CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL
DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO
Preparado por:E-Mining Technology S.A.
ANTOFAGASTA 1 & 2 OCTUBRE 2009
PARTE II
GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
OBJETIVOS Y ALCANCES
Analizar el rol de la geotecnia en la minería subterránea y rajo abierto,
introduciendo el concepto de Proceso Geotécnico mediante la integración de
elementos geotécnicos básicos, revisión de etapas de análisis y la identificación de
aspectos relevantes en la interacción de la geotecnia con otros procesos
productivos de la minería.
Al final del curso los participantes lograrán familiarizarse con conceptos
geotécnicos que les permitan dimensionar la importancia de la interacción de la
geotécnica con otros procesos mineros y su impacto en el negocio minero. Se
revisará además, oportunidades de mejora en los proyectos de explotación y
herramientas para mantener de la continuidad operacional.
CURSO DE GEOTECNIA APLICADA ALDISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO
CONTENIDO Y PROGRAMA
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA
• Conversión de recurso en reserva• Definición de métodos de explotación subterránea• Bases geotécnicas para diseño
Coffee Break
CONCEPTOS GENERALES
• Mecanismos de inestabilidad• Rol de las condiciones tensionales • Análisis de estabilidad • Herramientas de análisis
Almuerzo
DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA MAÑANA
GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO Y PLANIFICACIÓN SUBTERRÁNEA
• Diseño minero• Estimación de dilución.• Definición de estrategias de explotación• Secuencia de tronadura. •. Monitoreo Geotécnico
Coffee Break
GEOTECNIA DE RUTINA
• Estimación de fortificación para labores mineras• Seguimiento y geotecnia de rutina
DISCUSIÓN FINAL
CONTENIDO Y PROGRAMA (continuación)
DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA TARDE
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
BASES DE DISEÑO
PARAMETROS DE DISEÑO
APOYO A OTROS PROCESOS
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA
DOCUMENTO BANCABLEPROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO
DEFINE UNA PROMESA
PRODUCTIVA
YACIMIENTOMINERAL
PLANES DEPRODUCCIÓN
PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN
SEGUIMIENTO Y CONTROL
OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO
CONTINUIDAD OPERACIONAL
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
RECURSOS RESERVAS
INFERIDOS
INDICADOS
MEDIDAS
PROBABLE
PROBADAS
CONFIABILIDAD DE SUSTENTO GEOLOGICO-
METALURGICO
APLICACIÓN DE FACTORES TÉCNICOS, ECONÓMICOS, FINANCIEROS, LEGALES
A LOS PROCEOS EXTRACTIVOS Y COMERCIALIZACIÓN
CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA
ESQUEMA IIMCH
MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS
APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE
RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT
ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.
CUBICACIÓN DE RECURSOS MINEABLES: TONELAJE Y LEY MEDIA DE CUT X VETA
RESERVAS MINERAS: TONELAJ E Y LEY MEDIA
CUT X VETA
RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES
PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA
DETERMINAR LOS RECURSOS
DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE
ALTURA.
CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES.
LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%
MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS
APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE
RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT
ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.
CUBICACIÓN DE RECURSOS MINEABLES: TONELAJE Y LEY MEDIA DE CUT X VETA
RESERVAS MINERAS: TONELAJ E Y LEY MEDIA
CUT X VETA
RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES
PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA
DETERMINAR LOS RECURSOS
DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE
ALTURA.
CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES.
LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%
PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA
PARÁMETROS DE DISEÑO
FACTIBILIDAD ECONOMICA
GEOMETRIA DEL YACIMIENTO
CONDICIÓN GEOTÉCNICA
COSTOS DE OPERACION
Referencia: NICHOLAS (1981)
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS
FACTIBILIDAD TECNICA(LISTADO DE METODOS FACTIBLES)
Métodos de Explotación Subterráneos
SoportadoPor Pilares
Artificialmente Soportado con Relleno
Sin soporte o Hundimiento
Room and PilarSublevel and
Longhole stoping
Bench and Fillstoping
Cut and Fill Stoping
Shrinkage Stoping
VCRStoping
LonwallMining
SublevelCaving
BlockCaving
Desplazamiento de la roca de caja
Energía de deformación almacenada en las proximidades de una excavación
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS
BASES GEOTÉCNICAS PARA DISEÑO
ModeloHidro
CRITERIOS DE DISEÑO
MODELO GEOTECNICO ACTUALIZADO &
UNIDADES GEOTECNICASPropiedades Mecánicas y Elásticas de la roca, Macizo Rocoso y Discont.
Modelo Calidad Macizo
Rocoso y Suelos
ModeloEstructural
Modelo Geológico
ESTÁNDARES
Litología Alteración Mineralización Ambiente Geol.
Min.
Fallas Mayores Fallas Interm. Disc. menores Dominios Estruc.
Roca Int. (Lab)Par. Índices Cl.
RMRRQDGSI
Macizo Rocoso (Ens. In Situ)Mec. de Fall.Disc. gran Esc. Disc. Esc. Lab.
Hidrológico ( Superficie)
Mod. Hidrogeológico (UG)
Mod.Hidraúlico Canalización Drenaje
Parámetros Índices (RQD, FF, etc.)
Clas. Geot, (GSI, RMR, Índice Q, etc.)
Clasificación de Suelos.
PARAMETROS DE DISEÑO
Establecimientos de Normas y Estándares para: Mapeo Geotécnico Sondajes Mapeo Geotécnico Banco Mapeo Suelo
Toma y descripción Muestras Ensayo Propiedades Resistentes e Índices Ensayo Propiedades Suelos
Ensayos Propiedades Hidráulicas Roca y Suelo Perforación Sondajes Geotécnicos Perforación pozos y drenes hidrogeológicos
Informes Procedimientos Análisis Geot.
Modelode
Esfuerzos
Gravitacional InducidoTectónico
Estándares de la Industria Aspectos Legales Políticas medioambientales Políticas de la Empresa
Análisis geotécnico mediante, modelos empíricos, modelamiento numérico y análisis probabilístico. Incorpora información de monitoreo taludes y NF para calibración. Entrega Parámetros de Diseño para rajo, UG, botaderos e infraestructura.(ai, Hi, Ar, Hb, Ab, acb, FS, Pf) y consideraciones de Drenaje, Monitoreo, Descargas, etc.
Bases Geotécnicas para la construcción para el diseño; deben ser incorporadas en el Plan Minero. Incluye Parámetros Geotécnicos, Recomendaciones y Planes de Contingencia. Determina tipo y periodicidad de monitoreo de infraestructura clave (chimeneas principales, accesos, mineroducto, túneles) para Continuidad Operacional
Análisis de Diseño Geotécnico, que determina los Parámetros de Diseño para la confección de Bases Geotécnicas, tanto para caserones, rampas, botaderos, túneles o cualquier infraestructura que requiera soporte geotécnico. Define las consideraciones de drenaje, monitoreo de taludes, descargas, etc.
Fase en la cual se definen los criterios bajo los cuales se realizarán los análisis geotécnicos. Esta etapa debe ser concensuada con el dueño, dado las definiciones a realizar.
Modelo Geotécnico, el cual corresponde a la integración de modelos geológico, estructural, hidrogeológico, de calidad de rocas y de propiedades. Este modelo determina la base sobre la cual se realizaran los análisis geotécnicos.
Información geológica, hidrogeológica, geotécnica y de propiedades resistente, que junto con la topografía de superficie, y subterránea determina la base de sustentación de modelos particulares, los que finalmente integrados, configuran un modelo geotécnico
.Normas y Estándares que definen la formar de captura de información básica para los distintos modelos.E-1
E-2
E-3
E-4
E-5
Definidos los parámetros de diseño, se establecerán las condiciones y/o restricciones para la materialización del diseño, tales como necesidades
de monitoreo, Drenaje, hitos de control, etc
Su configuración debe ser la de un modelo predictivo
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA BASES GEOTÉCNCASDE DISEÑO
• METODOS EMPÍRICOS QUE CUANTIFICAN LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO –ORIGINALMENTE- PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FORTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO EN TÚNELES.
• CLASIFICA EL MACIZO ROCOSO EN GRUPOS SOBRE LA BASE DE SIMILAR COMPORTAMIENTO
• PROVEE LA BASE PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y MECÁNICO DE CADA GRUPO
•MÉTODOS CONOCIDOS: RMR (BIENIAWSKI, LAUBSCHER9, Q (BARTON), GSI (HOEK), RMI (PALMSTRÖM)
PROPIEDADES DE ROCA INTACTA
GRADO DE FRACTURAMIENTO
CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MACIZO ROCOSO Y MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN
MACIZO ROCOSO MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZO ROCOSO
DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS
Este potencial mecanismo esta controlado por la presencia de fallas intermedias, que en conjunto definen bloques o cuñas sensibles a desprenderse cuando se les genera cara libre.
DERRUMBE PROGRESIVO
Este mecanismo se gatilla por el alto grado de fracturamiento y cuando se sobrepasa el radio hidráulico máximo de una cavidad (Área/Perímetro).
CONDICIONES TENSIÓN –DEFORMACIÓN
Considera deformaciones del macizo rocoso generadas por concentraciones de esfuerzos
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MECANISMOS DE INESTABILIDAD
MECANISMOS DE INESTABILIDAD CONTROLADOS
ESTRUCTURALMENTE
•DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS
•DERRUMBE PROGRESIVO
STOPE
TUNNEL
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MECANISMOS DE INESTABILIDAD – EFECTO DE ESCALA
Un cuerpo sometido a un sistema de fuerzas en equilibrio estático (con velocidad nula) está sometido a tres condiciones de equilibrio :
•Equilibrio externo •Equilibrio interno •Equilibrio entre fuerzas internas y externas
En la mecánica de rocas (sólidos) la intensidad de las fuerzas internas actuando sobre diversas porciones de una sección transversal es de suma importancia.La resistencia a la deformación y a las fuerzas depende de dichas intensidades a las cuales se les denomina esfuerzos.
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESFUERZOS
ESFUERZO = FUERZA / ÁREA
F = m * a
1N = kg m/s2
1Pa = N/m2
106Pa = 1MPa = 145 psi
Esfuerzos Naturales = Antes de la excavación
Esfuerzos Inducidos = Después de la excavación
Esfuerzos Naturales: Gravitacionales, Tectónicos, Residuales, Termales
F = 30.000 lb
MUESTRA DE 2 PULGADAS DE DÍAMETRO
= 66 MPa
F = 100.000 lb
MUESTRA DE 4 PULGADAS DE DÍAMETRO = 55 MPa
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESFUERZOS
VVH k 33.0
CONTEXTO TECTÓNICO REGIONAL
ESTRUCTURAS TECTÓNICAS
CAMPOS DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES
ESTIMACIONES EMPÍRICAS
MEDICIONES DE ESFUERZO
mMPahV /027.0
V: esfuerzo verticalH: esfuerzo horizontalh : altura de sobrecarga :densidad de macizo rocosoK: razón H/ V
CONDICIÓN DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA CAMPO DE ESFUERZOS
ESFUERZOS INDUCIDOS ENTORNO A UNA EXCAVACIÓN
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DSITRIBUCIÓN DE ESFUERZOS
CONDICIÓN COMPRESIVA
CONDICIÓN TENSIONAL
INFLUENCIA DE CONDICIONES “TENSIONALES” EN MACIZOS ROCOSOS FRATURADOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
ESFUERZOS PRINCIPALES Y ENVOLVENTE DE RESISTENCIA
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
REDUCCIÓN DE ESFUERZOS Y CONDICIONES TENSIONALES
“STRESS PATH” Y CONFIMAMIENTO
El comportamiento del macizo rocoso es fuertemente controlado por el confinamiento. En un macizo rocoso fracturado, la pared de un caserón o el techo de una labor podría colapsar o deteriorarse si el confinamiento es removido o disminuido.
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
CAIDA O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS POR CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN
ESFUERZOS BAJOS POR CERCANÍA A SUPERFICIE
CONDICIÓN TENSIONAL POR DEFLEXIÓN DE TECHO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
ZONAS DE CONCENTACIÓN DEESFUERZO Y CONDICIONES TENSIONALES EN UN CASERÓN
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
MODELO GEOTÉCNICO
EXCAVACIÓN
(PROYECTO MINERO)
MECANISMO DE INESTABILIDAD
DEFINICIÓN DE TIPO DE ANÁLISIS
SELECCIÓN DE HERRAMIENTA
MODELO CONCEPTUAL DE COMPORTAMIENTO
ANÁLISIS RESULTADOS VALIDACIÓN RECOMENDACIÓN
DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
GEOMETRÍAS ADMISIBLES
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN
REQUERIMIENTOS DE MONITOREO
ESTIMACIONES DE DILUCIÓN
OTROS
DERRUMBE PROGRESIVO
MECANISMO DE INESTABILIDAD
COLAPSO O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS
DEFORMACIONES POR ESFUERZOS INDUCIDOS
ANÁLISIS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD- “MRMR” DE LAUBSCHER- “N” DE MATHEW
HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
- ANÁLISIS ESTRUCTURAL- TECNICAS DE EQUILIBRIO LÍMITE
MODELOS- NUMÉRICOS - ANALÍTICOS- EMPÍRICOS
DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
GEOMETRÍAS ADMISIBLES
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN
REQUERIMIENTOS DE MONITOREO
ESTIMACIONES DE DILUCIÓN
OTROS
HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD
IZADORASDESESTABILFUERZAS
SRESISTENTEFUERZASF s ...
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
Un método empírico ampliamente usado en la industria minera para evaluar la estabilidad de crown pillars o losas, es el método “Scaled Crown Pillar Span” (Carter, 1992,2000), el cual se desarrolló a partir de una serie de casos que permitieron elaborar una base de datos de las condiciones geométricas, parámetros de macizo rocoso y estabilidad de un Crown Pillar.
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
“Scaled Crown Pillar Span” (Carter, 1992,2000)
31
13.521
1.4 2 2.3 3 5 5.3
6.1
1.7
0.9
12.5
El Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y más tarde modificado por Potvin (1989) es una técnica ampliamente usada en el proceso de diseño de caserones o cámaras para definir las dimensiones de unidades de explotación en cuerpos tabulares.La versión más reciente del método, actualizado por C. Mawdesley y R. Trueman (2000), está basada en el análisis de más de 400 casos históricos recopilados de minas subterráneas Canadienses y Australianas, y permite estimar la probabilidad de falla para un determinadodiseño de caserón.
El método consiste en la determinación del “stability number (N)”, parámetro que depende de la calidad del macizo rocoso, coniciones estructurales y esfuerzos presentes. El parámetro Nes comparado con las dimensiones de la excavación (radio hidráulico) para evalaur la condición de estabilidad.
N = Q’ x A x B x C Donde:Q’: Rock Tunnelling Quality Index de Barton (1974) con SRF=1A: Factor de condición de esfuerzosB: Factor de orientación de estructurasC: Factor de componente gravitacional
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Método Gráfico de Estabilidad de Mathews
GRAFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER (1990)
ES-CAT-30
ES-ARN-1
ES-C-235ES-CAL-16
ES-VS
ES-SC
MI-C2
I PANEL
II PANELIII PANEL
ES-CAL
ES-CAV-AR
ES-VN-INF
PLACA SANTOS
PU-ABUN
ES-CAT-11
ES-AR-28
MI-C1ESTALE
MI-C1CAVING
I PANELSIN HUMTO
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0
RADIO HIDRAULICO = AREA EXCAVACION / PERIMETRO EXCAVACION
MR
MR
(Min
ing
Roc
k M
ass
Rat
ing)
El método gráfico de estabilidad de Laubscher (1990, 2000), relaciona la calidad del macizo expresada a través del parámetro MRMR (Mining Rock Mass Rating) y el radio hidráulico (RH) de una excavación. El parámetro MRMR se obtiene ajustando el parámetro RMR según las condiciones de esfuerzo, calidad de tronadura, orientación de discontinuidades y meteorización presentes en el sector.
MRMR = RMR x FE x FO x FT x FM Donde:RMR’: Rock Mass RatngFE: Factor de ajuste por esfuerzosFO: Factor de orientación de estructurasFT : Factor de ajuste por tronadura FM :Factor de ajuste por meteorización
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Método Gráfico de Estabilidad de Laubscher
RH (m) = Área (m2)
Perímetro (m)Flujo
r 13 m
A 531 m2
P 82 m
RH 6.5 m
A A
w 23.0 m
A 531 m2
P 92 m
RH 5.8 m
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
Concepto de radio hidráulico (RH)
RADIO HIDRÁULICO EN UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
L W
L
2 L
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
Concepto de radio hidráulico (RH)
EXCAVACIÓN EXCAVACIÓN
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
0.56
FOS=1.2
2.3 2.75
FOS=1.3
La gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis (1997) es una herramienta eficiente para la estimación de la resistencia de pilares en roca competente. La gráfica está construida por una extensa bases de datos de pilares en “hard rock” (178 casos). La gráfica considera como con datos de entrada: la relación ancho (W) / alto (H) del pilar a evaluar, alcarga el en pillar (Pillar Stress) y laresistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta representativa del pilar (σc)
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
CONCEPTO
x
y
a b
c
d
x
y
a b
c
d
Calcular área bajo la curva en el rango a - b
DISCRETIZACIÓN
DESCRIPCIÓN GENERAL
FORMULACIÓN TEORICA
• ECUACIONES DE EQUILIBRIO
• ECUACIONES DE CONTIUIDAD
• FORMULISMOS DE LEYES CONSTITUTIVAS (LINEALES Y NO LINEALES)
• “CONDICIONES DE BORDE”(CAMPO DE ESFUERZOS)
FUNDAMENTOS BÁSICOS
• DEFINICIÓN DE VOLUMEN DE MODELO
• DISCRETIZACIÓN
• ELEMENTOS Y NODOS
• SISTEMAS DE ECUACIONES
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS
FEM / FDM(FLAC, PHASES, OTROS)
DEM/DDM(UDEC, 3DEC, FPC(*), ELFEN (*),
OTROS)
BEM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
DDM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
MODELOS CONTINUOS
MODELOS DISCONTINUOS
MÉ
TO
DO
S D
E
DO
MIN
IOM
ÉT
OD
OS
DE
C
ON
TO
RN
O
(*) MÉTODOS HIBRIDOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
MODELOS CONTINUOS – MODELOS DISCONTINUOS
MODELO CONTINUO MODELO DISCONTINUO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
Definición del problema (Modelo Conceptual)
• Condiciones
•Materiales
•Mecanismos de inestabilidad
•Respuestas esperadas
Selección del tipo de Modelamiento:
• En 2D o 3D
•Elástico-Inelástico
•Continuo o discontinuo
•Leyes constitutivas
Construcción del Modelo:
•Elementos geométricos
•Geometrías representativas
Clasificación de Macizo Rocoso
Macizo Rocoso
Estimación de propiedades de los materiales
Calibración :
•Respuestas del modelo
•Parámetros relevantes para evaluar estabilidad
• Criterios de aceptabilidad
Roca intacta
Elem. de Calibración (Terreno)
Ajustes
Simulación (Proyecto)
Análisis de resultados
Conclusiones y recomendaciones
Evaluación NO
SI
PROCESO DE MODELAMIENTO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
BASES DE DISEÑO
PARAMETROS DE DISEÑO
APOYO A OTROS PROCESOS
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA
DOCUMENTO BANCABLEPROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO
DEFINE UNA PROMESA
PRODUCTIVA
YACIMIENTOMINERAL
PLANES DEPRODUCCIÓN
PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN
SEGUIMIENTO Y CONTROL
OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO
CONTINUIDAD OPERACIONAL
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
OBJETIVO
PROYECTAR LA INFRAESTRUCTURA Y DEFINIR LAS BASES NECESARIAS
PARA GENERAR LAS CONDICIONES OPERATIVAS, AMBIENTALES Y DE
SEGURIDAD REQUERIDAS PARA “ASEGURAR EL DESARROLLO DE LA
ESTRATEGIA DEL NEGOCIO MINERO”.
PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO
ESTABILIDAD: FACTOR DE SEGURIDAD, CRITERIO DE ACEPTABILIDAD, PROBABILIDAD DE FALLA
SEGURIDAD: FORTIFICACIÓN, CONDICIÓN DE LABORES, PRACTICAS OPERATIVAS, CONTROL DE CAÍDA DE ROCAS.
ECONOMICO: VALOR PRESENTE, FLUJO DE CAJA
OPERATIVO: EQUIPOS, ACCESOS, DIMENSIONES, PLANES DE CONTINGENCIA
PROCESO DE DISEÑO
SEGURIDAD V/S ESTABILIDAD
CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2
PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO
CRITERIO OPERACIONAL
EL CRITERIO OPERACIONAL DEBE VELAR POR:
- FACTIBILIDAD TÉCNICA DE DISEÑOS Y RECOMEDACIONES
- CONTINUIDAD OPERACIONAL
- MÍNIMAS INTERFERANCIAS CON LAS ACTIVIDADES PRODUCTIVAS
NO CREO QUE AUI
PASE ALGO !!
PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO
ETAPAS PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO
ETAPA DE DISEÑO ESCALA NIVEL DE INFORMACIÓN
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA
CONCEPTUAL
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA
BÁSICA
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA DE
DETALLE
MINA
SECTOR
UNIDAD DE EXPLOTACIÓN
BASES DE DATOS MODELO GEOTECNICO
CONCEPTUAL
NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS)
MODELOS INTEGRADOS
NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS
DURANTE PREPARACIÓN) MODELOS LOCALES
CRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL
IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)
DEFINICIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Y BASES DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL
INGENIERÍA BÁSICA
ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
VALIDACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
INGENIERÍA DE DETALLE
EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN
DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
ING
EN
IER
ÍA D
E P
ER
FIL
Contaminación de mineral con material estéril durante los procesos de explotación.
-Dilución primaria: es aquella dilución inherente al método de explotación usado; puede considerarse una dilución planificada.
-Dilución secundaria: es aquella dilución que involucra material fuera de las dimensiones de la unidad de explotación; dilución no planificada. Esta dilución esta definida principalmente por las condiciones geotécnicas del macizo rocoso y su control se realiza asumiendo buenas prácticas operacionales (perforación y tronadura).
% Dilución = Unidades de dilución x 100 Unidades de mineral
CONCEPTO DE DILUCIÓN
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DILUCIÓN
CALIDAD DE MACIZO ROCOSO- ROCA INTACTA- GRADO DE FRACTURAMIENTO- CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES
CARACTERÍATICAS DE LA EXCAVACIÓN- DIMENSIONES- FORMA- INCLINACÓN
CONDICIONES DE ESFUERZO- ESFUERZOS INSITU- ESFUERZOS INDUCIDOS- ALTAS CONCENTRACIONES- CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN
TRONADURA- DISEÑO DE TRONADURA- PERFORACIÓN- TRONADURA CONTROLADA
CORTES DE LABORES Y/O GEOMETRÍAS DESFAVORABLES- “UNDERCUT” Y “OVERCUT” EN PAREDES- LABORES DEL ENTORNO AL CASERÓN
TIEMPO DE EXPOSICIÓN- TAMAÑO DE CASERÓN- RAZÓN DE EXTRACIÓN
OTROS FACTORES- CRITERIOS DE DISEÑO DE CASERONES- ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS- CONDICIONES DE AGUA- OTROS
ESTABILIDAD DE CASERONES ABIERTOS
Y DILUCIÓN
1
2
3
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE CASERONES Y DILUCIÓN
1
2
3
FACTORES ESTIMADOS POR MÉTODS EMPÍRICOS EN ETAPAS INICIALES DE DISEÑO
FACTORES ESTIMADOS Y/O MODELADOS POR ESTUDIOS ESPECÍFICOS Y DISEÑO MINERO
FACTORES EVALUADOS COMO CONDICIONES PARTICULARES Y/O LOCALES DEL CADA PROYECTO DE EXPLOTACIÓN
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DILUCIÓN
SECUENCIA DE TRONADURA
DEFINICIÓN DE EVENTOS SUCESIVOS DE TRONADURA Y EXPLOTACIÓN ORIENTADOS A MANTENER CONDICIONES DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD, Y SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO:
- MÁXIMA RECUPERACIÓN- MÍNIMA DILUCIÓN- MÍNIMO DAÑO EN MACIZO ROCOSO- MÍNIMO IMPACTO EN INFRAESTRUCTURA DE ENTORNO- CONTINUIDAD OPERACIONES
LA SECUENCIA DE TRONADURA DEBE :
- DEFINIR GEOMETRÍA DE ETAPAS DE EXPLOTACIÓN.- ESTABLECER ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN Y/O TRONADURA- IDENTIFICAR RIESGOS Y ALERTAS ASOCIADOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA SECUENCIA DE TRONADURA
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
• EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN
• DEFINICIÓN DE SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN
• DIRECCIONES DE AVANCE DE EXPLOTACIÓN
• RITMO DE PRODUCCIÓN
• DISEÑO, SECUENCIA Y TAMAÑO TRONADURA
• EVALUACIÓN DE RECUPERACIÓN DE RESERVAS
• DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE APOYO A LA PLANIFICACIÓN
• OTROS
LA DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN TIENEN UNA IMPORTANTE
COMPONENTE GEOTÉCNICA, EN PARTICULAR EN LO REFERENTE A:
CONCEPTO DE EXPLOTACIÓN
•Área de explotación sobrepasa ampliamente las máximas dimensiones estables admisibles, las etapas finales deberán considerar una explotación con hundimiento.
•La estrategia general de explotación concibe una recuperación parcial mediante cavidades iniciales estables y, una recuperación final mediante eventos de tronadura masiva que aceptan el derrumbe progresivo en una extracción con hundimiento.
•Para esto se hace necesaria la preparación de múltiples estocadas de extracción para aumentar el n° de puntos de extracción .
PUNTOS DE EXTRACCIÓN
N 57250
N 57300
N 57350
E 73200
E 73250
E 73300
E 73350
CONTORNO ESPERADO DE CAVING
MATERIAL DE CAVING
A
A´
PERFIL REPRESENTATIVO A-A´
MINERAL TRONADO
- SW - - NE -
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO
NV 1
NV 2
NV 3
Se definieron tres alternativas de explotación (Alternativas 1, 2 y 3).
Todas la alternativas se basan en un explotación inicial con cavidades estables a escala global (es decir pueden permitir sobrexcavación manteniéndose estables), y luego una explotación con hundimiento.
Alternativa 1: consiste en la ampliación de los caserones Cas-01 y Cas-05, y una tronadura masiva desde el centro (cas-03)
Alternativa 2: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 3 y se ubican en el área del caserón Cas-03.
Alternativa 3: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 2 y se ubican en el área del caserón Cas-03.
ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN
NIVEL 265 CENTRAL B
Chim.265-225
N
CONTORNOS DE EXPLOTACIÓN NIVEL 265
ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2
ALTERNATIVA 3
CAS 05
CAS 01
CAS 05
CAS 01
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO
CAS 03
Estrategia
• Etapa 1: Tronadura hacia cavidades existentes (pared NE de Cas-01 y pared SW de Cas05)
• Etapa 2: Apertura de UC central, y extracción parcial.
• Etapa 3: Apertura de UC induciendo caving (no considera tronadura masiva desde nivel 2. Las paredes quedan muy sensibles para desarrollar una perforación y tronadura desde en sector central, esto considerando que sería necesario abril espacios en el centro para una tronadura masiva)
• Etapa 4: Recuperación de Stot de Cas-04 en retroceso.
Alertas
• Generación de zonas sensibles a derrumbe en E1. Las dimensiones de cavidades existentes ya presentan problemas de sobrexcavación importante.
• Dilución temprana.
• Granulometría gruesa.
Ventajas
• No requiere fortificación.
• Recuperación de mineral en el corto plazo.
• Uso de infraestructura existente.
ALTERNATIVA 1
V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN
E-01
E-01
E-02E-02 E-04
E-03
DERRUMBE E-01 DERRUMBE
E-01
CONTORNO CAVING MAYOR
CAS-06 CAS-10
- SW - - NE -
PERFIL TRANSVERSAL
CAS-01CAS-05
NV 1
NV 2
NV 3
Estrategia
• Etapa 1: Explotar Cas 3 entre niveles 1 y 3, manteniendo pilar central estable (dos cavidades iniciales estables en sector de Cas-03).
• Etapa 2: Explotar UC Cas-02 y realizar extracción parcial.
• Etapa 3: Tronadura masiva junto a pilar central.
• Etapa 4: Extracción de UC Cas-04 en retroceso.
Alertas
• Etapa 1 paredes sensibles a sobreexcavación.
• Mantener pilar Central y pilar hacia acceso 2.
• Fortificación acceso (GPX) hacia cavidades 3 y cavidad 1.
• Tronadura masiva desde NV 265.
• Requiere un estricto control de las etapas de perforación y tronadura
Ventajas
• Mayor control de la dilución.
• Recuperación temprana de mineral de mejores leyes.
• Diferenciación granulométrica entre mineral tronado y material de caving.
ALTERNATIVA 2
V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN
E-01
E-02
E-03
E-04
CONTORNO CAVING MAYOR
CAS-10CAS-06
- SW - - NE -
PERFIL TRANSVERSAL
CAS-01 CAS-05
NV 1
NV 2
NV 3
VI. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVASRiesgos y alertas geotécnicas
Condición Geotécnica
Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3
Estabilidad de paredes
Ampliación de cavidades que ya sobrepasaron dimensiones máximas admisibles. Se espera reactivación de derrumbes.
Paredes estables con RH menores a 10 m y probabilidades de falla menores a 5 %
Paredes estables con RH menores a 8 m y probabilidades de falla cercanas a cero.
Estabilidad de Techos
Ampliación de cavidades que ya sobrepasaron dimensiones máximas admisibles. Se espera reactivación de derrumbes.
Techos estables con RH menores a 7 m.
Techos estables con RH menores a 7 m. Esta alternativa deberá asegurar la estabilidad de los techos dado que la preparación de una tronadura masiva requerirá el tránsito por nivel 290.
Estabilidad de pilares
No aplica
Pilar Central estable con FS igual a 1.5. Potencial adelgazamiento del pilar por condiciones estructurales podría comprometer estabilidad de pilar y/o acceso a su tronadura.Pilar hacia cavidad Cas-10 con FS 1.15; puede sufrir deterioro y comprometer estabilidad; requiere fortificación con cables.
Pilar Central estable con FS igual a 2.0. Potencial adelgazamiento del pilar por condiciones estructurales no compromete estabilidad de pilar ni acceso a su tronadura.
Condición estructural
Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse.
Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse, principalmente en paredes NW y SE. Se deben complementar estudios estructurales detallados que descarten bloques sensibles en paredes SW y SE que comprometan accesos y transito por nivel 265.
Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse, principalmente en paredes NW y SE.
Monitoreo
Principalmente orientado a techos de cavidades cas-06 y cas-10 para evaluar comportamiento de potenciales derrumbes y estimar dilución.
Principalmente orientado a potencial adelgazamiento de pilar central y a techos de cavidades para evaluar caving y estimación de dilución.
Principalmente orientado a techos de cavidades iniciales estables, para dar seguridad a tránsito por nivel 290.
Implementar un sistema que permita la detección del inicio y avance del un potencial mecanismo de inestabilidad, de tal modo de contar con un oportuno control de las condiciones de estabilidad de la placa.
Garantizar la continuidad operacional y condiciones de seguridad para instalaciones, equipos y personal involucrados en el proyecto de explotación desde un punto de vista de riesgo geomecánico, anticipando eventos.
Calibrar modelos de comportamiento del macizo rocoso, mediante la evaluación de variables relevantes (deformaciones y desplazamientos) y realizar seguimiento a parámetros geotécnicos utilizados en diseño de unidades de explotación.
Evaluación de niveles de dilución.
OBJETIVOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MONITOREO GEOTÉCNICO
DATALOGGERCABLE CONECTOR
CLIP DE REFERENCIA
LECHADA
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
MAGNITUD DE REFLEXIÓN
PR
OF
UN
DID
AD
(A)
(B)
(C)
SEÑAL DE SALIDA
FIGURA 2 ESQUEMA SISTEMA MEDICIÓN DEFORMACIONES CON TECNOLOGÍA TDR
(A). CIZALLE LOCALIZADO; (B) ZONA DE CIZALLE; (C) GRAN ZONA DE CIZALLE
La tecnología TDR (Time Domain Reflectometry) es una forma simple de detectar la respuesta de la masa rocosa tanto en minería a rajo abierto como subterránea. El TDR permite ubicar movimientos de la masa rocosa en profundidad a través de la instalación de un cable coaxial en una perforación lechada con cemento. La continuidad, deformación o daño del cable es medido a través del equipo TDR, el cual genera un pulso eléctrico a lo largo del cable y recibe la señal reflejada. Cada reflejo esta asociado a una anomalía en el cable producida por un cambio en el macizo en profundidad. El cambio producido en el cable puede ser interpretado según el tipo de señal. El sistema puede ser combinado con equipos de recolección automática (Datalogger), los cuales permiten la lectura remota de múltiples cables.
TDR
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO
El sistema BERD tiene por objetivo proveer de una alarma de corte de cable a diferentes profundidades en sectores de riesgo de desprendimiento de terreno.
Este sistema consta de múltiples cables de longitudes variables y pequeño diámetro, a lo largo de un tiro lechado, en caso de corte de cables este es mostrado en un indicador LED la profundidad donde se presenta el desprendimiento de terreno. Ver Figura.
El sistema se puede conectar directamente a la red de 220 V AC o a baterías de 6V A/H, tiene dos sistemas de alerta baliza y sirena que se activan en el momento que ocurre una alarma.
BRED
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO
La celda de carga SISC (Soft Inclusion Stress Cell), consiste en un anillo flexible, provisto de dos topes externos en posición diametralmente opuesta. Estos topes sirven para fijar el anillo a una perforación circular en la roca. Uno de los topes es móvil permitiendo el aumento o disminución de la distancia entre sus extremos, con lo cual se consigue fijar y dar apriete previo al momento de la instalación. Perpendicular al eje definido por los topes (uniendo los puntos opuestos del perímetro del anillo), se tiene fijo un dispositivo de cuerda vibrante, que permite medir la deformación del anillo; y por lo tanto, la deformación de la perforación que lo contenga. Esta deformación se producirá por una variación de esfuerzos sobre la roca investigada. En la Figura se muestra una aplicación típica de SISC en pilares formados por caserones.
SISC
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO
MONITOREO MICROSISMICO
LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Y SOPORTE JUEGAN UN
IMPORTANTE ROL EN EL MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES
DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD EN LAS EXCAVACIONES, TANTO
EN EL CAMPO DE LAS OBRAS CIVILES COMO EN LA MINERÍA.
Los conceptos de fortificación y soporte de excavaciones subterráneas presentan diferencias. Mientras fortificación se refiere a un sistema “activo” generalmente constituido por elementos –pernos, cables u otros- introducidos en el macizo rocoso del entorno de una excavación para aumentar sus propiedades resistentes, soporte se
refiere a un sistema “pasivo”, consistente en elementos instalados en la periferia de una excavación con objeto de sostener la deformación y
fallamiento progresivo del material rocoso del entorno de la excavación.
Para simplificar el diálogo y dada la complejidad del comportamiento de algunos de estos sistemas, en adelante se tratarán indistintamente los
conceptos de fortificación y soporte.
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
ASPECTOS RELEVANTE EN LA DEFINICIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
ESTÁNDARES DE FORTIFICACIÓN Y
ACUÑADURA
CONDICIONES PARTICULARES
- ESTRUCTURALES
- GEOLÓGICAS
DEFINICIÓN DE
SISTEMA DE FORTIFICACIÓN
DEFINICIÓN DE
SISTEMA DE FORTIFICACIÓN
CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
TIPO Y USO DE LABORTIPO Y USO DE LABOR
MECANISMOS DE INESTABILIDAD
MECANISMOS DE INESTABILIDAD
CONDICIONES DE TRONADURA
• LARGO DE DISPARO
• DIAGRAMA DE DISPARO
• EXPLOSIVO
CONDICIONES DE TRONADURA
• LARGO DE DISPARO
• DIAGRAMA DE DISPARO
• EXPLOSIVO
TIEMPO DE EXPOSICIÓNTIEMPO DE EXPOSICIÓN
TRONADURAS CERCANASTRONADURAS CERCANAS
Si bien, las técnicas empíricas entregan una muy buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea.
MÉTODOS EMPÍRICOS PARA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
RMR DE BIENIAWSKI
Q DE BARTON
MRMR DE LAUBSCHER
RMI DE PALMSTRÖM
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
DISCUSIÓN
RMR = 50, Q= 4.3 RMR = 50, Q= 3.0
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
DISCUSIÓN
RMR = 50, Q= 4.3 RMR = 50, Q= 3.0
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
ESTIMACIÓN SRF (STRESS REDUCTION FACTOR) V/S CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
CONDICIONES DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓNSECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN
OBJETIVOS- MANTENER CONDICIONES DE SEGURIDAD EN LAS ACTIVIDADES OPERATIVAS EN TODAS LAS ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN- MINIMIZAR DESVIACIONES DEL PROYECTO- EVITAR PÉRDIDAS OPERACIONALES
Avance Sur-Norte
Formación de Cuñas
Avance en Condición Favorable
Avance en Condición Desfavorable Falla no observada
Predecible formación de cuñas
Fallas observadas
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
CALIDAD DE INSTALACIÓN DE FORTIFICACIÓN
1. Mantener CONTINUIDAD OPERACIONAL & SEGURIDAD: Detectar potenciales inestabilidades y definir una recomendación a la operación
2. Asegurar el CUMPLIMIENTO DE LAS PRÁCTICAS recomendadas durante el desarrollo de un proyecto minero: Soporte y/o Fortificación, Método excavación, secuencia de tronadura, etc.
3. Revisión de datos de MONITOREO DE RUTINA
4. Apoyar a SERVICIOS GEOTÉCNICOS. Tomas de datos geotécnicos, instalación de instrumentos
5. Establecer interacción y apoyo a otros procesos a través de RECOMENDACIONES DE RUTINA
6. Realizar un CONTROL DE CALIDAD
OBJETIVOS
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA REVISIÓN DE CASO
C1
NESW
900
800
700
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN
DISEÑO DE LABORES
MODELO GEOTÉCNICO
MODELO DE FALLAS MAYORES
ALERTAS GEOTÉCNICAS A LA RUTINA
REQUERIMIENTO D EFORTIFICACIÓN MAYOR
REQUERIMIENTO DE MONITOREO
NE
900
800
700
C1
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
SWAVANCE DE LABORES
MAPEOS
PROYECCIÓN DE CONDICIONES
NE
900
800
700
C1
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
SWAVANCE DE LABORES
MAPEOS
PROYECCIÓN DE CONDICIONES
ALIMENTACIÓN A MODELO GEOTÉCNICO DE RUTINA
NUEVAS ALERTAS GEOTÉCNICAS
NE
900
800
700
C1
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
SWAVANCE DE LABORES
SEGUIMIENTO A ALERTAS GEOTÉCNICAS
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE COSNTRUCCIÓN
IMPLEMENTACIÓN DE MONITOREO
NE
900
800
700
C1
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
SWETAPAS DE TRONADURA DE PRODUCCIÓN
EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA
REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD
CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN
CAMPAÑAS DE ACUÑADURA
SANEAMIENTOS
NE
900
800
700
C1
PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA
SWFIN DE ETAPAS DE TRONADURA
EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA
REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD
CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN
CAMPAÑAS DE ACUÑADURA
SANEAMIENTOS
PLAN DE TOMA DE DATOS DE MONITOREO
F I N