CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO
Preparado por: E-Mining Technology S.A.
ANTOFAGASTA 1 & 2 OCTUBRE 2009
PARTE II GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO
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.
CONTENIDO Y PROGRAMA
DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA MAÑANA PARTE III: 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
CONTENIDO Y PROGRAMA (continuación)
DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE OCT UBRE JORNADA DE LA TARDE TARDE 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
PARTE I: INTRODUCCIÓN
ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA PROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO 8
100
7
90 80
6
70
t M , d e e F t n a l P e d i h p l u S
5
60
4
50
3
40
1 0
t k , r e p p o C e n i F
30
2
YACIMIENTO MINERAL
DOCUMENTO BANCABLE
DEFINE UNA PROMESA PRODUCTIVA
20
UG
Rajo Extendido
Slags
10 0
2005 2005 2007 2007 2009 2011 2011 2013 2013 2015 2015 2017 2019 2019 2021 2021 2023 2023 2025 2025 2027 2029 2029
PLANES DE PRODUCCIÓN
CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN BASES DE DISEÑO PARAMETROS PA RAMETROS DE DISEÑO ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA ESTRATEGIA DE NECOGIO
PARTE I: INTRODUCCIÓN
ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA
RECURSOS
RESERVAS
INFERIDOS CONFIABILIDAD DE SUSTENTO GEOLOGICOMETALURGICO
INDICADOS
PROBABLE
MEDIDAS
PROBADAS
APLICACIÓN DE FACTORES TÉCNICOS, ECONÓMICOS, FINANCIEROS, LEGALES A LOS PROCEOS EXTRACTIVOS Y COMERCIALIZACIÓN
PARTE I: INTRODUCCIÓN
ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA
MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS
ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.
SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES
PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA DETERMINAR DETERMINAR LOS RECURSOS
APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT
DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE ALTURA. CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES. LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%
CUBICACIÓN DE RECURSOS MINEABLES: TONELAJE Y LEY MEDIA DE CUT X VETA
RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS
GEOMETRIA DEL YACIMIENTO
CONDICIÓN GEOTÉCNICA
PARÁMETROS DE DISEÑO
COSTOS DE OPERACION FACTIBILIDAD TECNICA (LISTADO DE METODOS FACTIBLES)
FACTIBILIDAD ECONOMICA
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS
Métodos de Explotación Subterráneos Soportado Por Pilares
Room and Pilar
Artificialmente Soportado con Relleno
Sublevel and Longhole stoping
Bench and Fill stoping
Lonwall Mining
Cut and Fill Stoping
Shrinkage Stoping
Desplazamiento de la roca de caja
Sin soporte o Hundimiento
Sublevel Caving
VCR Stoping
Block Caving
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
BASES GEOTÉCNCAS DE DISEÑO 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
BASES GEOTÉCNICAS PARA DISEÑO
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
PARAMETROS DE DISEÑO 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.( i,i, Hi, Ar, Hb, Ab, cb, cb, FS, Pf) y consideraciones de Drenaje, Monitoreo, Descargas, etc.
E-4
a
a
CRITERIOS DE DISEÑO
E-3
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.
Estándares de la Industria Aspectos Legales Políticas medioambientales Políticas de la Empresa
MODELO GEOTECNICO ACTUALIZADO & UNIDADES GEOTECNICAS Modelo Propiedades Geológico Mecánicas y Elásticas de la roca, Macizo Rocoso y Discont.
E-2
Litología Alteración Mineralización Ambiente Geol. Min.
Roca Par.
Int. (Lab) Índices Cl.
RMR RQD GSI
Macizo
Rocoso (Ens. In Situ) Mec. de Fall. Disc. gran Esc. Disc. Esc. Lab.
Modelo Calidad Macizo Rocoso y Suelos Parámetros
Índices (RQD, FF, etc.) Clas. Geot, (GSI, RMR, Índice Q, etc.) Clasificación de Suelos.
Modelo Estructural
Fallas Mayores Fallas Interm. Disc. menores Dominios Estruc.
Modelo de Esfuerzos
Gravitacional Inducido Tectónico
Modelo Hidro
Modelo Geotécnico, el cual corresponde a la integración de modelos geológico, estructural, hidrogeológico, de calidad de rocas y de propiedades. Este modelo determina la la base sobre la cual se realizaran los análisis geotécnicos.
Hidrológico
( Superficie)
Mod.
(UG)
Hidrogeológico
Información geológica, hidrogeológica, 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
Mod.Hidraúlico
Canalización Drenaje
Su configuración debe ser la de un modelo predictivo
ESTÁNDARES
.Normas y Estándares que definen
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
MACIZO ROCOSO Y MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN MACIZO ROCOSO
MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZO ROCOSO • METODOS
EMPÍRICOS QUE CUANTIFICAN LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO –ORIGINALMENTEPARA 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: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
MECANISMOS DE INESTABILIDAD
DESLIZAMIENTO DESLIZAMIENTO O COLAPSO C OLAPSO 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
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MECANISMOS DE INESTABILIDAD – EFECTO DE ESCALA
MECANISMOS DE INESTABILIDAD CONTROLADOS ESTRUCTURALMENTE
TUNNEL
•DESLIZAMIENTO O COLAPSO
DE BLOQUES O CUÑAS •DERRUMBE
PROGRESIVO STOPE
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESFUERZOS
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
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA 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, Tectónicos, Residuales, Termales Termales F = 30.000 lb F = 100.000 lb MUESTRA DE 2 PULGADAS DE DÍAMETRO
= 66 MPa
MUESTRA DE 4 PULGADAS DE DÍAMETRO
= 55 MPa
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
CAMPO DE ESFUERZOS EVALUACIÓN EV ALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZOS CONTEXTO TECTÓNICO REGIONAL ESTRUCTURAS TECTÓNICAS CAMPOS DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES ESTIMACIONES EMPÍRICAS MEDICIONES DE ESFUERZO
CONDICIÓN DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES V
h 0.027 MPa MPa / m
H
k 0.33 V
V: esfuerzo vertical
H: esfuerzo horizontal
V
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DSITRIBUCIÓN DE ESFUERZOS
ESFUERZOS INDUCIDOS ENTORNO A UNA EXCAVACIÓN
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
INFLUENCIA DE CONDICIONES “TENSIONALES” EN MACIZOS
ROCOSOS FRATURADOS
CONDICIÓN
CONDICIÓN
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES ESFUERZOS PRINCIPALES PRINCIPALES Y ENVOLVENTE ENVOLVENTE DE RESISTENCIA
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA 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 c aserón o el techo de una labor podría colapsar o deteriorarse si el confinamiento es removido o disminuido.
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
CAIDA O DESLIZAMIENTO DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS POR CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN
ESFUERZOS BAJOS POR CERCANÍA A SUPERFICIE
CONDICIÓN TENSIONAL POR DEFLEXIÓN DE TECHO
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
ZONAS DE CONCENTACIÓN DEESFUERZO Y CONDICIONES
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
EXCAVACIÓN (PROYECTO MINERO)
MODELO GEOTÉCNICO
MECANISMO DE INESTABILIDAD MODELO CONCEPTUAL DE COMPORTAMIENTO
DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN GEOMETRÍAS ADMISIBLES
DEFINICIÓN DE TIPO DE ANÁLISIS
ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS REQUERIMIENTOS DE MONITOREO
SELECCIÓN DE HERRAMIENTA
ESTIMACIONES DE DILUCIÓN OTROS
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
MECANISMO DE INESTABILIDAD INESTABILIDAD
DERRUMBE PROGRESIVO
HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
ANÁLISIS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD - “MRMR” DE LAUBSCHER - “N” DE MATHEW
GEOMETRÍAS ADMISIBLES ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
COLAPSO O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS
REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN
- ANÁLISIS ESTRUCTURAL - TECNICAS DE EQUILIBRIO LÍMITE
REQUERIMIENTOS REQUERIMIENTOS DE MONITOREO ESTIMACIONES DE DILUCIÓN
DEFORMACIONES POR ESFUERZOS INDUCIDOS
MODELOS - NUMÉRICOS - ANALÍTICOS - EMPÍRICOS
OTROS
HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD F
FUERZAS RESISTE RESISTENTE NTE S
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENT AS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
“Scaled Crown Pillar Pil lar Span” (Carter, (Carter, 1992,2000)
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), 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
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENT AS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Método Gráfico de Estabilidad de Mathews El Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews Método Gráfico de Estabil idad 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 recopi lados de minas subterráneas Canadienses y Australianas, y permite estimar la probabilidad de falla para un determinado diseño 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 N es 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=1 A: Factor de condición de esfuerzos
21 13.5
6.1
1.7 0.9
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENT AS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Método Gráfico de Estabilidad de Laubscher
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:
GRAFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER (1990)
80.0
70.0 ES-ARN-1
PU-ABUN
ES-CAL
ES-CAT-11 ES-VN-INF ES-SC
50.0 n i t a R s s a M k c 40.0 o R g n i n i M ( R M30.0 R M
ES-CAT-30 II PANEL
PLACA SANTOS
20.0
10.0
0.0
III PANEL I PANEL
I PANELSIN HUMTO
ES-AR-28 MI-C1 CAVING MI-C1ESTALE
ES-CAL-16 ES-C-235
RMR’: Rock Mass Ratng
FE: Factor de ajuste por esfuerzos FO: Factor de orientación de estructuras FT : Factor de ajuste por tronadura FM :Factor de ajuste por meteorización m eteorización
ES-VS
60.0
MI-C2
ES-CAV-AR
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS HERRAMIENT AS DE ANÁLISIS Concepto de radio hidráulico (RH)
2) Área (m RH (m) = Perímetro (m)
Flujo
A r A P
A 13 531 82
m m2 m
w A P
23.0 531 92
m m2 m
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉC NIA APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS HERRAMIENT AS DE ANÁLISIS Concepto de radio hidráulico (RH)
RADIO HIDRÁULICO EN UNIDADES DE EXPLOTACIÓN
L
W
L 2L
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
EXCAVACIÓN
EXCAVACIÓN
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Estabilidad de pilares
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS
Gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis
2 1. 2 S = O F
=1.3 FOS 0.56
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
2.3
2.75
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: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
CONCEPTO Calcular área bajo la curva en el rango a - b
y
y
d
d
c
c
a
b
x
a
b
DISCRETIZACIÓN
x
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
DESCRIPCIÓN GENERAL
FUNDAMENTOS BÁSICOS • DEFINICIÓN
DE VOLUMEN DE MODELO
FORMULACIÓN TEORICA • ECUACIONES
DE EQUILIBRIO
• DISCRETIZACIÓN
• ECUACIONES
DE CONTIUIDAD
• ELEMENTOS Y NODOS
• FORMULISMOS
DE LEYES CONSTITUTIVAS (LINEALES Y
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS MODELOS CONTINUOS E D O S I N O I D M O T O É D M E D O S N R O D O T O N T O É C M
MODELOS DISCONTINUOS
FEM / FDM
DEM/DDM
(FLAC, PHASES, OTROS)
(UDEC, 3DEC, FPC(*), ELFEN (*), OTROS)
BEM
DDM
(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
(*) MÉTODOS HIBRIDOS
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
MODELOS CONTINUOS – MODELOS DISCONTINUOS
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS HERRAMIENTA S DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS
PROCESO DE MODELAMIENTO MODELAMIENTO Definición del problema (Modelo Conceptual) •
Simulación (Proyecto)
Análisis de resultados
Condiciones
Materiales
•
SI
Mecanismos Mecanismos d e inestabilidad
•
Respuestas esperadas
•
Selección del tipo de Modelamiento: •
Conclusiones y recomendaciones
Evaluación
NO
En 2D o 3D
Elástico-Inelástico
•
Continuo o discontinuo
•
Ajustes
Leyes constitutivas
•
Calibración : Construcción del Modelo: •
Elementos geométricos
•
Geometrías representativas
Elem. de Calibración (Terreno)
Respuestas del modelo
•
Parámetros relevantes para evaluar estabilidad •
•
Macizo Rocoso
Roca intacta
Criterios de aceptabilidad
PARTE I: INTRODUCCIÓN
ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA PROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO 8
100
7
90 80
6
70
t M , d e e F t n a l P e d i h p l u S
5
60
4
50
3
40
1 0
t k , r e p p o C e n i F
30
2
YACIMIENTO MINERAL
DOCUMENTO BANCABLE
DEFINE UNA PROMESA PRODUCTIVA
20
UG
Rajo Extendido
Slags
10 0
2005 2005 2007 2007 2009 2011 2011 2013 2013 2015 2015 2017 2019 2019 2021 2021 2023 2023 2025 2025 2027 2029 2029
PLANES DE PRODUCCIÓN
CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN BASES DE DISEÑO PARAMETROS PA RAMETROS DE DISEÑO ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA ESTRATEGIA DE NECOGIO
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO ECONOMICO: VALOR VALOR PRESENTE, FLUJO DE CAJA
ESTABILIDAD: FACTOR DE SEGURIDAD, CRITERIO DE D E ACEPTABILIDAD, ACEPTABILIDAD, PROBABILIDAD DE FA FALLA LLA
PROCESO DE DISEÑO
SEGURIDAD: FORTIFICACIÓN, CONDICIÓN DE LABORES, PRACTICAS OPERATIVAS, CONTROL DE CAÍDA DE ROCAS. OPERATIVO: OPERATIVO: EQUIPOS, ACCESOS, DIMENSIONES, PLANES DE CONTINGENCIA
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
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
SEGURIDAD V/S ESTABILIDAD
CONDICIÓN 1
CONDICIÓN 2
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO CRITERIO OPERACIONAL
NO CREO QUE AUI PASE ALGO !!
EL CRITERIO OPERACIONAL DEBE VELAR POR: - FACTIBILIDAD TÉCNICA DE DISEÑOS Y RECOMEDACIONES - CONTINUIDAD OPERACIONAL
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DISEÑO MINERO ETAPAS PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO
ETAPA ETAPA DE DISEÑO DISE ÑO
ESCALA ESCAL A
NIVEL DE INFORMACIÓN
MINA
BASES DE DATOS MODELO GEOTECNICO CONCEPTUAL
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA BÁSICA
SECTOR
NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS) MODELOS INTEGRADOS
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA DE DETALLE
UNIDAD DE EXPLOTACIÓN
ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA CONCEPTUAL
NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS DURANTE PREP P REPARACIÓN) ARACIÓN) MODELOS LOCALES
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO CRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD
INGENIERÍA CONCEPTUAL IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES
L I F R E P E D A Í R E I N E G N I
CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL ANÁLISIS COMPARATIVOS (OTRAS EXPERIENCIAS)
INGENIERÍA BÁSICA
INGENIERÍA DE DETALLE
ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO
VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO
EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO
VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
DEFINICIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Y BASES DE DISEÑO
VALIDACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DILUCIÓN CONCEPTO DE DILUCIÓN
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 = Unidades de dilución x 100 Unidades de mineral
-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).
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
DILUCIÓN FACTORES QUE FACTORES Q UE AFECTAN AFECTAN LA ESTABILIDAD ESTABILIDAD DE CASERONES Y DILUCIÓN
1
CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
CARACTERÍATICAS DE LA EXCAVACIÓN
- ROCA INTACTA - GRADO DE FRACTURAMIENTO - CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES
- DIMENSIONES - FORMA - INCLINACÓN
2 CONDICIONES DE ESFUERZO - ESFUERZOS INSITU - ESFUERZOS INDUCIDOS - ALTAS CONCENTRACIONES - CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN
ESTABILIDAD DE CASERONES ABIERTOS Y DILUCIÓN
3
TRONADURA
OTROS FACTORES
- DISEÑO DE TRONADURA - PERFORACIÓN - TRONADURA CONTROLADA
- CRITERIOS DE DISEÑO DE CASERONES - ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS - CONDICIONES DE AGUA - OTROS
CORTES DE LABORES Y/O GEOMETRÍAS DESFAVORABLES - “UNDERCUT” Y “OVERCUT” EN PAREDES - LABORES DEL ENTORNO AL CASERÓN
1 FACTORES ESTIMADOS POR MÉTODS EMPÍRICOS EN ETAPAS INICIALES DE DISEÑO
2 FACTORES ESTIMADOS Y/O MODELADOS POR ESTUDIOS
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
SECUENCIA DE TRONADURA E2 E3 E5 E6
SECUENCIA DE TRONADURA
2
E7
DEFINICIÓN DE EVENTOS SUCESIVOS DE TRONADURA Y EXPLOTACIÓN ORIENTADOS A MANTENER CONDICIONES DE ESTABILIDAD ESTABILIDAD Y SEGURIDAD, Y SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO:
1
3
E4
- 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 EXPLOTACIÓN Y/O TRONADURA - IDENTIFICAR RIESGOS Y ALERTAS ALERTAS ASOCIADOS
Secuencia de Tronadura Caserón SLS - C1 E-MINING E-MINING TECHNOLOGY S.A. Abril 07, 2004 - NE -
- SW -
Bases de la secuencia de tronadura
Nv 366
E7
E6 E5 C B
Nv 350
1. Reducir dilución por potencial caving. 2. Tronadura masiva final. 3. Cavidad estable previa a tronadura masiva (cavidad en etapas E0 a E6). 4. Mínima exposición de placas. 5. Descarga de cuñas y bloques con la tronadura. 7. Mìnimo daño a acceso Nivel 318.
Etapas de tronadura
E6 E5 E2 C B E4 Nv 332
E6 E5 B A Nv 318
E3
E1
E0: Cavidad actual E1: Slot y corridas 24, 23 y 22 de Nivel 332. Esta etapa se quema en dos eventos (ver planta Nivel 332) E2: Slot parcial de Nivel 350 E3: Resbalín y caserón C3. Esta etapa se quema en tres eventos (ver plantas Nivel 350 y Nivel 366) E4: Remanente de slot Nivel 350. E5: Corridas de producción Nivel 318 corridas 18, 19 y 20 Nivel 332 corridas 19, 20 y 21 Nivel 350 corridas 2,3 y 4 Nivel 366 corridas 1, 2 y 3 Idealmente tronar etapa 5 en un sólo evento. Como alternativa tronar etapa 5 A antes que etapa 5 B.
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTRATEGIAS ESTRA TEGIAS DE EXPLOT EXPLO TACIÓN LA DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN TIENEN UNA IMPORTANTE COMPONENTE GEOTÉCNICA, EN PARTICULAR EN LO REFERENTE A:
•
EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN
•
DEFINICIÓN DE SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN
•
DIRECCIONES DE AVA AVANCE NCE DE EXPLOTA EX PLOTACIÓN CIÓN
•
RITMO DE PRODUCCIÓN
•
DISEÑO, SECUENCIA SECUE NCIA Y TAMAÑO TAMAÑO TRONADURA
•
EVALUACIÓN EV ALUACIÓN DE RECUPERACIÓN DE RESERVAS RESERVAS
•
DESARROLLO DE HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS DE APOYO A LA PLANIFICACIÓN
•
OTROS
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS ESTRA TEGIAS DE EXPLOT EXPLO TACIÓN – REVISIÓN DE
CASO
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 . E
N 57350
7 3 2 0 0
E
7 3 2 5 0
E
7 3 3 0 0
E
A
7 3 3 5 0
- SW -
- NE -
CONTORNO ESPERADO DE CAVING
N 57300
MATERIAL DE CAVING
NV 3
NV 2 MINERAL TRONADO N 57250
PARTE III: II I: GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS ESTRA TEGIAS DE EXPLOT EXPLO TACIÓN – REVISIÓN DE
CASO
ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN 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 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. CONTORNOS DE EXPLOTACIÓN NIVEL 265
N . G N O L - 2 C
CAS 05
CAS 05
Chim.265-225
CAS 03 C H HI I M ME N E E A 2 2 5 - 5 - 26 5 5
CAS 01
V e n a d o
CAS 01
V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN ALTERNATIVA 1 Estrategia • Etapa 1: Tronadura hacia cavidades existentes (pared (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 Cas04 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
- SW -
- NE -
CONTORNO CAVING MAYOR DERRUMBE E-01
DERRUMBE E-01
NV 3
E-01 CAS-06 CAS-01
CAS-10 CAS-05
E-03
NV 2
E-01
E-02
E-02
E-04 NV 1
V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN ALTERNATIVA 2 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.
- SW -
- NE -
CONTORNO CAVING MAYOR
NV 3
E-03
CAS-06 CAS-01
CAS-10 CAS-05
NV 2
E-01
E-02
E-04 NV 1
VI. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Riesgos 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.
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.
Estabilidad de pilares
Condición estructural
Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques Estructuras mayores en conjunto sensibles a desprenderse, principalmente en a discontinuidades menores paredes NW y SE. Se deben complementar forman bloques sensibles a estudios estructurales detallados que descarten desprenderse. bloques sensibles en paredes SW y SE que comprometan accesos y transito por nivel 265. Principalmente orientado a techos Principalmente orientado a potencial de cavidades cas-06 y cas-10
Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse, principalmente en paredes NW y SE.
Principalmente orientado a techos de
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
MONITOREO GEOTÉCNICO OBJETIVOS Implementar un sistema que permita la detección del inicio y avance del c on un un potencial mecanismo de inestabilidad, de tal modo de contar con 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.
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO TDR La tecnología TDR (Time Domain Reflectometry) es una forma simple de detectar la respuesta r espuesta 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. reflej ada. 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. MAGNITUD DE REFLEXIÓN
CABLE CONECTOR
P R O F U N D D I A D
DATALOGGER
(A) CLIP DE REFERENCIA
MAGNITUD DE REFLEXIÓN P R O F U N D I D A D
LECHADA SEÑAL DE SALIDA
(B) MAGNITUD DE REFLEXIÓN P R O F U N D D I
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO BRED 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 i ndicador 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.
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO
SISC 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 l os topes (uniendo los puntos opuestos del perímetro del anillo), se tiene fijo un dispositivo de cuerda vibrante, que permite medir la la deformación del anillo; y por lo l o 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.
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO MONITOREO MICROSISMICO
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Y SOPORTE JUEGAN UN IMPORTANTE ROL EN EL MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD SEGU RIDAD EN LAS LA S EXCAVACIONES, 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
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION ASPECTOS RELEVANTE EN LA DEFINICIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION TIPO Y USO DE LABOR
CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
MECANISMOS DE INESTABILIDAD
TIEMPO DE EXPOSICIÓN
ESTÁNDARES DE FORTIFICACIÓN Y ACUÑADURA
CONDICIONES DE TRONADURA •
LARGO DE DISPARO
•
DIAGRAMA DE DISPARO
•
EXPLOSIVO
CONDICIONES PARTICULARES - ESTRUCTURALES
DEFINICIÓN DE
SISTEMA DE FORTIFICACIÓN FORTIFICACIÓN
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION MÉTODOS EMPÍRICOS PARA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
RMR DE BIENIAWSKI Q DE BARTON MRMR DE LAUBSCHER RMI DE PALMSTRÖM 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.
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
DISCUSIÓN
RMR = 50, Q= 4.3
RMR = 50, Q= 3.0
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION
DISCUSIÓN
RMR = 50, Q= 4.3
RMR = 50, Q= 3.0
ESTIMACIÓN SRF (STRESS REDUCTION FACTOR) V/S CALIDAD DE MACIZO ROCOSO
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION CONDICIONES DE ESTABILIDAD ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN OBJETIVOS - MANTENER CONDICIONES DE SEGURIDAD EN LAS ACTIVIDADES OPERATIVAS EN TODAS LAS ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN - MINIMIZAR DESVIACIONES DEL PROYECTO Avance en Condición Favorable - EVITAR PÉRDIDAS OPERACIONALES Fallas observadas Predecible formación de cuñas
L L E D N O C O A G N O D A V O C A L L A F
Avance Sur-Norte F A L L A V I C T O R I A
A T R E B A S O R O A T I S O R A L L A F
Avance en Condición Desfavorable Falla no observada Formación de Cuñas
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION CALIDAD DE INSTALACIÓN DE FORTIFICACIÓN
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
OBJETIVOS 1. Mantener CONTINUIDAD OPERACIONAL & SEGURIDAD: SEGURIDAD: Detectar potenciales inestabilidades y definir una recomendación a la l a operación 2. Asegurar eell CUMPLIMIENTO DE LAS PRÁCTICAS recomendadas durante el desarrollo de un proyecto minero: Soporte y/o Fortificación, Método excavación, secuencia de tronadura, etc. 3. Revi Revisi sión ón de dat datos os de MONITOREO DE RUTINA 4. Apoyar a SERVICIOS GEOTÉCNICOS. Tomas de datos geotécnicos, instalación de GEOTÉCNICOS. Tomas instrumentos 5. Establ Establece ecerr interac interacción ción y apoyo apoyo a otros otros proces procesos os a través través de RECOMENDACIONES DE RUTINA 6. Realizar uunn CONTROL DE CALIDAD
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
PROYECTO DE EXPLOTACIÓN
REVISIÓN DE CASO
NE
SW
900
DISEÑO DE LABORES MODELO GEOTÉCNICO MODELO DE FALLAS MAYORES ALERTAS GEOTÉCNICAS A LA RUTINA REQUERIMIENTO D EFORTIFICACIÓN MAYOR
800
REQUERIMIENTO DE MONITOREO C1
700
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
AVANCE DE LABORES
NE
SW
900
MAPEOS PROYECCIÓN DE CONDICIONES
800
C1
700
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
AVANCE DE LABORES
NE
SW
900
MAPEOS PROYECCIÓN DE CONDICIONES ALIMENTACIÓN A MODELO GEOTÉCNICO DE RUTINA NUEVAS ALERTAS GEOTÉCNICAS 800
C1
700
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
AVANCE DE LABORES
NE
SW
900
SEGUIMIENTO A ALERTAS GEOTÉCNICAS DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE COSNTRUCCIÓN IMPLEMENTACIÓN DE MONITOREO 800
C1
700
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
ETAPAS DE TRONADURA DE PRODUCCIÓN
NE
SW
900
EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN CAMPAÑAS DE ACUÑADURA 800
SANEAMIENTOS C1
700
PARTE III: III : GEOTÉCNIA GEOTÉCNI A APLICADA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA
GEOTECNIA DE RUTINA
FIN DE ETAPAS DE TRONADURA
NE
SW
900
EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN CAMPAÑAS DE ACUÑADURA 800
SANEAMIENTOS PLAN DE TOMA DE DATOS DE MONITOREO
C1
700
FIN