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8/13/2019 CAPITULO N5 - CRITERIOS FORTIFICACIN
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ASPECTOS GEOTCNICOS DE LA
MINERA SUBTERRNEA
CRITERIOS DE DISEO DE
FORTIFICACIN
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1. PROPOSITO DE LA EXCAVACIN
La utilizacin u objetivo de la excavacin
determina en alguna medida el factor o gradode seguridad requerido. Normalmente,
excavaciones estratgicas en el procesoproductivo son mayormente aseguradas en lo
que a fortificacin se refiere. Por ejemplo,
ACCESOS, ADITS de ventilacin, transporte,
etc.
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2. TIPO DE FORTIFICACIN
En algunos casos, una parte de la fortificacin
usada en la preparacin de las excavacionessubterrneas es del tipo temporal, mientras
que el resto se califica como definitiva opermanente. En estos casos, los Ingenieros
de Diseo deben complementar tales
definiciones y dejarlas explcitamente
indicadas en planos e informes para
construccin.
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3. DECRETO 72 - 1985
En este aspecto, el Ingeniero de Diseo
deber partir considerando como base de suscriterios lo sealado por el Reglamento de
Seguridad Minera, Decreto Supremo N72 de1985 (Sernageomin, 1998), respecto a la
fortificacin de excavaciones, en su captulo
sexto, Artculos N411 a N419.
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En general este seala y contempla los siguientes temas:
1. Normativas y procedimiento de la acuadura de las
paredes y techo de la excavacin de inters.2. Los soportes instalados para el control de techo, paredes
y/o pisos, se deben ubicar de manera uniforme,
sistemtica y en intervalos apropiados.3. Dimetro y profundidad de la perforacin debe ser el
apropiado para los el tipo de apernado que se desea
instalar.4. Las planchuelas deben ser de a lo menos 20 cm de
dimetro si son circulares o de 20 x 20 cm si estas son
cuadradas.
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5. Cada sistema de empernado (dowell o rock bolt) que se
proponga debe ser correctamente instalado y seguir las
recomendaciones sealadas en el captulo sexto, Art. 413
y Art.414, del Reglamento de Seguridad Minera.6. Elaboracin de un reglamento interno de fortificacin, el
cual comprender todos los sistemas de fortificacin
usados en la empresa, e informar al Director, respectode esta materia, la tcnica en uso y sus innovaciones.
7. Especificar las reglas y protocolos especficos para cada
sistema de fortificacin propuesto (e.g. Marcos demadera).
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8. Los excavaciones subterrneas deben ser provistas, sin
demora, del sostenimiento ms adecuado a la naturaleza
del terreno y solamente podrn quedar sin fortificacin los
sectores en los cuales las mediciones, los ensayos, suanlisis y la experiencia en sectores de comportamiento
conocido, hayan demostrado su condicin de auto
soporte consecuente con la presencia de presiones ocargas que se mantienen por debajo de los lmites crticos
que el macizo rocoso natural es capaz de soportar.
9. El diseo de excavaciones debe considerar los tapadosde seguridad y control correspondientes.
10.Los derrumbes se permiten como parte programada de
un mtodo de explotacin aprobado por el Director de
SERNAGEOMIN.
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4. CONSIDERACIONES PRCTICAS
Las condiciones operacionales disponibles
pueden limitar el uso de ciertos elementos desoporte en la fortificacin de excavaciones.
Por ejemplo, la instalacin de shotcrete enuna labor con insuficiente nivel de ventilacin;
uso de VCR en desarrollos subverticales;
Raise-Borer con pernos lechados, etc.
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5. GEOMETRA Y TAMAO EXCAVACIN
Tanto la formacin de inestabilidades con
control estructural como los niveles dedistribucin de esfuerzos inducidos dependen
de la forma y dimensiones de las excavacionesque interesan, lo que deriva en la seleccin de
ciertos elementos de soporte y su respectivo
dimensionamiento.
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6. DISPONIBILIDAD DE ACCESOS
Es bsico contar con disponibilidad de
accesos para llegar a las excavaciones deinters. Es preciso verificar que todos los
equipo requeridos y los elementos de soportedefinidos pueden llegar a la frente de trabajo
en condicin segura.
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7. TCNICA DE EXCAVACIN
El mtodo de excavacin usado para
desarrollar la excavacin incide directamenteen el dao inducido al macizo rocoso, hecho
que deber ser considerado para el diseo desoporte de la excavacin que interesa. Es
diferente el resultado geotcnico obtenido si
utilizamos la tcnica VCR para desarrollar un
pique de traspaso en lugar del sistema Raise-
Borer (con o sin desquinche).
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8. CERCANA CON OTRAS EXCAVACIONES
Encontrarse en la vecindad y zona de
influencia de otras excavaciones(contemporneas o pre-existentes), puede
requerir aumentar la robustez de la
fortificacin a instalar. Por ejemplo, un crown-
pillar muy delgado entre excavaciones
superpuestas o axiales, una caverna dechancado con varias excavaciones que
convergen a ella, etc.
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9. ESTADO TENSIONAL PRESENTE
Dato fundamental para estimar los esfuerzos
inducidos y los sectores potenciales de falla(zonas con concentracin de esfuerzos de
corte, traccin y/o compresin) en la periferia
de la excavacin de inters.
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10. SOLICITACIONES DINMICAS
Puede requerirse sistemas de soporte para
condiciones dinmicas, tal como en los casosde zonas potenciales de estallidos de roca o
donde los niveles de vibraciones debido a
tronaduras de produccin y/o preparacinpueden superar la resistencia del diseo
minero.
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11. CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO
Junto con el estado tensional in situ e inducido,
la calidad geotcnica del macizo rocoso son
datos fundamentales para reconocer las
necesidades de soporte en las excavaciones
subterrneas. Se trata de minimizar la prdida depropiedades geomecnicas in situ de la roca y
evitar que se desarme prematuramente (dao no
deseado); el macizo rocoso es el principalelemento de fortificacin que debe aprovechar el
diseador.
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12. GEOLOGA Y ESTRUCTURAS
El macizo rocoso est formado por estructuras
geolgicas y matriz de roca (litologas). Las primeras
aportan a la formacin de bloques, los que pueden irdesde unos pocos centmetros cbicos a varios
metros cbicos. Mayor nmero de sistemas
estructurales y poco espaciados (mayor frecuenciade estructuras) definen un macizo rocoso ms
fracturado. Por otra parte, en la medida que los
bloques o cuas sean formadas y dispongan de
caras libres para su rotacin y/o traslacin, ser
necesario instalar sistemas de cables y pernos /
malla en forma combinada.
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13. CONDICIN DE AGUA SUBTERRNEA
La calidad de las aguas presentes (qumica) es un factor
que define los elementos de fortificacin, aditivos y las
caractersticas de la secuencia constructiva a utilizar.Aguas con ph cido (menores a 7) producen corrosin a
los elementos de soporte y alteran las caractersticas
mecnicas del acero. Paralelamente, se reduce la vidatil y la calidad del servicio estructural de ellos.
En otros casos se debe analizar la potencial presin de
poros que se podra generar en el entorno de laexcavacin y, por lo tanto, en el sistema de soporte
instalado; esto ltimo podra sugerir la definicin de
drenes que ayuden a minimizar este factor de esfuerzoinsterticial cuando se use shotcrete.
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14. TASA DE FORTIFICACIN REQUERIDA
Normalmente, los rendimientos alcanzados en el
desarrollo de excavaciones se asocian y se ven
influenciados por los tipos de fortificacin que se
instalan. En general, excepto en algunas
condiciones particulares, el avance ser ms rpidoen la medida que se instale fortificacin menos
compleja durante el ciclo operativo de desarrollo y
sea mejor la calidad geotcnica del macizo rocosoen la frente. Lo anterior siempre sobre la base de
cumplimiento de estndares de seguridad y calidad
constructiva adecuada.
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15. TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO SOPORTE
En general, la instalacin del soporte exige
que los elementos de fortificacin y tipos deanclajes logren sus propiedades de diseo en
el ms breve plazo, en especial las lechadas,resinas y/o mortero proyectado; lo mismo en
hormigones para muros, brocales y/o
carpetas de rodados.
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16. EXPERIENCIA ADQUIRIDA
Clasificada como informacin estratgica paradiseo, en especial en aquellos casos donde se
esperan condiciones geolgicas, geotcnicas y
geomecnicas similares a sectores ya explotados.
La experiencia suele ser un dato fundamental para
calibrar y validar resultados de diseos obtenidosmediante el uso de herramientas analticas y/o de
anlisis numrico.
Los sistemas de clasificacin de macizos rocosos(e.g Laubscher, Bieniawski, Barton et al, entre otros)
son un ejemplo clsico del uso de informacin
emprica para estimar requerimientos de soporte enexcavaciones subterrneas.
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17. COSTOS ASOCIADOS
Los diseos de fortificacin deben ser tcnica
y econmicamente factibles de instalar. No
debemos perder de vista los recursoseconmicos disponibles y que hacen que el
proyecto sea rentable. Al mismo tiempo, el
diseador no debe, y no puede, transar
seguridad por economa. Poner en riesgo la
seguridad del personal y condicin de losequipos corresponde a una situacin no
permitida en proyectos minero-metalrgicos.
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18. DISPONIBILIDAD
El diseador no debe perder de vista el stock de elementos de
soporte disponible en la faena y que son factibles de adquirir en el
mercado. Luego de una justificacin fundamentada tcnicamente,
puede requerir incorporar nuevos (innovar) elementos de soporte.Actualmente, en los proyectos mineros subterrneos es ms
comn innovar en los sistemas de soporte (combinacin de
elementos de fortificacin convencionales) que incorporar nuevoselementos al sistema; estos ltimos llevan, inherentemente, a
mayores gastos en entrenamiento, adquisicin y expertizaje
constructivo. Pese a esto ltimo, proponer cambios y/o ajustes ala fortificacin debe ser una opcin a la innovacin tecnolgica,
siempre y cuando se hayan realizado los estudios y pruebas que
lo justifiquen tcnica y econmicamente.
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