MECANICA DE ROCASDr. Orison Delzo Salomé

La Mecánica de Rocas se encarga del estudio teórico y práctico de las propiedades y comportamiento mecánico de los materiales rocosos, y de su respuesta ante la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico.

La finalidad de la Mecánica de Rocas es conocer y predecir el comportamiento de los materiales rocosos ante la actuación de las fuerzas internas y externas que se ejercen sobre ellos.

Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de rocas se agrupan en:

1)Cuando el material rocoso constituye la estructura (excavaciones de túneles, galerías, taludes, etc.).

2)Cuando la roca es el soporte de otras estructuras (cimentaciones de edificios, presas, etc.).

3)Cuando las rocas son empleadas como material de construcción (escolleras, pedraplenes, rellenos, etc.).

Cuando se excava un macizo rocoso o se construyen estructuras sobre las rocas se modifican las condiciones iniciales del medio rocoso, el cual responde a estos cambios deformándose y/o rompiéndose.

El conocimiento de las tensiones y deformaciones que puede llegar a soportar el material rocoso ante unas determinadas condiciones permite evaluar su comportamiento mecánico y abordar el diseño de estructuras y obras de ingeniería. La relación entre ambos parámetros describe el comportamiento de los diferentes tipos de rocas y macizos rocosos, que dependen de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales y de las condiciones a que están sometidos en la naturaleza.

LAS ROCAS

LAS ROCAS

Las rocas son mezclas de partículas o granos minerales agregados en diversas proporciones. Por lo general se encuentran constituidos por dos o mas minerales principalmente silicatados, aunque existen rocas conformadas por un solo mineral, caso de las calizas, cuarcitas, horneblenditas etc.

LAS ROCASsegún su génesis se clasifican:

Ígneas o magmáticas - Intrusivas o plutónicas - extrusivas o volcánicas o eruptivas Sedimentarias - Clásticas - No clásticas Metamórficas - Foliadas - No foliadas

ROCAS ÍGNEASRocas ígneas intrusivas: Granito,

adamelita (monzonita cuarsifera), granodiorita, sienita, monzonita, tonalita, diorita, gabro, dunita.

Rocas ígneas extrusivas: Riolita, riodacita, dacita, traquita, traquiandesita, andesita, basalto

ROCAS SEDIMENTARIAS

• Rocas sedimentarias clásticas: Conglomerado, brecha sedimentaria, arenisca, lutitas, limonitas, argilitas, margas.

• Rocas sedimentarias no clásticas: Caliza, travertinos, Yeso, dolomita, sal gema, carbón, diatomita, pedernal, creta, etc

ROCAS METAMÓRFICAS

Foliadas: Anfibolita, esquisto, filita, pisarras y gneis

No foliadas: Mármol, cuarcita y grafito

FACTORES GEOLOGICOS QUE DOMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS

1. La Litología y propiedades de la matriz

rocosa.

2. La estructura geológica y las

discontinuidades.

3. El estado de esfuerzos a que está sometido el material.

4. El grado de alteración o meteorización.

5. Las condiciones Hidrogeológicas.

METEORIZACION DE LOS MATERIALES ROCOSOS

1.PROCESOS DE METEORIZACIÓN DE ORIGEN FÍSICO

a) Formación de hielo

b) Insolación

c) Formación de sales

d) Hidratación

e) Capilaridad

2.PROCESOS DE METEORIZACION DE ORIGEN QUÍMICO

a)Disolución

b)Hidratación

c)Hidrólisis

d)Oxidación y Reducción

METEORIZACION DE LOS MATERIALES ROCOSOS

CLASIFICACION DE LOS MACIZOS ROCOSOS

Los macizos rocosos se clasifican basados en factores que determinen su comportamiento mecánico.

CLASIFICACION DE LOS MACIZOS ROCOSOS

1) Propiedades de la matriz rocosa.

2) Frecuencia y tipo de las discontinuidades que definen:

- El grado de fracturación (índice RQD)

- El tamaño y la forma del macizo.

- Sus propiedades hidrogeológicas.

3) Grado de Meteorización o Alteración.

4) Estado de Tensiones In Situ

5) Presencia de agua

Resistencia de roca intacta

El agua subterránea

Persistencia

Orientación

Los esfuerzos In-situ (RQD)

Apertura de la fractura y condición de la superficie

Rugosidad

Espaciamiento de las

discontinuidades

Parámetros de Clasificación

Dependiendo de sus características y condiciones, la masa rocosa puede variar de una mina a otra, como también de área en área dentro de una misma mina.Con el paso del tiempo crecen las labores mineras y el minado se realiza a mayores profundidades, desarrollándose así diferentes problemas de inestabilidad en la roca.

Conocer la roca permitirá tomar decisiones correctas sobre diferentes aspectos relacionados con las labores mineras, entre otras, se podrá establecer la dirección en la cual se deben avanzar las excavaciones, el tamaño de las mismas, el tiempo de exposición abierta de la excavación, el tipo de sostenimiento a utilizar y el momento en que éste debe ser instalado.

MATRIZ ROCOSA

Es el material rocoso exento de discontinuidades, o bloques de roca intacta que quedan entre ellas. La matriz rocosa, a pesar de considerarse continua, presenta un comportamiento heterogéneo y anisótropo ligado a su fábrica y a su microestructura mineral. Mecánicamente queda caracterizada por su peso específico, resistencia y deformabilidad.

MACIZO ROCOSO

Es el conjunto de los bloque de matriz rocosa y de las discontinuidades de diverso tipo que afectan al medio rocoso. Mecánicamente los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Prácticamente pueden considerarse que presentan una resistencia a la tracción nula.

DIAGRAMA QUE MUESTRA LA TRANSICIÓN DESDE LA ROCA INTACTAHASTA EL MACIZO ROCOSO MUY FRACTURADO.

DISCONTINUIDADES

Son cualquiera de los planos de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de matriz rocosa de un macizo rocoso. Generalmente la resistencia a la tracción de los planos de discontinuidad es muy baja o nula. Su comportamiento mecánico queda caracterizado por su resistencia al corte o, en su caso, por la del material de relleno.

Dependiendo de cómo se presenten estas discontinuidades o rasgos estructuralesdentro de la masa rocosa, ésta tendrá un determinado comportamiento frente a las operaciones de minado.

ANISOTROPIA

La presencia de planos de debilidad de orientaciones preferentes (estratificación, laminación, familia de diaclasas, tectónicas) implica diferentes propiedades y comportamiento mecánico en función de la dirección considerada. También la orientación de los esfuerzos que se ejercen sobre el material rocoso puede implicar una anisotropía asociada al estado tensional.

MACIZO ROCOSO

DISCONTINUIDADES DE LA MASA ROCOSA

Los principales tipos de discontinuidades presentes en la masa rocosa son:

PLANOS DE ESTRATIFICACIÓN

Dividen en capas o estratos a las rocas sedimentarias.

Son fracturas que han tenido desplazamiento. Éstas son estructuras menores que se presentan en áreas locales de la mina o estructuras muy importantes que pueden atravesar toda la mina.

FALLAS

FALLA

Son bandas de material que pueden ser de varios metros de espesor, en donde ha ocurrido fallamiento de la roca.

ZONAS DE CORTE

También denominadas juntas, son fracturas que no han tenido desplazamiento y las que más comúnmente se presentan en la masa rocosa

DIACLASAS

PLANOS DE EXFOLIACION O ESQUISTOCIDAD

Se forman entre las capas de las rocas metamórficas dando la apariencia de hojas o láminas.

CONTACTOS LITOLOGICOS

Cuando comúnmente forman, por ejemplo, la caja techo y caja piso de una veta.

VENILLAS

Son rellenos de las fracturas con otros materiales

OTROS RASGOS GEOLOGICOS

PLIEGUESSon estructuras en las cuales los estratos se presentan curvados

DIQUESSon intrusiones de roca ígnea de forma tabular, que se presentan generalmente empinadas o verticales.

CONO VOLCANICO – CHIMENEA VOLCANICA

PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

Es la posición de la discontinuidad en el espacio y comúnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. Cuando un grupode discontinuidades se presentan con similar orientación o en otras palabras son aproximadamente paralelas, se dice que éstas forman un “sistema” o una “familia” de discontinuidades.

ORIENTACION

ESPACIADO

Es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. Éste determina el tamaño de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tengan, los bloques serán más pequeños y cuantomás espaciado tengan, los bloques serán más grandes.

ESPACIADO

Es la extensión en área o tamaño de una discontinuidad.

Cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa será más estable y cuanto mayor sea ésta, será menos estable.

PERSISTENCIA

PERSISTENCIA

RUGOSIDAD

Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa será menos competente y cuanto mayor sea ésta, la masa rocosa será más competente

RUGOSIDAD

Es la separación entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que ésta presenta. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa serán mejores y a mayor apertura, las condiciones serán más desfavorables.

APERTURA

APERTURA

RELLENO

Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa esmenos competente y cuando éstos son más duros, ésta es más competente.

RELLENO

PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

REPRESENTACION ESPACIAL DE LOS SISTEMAS DE DISCONTINUIDADES

CONDICIONES DE LA MASA ROCOSA

De acuerdo a cómo se presenten las características de la masa rocosa, ésta tendrá un determinado comportamiento al ser excavada.

Si la roca intacta es dura o resistente y las discontinuidades tienen propiedades favorables, la masa rocosa será competente y presentará condiciones favorables cuando sea excavada.

Si la roca intacta es débil o de baja resistencia y las discontinuidades presentan propiedades desfavorables, la masa rocosa será incompetente y presentará condiciones desfavorables cuando sea excavada. Habrá situaciones intermedias entre los extremos antes mencionados donde la roca tendrá condiciones regulares cuando sea excavada.

CLASIFICACION GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO

Para definir las condiciones del macizo rocoso existen criterios de clasificación geomecánica ampliamente difundidos en todo el mundo, como los desarrollados por Barton y colaboradores (1974), Laubscher (1977), Bieniawski (1989), Hoek y Marinos (2000) y otros.

Por su simplicidad y utilidad, están los criterios RMR (Valoración de la Masa Rocosa) de Bieniawski (1989) y GSI (Índice de Resistencia Geológica) de Hoek y Marinos (2000), los mismos que se determinan utilizando los datos de los mapeos geomecánicos efectuados en las paredes de las labores mineras o en el techo

CLASIFICACIÓN GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO

Las clasificaciones geomecánicas son un método de ingeniería geológica que permite evaluar el comportamiento mecánico de los macizos rocosos, y de aquí estimar los parametros geomecánicos de diseño de aberturas y estimar el sostenimiento.

EL CRITERIO RMR DE BIENIAWSKI

1.La resistencia compresiva (Rc)

De la roca intacta, que puede ser determinada con golpes de picota o con otros procedimientos como los ensayos de laboratorio (σc o Is).

Puede ser determinado utilizando los testigos de las perforaciones diamantinas. El RQD es el porcentaje de trozos de testigos recuperados mayores o iguales a 10 cm, de la longitud total del taladro.

2.El RQD (Rock Quality Designation)

TESTIGOS DE PERFORACIÓN DIAMANTINA

INDICE DE CALIDAD DE LA ROCA (RQD)Cuando no se dispone de núcleos de perforación, el RQD puede ser estimado a partir de una línea o de un área de mapeo. El RQD puede calcularse según la siguiente expresión: RQD = 115 – 3.3 * Jv

donde:

Jv = n° de juntas por metro cubico

Jv = Jx + Jy + Jz

Para Jv < 5 ==> RQD = 100Ejemplo:Familia 1 : 6 diaclasas en 20 mFamilia 2 : 2 diaclasas en 10 mFamilia 3 : 20 diaclasas en 10 mFamilia 4 : 20 diaclasas en 5 m Cómputo volumétrico de diaclasas:6/20 + 2/10 + 20/10 + 20/5 = 0.3 + 0.2 + 2.0 + 4.0 = 6.5 diaclasas / m3

INDICE DE CALIDAD DE LA ROCA (RQD)Para mapeos en líneas se puede calcular utilizando la fórmula empírica:

= 10

RQD = 74

3.El espaciamiento de las discontinuidades. Utiliza la clasificación “In situ” de Deere para obras de ingeniería

4.La condición de las discontinuidades, referidas en este caso a la persistencia,

apertura, rugosidad, relleno y meteorización.

5.La presencia de agua o condición de agua subterranea.

6.Ajuste por orientación en las discontinuidades

ORIENTACION DE LAS FRACTURASORIENTACION DE LAS FRACTURAS

ORIENTACION DE FRACTURAS EN DIRECCION DEL AVANCE

ORIENTACION DE FRACTURAS EN CONTRA DEL AVANCE

RUMBO PERPENDICULAR AL EJE DE EXCAVACION

ORIENTACION DE LAS FRACTURASORIENTACION DE LAS FRACTURAS

RUMBO PARALELO AL EJE DE LA EXCAVACION

ORIENTACION DE FRACTURAS PARALELO AL AVANCE

CLASIFICACION GEOMECANICABIENIAWSKI (RMR)

Resistencia de laroca intacta

Valoración 0-15

Densidad de lasdiscontinuidades

RQD : 0-20Espaciamiento: 0-20

Valoración 0-40

Condición de lasdiscontinuidades

Valoración 0-30

Condición de lagua subterránea

Valoración 0-15

CLASIFICACIÓN DEL NGI (Q)UN SISTEMA ESTRUCTURAL DE MACIZOS ROCOSOS ORIENTADO TAMBIEN A SERVIR EN LA CONSTRUCCIÓN DE TUNELES, FUE DESARROLLADO POR BARTON, LIEN Y LUNDEN, INVESTIGADORES DEL NGI (NORWEGIAN GEOTECHNICAL INSTITUTE), BASANDOSE EN EXTENSIVOS ESTUDIOS EN TERRENO Y UN GRAN NÚMERO DE CASOS DE ESTABILIDAD DE EXCAVACIONES SUBTERRANEAS

• RQD : ÍNDICE DE CALIDAD DE LA ROCA (Deere)

• Jn : INDICE DE NÚMERO DE FAMILIAS DE FRACTURAS

• Jr : INDICE DE RUGOSIDAD

• Ja : INDICE DE ALTERACIÓN DE LAS PAREDES DE LAS FRACURAS

• Jw : FACTOR DE REDUCCIÓN POR AGUA EN LAS FISURAS O INDICE DE FLUJO DE AGUA

•SRF : INDICE DEL ESTADO DE TENSIÓN DEL MACIZO ROCOSO O FACTOR DE REDUCCIÓN POR ESFUERZOS

Q = RQD x Jr x Jw Jn Ja SRF

CLASIFICACIÓN BARTON (Q)

CLASIFICACIÓN DE BARTÓN (Q)

EL VALOR DE Q PUEDE VARIAR APROXIMADAMENTE ENTRE 0,0001 Y 1000, DENTRO DE ESTE RANGO SE DEFINEN NUEVE CALIDADES DE ROCA, TAL COMO SE MUESTRA EN LA TABLA SIGUIENTE:

CALIDAD DE ROCA VALOR DEL INDICE Q

EXCEPCIONALMENTE MALA 0.0001 - 0.01

EXTREMADAMENTE MALA 0.01 - 0.1

MUY MALA 0.1 - 1.0

MALA 1.0 - 4.0

REGULAR 4.0 - 10.0

BUENA 10.0 - 40.0

MUY BUENA 40.0 - 100.0

EXTREMADAMENTE BUENA 100.0 - 400.0

EXCEPCIONALMENTE BUENA 400.0 - 1000.0

INDICE DE RESISTENCIA GEOLÓGICA (GSI)

El GSI, provee un sistema, para estimar en forma simplificada la resistencia del macizo rocoso para diferentes condiciones geológicas. La resistencia de la masa rocosa esta referido a la resistencia a la rotura o criterio de rotura (teoría de falla) de Hoek – Brobwn.

INDICE DE RESISTENCIA GEOLÓGICA (GSI)

El Índice de Resistencia Geológica (GSI) considera dos parámetros:La estructura de la masa rocosa (ESTRUCTURA)La condición superficial de la masa rocosa (CONDICIÓN SUPERFICIAL)

* La resistencia a la compresión de la roca

* Las propiedades de las discontinuidades: apertura, rugosidad, relleno, meteorización o alteración

a)La estructura de la masa rocosa considera el grado de fracturamiento o la cantidad de fracturas (discontinuidades) por metro lineal:

Masiva o Levemente Fracturada (LF): 2 a 6 Fracturas/metro

Moderadamente Fracturada (F) : 6 a 12 Fracturas/metro

Muy Fracturada (MF) : 12 a 20 Fracturas/metro Intensamente Fracturada (IF) : > 20

Fracturas/metro Triturada o Brechada (T) : Fragmentada,

disgregada o zona de falla

b) La condición superficial de la masa rocosa, involucra la resistencia de la roca intacta y la propiedades de las discontinuidades. b.1.- La resistencia a la compresión uniaxial de la roca.- Considera la resistencia de la roca a romperse o marcarse con el golpe de la picota:Resistencia muy alta: solo se astilla con varios golpes de la picotaResistencia alta: se rompe con más de tres golpes de picotaResistencia media: se rompe de 1 a 3 golpes de picotaResistencia baja: se marca superficialmente con la punta de la picota.Resistencia muy baja: se marca profundamente con la punta de la picota b.2.- propiedades de las discontinuidades (Condiciones de las discontinuidades): Apertura. Rugosidad, relleno y meteorización o alteración.Según estos (resistencia de la roca y propiedades de las discontinuidades), se considera:Masa rocosa Muy Buena (MB)Masa rocosa Buena (B)Masa rocosa Regular (R)Masa rocosa Mala (M) o Pobre (P)Mas rocosa Muy mala (MM) o Muy Pobre (MP)

FRACTURADAMUY BIEN TRATADA NO DISTURBADA,BLOQUES CUBICOS, FORMADOS PORTRES SISTEMAS DEDISCONTINUIDADES. ORTOGONALES(RQD.50 - 75), (6 A 12 FRACT. PORMETRO).

MUY FRACTURADAMODERADAMENTE TRABADA.PARCIALMENTE DISTURBADA,BLOQUES ANGULOSOS. FORMADOSPOR CUATRO O MAS SISTEMAS DEDISCONTINUIDADES. (RQD.25 - 50)(12 A 20 FRACT. POR METRO).

I NTENSAMENTE FRACTURADAPLEGAMIENTO Y FALLAMIENTO, CONMUCHAS DISCUONTINUIDADES.INTERCEPTADAS FORMANDOBLOQUES ANGULOSOS, OIRREGULARES. (RQD. 0 - 25) (MAS20 FRACT. POR METRO).

TRI TURADA O BRECHADALIGERAMENTE TRABADA, MASAROCOSA EXTREMADAMENTE ROTACON UNA MEZCLA DE FRAGMENTOSFACILMENTE DISGREGABLES.ANGULOSOS Y REDONDEADOS. (SINRQD.).

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SIN SOPORTE ó PERNO PUNTUAL.

PERNO SISTEMATICO (1.5 X 1.5 m.)

SHOTCRETE REFORZADO (0.05 m.)

PERNO SISTEMATICO (1.0 X 1.0 m.)y MALLA ELECTRO SOLDADA.

SHOTCRETE REFORZADO (0.05 m.) yPERNO SISTEMATICO (1.0 X 1.0 m.).

CIMBRAS O CERCHAS METALICAS(1.0 - 1.5 m.).

COMPAÑIA MI NERA SAN IGNACIO DEMOROCOCHA S.A.SOSTENIMIENTO DE LABORES SEGÚNINDICE GSI MODIFICADO.

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METODOLOGI A DE APLICACION

1. La Tabla de Sostenimiento según la clasificación G.S.I . consta de dos grandes parámetros (estructura y condiciones superficiales ) cada uno de cuatro dominios característicos que determinan la clase de roca observada y a su vez el tipo de sostenimiento que debe aplicarse, el cual se describe en el recuadro superior. Los dominios de estructuras son F, MF, I F, y T, los dominios de condiciones superficiales son MB, B, R, P.2. Para definir los parámetros de estructuras se debe realizar mediciones con wincha en el frente o paredes de la labor y determinar el promedio de fractura por metro que se presentan; por ejemplo, si se tiene entre 12 y 20 la clasificación es ( MF ) o Muy Fracturada.3. Para definir los dominios del parámetro de condiciones se trata primeramente de romper, indentar o disgregar la roca con la picota, luego se observa la presencia de oxidación, anillos o bitumen en las fracturas y su forma ( rugosa ondulada o plana - lisa rugosa, o plana pulida con estriaciones ) por ejemplo si la roca anterior, se indenta con la picota y tiene superficie liza con bitumen su dominio es ( R ) regular.4. Una vez obtenidos los dominios de estructura y condiciones se ubica en el cuadro su clasificación definida y con que tipo de soporte esta asociada; por ejemplo, la roca anterior sería una y según su clasificación le corresponde un soporte tipo C consistente en pernos sistemáticos espaciados cada a 1.5 mts. con malla electrosoldada.5. En presencia de agua se debe ejecutar drenes sistemáticos y colocar tubos para concentrar los flujos de agua a través de ellos y cuando se coloca el shotcrete, se deberá cubrir antes estos tubos para evitar que se obstruyan con el shotcrete. La profundidad de los drenes variará de 0.5 a 1.0 m. Y su distribución de 2 a 3 drenes cada 3 m.6. En roca que sólo requiere pernos ocasionales para evitar caída de bloques estos deben colocarse como máximo con un retraso de una semana, al igual que en los tramos que se requieren el sistemático con o sin malla soporte C o B, de lo contrario se iniciará el aflojamiento del macizo rocoso en estas labores y la posibilidad de accidentes si son sostenidos posteriormente a un presentes en buen estado.7. Los soportes tipo D y E deben colocarse antes de las 24 hrs.; salvo desprendimiento inmediato, se debe colocarse en forma inmediata conforme se avanza, en el tipo de shotcrete inicial inclusive antes de iniciar la limpieza, previamente se debe desatar la labor, y luego las cimbras antes de las 24hrs. Si se presentan estallidos o convergencias significativas inmediatos los avances deben ser máximo de 1.5m y el soporte colocado de inmediato tipo F.8. Debe de establecerse las especificaciones técnicas para la correcta aplicación los pernos (split - set,hydrabolt o fierro corrugado con resina ) y el shotcrete (limpieza de sección, mezcla, densidad de fibra, colocación de malla, espesor, experiencia del shotcretero, etc.) y ser estrictos en su control, ya que de nada sirve el definir el tipo de sostenimiento correctamente si se coloca el soporte defectuosamente.9. Existen en la mina condiciones de roca que requieren de pernos ya sea, por la presencia de fracturas o estratos sub-horizontales o fracturas sub-verticales y sub-paralelas a las labores, las primeras crean condiciones inestables en el techo y las segundas en las paredes.

FRACTURADAMUY BIEN TRATADA NO DISTURBADA,BLOQUES CUBICOS, FORMADOS PORTRES SISTEMAS DEDISCONTINUIDADES. ORTOGONALES(RQD.50 - 75), (6 A 12 FRACT. PORMETRO).

MUY FRACTURADAMODERADAMENTE TRABADA.PARCIALMENTE DISTURBADA,BLOQUES ANGULOSOS. FORMADOSPOR CUATRO O MAS SISTEMAS DEDISCONTINUIDADES. (RQD.25 - 50)(12 A 20 FRACT. POR METRO).

I NTENSAMENTE FRACTURADAPLEGAMIENTO Y FALLAMIENTO, CONMUCHAS DISCUONTINUIDADES.INTERCEPTADAS FORMANDOBLOQUES ANGULOSOS, OIRREGULARES. (RQD. 0 - 25) (MAS20 FRACT. POR METRO).

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COMPAÑIA MI NERA SAN IGNACIO DEMOROCOCHA S.A.SOSTENIMIENTO DE LABORES SEGÚNINDICE GSI MODIFICADO.

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METODOLOGI A DE APLICACION

1. La Tabla de Sostenimiento según la clasificación G.S.I . consta de dos grandes parámetros (estructura y condiciones superficiales ) cada uno de cuatro dominios característicos que determinan la clase de roca observada y a su vez el tipo de sostenimiento que debe aplicarse, el cual se describe en el recuadro superior. Los dominios de estructuras son F, MF, I F, y T, los dominios de condiciones superficiales son MB, B, R, P.2. Para definir los parámetros de estructuras se debe realizar mediciones con wincha en el frente o paredes de la labor y determinar el promedio de fractura por metro que se presentan; por ejemplo, si se tiene entre 12 y 20 la clasificación es ( MF ) o Muy Fracturada.3. Para definir los dominios del parámetro de condiciones se trata primeramente de romper, indentar o disgregar la roca con la picota, luego se observa la presencia de oxidación, anillos o bitumen en las fracturas y su forma ( rugosa ondulada o plana - lisa rugosa, o plana pulida con estriaciones ) por ejemplo si la roca anterior, se indenta con la picota y tiene superficie liza con bitumen su dominio es ( R ) regular.4. Una vez obtenidos los dominios de estructura y condiciones se ubica en el cuadro su clasificación definida y con que tipo de soporte esta asociada; por ejemplo, la roca anterior sería una y según su clasificación le corresponde un soporte tipo C consistente en pernos sistemáticos espaciados cada a 1.5 mts. con malla electrosoldada.5. En presencia de agua se debe ejecutar drenes sistemáticos y colocar tubos para concentrar los flujos de agua a través de ellos y cuando se coloca el shotcrete, se deberá cubrir antes estos tubos para evitar que se obstruyan con el shotcrete. La profundidad de los drenes variará de 0.5 a 1.0 m. Y su distribución de 2 a 3 drenes cada 3 m.6. En roca que sólo requiere pernos ocasionales para evitar caída de bloques estos deben colocarse como máximo con un retraso de una semana, al igual que en los tramos que se requieren el sistemático con o sin malla soporte C o B, de lo contrario se iniciará el aflojamiento del macizo rocoso en estas labores y la posibilidad de accidentes si son sostenidos posteriormente a un presentes en buen estado.7. Los soportes tipo D y E deben colocarse antes de las 24 hrs.; salvo desprendimiento inmediato, se debe colocarse en forma inmediata conforme se avanza, en el tipo de shotcrete inicial inclusive antes de iniciar la limpieza, previamente se debe desatar la labor, y luego las cimbras antes de las 24hrs. Si se presentan estallidos o convergencias significativas inmediatos los avances deben ser máximo de 1.5m y el soporte colocado de inmediato tipo F.8. Debe de establecerse las especificaciones técnicas para la correcta aplicación los pernos (split - set,hydrabolt o fierro corrugado con resina ) y el shotcrete (limpieza de sección, mezcla, densidad de fibra, colocación de malla, espesor, experiencia del shotcretero, etc.) y ser estrictos en su control, ya que de nada sirve el definir el tipo de sostenimiento correctamente si se coloca el soporte defectuosamente.9. Existen en la mina condiciones de roca que requieren de pernos ya sea, por la presencia de fracturas o estratos sub-horizontales o fracturas sub-verticales y sub-paralelas a las labores, las primeras crean condiciones inestables en el techo y las segundas en las paredes.

MILPOMILPOAtacochaAtacocha

Superintendencia de GeomecánicaSuperintendencia de Geomecánica

CALIDAD DE ROCA

GSI = MF/RRMR = > 30 --- MEDIA

CALIDAD DE ROCA

GSI = IF/PRMR= 20 – 30 ----- MALA

CALIDAD DE ROCA

GSI = T/MPRMR = < 15 ---- MUY MALA

PROPIEDADES DE LA MATRIZ ROCOSA

PROPIEDADES FISICAS

Controlan las características resistentes y deformacionales de la matriz rocosa, y son el resultado de la génesis, condiciones y procesos geológicos y tectónicos sufridos por las rocas a lo largo de su historia.

1.Composición Mineralógica2.Fábrica, textura3.Porosidad4.Peso Específico5.Contenido de humedad6.Permeabilidad7.Durabilidad (Alterabilidad)

PROPIEDADES FÍSICAS ÍNDICES

PROPIEDADES MECANICAS

1.Resistencia a la Compresión Simple

2.Resistencia a la tracción

3.Velocidad de propagación de las ondas sísmicas.- Constantes elásticas

4.Resistencia a la Compresión Triaxial

5.Deformabilidad

En el comportamiento mecánico de los macizos rocosos influyen además las Características Geológicas:

1) Litológicas

2) Estratigrafía

3) Estructura Geológica

4) Discontinuidades tectónicas o Diagénicas

5) Estados de esfuerzos In Situ

Al definir un volumen de macizo rocoso, implícitamente estamos también definiendo el tamaño de los “trozos de roca” y de las estructuras que conforman este volumen a estudiar