UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS FACULTAD DE NEGOCIO
CARRERA DE INGENIERIA EN MINA
CLASIFICACION MRMR GEOMECANICA DE ROCA
Profesor/es responsable/s: Ricardo Soto Aranda Nombre del profesor: profesor: Ricardo Soto Soto Aranda Estudiante: Francisco Soto Zamudio Pablo Aguirre SEPTIEMBRE – 2017 2017 VIÑA DEL MAR
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Resumen ejecutivo A modo general, el hombre y la tecnología van evolucionando evolucionando y a la vez abriendo nuevos nuevos caminos desarrollando nuevos métodos de clasificación de macizos rocos relacionados con el estudio de la geomecánica de la roca dicho esto, los desafíos son cada vez más grandes al momento de realizar labores de excavaciones subterráneas. Las deformaciones rocosas y las discontinuidades dan origen a la búsqueda de la solución necesaria para el sostenimiento de una pequeña, mediana o gran minería. Dado que el macizo roco es una ocurrencia natural requiere un profundo estudio necesario para posterior extracción lo cual es no basta con la práctica en un laboratorio, sino que requiere de datos cuantitativos además de la ayuda del conocimiento geológico y geotécnico de la tierra, el objetivo principal es obtener datos detallados y determinar aquellos parámetros que influyen en el proceso del arranque de la roca.
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Índice General Contenido Resumen ejecutivo............................................... ejecutivo............................................................................. ............................................................. .............................................................. ................................................ ................. 2 Objetivos:............................................................. ........................................................................................... ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 4 Introducción: ............................................................. ........................................................................................... ............................................................. ............................................................. ........................................... ............. 5 Clasificación geomecánica del macizo rocoso............................... rocoso .............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 6 Clasificación geomecánica de la roca y tipos de terreno. ................................................................................ .................................................................................................. .................. 6 La clasificación del RMR consiste en: ..................................................................... .................................................................................................... .......................................................... ........................... 6 Los siguientes datos son utilizados en RMR:................................................. RMR:............................................................................... ............................................................. ................................. .. 6 Los siguientes puntos fueron incorporados a la clasificación MRMR: ..................................... .................................................................... ...................................... ....... 7 En cuanto al desgaste:............................................................. ............................................................................................ ............................................................. .......................................................... ............................ 7 En cuanto a voladura: ................................................................... .................................................................................................. .............................................................. ..................................................... ...................... 8 El agua y el hielo:........................................................... ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 8 La orientación vs continuidad .............................................. ............................................................................. ............................................................. ............................................................. ................................. .. 8 Ajuste de la minería minería ....................................... ...................................................................... .............................................................. .............................................................. ..................................................... ...................... 8 Ajuste de las tensiones:................... tensiones:.................................................. .............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................. .. 9 Meteorización............................................................ .......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 9 Caracterización del macizo rocoso por Laubscher: ................................................................ .............................................................................................. ..........................................10 ............10 La identificación: ............................................................ .......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ................................10 .10 Meteorización o alteración........................................................ ....................................................................................... ............................................................. ....................................................10 ......................10 Resistencia a la compresión simple......................................................... ........................................................................................ .............................................................. .....................................11 ......11 Hundibilidad. ............................................................. ........................................................................................... ............................................................. ............................................................. ..........................................12 ............12 zona hundida:.................................................. hundida:................................................................................ ............................................................. .............................................................. ...............................................12 ................12 vacío de aire:................................................... aire:................................................................................. ............................................................. ............................................................. ...............................................12 .................12 zona de deformación discontinua: ........................................................... .......................................................................................... ............................................................. .....................................12 .......12 zona sísmica: ............................................................ .......................................................................................... ............................................................. .............................................................. .....................................12 ......12 zona circundante:........................................................... ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ................................12 .12 Conclusiones ............................................................ .......................................................................................... ............................................................. ............................................................. ..........................................14 ............14 Bibliografía........................................................... ......................................................................................... ............................................................. ............................................................. ...............................................15 .................15
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Objetivos:
Interiorizar Interiori zar en el sistema de clasificación geomecánica del macizo rocoso (MRMR).
Su importancia en la minería.
Conocer los parámetros agregados por Loubscher.
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Introducción: Para poder diseñar una operación minera es necesario trabajar con los sistemas de clasificación geomecánica del macizo rocoso, con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad y requerimiento de las fortificaciones de excavación subterráneas. Para ejecutar estas labores es necesario poseer el máximo conoci miento del macizo rocoso el cual se obtiene a través de las clasificaciones geomecánicas que nos permite determinar la calidad del macizo rocoso por variables de cualidades. Las clasificaciones de Laubscher conlleva a cambios y modificaciones de parámetros realizadas a la clasificación original de la geomecánica in situ. Lo anterior dependerá de diversos factores y características, que se obtengan en el lugar y como también los ajustes de medidas.
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Clasificación geomecánica del macizo rocoso El método de clasificación de Laubscher de se desarrolló como una variante del método de clasificación de Bieniaswki orientada a aplicaciones mineras, definiendo la calidad geotécnica del macizo rocoso rocos o in situ mediante un IRMR1, que luego se modifica para defini r un índice de calidad geotécnico-minera, MRMR (Mining Rock Mass Rating).
Clasificación geomecánica de la roca y tipos de terreno. 1. masivo y duro. 2. Laminado por extractos. 3. Fracturado y alterado.
La clasificación del RMR consiste en: En tomar muestras de testigos con las que se evaluaran en un laboratorio de geomecánica de roca, considerando las características de la muestra. Con el fin de obtener algunos parámetros cualitativos necesarios para desarrollar el sistema minero.
Los siguientes datos son utilizados en RMR:
construcción de tonelería.
estabilidad talud.
RQD.
Resistencia roca inalterada.
Espaciamiento entre diaclasas.
Condición del agua subterránea.
En cambio, Laubscher toma la clasificación de Bieniawski agregando nuevos parámetros relacionados con el sistema sist ema minero, con el fin de obtener mayores datos de la masa rocosa.
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Los siguientes puntos fueron incorporados a la clasificación MRMR:
La meteorización: es el efecto del clima por agentes atmosféricos.
La mineralogía de la roca del macizo rocoso como, por ejemplo, si es granito o arcillosa, tiene una diferente resistencia la cual será distinta una de otra.
La voladura la onda expansiva pueda que afecte la estabilidad de la masa rocosa ya existente con debilidades.
El agua o hielo, influye influye en la resistencia del macizo rocoso al disminuir y aumentar temperatura.
También otro dato importante es la orientación de las diaclasas o fallas que pueda tener la masa rocosa, quiere decir cuando esta sea perpendicular a la orientación será más resistente a la deformación.
La clasificación de los nuevos ajustes que se incorpora al sistema de clasificación MRMR son:
En cuanto al desgaste: La resistencia de la roca disminuye debido debi do al desgaste. Al ser más articulado articul ado el macizo más se resistirá. El desgaste dependerá del clima, temperatura y humedad. También dependerá de la mineralogía, ej.: arcilla o Granite. La intemperie solo afectara las paredes de roca ya que están más expuestas
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En cuanto a voladura: El efecto de la onda expansiva de la voladura disminuirá la masa rocosa provocando fracturas, grietas debilitando el macizo rocoso y las fuerzas de los antes existentes. Roca articulada es más propensa a daños que rocas de gran espesor. El daño de la voladura disminuye al aumentar el confinamiento del macizo rocoso.
El agua y el hielo: El hielo generalmente aumenta la resistencia de la masa rocosa, por ende, al disminuir la temperatura va aumentando la fuerza. El agua por otro lado en su estado líquido disminuye la fuerza del macizo.
La orientación vs continuidad Cuando la tensión es perpendicular a la discontinuidad es importante destacar que puede fortalecer la masa rocosa. Si el esfuerzo está en un ángulo a la discontinuidad que pueda debilitar la masa de roca y la relación de resistencia es más importante que el valor absoluto de la tensión.
Ajuste de la minería El agua generalmente cumple un rol reductor de la fuerza de las masas al disminuir la fricción mediante la reducción de la tensión. En el caso de la presencia permanente de hielo este cumple un rol importante que permite el aumento de las fuerzas tensionales del macizo, esto dependerá principalmente de la
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cantidad de hielo y de la temperatura. Del mismo modo, al ir disminuyendo la temperatura del hielo las fuerzas también van a disminuir.
Ajuste de las tensiones: Es importante conocer la orientación de las discontinuidades con respecto a la tensión principal. Por otra parte, las tensiones inducidas en minería logran una redistribución de las fuerzas regionales dentro del campo como resultado de la geometría y orientación de las excavaciones, entonces es importante conocer la magnitud y orientación del macizo rocoso.
Meteorización: De la roca es una observación importante en cuanto que condiciona de forma definitiva sus propiedades mecánicas. Según avanza el proceso de meteorización aumenta la porosidad, permeabilidad y deformabilidad del material rocoso, al tiempo que disminuye su resistencia. En la siguiente imagen se puede apreciar el progreso del grado de meteorización en dos tipos de rocas las cuales a medida que va pasando el tiempo el grado de meteorización las va afectando a las dos hasta llegar al punto en que la roca se descompone y se transforma en suelo debido a estar expuesta a los agentes atmosféricos.
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Caracterización del macizo rocoso por Laubscher: Los aspectos que se deben analizar en el campo son:
La identificación: son los factores visibles que afectan o alteran estructura de la masa rocosa, por ejemplo: las fallas, el espaciamiento, las diaclasas y entre otros.
Meteorización o alteración: agentes ambientales específicamente atmosféricos que afectan a la masa rocosa que se encuentra en la superficie, dada la exposición en la cual se sitúa alterando la mineralogía, resistencia de los taludes u cantares de la mina. Además, otro factor es la temperatura al disminuir u aumentar provoca mayor resistencia/debilidad de la masa rocosa.
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Resistencia a la compresión simple : existe una relación entre esfuerzo y deformación la cual actúa sobre la masa rocosa lo que tiende a reducir el volumen del material o bajo el esfuerzo de las tenciones pueden ocasionar fractura en el material y desplazamiento de una parte de la roca. ejemplo: la rugosidad es las medidas que opone la resistencia al corte del plano la cual puede ser determinada en forma empírica o por métodos de disco y perfiles lineales. También las discontinuidades condicionan de una forma definitiva las propiedades y el comportamiento resistente, deformacional e hidráulico del macizo rocoso.
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Hundibilidad. Según la metodología de Laubscher del año 1975, los métodos de hundimientos buscan inducir el macizo rocoso rocos o hacia una falla, para esto el autor (Laubscher) establec e tres zonas de hundibilidad; la zona estable, zona de transición y la zona de hundimiento. Las cuales sirven para aplicarlas en los métodos de explotación block y panel caving. El material mineralizado o como también la roca de caja se comportan como discontinuo permitiendo el hundimiento y extracción de la roca mineralizada fragmentada debido a la influencia de la gravedad y la redistribución del esfuerzo in situ una vez que la masa rocosa haya sido cortada en su parte inferior. PARA PODER COMPRENDER MEJOR EL MÉTODO DE HUNDIMIENTO A CONTINUACIÓN SE EXPLICA SU FUNDAMENTO:
zona hundida: comprende las rocas que cayeron de la parte superior manteniendo las paredes del caserón.
vacío de aire: la zona del vacío será dependiente de la tasa de extracción del material hundido.
zona de deformación discontinua: aquí es donde ocurre el desprendimiento de roca, donde hay una ausencia de sismicidad.
zona sísmica: existe debido al movimiento continuo del deslizamiento de roca y fallas frágiles de la roca. se produce debido al avance continuo del hundimiento.
zona circundante: ocurre deformación elástica delante del frente sísmico y el hundimiento circundante del macizo rocoso.
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Uno de los mayores problemas es predecir la geometría del hundimiento que se presenta
como radio hidráulico el cual se requiere para iniciar el proceso de caving del macizo rocoso son:
orientación de la estructura, espaciamiento y persistencia. persistencia .
esfuerzos in-situ e inducidos por la excavación.
estructuras mayores como fallas o diques.
geometría del hundimiento
des confinamiento
resistencia resistenci a de discontinuidades y macizo rocoso.
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Conclusiones Los diversos tipos de clasificaciones geomecánicas existentes tienen una gran importancia, Bieniawski fue quien impulsó la clasificación geomecánica, pero gracias a la modificación de Laubscher se pueden reducir los problemas ocasionados en la explotación de minas, debido a que obteniendo mayor conocimiento acerca del macizo rocoso se pueden lograr mejores resultados.
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Bibliografía
Reyes B. (2005), Curso: Métodos de Explotación, Santiago de Chile: Universidad de Santiago de Chile.
Caviedes C. (2009), Seguridad en Faenas Mineras, Universidad Técnica Santa María.
Ortiz C., Apuntes de Curso de Explotación de Minas, Santiago de Chile: Universidad de Chile.
Millar A. (2001), Historia de la Minería del Oro en Chile, Santiago de Chile: Editorial Universitaria.
