Para diseñar una mina es necesario dimensionarla geométricamente, determinar la secuencia de extracción, escoger un determinado y correcto método de explotación basado en un análisis sistemá…Descripción completa
Tarea1 Mineria Cielo AbiertoDescripción completa
Descripción: Se llaman minas a cielo abierto, y también minas a tajo (o rajo) abierto, a las explotaciones mineras que se desarrollan en la superficie del terreno, a diferencia de las subterráneas, que se desar...
examen en mineria open pit.
Descripción completa
TERMINERIOS MINEROS A CIELO ABIERTODescripción completa
Descripción: Estabilidad de Taludes en Suelos
Diseño de una mina a Cielo Abierto
trabajo de terminos de mineria a cielo abierto, utilizadosDescripción completa
Descripción: DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL Y CAÍDA DE DETRITOS EN EL DISTRITO DE CAMILACA
1 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
UNIVERSIDAD DE ASERENA !A"U#AD DE INGENIERIA DE$AR#AMEN#% DE INGENIERIA EN MINAS
ES#A&IIDAD DE #AUDES EN MINERIA "IE% A&IER#%
$R%!ES%R Ale'andro "ru(at Gallardo In)eniero "i*il de Minas Dr+,c- en $ro.ectos de In)eniería+
AUMN% Héctor Geraldo Montero
"ARRERA In)eniería "i*il de Minas
a Serena/ %ctubre de 011
De2artamento In)eniería de Minas – !acultad de In)eniería – Uni*ersidad de a Serena+
1 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
CAPITULO I PARTES DEL TALUD
1.1 1.1
Int Introd roducci ucción ón..
Es de )ran im2ortancia 2ara entender el resto del in3orme comen(ar de3iniendo ciertos conce2tos necesarios . nomenclatura a utili(ar/ es 2or esto 4ue se comen(ara de3iniendo ciertos conce2tos+
1.2 1.2
Carac Caracte terí ríst stic icas as del del tal talud ud..
El talud es el 5n)ulo 3ormado entre una 6ori(ontal . la línea 4ue conecta la 2ata con el to2e de un corte o banco+ El to2e corres2onde a la 2arte m5s alta del talud/ mientras 4ue la 2ata corres2onde a la 2arte m5s ba'a de este+
!i)ura 1+0 Ubicaci7n de la 2ata . el to2e en un talud+ !uente8 A2untes del curso de Minería "ielo Abierto/ Uni*ersidad de a Serena+
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1 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
CAPITULO I PARTES DEL TALUD
1.1 1.1
Int Introd roducci ucción ón..
Es de )ran im2ortancia 2ara entender el resto del in3orme comen(ar de3iniendo ciertos conce2tos necesarios . nomenclatura a utili(ar/ es 2or esto 4ue se comen(ara de3iniendo ciertos conce2tos+
1.2 1.2
Carac Caracte terí ríst stic icas as del del tal talud ud..
El talud es el 5n)ulo 3ormado entre una 6ori(ontal . la línea 4ue conecta la 2ata con el to2e de un corte o banco+ El to2e corres2onde a la 2arte m5s alta del talud/ mientras 4ue la 2ata corres2onde a la 2arte m5s ba'a de este+
!i)ura 1+0 Ubicaci7n de la 2ata . el to2e en un talud+ !uente8 A2untes del curso de Minería "ielo Abierto/ Uni*ersidad de a Serena+
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0 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
1.3 1.3
or! or!as as de !ed !edir ir el tal talud ud..
E9isten dos 3ormas distintas de medir los 5n)ulos de talud+
a- En )eomec5nica se utili(a de 2ata a to2e+
!i)ura 1+:+a Medici7n de 5n)ulo de talud en )eomec5nica+ !uente8 Dise;o de minas cielo abierto/ U+ de "6ile+
b- En 2lani3icaci7n se utili(a de 2ata a 2ata+
!i)ura 1+:+b Medici7n de 5n)ulo de talud en 2lani3icaci7n+ 2lani3icaci7n+ !uente8 Dise;o de minas cielo abierto/ U+ de "6ile+
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: Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
1." I!#ortancia de los $n%ulos de Talud.
os 5n)ulos de talud corres2ondientes al de Ra'o !inal . al del &anco tienen )ran im2ortancia en la determinaci7n de los límites del ra'o . los 2lanes de e92lotaci7n del .acimiento+
Ambos 5n)ulos son determinados de tal manera 4ue 2uedan satis3acer tanto las condiciones de estabilidad de las 2aredes como los resultados econ7micos de la e92lotaci7n del .acimiento+ El 5n)ulo de talud de los bancos en traba'o deben satis3acer las condiciones de se)uridad 2ara los e4ui2os . traba'adores+
!i)ura 1+<+1 An)ulo inter ram2a/ corres2ondiente al 5n)ulo del banco+ !uente8 Dise;o de minas cielo abierto/ U+ de "6ile+
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< Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
!i)ura 1+<+0 An)ulo 3inal del 2it+ !uente8 Dise;o de minas cielo abierto/ U+ de "6ile+
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= Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
CAPITULO II I&PORTA'CIA DE LOS &ATERIALES E' LA ESTA(ILIDAD DEL PIT
2.1 Introducción.
Uno de los 2rinci2ales 3actores de la estabilidad del talud corres2onde al ti2o del material sobre el cual se est5 traba'ando/ si no se conoce bien/ el sistema 4ue se 2retende a2licar 2ara aumentar la estabilidad 2odría ser ine3ecti*o o incluso contra2roducente + En minería )eneralmente 6ablamos del maci(o rocoso+
2.2 Ti#os de !ateriales.
a naturale(a del material est5 directamente relacionada con el ti2o de inestabilidad 4ue 2uede 2roducirse en un talud/ condicionando . 2udiendo estimarse de antemano la susce2tibilidad de cada material/ a 4ue se desarrolle un mo*imiento determinado+
os terrenos en los 4ue se 2roducen los mo*imientos/ 2ueden di*idirse en tres )ru2os8
•
Maci(os rocosos+
•
Suelos+
•
Materiales de relleno+
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> Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
El 2rimer )ru2o se identi3ica con los medios rocosos/ en los 4ue e9isten una serie de discontinuidades naturales antes de iniciarse un mo*imiento/ . 4ue ser5n estudiados con 2rinci2al atenci7n en este in3orme/ .a 4ue es el medio 4ue )eneralmente con3orma los taludes mineros+
os suelos constitu.en un a)re)ado de 2artículas s7lidas con di3erente )rado de consolidaci7n/ 4ue 2ueden desarrollarse ?in situ@ 3ormando una cobertera de los maci(os rocosos o bien 2ueden 6aber su3rido un cierto trans2orte+
"omo materiales de relleno se consideran los de27sitos acumulados debido a la reali(aci7n de determinadas obras o acti*idades/ )eneralmente com2uestos de materiales 6etero)éneos+
Sobre los di*ersos )ru2os actan una serie de 3actores controladores/ cu.a interrelaci7n ori)ina 4ue se 2rodu(ca uno u otro ti2o de mo*imientos+
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B Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero CAPITULO III PRI'CIPALES TIPOS DE &O)I&IE'TOS E' TALUDES DE &I'ERIA CIELO A(IERTO
3.1 Introducción.
os mo*imientos 4ue 2rinci2almente a3ectan a un talud en minería cielo abierto )eneralmente son a4uellos 4ue le a3ectan a la masa rocosa+ Es 2or este moti*o 4ue se estudiaran tres ti2os de mo*imientos en este ca2ítulo/ los cuales son los 4ue tienen ma.or im2ortancia en minería . son 2rioridad dentro de los estudio de )eomec5nica+
En minería cielo abierto es de )ran im2ortancia conocer los ti2os de mo*imientos e inestabilidades a las 4ue 2ueden estar los taludes+ $ara este in3orme se anali(aran los tres mo*imientos m5s comunes en minería cielo abierto+
3.2 Rotura Planar.
Se llama rotura 2lanar o 2lana a a4uella en la 4ue el desli(amiento se 2roduce a tra*és de una nica su2er3icie 2lana/ denominada 2lano de desli(amiento+
Es la m5s sencilla de las 3ormas de rotura 2osibles/ adem5s la m5s 35cil de estudiar/ . se 2roduce cuando e9iste una 3racturaci7n dominante en la roca . con*enientemente orientada res2ecto al talud+
!recuentemente se trata de 3allas 4ue interce2tan al talud+
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C Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
#ambién 2uede 2roducirse en terrenos )ranulares en los 4ue/ entre dos terrenos de buenas características resistentes/ se intercala un estrato de 2oco es2esor de material con menos resistencia/ el cual 3inalmente determina la estabilidad total del sistema+
Este ti2o de rotura no es mu. 3recuente/ .a 4ue deben darse las dos condiciones si)uientes8
•
os rumbos o tra(as 6ori(ontales del 2lano del talud . del 2lano de desli(amiento deben ser 2aralelos o casi 2aralelos/ 3ormando entre sí u n 5n)ulo m59imo de 0+
•
os límites laterales de la masa desli(ante 6an de 2roducir una resistencia al desli(amiento des2reciable+
!i)ura :+0+1 Di*ersas *istas de una rotura 2lanar+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Roc2lane+
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F Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
Su2er3icie de desli(amiento
!i)ura :+0+0 Vista tridimensional de una rotura 2lanar+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Roc2lane+
Estas condiciones 2ermiten estudiar la estabilidad del talud como un 2roblema bidimensional+
3.2.1 *eo!etría de la rotura #lanar.
Si se re2resenta el 2lano del talud . las discontinuidades en una red de Sc6midt se 2uede tener una rotura de ti2o 2lanar cuando e9iste una 3amilia de discontinuidades de rumbo similar al del talud . bu(amiento menor 4ue éste/ 2ero tomando en cuenta 4ue e9iste un bu(amiento limite/ donde se 2uede decir 4ue el talud esta autoso2ortado/ debido a la 3ricci7n+
α
t α 2 αs
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1 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero Donde8 t J 5n)ulo de bu(amiento del talud+
α
2J 5n)ulo de bu(amiento del 2lano de rotura+
α
J 5n)ulo de bu(amientos menores a este no se consideran como rie)osos+
αs
2
α
α
t
Ima)en :+0+1+a Vista de 2er3il del talud/ con sus res2ecti*os 5n)ulos+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Roc2lane+
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11 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
!i)ura :+0+1+b Re2resentaci7n en la red Sc6midt de una situaci7n comn de rotura 2lanar+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Di2s+
3.3 Rotura #or cu+as.
Se denomina rotura 2or cu;a/ a4uella 4ue se 2roduce a tra*és de dos discontinuidades oblicuamente a la su2er3icie del talud/ con la línea de intersecci7n de ambas a3lorando en la su2er3icie del mismo . bu(ando en sentido des3a*orable+
Este ti2o de rotura se ori)ina 2re3erentemente en maci(os rocosos en los 4ue se da una dis2osici7n adecuada/ en orientaci7n . bu(amiento de las diaclasas+
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10 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
!i)ura :+:+1 Di*ersas *istas de una rotura 2or cu;as+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Sed)e+
Su2er3icie de desli(amiento
!i)ura :+:+0 Vista tridimensional de una rotura 2or cu;as+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Sed)e+
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1: Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
3.3.1. *eo!etría de la rotura #or cu+as.
Si 2ro.ectamos el 2lano del talud . las discontinuidades en una red de Sc6midt/ la dis2osici7n tí2ica de los casos en 4ue es 2osible este ti2o de rotura ,!i)ura :+0+1+b-+ En ella se a2recian dos 3amilias de discontinuidades de rumbos oblicuos res2ecto al del talud/ 4uedando el rumbo de éste com2rendido entre los de las 3amilias de discontinuidades+
a direcci7n de desli(amiento es la de la intersecci7n de las dos 3amilias de discontinuidades . 6a de tener menos inclinaci7n 4ue el talud . ma.or inclinaci7n a un 5n)ulo determinado 2re*iamente/ 4ue se considera como 5n)ulo de estabilidad/ es decir 2ara inclinaciones de desli(amientos menores a este 5n)ulo se 2uede decir 4ue se tiene una cu;a auto so2ortada . estable+
Si se re2resenta una secci7n *ertical del talud 2or la línea de intersecci7n de los dos 2lanos sobre los 4ue desli(a la cu;a/ la condici7n )eométrica 4ue 6ace 2osible el desli(amiento es8
i K αti K αs
α
Donde8 i J 5n)ulo de inclinaci7n de la línea de intersecci7n/ cu.a direcci7n es la direcci7n de
α
desli(amiento+ ti J 5n)ulo de inclinaci7n del talud/ medido en la secci7n *ertical indicada/ 4ue s7lo ser5
α
i)ual al talud/ αt si la línea de intersecci7n est5 contenida en una secci7n 2er2endicular al mismo+ J 5n)ulo de estabilidad/ 2ara inclinaciones de la línea de intersecci7n menores a este
αs
5n)ulo se considera 4ue tenemos una cu;a auto so2ortada+
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1< Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
ínea de intersecci7n
ti
α
i
α
Ima)en :+:+1+a Vista de 2er3il del talud/ con sus res2ecti*os 5n)ulos+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Sed)e+
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1= Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero !i)ura :+0+1+b Re2resentaci7n en la red Sc6midt de una situaci7n comn de rotura 2or cu;as+ !uente8 Elaboraci7n 2ro2ia/ so3tare Rocsience Di2s+
3." Roturas circulares , cur-as
Se llama rotura circular a a4uella en la 4ue la su2er3icie de desli(amiento es asimilable a una su2er3icie cilíndrica cu.a secci7n trans*ersal se aseme'a a un arco de círculo+
Este ti2o de rotura se suele 2roducir en terrenos 6omo)éneos/ .a sea suelos o rocas altamente 3racturadas/ sin direcciones 2re3erenciales de desli(amiento/ en los 4ue adem5s 6a de cum2lirse la condici7n de 4ue el tama;o de las 2artículas de suelo o roca sea mu. 2e4ue;o en com2araci7n con el tama;o del talud+
El método m5s utili(ado 2ara resol*er el c5lculo de estabilidad 2or rotura circular es el de las do*elas o rebanadas/ 4ue es bastante laborioso/ 2or lo 4ue se suele reali(ar a.ud5ndose de 2ro)ramas de ordenador+
!i)ura :+< Modelo com2utacional de una rotura circular en el 2er3il de un talud+ !uente8 Elaboracion 2ro2ia/ so3tare Rocsience Slide+
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1> Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
CAPITULO I) A'ALISIS DE ESTA(ILIDAD
".1 Introducción.
#an im2ortante como conocer los ti2os de mo*imientos es 2oder identi3icar cuando se 2roducir5n . 4ue ti2o/ es 2or esto 4ue e9isten di*ersas metodolo)ías/ basadas en 3actores como )eol7)icos/ estructurales/ 6idrol7)icos/ etc+ Adem5s es necesario cuanti3icar el ries)o asociado a un 2osible mo*imiento/ es 2or esto 4ue adem5s en este ca2ítulo anali(aremos el 3actor de se)uridad/ 2ara los tres ti2os de mo*imientos 2rinci2ales anali(ados en este in3orme+
".2 Causas de los !o-i!ientos+
a ocurrencia de los desli(amientos es consecuencia de un com2le'o cam2o de es3uer(os ,stress es una 3uer(a 2or unidad de 5rea- 4ue est5 acti*o en una masa de roca o de suelo en la 2endiente+ &5sicamente/ los dos 2ar5metros m5s de terminantes son8
L Un incremento del stress de corte L Una disminuci7n en la resistencia del material
".2.1 Incre!ento en el esuer/o de corte.
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1B Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero L Remoci7n del so2orte lateral o de base ,erosi7n/ desli(amientos 2re*ios/ cortes de carreteras . canteras/ taludes en mineríaL Incremento de car)a ,2eso de la llu*ianie*e/ rellenos/ *e)etaci7nL Incremento de 2resiones laterales ,2resiones 6idralicas/ raíces/ cristali(aci7n/ e92ansi7n de la arcillaL Stress transitorio ,terremotos/ *ibraciones de camiones/ ma4uinaria/ e92losionesL Inclinaci7n re)ional ,mo*imientos )eol7)icos-+
".2.2 Reducción de la resistencia del !aterial.
L Disminuci7n de la resistencia del material ,motori(aci7n/ cambios en el estado de consistenciaL "ambios en las 3uer(as inter)ranulares ,2resi7n de los 2oros de a)ua/ disoluci7nL "ambios en la estructura ,disminuci7n de la resistencia en el 2lano de 3alla/ 3racturamiento debido a descar)as-
".2 An$lisis de esta0ilidad en una rotura #lanar.
En el caso de rotura 2lanar el 3actor de se)uridad !S se obtiene de 3orma directa como cociente entre las 3uer(as 4ue tienden a 2roducir el mo*imiento . las 3uer(as resistentes del terreno 4ue se o2onen al mismo/ 2ro.ectadas todas se)n la direcci7n del 2lano de rotura/ en una es2ecie de dia)rama de cuer2o libre+ Al calcular !S de esta manera/ se su2one im2lícitamente constante a lo lar)o de toda la su2er3icie de rotura/ lo cual se ace2ta a 2esar de no ser estrictamente cierto+
En el caso m5s )eneral se considera 4ue el 2lano de desli(amiento se encuentra limitado en su 2arte su2erior 2or una )rieta de tracci7n/ 4ue se 2uede su2oner 2lana/ total o 2arcialmente llena de a)ua+ En el 2lano de rotura a2arecen unas 2resiones intersticiales 4ue de2enden de la situaci7n de la línea de saturaci7n . de las características del terreno+ Sobre
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1C Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero la masa desli(ante 2uede considerarse la actuaci7n de un terremoto cu.o e3ecto se asimila a una aceleraci7n *ertical aV . una aceleraci7n 6ori(ontal aH/ esto con el 3in de tener la ma.or cantidad de *ariables consideradas al momento de reali(ar el an5lisis de estabilidad/ .a 4ua la estabilidad es un 3actor im2ortante a determinar en toda o2eraci7n minera+
En este caso el 3actor de se)uridad es8
Donde8 c J co6esi7n e3ecti*a en la su2er3icie de desli(amiento+ f J 5n)ulo de ro(amiento interno e3ecti*o en la su2er3icie de desli(amiento+ A J 5rea de la su2er3icie de desli(amiento/ su2uesta de anc6o unidad+ O J 2eso de la masa desli(ante/ su2uesta de anc6o unidad+ ψ 2 J 5n)ulo 4ue 3orma el 2lano de desli(amiento con la 6ori(ontal+
U J resultante de las 2resiones interstiales 4ue actan sobre el 2lano de desli(amiento+ d J 5n)ulo 4ue 3orma la )rieta de tracci7n con la *ertical+ V J resultante de las 2resiones intersticiales 4ue actan sobre la )rieta de tracci7n+ ) J aceleraci7n de la )ra*edad+
a 37rmula es a2licable al caso en el 4ue no e9ista terremoto/ 6aciendo aV J aH J / . al caso en 4ue se considere el terreno seco 6aciendo U J V J +
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1F Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
"." An$lisis de esta0ilidad de una rotura #or cu+as.
a obtenci7n del 3actor de se)uridad es tarea m5s com2le'a 4ue en el caso de rotura 2lanar/ debido a 4ue e9isten dos 2lanos 4ue )eneran una cu;a 'unto con el talud/ es 2or esto 4ue el c5lculo debe reali(arse en tres dimensiones . no en dos como ocurría en la rotura 2lana+
A continuaci7n se describe el caso m5s )eneral/ en 4ue se a2recia el 2lano del talud/ el 2lano situado 2or encima de la cresta del mismo/ los 2lanos de desli(amiento A . & . una )rieta de tracci7n 2lana . denominada 2lano "+ Se considera la 2resencia de 2resiones intersticiales sobre los 2lanos A/ & . " . la acci7n de un terremoto cu.o e3ecto se asimila est5ticamente a una aceleraci7n *ertical aV . otra 6ori(ontal aH +
!i)ura <+<+1 $artes de una rotura 2or cu;as+ !uente8 Manual de #aludes/ IGME/ 1era Ed+1FCB
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0 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
!i)ura <+<+0 Vistas de di*ersos 2er3iles de una rotura 2or cu;as !uente8 Manual de #aludes/ IGME/ 1era Ed+1FCB
as 3uer(as actuantes son las si)uientes8 UA/ U&8 resultantes de 2resiones intersticiales sobre los 2lanos A . &+ Actan 2er2endicularmente a esos 2lanos+ V8 resultante de 2resiones intersticiales sobre el 2lano "+ Actan normalmente sobre dic6o 2lano+ OV J O,1P aV)- !uer(a *ertical debida al 2eso de la cu;a . a la acci7n del terremoto+ En ocasiones el 3actor de se)uridad es m5s ba'o cuando se toma aV con si)no ne)ati*o/ 2or lo 4ue se recomienda reali(ar el c5lculo con los dos si)nos . tomar el !S m5s 2e4ue;o+ OH J O,1P aH)- !uer(a 6ori(ontal debida al 2eso de la cu;a . a la acci7n del terremoto+ O8 $eso de la cu;a+ )8 aceleraci7n de la )ra*edad+
Si la )eometría de la cu;a est5 de3inida/ las direcciones de todas las 3uer(as lo est5n también+
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01 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero as 3uer(as OV/ OH . V se descom2onen *ectorialmente en tres direcciones8 la direcci7n de desli(amiento o direcci7n de la línea de intersecci7n/ . las direcciones normales a los 2lanos A . &+
En la notaci7n 4ue se em2lear5 a6ora/ el subíndice D indica la com2onente se)n la direcci7n de desli(amiento . los subíndices A . & indican las com2onentes normales a los 2lanos A . &+
Así 2or e'em2lo/
El 3actor de se)uridad !S se obtiene como cociente entre las 3uer(as resistentes del terreno . las 3uer(as 4ue tienden a 2ro*ocar el desli(amiento+ Se su2one des2reciable el e3ecto sobre la estabilidad de la cu;a de los momentos de las 3uer(as actuantes+ a e92resi7n 4ue de3ine !S es8
Donde8 cA/ c&8 co6esi7n e3ecti*a en las su2er3icies de desli(amiento A . &+ 'A/ '&8 5n)ulo de ro(amiento interno e3ecti*o en las su2er3icies de desli(amiento A . &+ AA/ A&8 5reas de las su2er3icies de desli(amiento A . &+ NA8 es la reacci7n normal e3ecti*a sobre el 2lano A+ N&8 es la reacci7n normal e3ecti*a sobre el 2lano &+ !D8 es la resultante de las com2onentes de las 3uer(as 4ue tienden a 2roducir el desli(amiento+
De2artamento In)eniería de Minas – !acultad de In)eniería – Uni*ersidad de a Serena+
00 Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
". An$lisis de esta0ilidad de una rotura circular o cur-a.
"on el 3in de resumir en este ca2ítulo solo de detallara en detalle el método de &ISH%$ 2ara el c5lculo del 3actor de se)uridad en una rotura circular o cur*a+
El método de &ISH%$ su2one la su2er3icie de desli(amiento circular+ Es un método de c5lculo 2or do*elas o rebanadas+ Se su2one una masa desli(ante di*idida en n 3a'as *erticales+ En la 3i)ura se reco)en las 3uer(as actuantes sobre una de esas 3a'as+
Estableciendo el e4uilibrio de momentos de toda la masa desli(ante res2ecto al centro del círculo de desli(amiento . des2e'ando !S se obtiene8
De2artamento In)eniería de Minas – !acultad de In)eniería – Uni*ersidad de a Serena+
0: Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
!i)ura <+=+1 E4uilibro de 3uer(as en una 3a'a en una rotura circular+ !uente8 Manual de #aludes/ IGME/ 1era Ed+1FCB+
De las ecuaciones de e4uilibrio de 3uer(as *erticales de cada 3a'a se 2uede des2e'ar los Ni . sustitu.endo en la ecuaci7n anterior se obtiene8
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En el método sim2li3icado de &is6o2 se su2one 4ue se cum2le8
"on esta sim2li3icaci7n la e92resi7n 4ueda8
"omo !S a2arece de modo im2lícito 6a de obtenerse mediante un 2roceso iterati*o 4ue suele con*er)er r52idamente+ a sim2li3icaci7n asumida 2or &is6o2/ 6ace 4ue este método no cum2la el e4uilibrio de 3uer(as 6ori(ontales+
Se de3ine un 2ar5metro Mα/ 4ue reco)e im2lícitamente el !S/ de esta manera . a.ud5ndose del )r53ico si)uiente se 2uede conocer el 3actor de se)uridad de una rotura circular/ conociendo el 5n)ulo de ro(amiento de la su2er3icie de rotura . el 5n)ulo α+
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0= Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero !i)ura <+=+1 Gra3ico 2ara estimar en *alor de Mα. !uente8 Manual de #aludes/ IGME/ 1era Ed+1FCB+
". An$lisis de esta0ilidad a reali/ar en unción del $n%ulo de talud , ries%o asociado.
#abla <+> "ontenido de las in*esti)aciones relacionadas con la estabilidad de taludes+ ,Geotec6nical "ontrol %33ice/ 1FC<-
Se)n el 5n)ulo de talud 2redominante en la (ona/ adem5s de un estimado sobre el ries)o 4ue e9iste ,Re*isar tabla <+>- se su)iere reali(ar los si)uientes estudios8
A- E9amen de 3oto)ra3ías aéreas/ terrestres . ma2as )eol7)icos+ &- Estudios8 1+ #o2o)r53icos/ )eol7)icos . características 6idro)eol7)icas+ 0+ "aracterísticas 6idro)eol7)icas+ "- "arto)ra3ía )eol7)ica de8 1+ Ras)os su2er3iciales+ 0+ Estructuras D- In*esti)aciones in situ8 (an'as . sondeos+ E- #oma de muestras8 1+ $ara obtenci7n de características del terreno+
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0> Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero 0+ $ara obtenci7n del contenido en a)ua/ e9amen de la estructura del terreno . 2ro2iedades remoldeadas+ :+ $ara obtenci7n de 2ar5metros resistentes/ com2resibilidad/ densidad/ 2orosidad/ contenido en a)ua/ estructura . 2ro2iedades inalteradas+ !- Medidas de cam2o8 1+ Ni*el 3re5tico+ 0+ $ermeabilidad+ G- Ensa.os de laboratorio8 1+ Ensa.os de clasi3icaci7n+ 0+ De densidad 2ara materiales de relleno+ :+ De resistencia en suelos . discontinuidades+
CAPITULO ) &ETODOS DE ESTA(ILIDAD DE TALUDES
.1 Introducción.
Qa identi3icado el ti2o de rotura . cuanti3icada la 2osibilidad de 4ue el mo*imiento ocurra/ es necesario ase)urar la estabilidad del maci(o rocoso/ con el 3in de minimi(ar los ries)os asociados/ mediantes métodos de sostenimiento+ El sostenimiento de #aludes considera las si)uientes alternati*as8
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0B Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero •
Malla
•
$ernos de ancla'e/ cables
•
Hormi)7n $ro.ectado ,S6otcrete-
#odos estos métodos aumentan la 3uer(a 4ue se o2one al mo*imiento/ 6aciendo *ariar al 3actor de se)uridad a 3a*or de una ma.or estabilidad del talud+
.2 &alla.
En )eneral las mallas en taludes mineros se utili(an 2 ara 2re*enir caída de 2e4ue;as rocas/ en maci(os rocosos mu. 3racturados o diaclasados/ n o son recomendadas 2ara sostener )randes masas/ adem5s no son e3ecti*as como medio de e*itar los mo*imientos estudiados en este in3orme+ a malla debe anclarse en la 2arte su2erior del talud . 3i'arse a este 2or intermedio de )ra2as o ancla'es+
.3 Pernos de anclae4 ca0les.
"uando el 3actor de se)uridad de un talud determinado se considere insu3iciente se 2uede me'orar la estabilidad 2or medio de la colocaci7n de ancla'es con una cierta tensi7n #/ con lo 4ue se consi)ue aumentar el *alor de !S+
El ancla'e reali(a dos acciones bene3iciosas 2ara la estabilidad de la masa desli(ante/ 2or una 2arte su com2onente 6ori(ontal se o2one a las 3uer(as 4ue tienen al desli(amiento . 2or otra 2arte/ su com2onente *ertical aumenta la resistencia al corte de la discontinuidad+ En la
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0C Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero e92resi7n del !S/ se traduce en una disminuci7n del denominador . un aumento del numerador+ Esto se traduce en un aumento considerable de la estabilidad+
!i)ura =+: Dia)rama de 3uer(as en la colocaci7n de un sistema de ancla'e+ !uente8 Manual de #aludes/ IGME/ 1era Ed+1FCB+
." S5otc5ete.
El s6otcrete u 6ormi)7n 2ro.ectado se utili(a en taludes con alta 2resencia de rocas de tama;o 2e4ue;o/ ine*itables de ser sostenidas mediante mallas+ Se debe tomar 2rinci2al intenci7n en el 3lu'o de a)ua en el cuer2o del talud al momento de utili(ar este método/ .a 4ue si el a)ua rom2e la unidad entre el 6ormi)7n . el material 2odría 2roducirse un cola2so/ se recomienda tomar consideraciones de drena'e 2ara una me'or a2licaci7n del método+
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0F Estabilidad de taludes en minería cielo abierto – Héctor Geraldo Montero
. &6todos correcti-os de esta0ilidad de taludes.
a reducci7n de 3uer(as motoras/ con el 3in de aumentar el !S del talud/ se 2uede lo)rar mediante dos métodos/ como lo son la remoci7n del material en la 2arte a2ro2iada de la rotura/ esto im2lica un 2roblema en 2lani3icaci7n del 2it/ o mediante el drena'e/ 4ue disminu.e la 2resi7n de a)ua en el talud/ adem5s de disminuir el 2eso de este mismo/ .a 4ue 2ierde el 2eso adicional 4ue le con3ería el a)ua+
a inclusi7n de las medidas de drena'e en el 2ro.ecto del talud . su a2licaci7n desde el inicio de la construcci7n 2ermite obtener el m59imo bene3icio 2ues se mantiene intacta la resistencia del terreno
Generalmente se busca utili(ar el drena'e en combinaci7n con estructuras de so2orte como 2ernos/ mallas o s6otcrete+
%tra 3orma de e*itar 2osibles incon*enientes en los taludes es uso de tronadura controlada/ )enerando una línea de 2recorte al momento de la tronadura/ la cual 2rote)e al maci(o rocoso remanente de la onda e92ansi*a 4ue tiene como 3inalidad la 3ra)mentaci7n de la roca . 4ue 2uede ser de*astadora 2ara el talud 3inal si no se controla+
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