Presentación Geomecánica Minera 4

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 Diseño de minas explotadas por Sublevel Stoping

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Disentildeo de minas explotadas

por Sublevel Stoping

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Contenidos

bull Variantes del meacutetodo

bull Disentildeo de caserones

bull Disentildeo nivel produccioacuten

bull Disentildeo nivel de perforacioacuten

bull Disentildeo accesos

bull Definicioacuten sistema de manejo demateriales

bull Ventilacioacuten

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Sub Level Stopingbull Cuerpos mineralizados con orientacioacuten semi vertical y debe exceder el angulo de

reposo del mineral

bull Roca mineral y de caja competente

bull Bordes regulares

bull La perforacioacuten se realiza con martillos que variacutean desde 50 mm a 200mm

dependiendo del largo de perforacioacuten

bull Recuperacioacuten 50-80 principalmente debido a pilares y losas

bull Dilucioacuten variacutea entre 3-10 de material diluyente de la pared colgante y techo

bull Muros y losas pueden ser recuperados a traveacutes de tronadura masiva la cual debe serdisentildeada y planificada como parte del meacutetodo de explotacioacuten

bull Requiere un alto nivel de preparaciones mineras las cuales se realizan en mineral

bull La productividad del meacutetodo es del orden de 500-1800 tpd por caseroacuten enproduccioacuten

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Sublevel Stoping con tiros radiales

25 ndash 45rdquo

Perforacioacuten radial se utiliza cuando el

cuerpo es irregular y se requiere

seguir su contorno Largo perforacioacuten

es de no mas de 30 m

1Accesos a niveles

2Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteo

bull Galeriacutea de zanja

3Nivel de Perforacioacuten1 Varios niveles

2 Galeriacutea de perforacioacuten

4Zanjas recolectoras

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Sublevel Stoping convencional

bull Se utiliza en cuerpos de seccioacuten transversal irregular

bull La distancia entre subniveles de perforacioacuten es de 10-20m

bull Se utiliza una zanja recolectora la cual se conecta aun nivel de produccioacuten a traveacutes de puntos deextraccioacuten

bull Burden 2m (se debe calcular)

bull Espaciamiento 3 m

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Contenidos

bull Variantes del meacutetodo

bull Disentildeo de caserones

bull Disentildeo nivel produccioacuten

bull Disentildeo nivel de perforacioacuten

bull Disentildeo accesos

bull Definicioacuten sistema de manejo demateriales

bull Ventilacioacuten

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Sub Level Stopingbull Cuerpos mineralizados con orientacioacuten semi vertical y debe exceder el angulo de

reposo del mineral

bull Roca mineral y de caja competente

bull Bordes regulares

bull La perforacioacuten se realiza con martillos que variacutean desde 50 mm a 200mm

dependiendo del largo de perforacioacuten

bull Recuperacioacuten 50-80 principalmente debido a pilares y losas

bull Dilucioacuten variacutea entre 3-10 de material diluyente de la pared colgante y techo

bull Muros y losas pueden ser recuperados a traveacutes de tronadura masiva la cual debe serdisentildeada y planificada como parte del meacutetodo de explotacioacuten

bull Requiere un alto nivel de preparaciones mineras las cuales se realizan en mineral

bull La productividad del meacutetodo es del orden de 500-1800 tpd por caseroacuten enproduccioacuten

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Sublevel Stoping con tiros radiales

25 ndash 45rdquo

Perforacioacuten radial se utiliza cuando el

cuerpo es irregular y se requiere

seguir su contorno Largo perforacioacuten

es de no mas de 30 m

1Accesos a niveles

2Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteo

bull Galeriacutea de zanja

3Nivel de Perforacioacuten1 Varios niveles

2 Galeriacutea de perforacioacuten

4Zanjas recolectoras

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Sublevel Stoping convencional

bull Se utiliza en cuerpos de seccioacuten transversal irregular

bull La distancia entre subniveles de perforacioacuten es de 10-20m

bull Se utiliza una zanja recolectora la cual se conecta aun nivel de produccioacuten a traveacutes de puntos deextraccioacuten

bull Burden 2m (se debe calcular)

bull Espaciamiento 3 m

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 3: Presentación Geomecánica Minera 4

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Sub Level Stopingbull Cuerpos mineralizados con orientacioacuten semi vertical y debe exceder el angulo de

reposo del mineral

bull Roca mineral y de caja competente

bull Bordes regulares

bull La perforacioacuten se realiza con martillos que variacutean desde 50 mm a 200mm

dependiendo del largo de perforacioacuten

bull Recuperacioacuten 50-80 principalmente debido a pilares y losas

bull Dilucioacuten variacutea entre 3-10 de material diluyente de la pared colgante y techo

bull Muros y losas pueden ser recuperados a traveacutes de tronadura masiva la cual debe serdisentildeada y planificada como parte del meacutetodo de explotacioacuten

bull Requiere un alto nivel de preparaciones mineras las cuales se realizan en mineral

bull La productividad del meacutetodo es del orden de 500-1800 tpd por caseroacuten enproduccioacuten

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Sublevel Stoping con tiros radiales

25 ndash 45rdquo

Perforacioacuten radial se utiliza cuando el

cuerpo es irregular y se requiere

seguir su contorno Largo perforacioacuten

es de no mas de 30 m

1Accesos a niveles

2Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteo

bull Galeriacutea de zanja

3Nivel de Perforacioacuten1 Varios niveles

2 Galeriacutea de perforacioacuten

4Zanjas recolectoras

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Sublevel Stoping convencional

bull Se utiliza en cuerpos de seccioacuten transversal irregular

bull La distancia entre subniveles de perforacioacuten es de 10-20m

bull Se utiliza una zanja recolectora la cual se conecta aun nivel de produccioacuten a traveacutes de puntos deextraccioacuten

bull Burden 2m (se debe calcular)

bull Espaciamiento 3 m

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Sublevel Stoping con tiros radiales

25 ndash 45rdquo

Perforacioacuten radial se utiliza cuando el

cuerpo es irregular y se requiere

seguir su contorno Largo perforacioacuten

es de no mas de 30 m

1Accesos a niveles

2Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteo

bull Galeriacutea de zanja

3Nivel de Perforacioacuten1 Varios niveles

2 Galeriacutea de perforacioacuten

4Zanjas recolectoras

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Sublevel Stoping convencional

bull Se utiliza en cuerpos de seccioacuten transversal irregular

bull La distancia entre subniveles de perforacioacuten es de 10-20m

bull Se utiliza una zanja recolectora la cual se conecta aun nivel de produccioacuten a traveacutes de puntos deextraccioacuten

bull Burden 2m (se debe calcular)

bull Espaciamiento 3 m

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 5: Presentación Geomecánica Minera 4

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Sublevel Stoping convencional

bull Se utiliza en cuerpos de seccioacuten transversal irregular

bull La distancia entre subniveles de perforacioacuten es de 10-20m

bull Se utiliza una zanja recolectora la cual se conecta aun nivel de produccioacuten a traveacutes de puntos deextraccioacuten

bull Burden 2m (se debe calcular)

bull Espaciamiento 3 m

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 6: Presentación Geomecánica Minera 4

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Sublevel stoping con tiros largosradiales

Preparacioacuten incluye todos losdesarrollos requeridos previos a laproduccioacuten propiamente tal

1 Accesos a niveles2 Nivel de transporte

bull Galeriacutea transporte secundario

bull Estocadas de carguiacuteobull Galeriacutea de zanja

3 Nivel de Perforacioacuten

1 Galeriacutea de perforacioacuten4 Zanjas recolectoras

45rdquo ndash 6rdquo

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 7: Presentación Geomecánica Minera 4

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LBH Open Stoping

bull Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares

bull Se utiliza perforacioacuten LBH de altodiaacutemetro para alcanzar largos de

perforacioacuten de hasta 80mbull La zanja se perfora en retroceso

desde la galeriacutea de zanja

bull En un extremo del caseroacuten se

crea una chimenea cara libre paragenerar el corte inicial

bull El burden en este meacutetodo variaen el rango 15-3m

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4551

Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Meacutetodo VCR

bull La seccioacuten transversal es igualal meacutetodo de LBH

bull No posee cara libre

bull La tronadura se hace contra lazanja

bull Varios ptos de extraccioacutenpueden estar en produccioacuten a lavez

bull Las dimensiones de loscaserones pueden ser de hasta

40m de alto para evitar dantildeopor vibraciones y desviacionesexcesiva de los tiros

Corte Longitudinal

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 9: Presentación Geomecánica Minera 4

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Sublevel Stoping ndash VCR

Recuperacioacuten de pilares con relleno

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 10: Presentación Geomecánica Minera 4

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Caracteriacutesticas Productivas delos meacutetodos anteriores

bull El ciclo de produccioacuten variacutea en el tiempo

bull Es funcioacuten del nuacutemero de puntos deextraccioacuten en produccioacuten

bull El meacutetodo de perforacioacuten y produccioacutenVCR se inventa en Canadaacute para aumentarla productividad del meacutetodoindependizaacutendose del nuacutemero de ptos deextraccioacuten en produccioacuten-

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3751

Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 11: Presentación Geomecánica Minera 4

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Recuperacioacuten y Dilucioacuten

bull Suponga que un cuerpo mineralizadoposee 14Mt con una ley de 13Cu

bull La recuperacioacuten minera es de 70

bull La dilucioacuten es del 5

bull Las reservas mineras entonces

ndash

Tonelaje1407105 Mt=103 Mt ndash Ley 140713103Mt=124Cu

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

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Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Diferentes Tipos de Dilucioacuten

bull La dilucioacuten Planificada es aquella quese estima como porciones de la paredque colapsaran producto de la mineriacuteaLa dilucioacuten no planificadas es aquellaque proviene de la operacioacuten de la

mina La dilucioacuten no planificada esproducto de sobre perforacioacuten disentildeopobre de la tronadura o simplementeuna mala estimacioacuten de la dilucioacuten

bull Modelos numeacutericos no lineales se

utilizan para estimar la dilucioacuten

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 13: Presentación Geomecánica Minera 4

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Disposicioacuten de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 14: Presentación Geomecánica Minera 4

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Caseroneslosas y pilares en SLS

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesos en

Pilares entre Caserones

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Pilares entre

Pilares entre

estocadas

Pilares entre Caserones

Pilares entre

estocadas

CASEROacuteN

Accesosen

Pilares entreCaserones

Pilares entre caserones

20 -

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Losas y pilares

Pilares entreEstocadas

CaseroacutenSuperior

CaseroacutenInferior

Pilar entre estocadas 7 -10 m

Losa

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 16: Presentación Geomecánica Minera 4

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Accesos

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 17: Presentación Geomecánica Minera 4

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Tipos de accesos

bull Acceso principal

ndash Adit

ndash Rampa (gradiente 8-12) radio de giro20m

ndash Pique

bull Accesos a niveles

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4751

Caacutelculo de dilucioacuten

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4851

Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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DimensionesEspacios

05 a 1 metro Art 368ordm

05 a 1 metroArt 119ordm DS 132

05 metros 05 metros

Legislacioacuten minera

Numero de accesos

Deben existir dos accesos independientes enuna mine subterreacutenea

Dimensiones de accesos

Al menos 05 m de cada lado de equipos a caja

Condiciones de accesos

Refugios al menos cada 30 m (si distancia es05 m) Si es mayor se debe enviar paraaprobacioacuten del SERNAGEOMIN

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 2651

Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 19: Presentación Geomecánica Minera 4

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Espacios funciones accesos

Accesos sirven multiple funciones

Acomodar equipos de transporte

Sumistros interior mina

Agua

Aire

Electricidad

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Refugios

Se deben considerarrefugios cada 30 m siancho es de 05 m

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Meacutetodos para dimensionar

caserones

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3151

Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4251

Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4351

Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 22: Presentación Geomecánica Minera 4

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Dimensionamiento de loscaserones

bull Depende baacutesicamente de las caracteriacutesticas delmacizo rocoso y el entorno de esfuerzos

bull Se disentildea para minimizar dilucioacuten y maximizarrecuperacioacuten

bull El largo y el ancho del caseroacuten estaacutendeterminados por la cantidad de dilucioacuten aincluir en el meacutetodo los cuales son funcioacuten delmacizo rocoso (nuacutemero de estabilidad) y el aacuterea

a abrir (radio hidraacuteulico)bull El alto del caseroacuten estaacute tambieacuten definido por el

largo maacuteximo a perforar (tiacutepicamente max 80m)

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4751

Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4951

Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 5151

Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 23: Presentación Geomecánica Minera 4

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Disentildeo Geotecnico de Caserones enMineriacutea

bull

Los caserones son la unidad baacutesica de explotacioacuten enmineriacutea

bull Estos se pueden dejar vaciacuteos (sub level stoping) rellenos

(cut and fill) o dejarlos colapsar (caving)

bull El disentildeo de caserones se realiza con la metodologiacutea deMathews (1981) quien incorpora una relacioacuten entre la

estabilidad del macizo rocoso y el tamantildeoforma de laexcavacioacuten expuesta

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 2551

Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 2651

Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 2851

Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3051

Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3151

Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4251

Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 5051

Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 24: Presentación Geomecánica Minera 4

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Graacuteficos de estabilidad

Measure of excavation geometry

M

e a s u r e o f r o c k m a s s

q u a l i t y a n d m i n i n g

A STABLE casehistory of a single

excavation surface

An UNSTABLE casehistory of a singleexcavation surface

The STABILITY BOUNDARY

separates the stable and unstablecases as well as possible It maybe linear or curved

Son metodos no rigurosos simples de usar

Existen dos metodos publicados

bullGrafico de estabilidad de Mathews (1981)

bullGrafico de caving de Laubscher (1987)

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

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Caacutelculo de dilucioacuten

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4851

Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4951

Disentildeo de caserones

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 5051

Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Stability Graph Method

bull Se acepta alrededor del mundo para eldisentildeo subterraacuteneo

bull Se puede ocupar para ndash Estudios de prefactibilidad ndash Planificacioacuten

ndash Back anaacutelisis

bull Se puede usar SOLO en las condicionesen las cuales fue construido (ver puntosque respaldan las regresiones)

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 26: Presentación Geomecánica Minera 4

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Numero de estabilidad (N)

wr

n a

J J RQDQ

J J SRF

_

mod _ _ _

_

int_ _

_

N numero estabilidad

Q ified tunel quality index

A stress factor

B jo orientation factor

C gravity factor

N Q A B C

r

n a

J RQDQ

J J

Q modificado

RQD= rock quality

designation

Jn=numero de sets

Jr= rogusidad de

fracturas

Ja= alteracioacuten

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Nuacutemero de Estabilidad deMathews

bull N=QacuteABC

ndash Q es el iacutendice de la roca (Deere 1964) - NGI

ndash A es el ajuste por esfuerzo inducido

ndash B es el ajuste por estructuras interceptando lapared a estudiar

ndash C es el ajuste por orientacioacuten de laexcavacioacuten

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Forma excavaciones

Perimetro

Area RH

techo RH

pared RH

Radio hidraacuteulico

Plan area of a stope crown

1

1

2 1n RF

n r

Factor de Radio

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4751

Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 29: Presentación Geomecánica Minera 4

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100 m

Hydraulic Radius = 250 m

Radius Factor = 278 m

Hydraulic Radius = 500 mRadius Factor = 393 m

Hydraulic Radius = 417 mRadius Factor = 385 m

Hydraulic Radius = 375 mRadius Factor = 373 m

Hydraulic Radius = 333 mRadius Factor = 351 m

1 0 0 m

200 m

300 m

500 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

1 0 0 m

Diferencia HR y RF

Se usa Rh

porque es mas

simple

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3751

Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3851

Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4051

Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4151

Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

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Caacutelculo de dilucioacuten

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4851

Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 30: Presentación Geomecánica Minera 4

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Ajuste por Esfuerzo Inducido =A

bull A se determina graficamente determinando laresistencia uniaxial de la roca intacta (UCS) y elesfuerzo inducido en la linea central del caseron

5162018 Presentacioacuten Geomecaacutenica Minera 4 - slidepdfcom

httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3151

Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3751

Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3851

Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 3951

Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 31: Presentación Geomecánica Minera 4

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Determinacioacuten de esfuerzosinducidos

bull Soluciones analiacuteticas considerar casoelipses en 2D

bull Meacutetodos numeacutericos 2D o 3D

bull Meacutetodos graacuteficos ndash Determinar esfuerzos in-situ medidos o regionales

(sv y sh o k)

ndash Determinar dimensiones en planos (vertical y

horizontal) del caseron ndash analisis es en 2D ndash Determinar esfuerzos inducidos en paredes laterales

colgantependiente y techo

ndash Para cada caso se calcula A

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Esfuerzos inducidos

Caseroacuten a 1000 metros

de profundidad en un

cuerpo que tiene un

ancho de 25 metros

largo 30 metros altura75 m mantea 80deg

25 m

Plano 2

Plano 1

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

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3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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httpslidepdfcomreaderfullpresentacion-geomecanica-minera-4 4751

Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

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Esfuerzo inducidos- meacutetodo grafico(crown y side wall)

Ejemplo (caso techo)

Caseron a de altura 75 metros y 25metros de ancho ubicado a 1000 metros

de profundidad

Se calculan esfuerzos inducidos en

plano vertical

Sv=27 Mpa (in-situ)

K=14

Sh=38 Mpa (in- situ)

Caseron en ese plano

H=75 m

A=25 m

HA=3

s1sv=26 (esfuerzos en el techo)

S1=26 x 27 Mpa= 70 Mpa (esfuerzo

inducido)sh2

svtecho

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Pared lateral

sh2

sh1

30 m

H=30 m

W=25

HW=12

K=1

Si=38 Mpa

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Esfuerzos inducidos pared colgante(hanging wall)

Se estiman los esfuerzos inducidos

bulla lo largo del plano vertical

perpendicular al rumbo (H=75 m

W=25 k=14)

bullSi valores lt0 si=0 A=1

bullEn el plano horizontal (H=30mW=25m k=1)

bullK=1 alturaspan=12

bullS1sh1=075s1=278 MPa

bull

Scs1=120278=43bullA=035

bullSe elige el menor valor de A para

ambas paredes del caseron

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Esfuerzos inducidos- paredcolgante

A lo largodel manteo

A lo largo

del rumbo

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

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9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

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Factor de Ajuste por Orientacioacuten de Estructuras B

bull Se ajusta el nuacutemero de estabilidad deacuerdo a la orientacioacuten rumbo ymanteo de las estructuras conrespecto a la pared en estudio

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

Page 38: Presentación Geomecánica Minera 4

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Factor Gravitacional C

bull mayor inclinacioacuten menortendencia a que ocurra undeslizamiento de cuntildeas pre-formadas

8 7cos( )

_ _

C

manteo desde horizontal

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

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0 0

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1 0

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0

6 0

0

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0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

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bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Original Mathews

Estable sin

soporte o

localizado

Inestable

Falla localizada

La excavacioacuten

fallara

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

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9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Graacutefico de Estabilidad

bull Se utiliza para estimar la estabilidaddel techo del caseroacuten y el tamantildeo dela pared colgante

bull El radio hidraacuteulico es una medidadel tamantildeo de la excavacioacuten

Potvin 1998 ndash 175 casos de estudio

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

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Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Graacutefico de estabilidadcaving

After Stewart and Forsyth 1995

Estable 10 dilucioacutenPotencial inestable 10-

30 dilucion

Falla Potencial

dilucioacuten mayor a 30

Caving derrumbe total

hasta llenar el caseron

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

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040

050

060

070

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100

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1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

bull Potvin Y Hadjigeorgiou J The stability graph method for Open StopeDesign Underground Mining Methods Engineering fundamentals andInternational Case Studies pp 513

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Prediccioacuten usando probabilidades de falla

Se habla de probabilidad de estar en alguno de los estados

1 Estable

2 Fallafalla mayor

3 Caving (colapso del caseroacuten)

29603 -14427 ln S + 07928 ln N z

ze p

1

1 Logit values

Ref Mawdesley et al (2000)

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

bull Mawdesley C Trueman R Whiten WJ Extending the stability graph foropen stope design Trans Inst Min Metall 110 January-April 2001

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Caacutelculo de probabilidad de falla

p

Probabilities Density Functions

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

0

0 0

0

1 0

0

2 0

0

3 0

0

4 0

0

5 0

0

6 0

0

7 0

0

8 0

0

9 0

1

0 0

Logit Values

P r o b a b i l i t y

Stable

Failure

Caving

Stable zone

C a v i n g

Z o n

e

Combined failure andmajor failure zone

Crown (0567)

10 Stable

90 Failure amp MF

0 Caving

North Endwall (0895)

78 Stable

22 Failure and MF0 Caving

South Endwall (0939)

93 Stable

7 Failure amp MF0 Caving

Footwall (0951)

96 Stable

4 Failure amp MF

0 Caving

Hanginwall (0682)

14 Stable

86 Failure amp MF

0 Caving

Failure amp

Major Failure

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

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Meacutetodo ndash graacutefico de estabilidad

Mawdesley et al 2001

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Referencias meacutetodos deestabilidad

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Meacutetodo de estabilidad- casos de falla

Meacute d d bilid d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Meacutetodo de estabilidad- casosde falla mayor

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Caacutelculo de dilucioacuten

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Disentildeo empiacuterico de soporte en caserones

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Disentildeo de caserones

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

R f i eacutet d d

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Resumen

bull Disentildeo de caserones ndash Estimar la geometriacutea del caseron (ley de

corte)

ndash

Estimar esfuerzos in situ e inducidos ndash Establecer luz maacutexima de techo y paredes

ndash Determinar tamantildeo de losas y muros conmeacutetodo de Pakalnis

ndash Analizar orientacioacuten de caseroneslongitudinales o transversales

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