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En el presente trabajo, se tiene información explicada de los parámetros geomecánicos como: RMR, GSI y Q. Estos nos serán muy útiles para determinar las características geomecánicas de una excavación subterránea y poder darle un tipo de sostenimiento según lo requiera.
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TEMA: INDICADORES GEOMECÁNICOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINASDISEÑO DE MÉTODOS DE
EXPLOTACION SUBTERRANEA
Docente: Dr. Ing. VICTOR JAVIER MENDILOLA OCHANTE Estudiantes:
DE LA CRUZ ACEVEDO, Martin• MARTINEZ YUPANQUI, Vanesa A. TOCTO AYALA, Erika
RMR (89)
BIENIAWSKI
CLASIFICACION GEOMECANICA RMRConstituye un sistema de clasificación de macizos
rocosos que permite a su vez relacionar índices de calidad con parámetros de diseño y de sostenimiento de túneles.
El índice denominado RMR (ROCK MASS RATING), es el que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros:
1) Resistencia a la compresión simple de la matriz rocosa.
2) R.Q.D. Grado de fracturación del macizo rocoso.3) Espaciado de las discontinuidades.
4) Condiciones de las discontinuidades, el cual consiste en considerar los siguientes parámetros:
Abertura de las caras de la discontinuidad. Continuidad o persistencia de la discontinuidad. Rugosidad. Alteración de la discontinuidad. Relleno de las discontinuidades. 5) Presencia del Agua, en un macizo rocoso, el agua
tiene gran influencia sobre su comportamiento, la descripción utilizada para este criterio son: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada y agua a presión fuerte.
6) Orientación de las discontinuidades.
Para obtener el Índice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente: Se suma los 5 variables o parámetros calculados,
eso da como resultado un valor índice (RMR básico).
El parámetro 6 que se refiere a la orientación de las discontinuidades respecto a la excavación.
El valor del RMR varía entre 0 a 100
1.- Resistencia a la compresión de la matriz
rocosa
2.- RQD (Rock Quality Designation)
3.- Separación de discontinuidades
4.- Condición de discontinuidadesa) Abertura de discontinuidades
b) Persistencia de discontinuidades
c) Rugosidad de discontinuidades
d) Relleno de las discontinuidades
e) Alteración de las discontinuidades
5.- Presencia del agua
6.- Orientación de las discontinuidades
Valoración para Túneles y Minas
CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO EN RELACION AL
ÍNDICE RMR
EJEMPLO(
Mina Huarón – Veta Travieso
)
Q DE BARTO
N
Q DE BARTON 2000
El Índice Q varía entre 0.001 y1.000, asociado a la clasificación del macizo como se presenta a continuación.
0,001 y 0,01: excepcionalmente mala 0,01 y 0,1: extremadamente mala 0,1 y 1: muy mala 1 y 4: mala 4 y 10: media 10 y 40: buena 40 y 100: muy buena 100 y 400: extremadamente buena 400 y 1.000: excepcionalmente buena
La evaluación del Índice Q es realizada a partir de la Tabla 1A, en donde se obtienen los parámetros base para el cálculo de las relaciones que describen el tamaño de los bloques, la resistencia al corte de los mismos y la influencia del estado tensional, posteriormente es aplicada la ecuación 1 presentada en la tabla, obteniéndose el índice Q.
La determinación del tipo de soporte a partir del índice Q, se realiza desde la Figura 1A, ingresando la relación de diámetro equivalente: Altura/ESR (Excavación Support Radio) y el índice Q, encontrando un punto que pertenece a una región caracterizada por una calidad del macizo que sugiere a la vez un tipo de soporte. El ESR depende del uso final de la excavación y es abstraído de la Tabla 2A, este puede ser entendido como el factor de seguridad según el tipo de obra subterránea.
Q DE BARTON1974
Q (BARTON ET AL, 1974)
El sistema Q ha sido usado en numerosos proyectos en el mundo desde hace 25 años como un método de caracterización de la calidad de la roca y definición de un sostenimiento que asegure la estabilidad en su tiempo de vida útil en obras de excavaciones subterráneas como túneles civiles (carreteros), centrales hidráulicas y nucleares, cavernas para almacenamiento de petróleo, cavernas para estadios de deportes y excavaciones mineras.
FACTORES Y PARÁMETROS DEL SISTEMA Q El valor numérico del índice Q se calcula mediante la siguiente fórmula: Q = (RQD/Jn) x (Jr/Ja) x (Jw/SRF) …………….… EC.
Donde:
RQD = es el índice de calidad de la roca de Deere Jn = Parámetro que representa el número de familias de diaclasas (joint set number) Jr = Parámetro que representa la rugosidad de las diaclasas Ja = Parámetro que representa el grado de alteración de las diaclasas Jw = Parámetro de reducción que representa la influencia del agua en las diaclasas SRF = Parámetro que representa el factor de reducción por esfuerzos.
Agrupando los 6 parámetros en tres factores:
RQD/Jn: Tamaño de los bloques Jr/Ja : Resistencia al cizallamiento entre bloques Jw/SRF : Esfuerzos activos
GSI(HOEK - BROWN)
GSIÍndice Geológico de Resistencia, es el factor que describe las características geomecánicas del macizo combinando su grado de fracturamiento con la condición de su superficie incluida su resistencia a la compresión de los bloques del macizo.
IMPORTANCIA
Proporciona un sistema práctico para estimar la variación de la resistencia que presentaría un macizo rocoso con diferentes condiciones geológicas.La resistencia de un macizo rocoso fracturado depende de las propiedades de los trozos ó bloques de rocas intacta y también de la libertad de estos para girar ó deslizarse bajo distintas condiciones de esfuerzo.
CONTEO DE FRACTURAS
PRUEBAS DE RESISTENCIA DE LA ROCA
MAPEO GEOMECANICOCALCULO DEL
GSI
INTRODUCCION MAPEO GEOMECANICO
Se debe :
a)- Conocer la roca, determinando los parámetros de estructuras (grado de
fracturamiento/ml) y parámetro de condiciones (discontinuidades y
resistencia).
b).- Conocer los factores influyentes (agua, esfuerzos, orientación de
discontinuidades, tamaño de aberturas, labores cercanas, voladura, uso
de labores y otros).
c).- Aplicación del G.S.I modificado (Índice de resistencia geológica), RMR,
Bienawski 1989, Dentro de la Tabla Geomecánicas .
PROCEDIMIENTO PARA EL MAPEO GEOMECANICO
1. Lavado de la superficie de la roca con agua a presión para identificar fracturas
principales
2. Realizar la prueba de resistencia de la roca con el uso de la picota o barretilla
(ver tabla Geomecánica).
3. Con el uso del flexómetro realizar el conteo del numero de fracturas por metro
lineal.(ver tabla geomecánica).
4. En la cartilla Geomecánica interceptar el numero de fracturas contadas
(Estructura) Vs la resistencia de la roca hallada (condición de la roca).
5. El color del cuadro interceptado da origen al tipo de roca y al GSI, además al
tipo de sostenimiento.
PROCEDIMIENTO PARA EL MAPEO GEOMECANICO
1. Lavado de la superficie de la roca con agua a presión para identificar fracturas
principales
2. Realizar la prueba de resistencia de la roca con el uso de la picota o barretilla
(ver tabla Geomecánica).
3. Con el uso del flexómetro realizar el conteo del numero de fracturas por metro
lineal.(ver tabla geomecánica).
4. En la cartilla Geomecánica interceptar el numero de fracturas contadas
(Estructura) Vs la resistencia de la roca hallada (condición de la roca).
5. El color del cuadro interceptado da origen al tipo de roca y al GSI, además al
tipo de sostenimiento.
¿QUE ES MAPEO GEOMECÁNICO?
RECOPILACION DE DATOS GEOMECÁNICOS
Ancho de Labor: 4.00 metrosAltura de labor: 4.00 metros
Sin sostenimiento, perno ocasional
Perno sistemárico: 1.50 x 1.50 metros.
Malla + perno sist. 1.50 x 1.50 metros
Shotcrete 2" C/F + perno sist. @ 1.50
Shotcrete 4" S/F + malla/perno sist. @ 1.50Shotcrete 4" S/F + malla/perno + Fe corrugadoCuadros de madera de 15' @ a 5 pies
Cuadros de madera de 15' @ a 3 pies
Cimbras H6" dos cuerpos @ a 1.00 metros.
ESTRUCTURA
MODERADAMENTE FRACTURADAMUY BIEN TRABADA, NO DISRUTBADABLOQUES CÚBICOS FORMADOSPOR TRES SISTEMAS DE DISCONTINUIDADES ORTOGONALES,(RQD = 50 A 75)(6 A 12 FRACTURAS/METRO LINEAL)
MUY FRACTURADAMODERADAMENTE TRABADA,PARCIALMENTE DISTURBADA,BLOQUES ANGULOSOS FORMADOSPOR CUATRO O MÁS SISTEMAS DEDISCONTINUIDADES (RQD = 25 A 50)(12 A 20 FRACTURAS /METRO LINEAL)
INTENSAMENTE FRACTURADACON PLEGAMIENTOS Y FALLAMIENTOS,CON MUCHAS DISCONTINUIDADESINTERCEPTADAS FORMANDOTROZOS ANGULOSOS E IRREGULARES(RQD = 0 A 25)(MAS DE 20 FRACTURAS/METRO LINEAL)
TRITURADA Y BRECHADA
FRACTURADA, MEZCLA DE PARTÍCULASFINAS Y FRAGMNETOS DISGREGABLES,MATRIZ PLASTIFICADA DE ESTRUCTURAFLUIDAL, PANIZOS Y ÓXIDOS EN FALLAS.(SIN RQD)
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MASA ROCOSA EXTREMADAMENTE
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EJEMPLO: Veta el Travieso:
Datos: Para la matriz rocosa Marga Silificada Regular III-B.
GSI: 66Mi: 7D: 0.5Gci (Mpa): 115 MPa
RELLENAR LOS DATOS
MÉTODO GRAFICO DE ESTABILIDAD
PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE
TAJEOS
El primer Grafico de Estabilidad Empírico fue presentado por el Dr. Ken Mathews 1980. Este sistema de estabilidad esta basado en la experiencia practica en minería combinado con observaciones y principios básicos del comportamiento mecánico de las rocas.
Grafico de estabilidad original de Mathews 1981
En 1988 este método empírico fue un poco modificado por Yves Potvin.
Gráfico de estabilidad modificado por Potvin 1988
Los gráficos de estabilidad combinan una comparación ploteada entre “Estado de la Roca” en las paredes o techos y un “Factor de Dimensión”. Los puntos de cruce son ploteados y, si se localizan por encima de las curvas, indica la pared o el techo es estable.
Si el punto cae debajo de la curva, la pared tendrá débil estabilidad y requerirá sostenimiento con cable bolt y/o cambios en el tamaño y forma para una configuración mas estable
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
hacia la superficie siendo evaluada
CÁLCULO DEL FACTOR DE ESFUERZO DE LA ROCA (A)
CÁLCULO DEL FACTOR DE AJUSTE POR ORIENTACION DELAS JUNTAS (B)
CÁLCULO DEL FACTOR DE DESLIZAMIENTO O GRAVEDAD (C)
EJEMPLOMétodo Gráfico – Mina Huaron
(Veta Travieso)
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Las labores sobre estéril (By-Pass) se emplazan en un tipo de roca
marga RMR= 48 Regular III, conformada por 3 sistemas de discontinuidades, resistencia comprendida entre 100 a 120Mpa, el sostenimiento a emplear en este desarrollo es de instalación de pernos helicoidales 7’ y malla electrosoldada.
Las vetas de extracción se encuentran emplazadas en una roca de marga de clasificación RMR=45 Regular III-B, con una resistencia de 80-90 Mpa el sostenimiento a recomendar es de instalación de pernos helicoidales 7’ y malla electrosoldada.
El sostenimiento de las labores a emplear en las labores temporales es de shotcrete 2’’ especial (25Kg/m3 Fibra), e instalación de pernos pyton 7’ espaciados a 1.5m.
El dimensionamiento de las labores de preparación galerías y subniveles serian con secciones de 3.5x3.8, paneles de explotación con 20m de longitud, alturas de banco de 10m.Con factores de seguridad de 1.5
Gracias…
![Fernando Aguilar Gastelumcmi.imta.mx/paginas/publicaciones/98.pdf · Importancia de los Efectos Geomecánicos[6] Desacoplado: sin efectos de la geomecánica Acoplamiento 1: porosidad](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/60777736d05c5c0cfe4e671e/fernando-aguilar-importancia-de-los-efectos-geomecnicos6-desacoplado-sin-efectos.jpg)
