UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
CURSO: CONCENTRACION DE MINERALES
TEMA: “C ar acte cter i zació ci ón
de del ma maciz ci zo r ocoso coso del cer r o SUL L USC OCH OC H A ”
ESTUDIANTES: CABRERA HERRERA, Bryan GALLARDO BARDALES, Kevin PASTOR GAMBOA, Yensy ROMERO GALVEZ, Gian Marco TERAN TASILLA, Brian VARGAS CHOLAN, Wilson
DOCENTE: ING. SHONEL CACERES PEREZ
CICLO: “VI”
CAJAMARCA – PERÚ PERÚ 2018
RESUMEN En el presente informe de la salida de campo de curso Mecánica de Rocas I, que se realizó el día 5 de junio del presente año en el distrito de Llacanora en el cerro Sulluscocha (Cajamarca). Este cerro se encuentra a una altitud de 3000 m.s.n.m. aproximadamente, en el cual lo que se hizo fue la caracterización del macizo rocoso que hay en este cerro, tales como las discontinuidades, rugosidad, relleno, orientación entre otras cosas, para poder determinar si la roca es óptima o muy buena, o también si es muy mala. Esta caracterización se hizo por medio del método RMR (acrónimo en inglés “rock mass rating”). Por otra parte, también se definiremos algunos conceptos básicos sobre este tema.
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1. OBJETIVOS 1.1.
OBJETIVO GENERAL
1.2.
Clasificar la roca geotécnicamente según los sistemas RMR. Identificar la calidad del macizo rocoso.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Clasificar la roca por los minerales de los que está compuesto; que sería una clasificación geológica. Determinar diversos aspectos físicos que tiene la roca; tales como porosidad, densidad, resistencia, etc. Reconocer todos los aspectos que se vio en clases; tales como discontinuidades, persistencia, etc.
2. METODOLOGIA DE TRABAJO La metodología que se usó en el presente trabajo se divide básicamente en dos partes:
Trabajo de campo:
Trabajo teórico: esta parte consistirá en analizar los datos tomados
que consistió en la toma de datos, determinación de diversas características que tenía el macizo rocoso tales como dirección e inclinación de las discontinuidades; estos aspectos forman parte de los datos netamente geotécnicos. También se tomó datos geológicos tales como de qué tipo de roca consistía, si encontrábamos zonas de metamorfismo, que minerales componían la roca, que dureza tenia, etc. Tomando estos datos de la mejor manera posible se podrá realizar un buen trabajo teórico.
en el campo para determinar y clasificar la roca según las clasificaciones RMR; con lo cual se dará una conclusión de que tipo de roca es tomándolo geotécnicamente.
3. APLICACIÓN DE LA PRACTICA El trabajo de campo que se realizó y que sobre el cual está destinado el presente informe tiene como principal objetivo la clasificación de la roca según el sistema RMR (clasificación geotécnica); en esta parte del curso podemos reconocer diversas aplicaciones en la minería en la extracción total o parcial de los depósitos minerales, por otra parte, en la minería subterránea el control del terreno es básico para la determinación del método de explotación a aplicar como el dimensionado de la mina y en la minería superficial o a cielo abierto constituye un elemento primordial para el diseño de taludes.
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4. MARCO TEÓRICO 4.1.
Conceptos Básicos 4.1.1. Discontinuidades: Es cualquier plano de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de matriz rocosa en un macizo rocoso. Generalmente la resistencia a la tracción de los planos de discontinuidades es muy baja o nula. Su comportamiento mecánico queda caracterizado por su resistencia al corte o, en su caso; por la del material de relleno. Las discontinuidades están presentes en la roca y afectan la resistencia, permeabilidad y durabilidad de la masa.
4.1.2. Macizo rocoso: Es el conjunto de los bloques de matriz rocosa y de las discontinuidades de diverso tipo que afectan al medio rocoso. Mecánicamente los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Prácticamente puede considerarse que presenta una resistencia nula.
4.1.3. Espaciamiento: Es la distancia perpendicular entre dosdiscontinuidades de una mis ma familia. Debe advertirse que el espaciamiento aparente, el que muestra en superficie la roca, por regla general es mayor que el real. Se utiliza el promedio.
4.1.4. Número de Familias Presentes: Es la extensión o el tamaño de las discontinuidades dentro de un plano, es uno de los parámetros más importantes de la masa rocosa, pero uno de los más difíciles de determinar.
4.1.5. Apertura: Es la separación entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que ésta presenta. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa serán mejores y a mayor apertura, las condiciones serán más desfavorables.
4.1.6. Relleno: Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando éstos son más duros, ésta es más competente.
4.1.7. Rugosidad: Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa será menos competente y cuanto mayor sea ésta, la masa rocosa será más competente.
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4.2.
Clasificación por método RMR La clasificación geomecánica de Bieniawski o clasificación RMR fue desarrollada en 1973, actualizada en 1979 y 1989, el sistema consiste de una metodología de clasificación de macizos rocosos que permite relacionar índices de calidad con parámetros geotécnicos del macizo rocoso, criterios de excavación y sostenimiento. Esta metodología es una de las más usadas en el ámbito de la mecánica de rocas.
4.2.1. La clasificación RMR tiene parámetros geomecánicos:
en
cuenta
los
siguientes
La resistencia uniaxial de la matriz rocosa. El grado de fracturación en parámetros del RQD. El espaciado de las discontinuidades (planos de debilidad). Las condiciones de las discontinuidades. Parámetros o condiciones hidrogeológicas. La orientación de las discontinuidades con respecto a la estructura de excavación. En conjunto el efecto de los parámetros geomecánicos sobre el comportamiento del macizo rocoso se expresa mediante el índice de calidad RMR (rock mass rating), este índice varía de 0 a 100 y expresa la calidad de la roca.
La clasificación gemecánica RMR (Bieniawski, 1989), tiene como objetivo definir la calidad de los macizos rocosos en función al índice RMR, este índice se calcula teniendo en cuenta la resistencia de la matriz rocosa, el índice RQD, condición de las discontinuidades y parámetros hidrogeológicos.
4.2.2. TABLAS DE CLASIFICACION GEOMECANICA RMR (1989)
Resistencia de la matriz rocosa (MPa). Parámetro RQD. Separación entre diaclasas. Estado de las discontinuidades. Agua subterránea o freática.
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4.2.3. METODO PARA DETERMINAR EL INDICE RMR 1. Resistencia del material intacto valor máximo = 15 (ensayo carga puntual o compresión simple). 2. R.Q.D. valor máximo = 20 3. Distancia entre las discontinuidades valor máximo = 20 4. Condición de las discontinuidades valor máximo = 30 5. Agua subterránea valor máximo = 15
5. TIPO DE INVESTIGACION El tipo de investigación de este informe es tanto como “Practico” y
“Teórico”,
porque hemos recopilado la información de diversos autores.
6. DATOS OBTENIDOS EN LA SALIDA DE CAMPO 6.1. Angulo Azimutal: Angulo medido hacia la derecha de un norte. 6.2. Minerales en la Roca: Arenisca cuarzosa. 6.3. Características: Resistencia regular, alteración supergena. 6.4. Punto Número 1 6.4.1. Angulo Azimutal: N 288° 6.4.2. Buzamiento: 63° SO 6.5. Punto Numero 2 6.5.1. Angulo Azimutal: N 279° 6.5.2. Buzamiento: 64° SO 6.6. Primera Estación (Determinación del Índice RMR) 6.6.1. Área: 1m2 Valor de “7”. 6.6.2. Resistencia:
6.6.3.
3 a 4 golpes, lo que equivale a 80 MPa. Valor de “17”. RQD: Como no hubo sondeos se utiliza la siguiente formula: 115 – 3.3(Jv) Jv = Número de discontinuidades en el “área”. Se halló un total de 9 fracturas. 115 – 3.3 (9) 115 – 29.7 = 85.3
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RQD = 85.3 (Roca buena).
6.6.4. Espaciado:
Valor de 8 “
”
1.- 10cm 2.- 8cm 3.- 12cm 4.- 18cm 5.- 20cm 6.- 10cm 7.- 20cm Promedio = 14cm.
6.6.5. Longitud: 1.- 1.56cm 2.- 1.34cm 3.- 1.27cm 4.- 1.17cm 5.- 1.03cm 6.- 1.12cm 7.- 1.37cm 8.- 1.27cm 9.- 1.16cm
Valor de 4
”
Valor de 1
”
“
Promedio = 1.25cm.
6.6.6. Abertura: 1.- 0.5cm 2.- 0.5cm 3.- 0.4cm 4.- 0.8cm 5.- 0.3cm 6.- 0.4cm 7.- 0.3cm 8.- 0.3cm 9.- 0.5cm
“
Promedio = 0.4cm.
6.6.7. Rugosidad: 1.- Rugosa 2.- Medio Rugoso 3.- Rugoso 4.- Rugoso 5.- Rugoso 6.- Liso 7.- Liso 8.- Rugoso 9.- Medio Rugoso 6.6.8. Relleno: 1.- Blando 2.- Sin relleno 3.- Sin relleno 4.- Sin relleno 5.- Blando 6.- Blando 7.- Sin relleno
Valor de 5 “
”
Valor de 6 “
”
9
8.- Blando 9.- Sin relleno 6.6.9. Alteración:
“
”
Ligeramente Alterada
6.6.10. Presencia de agua:
Valor de 10 “
”
Ligeramente Húmedo
6.7.
Valor de 5
VALOR DEL INDICE DE RMR
6.7.1. Suma de todos los valores obtenido por las tablas dadas:
7 + 17 + 8 + 4 + 1 + 5 + 6 + 5 + 10 = 63 Este resultado comparándolo con la tabla, no viene a decir que el índice de la roca es BUENA , puesto que en la tabla nos dice que el valor entre <61 a 80> la roca es de una buena calidad. “
”
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7. RECOMENDACIONES
Ya que obtuvimos el índice de la roca por medio del RMR y nos ha dado que es una roca BUENA para estos casos se recomienda en la excavación un “Frente completo. 1m – 1.5m de avance. Con un sostenimiento completo a 20m del frente. Así mismo los pernos en la roca que se deben usar son: pernos de 3m en la corona, espaciados a 2.5m con malla de alambre ocasionalmente. Y finalmente en el Shotcrete, 50mm en la corona donde sea requerido. Este tipo de roca no requiere de cimbras.
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8. CONCLUSIONES
Las clasificaciones geomecánicas son métodos de ingeniería geológica que permite evaluar el comportamiento geomecánico de los macizos rocosos, y de aquí estimar los parámetros geotécnicos de diseño y el tipo de sostenimiento de un túnel. Conocer la roca también permitirá tomar mejores decisiones sobre diferentes aspectos relacionados con las labores mineras, se podrá establecer la dirección en la cual deben avanzar las excavaciones, el tamaño de las mismas, el tipo de sostenimiento a utilizar y en donde debe ser utilizado. De acuerdo con los datos de campo obtenidos en el cerro Sulluscocha y habiendo analizado los datos, observamos que los resultados para el estudio geomecanico de la roca de este presente informe nos muestra que el índice RMR es igual a 63 lo cual significa que es de clase II, la calidad de la roca es Buena.
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9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
https://aulavirtual.upn.edu.pe/pluginfile.php/1214687/mod_resource/conte nt/0/SESION%203.pdf https://es.scribd.com/doc/92310972/Trabajo-de-Mecanica-de-Rocas-i https://www.slideshare.net/Irveen/mecanica-de-rocas?from_action=save https://geologiaweb.com/ingenieria-geologica/mecanica-derocas/clasificacionrmr/#Tablas_clasificacion_geomecanica_RMR_Bieniawski_1989
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10. ANEXOS
Imagen N° 1: Cerro Sulluscocha “
”
Imagen N° 2: Punto número 1, Angulo azimutal y buzamiento
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Imagen N° 3: Estación Número 1, Área de 1m 2
Imagen N° 4: Limpiando el área donde se trabajará.
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Imagen N° 5: Obteniendo datos, como por ejemplo las medidas de las discontinuidades.
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