FRACTURADA.

OTROS FACTORES Si se tiene definida la condicin de la masa rocosa para cada zona de la mina, se conocer como se comportar sta durante el minado, pero es necesario adems, conocer otros aspectos o factores adicionales que podran modificar su comportamiento al ser excavada. Estos otros factores estn referidos a lo siguiente:A la presencia de agua.A la presencia de los esfuerzos o tambin denominados presiones de la roca o del terreno.A la presencia de fallas principales .

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

SISTEMAS DE FAMILIASUN SISTEMA DE JUNTASTRES SISTEMAS DE JUNTAS

ANALISIS ESTRUCTURAL La informacion relacionada al levantamiento estructural, en funcion del rumbo, buzamiento y direccion de buzamiento, es evaluada mediante el analisis estereografico: Red de Schmidt, con el objetivo de determinar el Jn (Joint Set Number) -Numero de familias, este procedimiento se puede realizar a traves de un tratamiento computarizado; mediante la aplicacin de Software: DIPS. Los resultados sern ploteados en cada en estacin por niveles; en el caso de labores subterrneas y labores superficiales, en planos geolgicos estructurales, debiendo de analizar adems de la informacin estructural de las discontinuidades, ubicacin de las estaciones de muestreo; consecuentemente la elaboracin de un plano composito de las caractersticas estructurales.

PROYECCIN ESTEREOGRFICA SOFTWARE DIPS