Evaluacion de Cimbras Mina Rosaura

5/18/2018

Evaluacion deCimbrasMinaRosaura-slidepdf.com

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC

CURSO TITULO CON CIMBRAS

: PROYECTOS MINEROS : EVALUACIÓN DEL SOSTENIMIENTO EN LA MINA ROSAURA EN EL NV

3950 BP SE DOCENTE

: RODOLFO MATTOS OJEDA

ALUMNO

: HUAMANI BUSTINZA FELICIANO

ROJAS KARI EFRAIN RONALD

2015

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ÍNDIC I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA__________________________1 11 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA!!!!!!!!!!!!!1 1" JUSTIFICACIÓN!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1 13 OBJETIVOS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"

II. MARCO TEÓRICO_____________________________________________2 "1 ANTECEDENTES!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" "" BASES TEÓRICAS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!# ""1 $%&%'()*+(+%, ___________________________________________________4 ""11 ____________________________________________________ L-.()*/(.*& 4 ""1" ________________________________________ H*,-'*( +%) 2(.**%&4 """ $%-)-4( )-.() ____________________________________________________5 2.2.2.1. ____________________________________________________ Estratigrafía 5 2.2.2.2. _______________________________________________________ Intrusivos 7 2.2.2.. 7________________________________ P!"ga#i"nto $ %ra&tura#i"nto 2.2.2.'. __________________________________________________ Min"ra!i(a&i)n 7 2.2.2.*. ___________________________________________ Contro! Min"ra!)gi&o 8 ""3 $%-%.6&*.( ___________________________________________________11 2.2..1. ___________________________________________ As+"&tos Lito!)gi&os 11 2.2..2. _______________________________ C!asi,&a&i)n -" !a #asa ro&osa 11 2.2... __________________________________________ R"sist"n&ia -" !a ro&a 14 2.2..'. ________________________________ Con-i&ion"s -" !a #asa ro&osa 15 2.2..*. ____________________________ Con-i&ion"s -" agua sut"rr/n"a 17


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2.2..0. _______________________________________________________ Esfu"r(os 17

"3 MARCO CONCEPTUAL!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!17 "31 I8-'(&.*( +%) (.%'- __________________________________________18 "3" C('(.%',*.(, $%&%'()%, +%) (.%'- __________________________19 2..2.1. _________________________________________ Estru&tura uí#i&a 19 2..2.2. __________________________________ Cara&t"rísti&as M"&/ni&as 19 2..2.. ________ Cara&t"rísti&as -" !os E!"#"ntos Estru&tura!"s -"! ost"ni#i"nto ________________________________________________________21 "33 A'.-, +% (.%'- .*'(,; ______________________________________26 2...13"n"ra!i-a-"s ________________________________________________26 2...2Ci#ras Rígi-as ______________________________________________26 2...Ci#ras C"-"nt"s ____________________________________________39

III. 4IPÓTEI 5 6ARIABLE_________________________________'2 31 FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#" 3" DEFINICIÓN OPERACIONAL DE VARIABLES!!!!!!!!!!!!!!!!!#"

I6.

METODOLO37A____________________________________________'2

#1 TIPO Y NIVEL DE INVESTI$ACIÓN!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#" #" M
6. ADMINITRACIÓN DEL PRO5ECTO_________________________'8 51 CRONO$RAMA!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#> 5" PRESUPUESTO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#>

6I. BIBLIO3RA%7A____________________________________________'9


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DATOS $ENERALES Institución:

UNIVERSIDAD

NACIONAL

MICAELA

BASTIDAS

DE

APURIMAC Título: MINA

?EVALUACIÓN DEL SOSTENIMIENTO CIMBRAS ENSE@ LA ROSAURA ENCON EL NV 3950 BP

Área de investigación: MINERIA Autor: HUAMANI BUSTINZA FELICIANO

ROJAS KARI EFRAIN RONALD Fecha de presentación: 9/02/2015

I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA I1 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA !"#$A" %&A& e'plota la (ina "osaura utili)ando el *+todo de *inado hundi*iento por su,niveles& Actual*ente se tienen pro,le*as de inesta,ilidad de la *asa rocosa en las la,ores su,terr-neas . ta*,i+n en el -rea de su,sidencia en supericie& !stos eectos se de,en por un lado a la calidad (u. (ala de la estructura *inerali)ada a las características e'pansivas . de alta deor*a,ilidad de la roca . a la presencia de agua& or otro lado los esuer)os inducidos por el proceso del *inado ue no son *agnitudes altas sino relativa*ente ,aas pero sin e*,argo vencen la resistencia de la *asa rocosa& Actual*ente la *ina "osaura ha encontrado en las ci*,ras la 3nica alternativa de sosteni*iento ue garanti)a la relativa esta,ilidad de las la,ores esto es *antener la la,or lo *eor posi,le durante el tie*po de vida ue se le asigne& Al decir lo *eor posi,le nos reeri*os a poder *antener los siste*as de ventilación e inraestructura d-ndoles las garantías de seguridad . a un costo ópti*o& 4os distintos pro,le*as ue aecta,an a las ci*,ras nos llevaran a evaluarlas haciendo *onitoreo de convergencias en las ci*,ras de tal *anera ue nos *uestre inor*aciones parciales ue nos per*itan to*ar decisiones in*ediatas . a predecir el tie*po de vida de la ci*,ra con cierto *argen de error .a ue el rit*o de deor*ación puede variar& aciendo de esto una ventaa t+cnico6 econó*ico avora,les para nuestro reueri*iento&

I" JUSTIFICACIÓN 7

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4a necesidad de reducir los incidentes . dar *eores condiciones de seguridad para el personal ue la,ora . de euipos en la industria *inera es ue se reali)a constantes estudios en el sosteni*iento de las la,ores su,terr-neas en la #nidad (inera "osaura se viene reali)ando evaluaciones . *eoras del sosteni*iento con ci*,ras con la inalidad de *eorar las 7peraciones (ineras&

I3 OBJETIVOS a. O:"tivo g"n"ra! -

8!valuar el *+todo de sosteni*iento con ci*,ras en el  ;950 $ %! de la #nidad (inera "osaura<

. O:"tivos "s+"&í,&os -

=eter*inar la *etodología de dise>o de sosteni*iento con

ci*,ras ue *-s se auste a la realidad de la *ina "osaura& - !sta,lecer la *edición de convergencias co*o *+todo evaluación . an-lisis del co*porta*iento de las ci*,ras ue nos per*ita predecir el tie*po de vida de las ci*,ras . la eectividad de las *edidas de control to*adas rente a las deor*aciones aceleradas de las ci*,ras& - =eter*inar la eectividad de las *edidas to*adas para el control de los actores inlu.entes controla,les tales co*o: Agua su,terr-nea . presiones naturales& - !ncontrar nuevas alternativas ue nos per*itan *itigar el deterioro acelerado de las ci*,ras en la *ina "osaura&

II

MARCO TEÓRICO II1 ANTECEDENTES ?$EOMECANICA: HERRAMIENTA DE OPERATIVA EN LA MINA ROSAURA@

$ESTIÓN

O%*-, •

•

•

7

?onoci*iento del *+todo teórico . su aplicación . adaptación al *inado de "osaura& =eter*inación del entorno @eo*ec-nico para las soluciones uturas de esta,ilidad& =einición de los -ngulos de %u,sidencia&

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?ontroles de ?onvergencia de deor*ación . agua su,terr-neas& Innovación . aplicación de nuevos ele*entos de sosteni*ientos portantes& %olución a pro,le*as operacionales derivado de la %u,sidencia&

!spera*os con el presente tra,ao contri,uir al engrandeci*iento . prestigio de la *inería peruana& !l tra,ao tiene co*o o,etivo: ro*over la i*portancia de la @eo*ec-nica en las operaciones *ineras& =iundir el %4? tipo "osaura co*o alternativa de *inado para uturas operaciones *ineras con a*,ientes geo*ec-nicos si*ilares

R%,%& !l presente tra,ao t+cnico ue preparado por el =eparta*ento de @eo*ec-nica "osaura para la presentación del B ?ongreso acional de (inería . en ella se resu*e toda la e'periencia ganada al ca,o de *-s de ; a>os de la,or en el *inado de "osaura& 4a (ina "osaura est- siendo e'plotada con el *+todo %4? pero con consideraciones . condiciones *u. aleadas a lo propuesto por la teoría& !s por ese *otivo ue la @eo*ec-nica uega un papel i*portante en la solución de los pro,le*as de esta,ilidad de las la,ores&

C-&.),*-&%, !l presente tra,ao ela,orado en ,ase a las condiciones ca*,iantes propias del *+todo al concepto de prue,a error . a los conoci*ientos elevados de la @eo*ec-nica . la Ingeniería @eológica conclui*os en lo siguiente: 1. 4as de,ilidades de "osaura para la aplicación del *+todo tradicional pasaron a ser ortale)as con las innovaciones reali)adas considerando las condiciones adversas para la aplicación del *+todo& or lo tanto dada las condiciones . características geo*ec-nicas propias de "osaura ustiica ser considerado una variante del *+todo lla*-ndolo %u, 4evel ?aving (eorado Tipo "osaura& 2. 4a aplicación de conoci*ientos geo*ec-nicos a todo el personal de *ina sirve co*o una herra*ienta de gestión en seguridad logrando au*entar el valor agregado del personal . a.udando a lograr el o,etivo de cero accidentes por caída de roca&

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II" BASES TEÓRICAS II"1 $%&%'()*+(+%, II"11

L-.()*/(.*& !l Caci*iento (ineral de "osaura est- u,icado en el distrito *etalogen+tico de ?asapalca . geogr-ica*ente esta en los paraes de la ue,rada %anta "osa . ue,rada Cauli.acu distrito de ?hicla provincia de uarochirí departa*ento de 4i*a alrededor de las siguientes coordenadas #T(: ;D2E9 ! E0E5GD & !l acceso se reali)a de 4i*a a "osaura por la carretera central recorriendo una distancia de 110 Hiló*etros& F*41: P)(&- +% *.(.*& +% )( *&(

II"1"

H*,-'*( +%) 2(.**%&#na ,reve elhistoria del de .aci*iento inicia en 190 de cuando ue reuerido registro la concesión *inera la (ina "osaura& =e 19GD hasta ulio de 195G ueran e'traídas artesanal*ente 2250; t de *ineral& (-s tarde ueron a,iertos el ivel G0 JG20*K . los niveles 1;0 JG190*K . 10 JG1;5*K& !stos niveles ueron a,iertos parte en des*onte . parte en *ineral ,uscando sie*pre

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*eores condiciones geo*ec-nicas para hacer el desarrollo& !l *ineral era accesado por peue>os cruceros& !n el lapso 1999 a 2000 ueron reto*ados los tra,aos de e'ploración reali)-ndose co*pilación de los datos antiguos nuevos *apeos geológicos en supericie *uestreo de las estructuras levanta*ientos topogr-icos ca*pa>a de taladros dia*antinos a partir del*-s nivel precisos G090& !ste. tra,ao ue reali)ado por eru,ar %&A& !l a>o 2000 se reali)ó la evaluación econó*ica del .aci*iento . se inició la e'plotación del .aci*iento *ineral de "osaura&

II"" $%-)-4( )-.() II.2.2.1.Estratigrafía 4a secuencia litoestratigr-ica ue alora en el distrito *ineral de ?asapalca est- ?o*prendido desde el ?ret-ceo hasta el ?uaternario& 4a colu*na generali)ada es: F*4": S%.%&.*( L*-%,(*4'6.( +% )(

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(; T%'.*('*%or#a&i)n Casa+a!&a; ?onstitu.e la or*ación *-s antigua . no alora en el -rea de la *ina su presencia es regional . co*prende serie de sedi*entarias de a*,iente continental& !sta una or*ación harocas sido dividida en dos *ie*,ros& ?apas "oas: !ste *ie*,ro se caracteri)a por intercalaciones de lutitas . areniscas calc-reas presentando el conunto coloraciones roi)as de,ido a inas dise*inaciones de he*atita& 4as areniscas son de grano ino a grueso . co*3n*ente presentan una d+,il estratiicación& o han sido deinido su relación con la F*& ?elendín ni ósiles dentro de las capas roas ue hagan posi,le la asignación de una edad precisa sin e*,argo por su correlación estratigr-ica se le ha asignadodeluna edad ue puede estar entre ines del ?ret-ceo . co*ien)os Terciario JT&%& %)eHel. 19DK& ?onglo*erado ?ar*en: %o,re.aciendo a las capas roas se encuentra una serie de pauetes de conglo*erado . cali)as intercaladas con capas de areniscas . lutitas de una potencia ue varía de E0 a 200 * deno*inado *ie*,ro ?ar*en& 4os conglo*erados ue ta*,i+n se presentan en lentes est-n co*puestos de guiarros . rodados de cuarcitas . cali)as con una *atri) areno6arcillosa . ce*ento calc-reo&

%or#a&i)n Car!os %ran&is&o; %o,re las rocas sedi*entarias unaor*ación potente serie de rocas volc-nicas a las ue se se ha encuentra deno*inado ?arlos Francisco& !sta or*ación ha sido dividida en tres *ie*,ros: olc-nicos Ta,lachaca: %o,re .aciendo al *ie*,ro ?ar*en . separado de +ste por lutitas de potencia varia,le se encuentra una sucesión de rocas volc-nicas constituidas por tuos ,rechas conglo*erados aglo*erados . rocas poriríticas eusivas ue or*an el *ie*,ro Ta,lachaca&

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olc-nicos ?arlos Francisco: %o,re el *ie*,ro Ta,lachaca se encuentra el volc-nico ?arlos Francisco conor*ado por luos andesíticos *asivos . rag*entados J,rechaK& 4as capas de ,recha consisten de rag*entos poriríticos angulares general*ente verdosos incluidos en una *atri) de roca porirítica roi)a& Intercaladas con lasa,rechas ue varían de gris oscuro verde& est-n las andesitas poriríticas & 4as ,rechas piro cl-sticas est-n or*adas por rag*entos angulosos a su, redondeados con una *atri) roi)a& !l ta*a>o de los rag*entos llega hasta 0&15*&

; C(%'&('*!l cuaternario est- representado en la región por una serie de depósitos glaciares . conos de esco*,ros de or*ación reciente& leistoceno: =e,ao de los depósitos glaciares recientes e'isten potentes series de *orrenas ter*inales a elevaciones apro'i*adas de G;00 a G500 o han sidoenencontrados signos de glaciación de,ao de *sn*& estas elevaciones el valle del "í*ac sin e*,argo en otros valles depósitos glaciares ueron encontrados en elevaciones de ;900 *sn*& J&!&(cHinstr. . &A& o,le 19;2K& "eciente: ?onsiste de *ateriales in consolidados co*puestos por clastos angulosos de diversos ta*a>os ue or*an conos . taludes&

II.2.2.2.Intrusivos !n el distrito inter*edia aloran varios cuerpos intrusivos son alto de co*posición uí*ica*ente si*ilaresuecon contenido de soda aunue varían en la te'tura . alteración&

II.2.2..P!"ga#i"nto $ %ra&tura#i"nto 4as unidades estratigr-icas en el distrito est-n plegadas teniendo sus ees un ru*,o general de  20B L& F*43: S%..*& T'(&,%',() +-&+% ,% %,'(& )-, 8'*&.*8()%, 8)%4(*%&-, 2 '(.'(,

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II.2.2.'.Min"ra!i(a&i)n 4a *inerali)ación poli*et-lica de "osaura est- situado dentro de una )ona de alla su,& ertical con un ancho co*prendido apro'i*ada*ente entre 5* a 25* . una longitud de ;D0* a G00* a lo largo de la alla cu.a orientación oscila  50655 L& 4a *inerali)ación se presenta co*o relleno de racturas& 4os *inerales principales son esalerita galena calcopirita car,onatos . alguna tetraedrita la ganga consiste de cuar)o calcita sericita . .eso& !stas racturas surieron una reactivación posterior a la *inerali)ación lo ue hace ue los ,loues de *ineral est+n dispersos dentro ree*pla)a*iento de una *atri) constituida por pani)o de alla& Ta*,i+n ocurre en hori)ontes avora,les de cali)as co*o se presentó hacia el L en la veta dos de (a.o a *anera de %plit de la veta "osaura cu.as características de *inerali)ación ueron *u. avora,les para su e'plotación a la echa .a e'plotada . con resultados *u. avora,les& 4as le.es son ,astante varia,les de *odo general en una sección con dirección noreste avan)ando de suroeste a noreste Jcaa techo para caa pisoK se tiene inicial*ente una )ona de ,aa le. despu+s la *inerali)ación de *-s alta le. local*ente con suluro *aci)o . inal*ente el contacto con la caa piso ue nor*al*ente es *-s deinido uede el contacto la caa techo& !l intenso ractura*iento tanto las rocascon caas co*o en el *ineral hace ue se tenga una percolación intensa de agua& A *edida ue se va desarrollando niveles ineriores los superiores van gradual*ente secando& =entro del -rea principal de e'plotación del depósito *ineral de "osaura el soporte es insuiciente e inesta,le e i*posi,le de tener un auto soporte .a ue se tiene una )ona de alla intensa*ente racturada con un

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"(" *enor de 20 dentro de la )ona *inerali)ada . un "(" de ;5 en las caas&

II.2.2.*.Contro! Min"ra!)gi&o !l control principal de la M*inerali)ación es estructural orientado predo*inante*ente L %! concordante con la estructura de alla regional ue divide las unidades de ?arlos Francisco hacia el !ste . de la or*ación $ellavista al 7este& Ta*,i+n tienen un control estratigr-ico .a ue dentro de la *inerali)ación ha. i*portantes e*pla)a*ientos de hori)ontes de cali)a co*o el de la veta =os de (a.o con valores en le.es *a.ores ue la *inerali)ación controlada estructural*ente&

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F*4#: S%..*& 500 +% )( *&(

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F*4G: V*,( 4%-)4*.( +% 8)(&( N #090 5/18/2018


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II"3 $%-%.6&*.( II.2..1.As+"&tos Lito!)gi&os !l cuerpo *inerali)ado de "osaura se encuentra e*pla)ado dentro de una ,recha de alla tectónica& !sta ,recha tenía un espesor ue varia,a entre 25 a ;0 *etros en los niveles superiores Jv& ;990K e incre*ent-ndose hasta 0 *etros apro'i*ada*ente en los niveles ineriores producto de una gran alla regional& 4a roca encaonarte es un derra*e l-vico de origen andesítico intercaladas con lentes calc-reos de cali)as *argosas& or indicios de ca*po se puede air*ar ue la *inerali)ación se introduo por la caa piso de la ,recha ree*pla)-ndola con una potencia de 20 *etros de pro*edio espesor ue co*en)ó a crecer a partir del nivel ;950 hasta apro'i*ada*ente G0 *etros& or levanta*ientos tectónicos regionales la alla entro en reactivación deor*ando . alterando el cuerpo *inerali)ado d-ndole una or*a irregular con potencias varia,les& %e aprecia ue en el contacto de la ,recha de alla . la roca caa techo Jdonde se desarrollan los accesos . ra*paK la alteración es *u. uerte llegando a reducir considera,le*ente su calidad hasta los 15 pri*eros *etros de contacto& 4a ,recha de alla ue se encuentra entre el tope de la roca caa techo .

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la *inerali)ación tiene propiedades e'pansivas en este tra*o se registran las *a.ores deor*aciones por presiones laterales& !stas deor*aciones se dan en los =raN oint ue todavía no se e'plotan por lo tanto se tendr- ue controlar estas deor*aciones por *edio de descargue de los hastíales& !n la )onaverticales *inerali)ada la *a.or se ue da por presiones producto de la deor*ación carga *uerta se produce por el *+todo de *inado& !sta deor*ación reci+n se da cuando se e*pie)a con la e'plotación por lo ue reuiere una adecuada velocidad de *inado& o se aprecia *ucha alteración en la caa piso . ta*poco se o,serva una )ona pani)ada en el contacto por lo ue presu*e ue la intrusión del *ineral se dio por la caa piso&

II.2..2.C!asi,&a&i)n -" !a #asa ro&osa ara clasiicar geo*ec-nica*ente a la *asa rocosa se utili)ó la inor*ación desarrollada precedente*ente aplicando los criterios de clasiicación geo*ec-nica de $ieniaNsHi J"(" M aloración del (aci)o "ocoso M 19E9K $arton . ?ola,oradores J%iste*a O M 19GK . (arinos P oeH J@%I M @eological %trenght Inde' M 2002K& 4os valores de resistencia co*presiva de la roca intacta ueron o,tenidos conor*e a los procedi*ientos se>alados *-s adelante& 4os valores del índice de calidad de la roca J"O=K ueron deter*inados *ediante el registro lineal de discontinuidades utili)ando la relación propuesta por riest P udson J19EDKdeteniendo co*o par-*etro de lineal& entrada!lprincipal la recuencia ractura*iento por *etro criterio adoptado para clasiicar a la *asa rocosa se presenta en el ?uadro 1& C(+'- 1: C'*%'*- +% C)(,*.(.*& +% )(

T*8- +% '-.( II IIIA IIIB IVA IVB V

R(&4RMR ˃60 51-60 41-50 31-40 21-30 ˂20

R(&4-  ˃5.92 2.18-5.92 0.72-1.95 0.24-0.64 0.08-0.21 ˂0.07

C()*+(+ ,%4& RMR Buena Regular A Regular B Mala A Mala B Muy Mala

A partir de estos resultados pode*os concluir la siguiente )oniicación geo*ec-nica:  Zona A: ?orresponde a la caa techo propia*ente dicha se trata de derra*es l-vicos andesíticos u,icados de 20 a ;0 *etros de la estructura de "O= Q 256;0R . condición h3*eda& @eo*ec-nica*ente tiene valores "(" S ;0 O S 0&2 . @%I Q (F/"&

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

Zona B: ?orresponde a la )ona de alteración de la caa

techo& 4a uerte alteración se de,e a su cercanía con la ,recha *inerali)ada& Tiene "O= 25R . en contacto con la ,recha se presentan goteras de agua& %u calidad de roca dis*inu.e conor*e se acerca al contacto con la ,recha de



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



alla& @eo*ec-nica*ente tiene valores "("  25 O  0&2 . @%I QIF/6(& %u espesor varía de 15 a 20 *etros . se vuelve *u. irregulares los niveles ineriores& Zona C: $recha de alla tectónica se encuentra *u. alterada . se disgrega -cil*ente& %u calidad se reduce considera,le*ente por la presencia de agua& Tiene propiedades e'pansivas . en esta )ona se registran las *a.ores deor*aciones de ci*,ras& @eo*ec-nica*ente presenta valores "O= Q 0 "("  20 O  0&0 . @%I Q T/(& resenta dise*inado cerca al *ineral *asivo . en ella se registra,an luos de agua ue originan los soplados los ue ueron reducidos por la ca*pa>a de taladros de drenae reali)ados& %u espesor es varia,le& Uona =: (ineral *asivo a dise*inado por *ovi*iento tectónico se presenta poco dura a ria,le& !n contacto con el piso se presenta dise*inado con ,recha& @eo*ec-nica*ente presenta valores "O= Q 0 "("  20 O  0&0 . @%I Q T/(& Uona !: alor @%I Q T/(& %us valores geo*ec-nicos son si*ilares al de la )ona ? *eorando su calidad conor*e se alea ,recha Zona de F: laUona de*inerali)ada& alteración de la caa piso& %us valores geo*ec-nicos son si*ilares al de la )ona $& @%I Q IF/6(

F*4>: Z-&*.(.*& 4%-%.6&*.( S%..*&

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F*47: Z-&*.(.*& 4%-%.6&*.( *,(


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F-!"!

II.2...R"sist"n&ia -" !a ro&a •

"esistencia de la roca Intacta #no de los par-*etros *-s i*portantes del co*porta*iento *ec-nico de la *asa rocosa es la resistencia co*presiva no coninada de la roca intacta JVcK& =urante los tra,aos de ca*po co*o parte del *apeo geot+cnico se intentó reali)ar ensa.os de dure)a con el (artillo %ch*idt para esti*ar la resistenciadeco*presiva de la roca intacta sin de,ido lograrse respuesta la roca a la *edición de esta propiedad a su intenso grado de ractura*iento . de,ilita*iento& %e intentó

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ta*,i+n e'traer *uestras para ensa.os de la,oratorio pero por las *is*as ra)ones no ue posi,le o,tener *uestras adecuadas solo se o,tuvieron *uestras de la caa piso in*ediata . de la caa techo aleada pero en condiciones ue representan el rango superior por lo ue no necesaria*ente son representativas las condiciones ue inal*ente se hi)o esde esti*ar la resistenciapro*edio& co*presiva4ocon el *+todo del *artillo de geólogo de acuerdo a las nor*as sugeridas por I%"(& %e *uestra un resu*en en el ?uadro2& C(+'- N": R%,*,%&.*( .-8'%,*( +% )( '-.( ZON DESCRPCIÓ RMR  $SI R. A N

A B   

*

%e&'! ale(a)! %e&'! +n,e)+a"! Bre&'a )e /alla M+neral

3040 2030 ˂20

0.210.64 0.070.21 ˂0.07

M*R

37

I*

15

25.1 9 12.8

%*M

3

10

˂20

˂0.07

3

10

+! +n,e)+a"!

2030

0.070.21

%*M I*

15

12.8

C(+'- N3: P('6%'-, * MUESTRA

%u/! an)e"+&! An)e+"a

UBICACI ÓN

#A  #A A

?*@

12.1 8 25.1

COHESION M8(;

AN$ULO DE FRICCIÓN

3.87

39.4

8.22

48.9

8

•

"esistencia de las discontinuidades =esde el punto de vista de la esta,ilidad estructural*ente controlada es i*portante conocer las características de resistencia al corte de las discontinuidades puesto ue estas


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constitu.en supericies de de,ilidad de la *asa rocosa . por tanto planos potenciales de alla& 4a resistencia al corte en este caso est- regida por los par-*etros de ricción . cohesión de los criterios de alla (ohr6?oulo*,& or los dierentes aspectos se>alados anterior*ente JUoniicación geo*ec-nicaK la esta,ilidad estructural*ente controlada pasa a segundo plano siendo de *a.or i*portancia la resistencia de la roca intacta . de la *asa rocosa& ara el caso de los taludes del -rea de su,sidencia los par-*etros de (ohr ?oulo*, ser-n esti*ados a partir del retroan-lisis J,acH an-lisisK ue se llevar- a ca,o *-s adelante& "esistencia de la *asa rocosa

4as propiedades de resistencia de la *asa rocosa reeridas a la co*presióntracción par-*etros de corte . constantes el-sticas ueron esti*adas utili)ando el criterio de alla de oeH P $roNn JoeH et&al& 1992K . JoeH et&al& 2002 M rogra*a "oc4a,K&4os resultados se presentan en el ?uadro 5&G para valores pro*edio de calidad de la roca . de resistencia co*presiva no coninada *ostrado en los ?uadros 2 . ;& C(+'- N#: R%,*,%&.*( +% )(, TIPO DE ROCA

ZON A

PROPIEDADES C DE LA MASA ROCOSA R. R M8 P* EM8  M8(; M8(; ; (; (;

IV

A

0.843

0.015

IV-B

B

0.166

0.004

V

-

0.010

0.000 3

0.28 6 0.14 5 0.02 0

22

2500

12

870

8

190

0.2 8 0.3 0.3 5

II.2..'.Con-i&ion"s -" !a #asa ro&osa !stas condiciones est-n reeridas a las características de e'pansión JsNelling rocHK en presencia de agua . a las características de alta deor*a,ilidad Jsuee)ing rocHK de la *asa rocosa del .aci*iento "osaura& •

"ocas !'pansivas: !n ulio del a>o 200; se reali)aron prue,as de hincha*iento en *uestras rocosas de *ineral . caas de la veta M alla "osaura& 4os resultados de estas prue,as indicaron ue el *ineral J*uestra (61K presentó valores de 0&GG R . 1 Wa

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respectiva*ente para la e'pansión li,re . para la presión de control de la e'pansión lo cual indica ue este *aterial tiene características de ,ao hincha*iento& !l des*onte de caa presentó valores de &E5 R . 9 Wa respectiva*ente para la e'pansión li,re . para la presión de control de la e'pansión lo cual indica ue este *aterial tiene características de *oderado hincha*iento& or otro lado los an-lisis por diracto*etría de ra.os X llevados a ca,o ta*,i+n en auella echa indicaron la presencia de *ont*orrillonita J; R en el *ineral . E R en el des*onteK *aterial típica*ente e'pansivo& Ta*,i+n indicaron la presencia de clinocloro J22 R en el *ineral .  R en el des*onteK ue son arcillas de capas *i'tas correspondientes al grupo de las cloritas . pueden transor*arse a *ont*orrillonita por hidrólisis . acción del -cido sul3rico natural or*ado por la hidrólisis de los suluros . reacción con los car,onatos de calcio& or otro lado los an-lisis de las *uestras de agua indicaron ps neutros sin e*,argo la presencia de cantidad de sulatos J,aa en el v& G190 alta en el v& G150 . *oderada en el v& G090K podría indicar la presencia de -cido sul3rico natural aunue *u. diluido pero suiciente para causar la transor*ación del clinocloro a *ont*orrillonita& !l agua *uestreada .a ha,ría sido neutrali)ada por los car,onatos& ?onsiderando estos aspectos *ineralógicos . uí*icos se puede concluir ue el terreno de "osaura . principal*ente las caas tiene características e'pansivas J8sNelling rocH
"ocas de alta deor*a,ilidad 4as rocas de alta deor*a,ilidad o conocidas ta*,i+n co*o 8suee)ing rocH< son auellas rocas circundantes a las e'cavaciones ue *uestran deor*aciones en unción del tie*po auí los esuer)os han e'cedido la resistencia de la *asa rocosa o el lí*ite de luencia ocurriendo entonces ue esta se deor*e pl-stica*ente& !ste hecho e'plica la alta deor*a,ilidadnodeha. la *asa rocosa de "osaura& Actual*ente t+cnicas de dise>o cuantitativo para tratar los pro,le*as de e'pansión . alta deor*a,ilidad de las rocas de e'cavaciones su,terr-neas de un .aci*iento& 4o ue se suele hacer es per*itir ue la roca se deor*e un tanto antes de instalar el sosteni*iento pero el pro,le*a radica en la deter*inación de la *agnitud de la deor*ación ue puede ser per*itida antes ue se d+ una p+rdida signiicativa de la resistencia de la *asa rocosa&

II.2..*.Con-i&ion"s -" agua sut"rr/n"a

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!s induda,le ue la presencia del agua es desde todo punto de vista da>ina para las condiciones de esta,ilidad de las la,ores *ineras& 4o ue se o,serva en el ca*po es evidente& 4as -reas de la *ina con *a.or presencia de agua son *-s inesta,les ue auellas dónde la presencia del agua es *enor& Aun ignorando el posi,le pro,le*a del hincha*iento del terreno el agua eerce un eecto *u. negativo en la esta,ilidad de las la,ores *ineras desde ue incentiva la alta deor*a,ilidad en este tipo de terreno& !n los niveles superiores pr-ctica*ente no hu,o presencia de agua conor*e el *inado ue avan)ando en descenso el agua apareció en or*a de luo signiicativo en el e'tre*o L del .aci*iento& Actual*ente se registra un luo de 150 l/s& !n los niveles ineriores del *inado actual el agua est- *igrando hacia el %! por percolación a trav+s de la *asa rocosa& ?o*o consecuencia de esto en los niveles ineriores se esto,servando cada ve) condiciones geo*ec-nica de la *asa rocosa *-s diíciles ue los niveles superiores ue co*plican el *inado& or ello en !"#$A" %&A& se han reali)ado hasta la echa 12 taladros de drenae ue han a.udado a reducir el nivel re-tico del agua& pero ade*-s se eect3an periódica*ente Jara la +poca de lluviasK o,ras de drenae en supericie puesto ue se ha o,servado en el -rea de su,sidencia signos i*portantes de escorrentías Jc-rcavasK ue podrían co*plicar *-s el pro,le*a de las inesta,ilidades tanto su,terr-neas co*o en supericie&

II.2..0.Esfu"r(os

4a )ona de la presente evaluación est- relativa*ente a poca proundidad respecto a la supericie del terreno por lo ue se esperaría ue los esuer)os sean de *agnitud relativa*ente peue>os& %e ha esti*ado el esuer)o vertical a partir del criterio de carga litost-tica JoeH P $roNn 19EK considerando proundidades de e'cavaciones de 200 a ;00 * ue es la proundidad conocida de la *inerali)ación seg3n este criterio el esuer)o vertical in6situ resulta apro'i*ada*ente en el rango de 5 a 9 (a& 4a constante 8H< Jrelación de los esuer)os hori)ontal a esti*ado verticalK utili)ando para deter*inar in6situ hori)ontal ue el criterioelde esuer)o %heore. J199GK seg3n esto H sería apro'i*ada*ente 0&5D con el ue se o,tiene un esuer)o hori)ontal in6situ entre 2&5 a G&5 (a& %in e*,argo es necesario aclarar ue los esuer)os indicados en el p-rrao anterior no consideran el eecto de la topograía del terreno supericial lo cual es i*portante para este caso por encontrarse el -rea de *inado al pie de un gran talud natural de casi E50 * de altura& ?o*o se ver- *-s adelante en los *odela*ientos nu*+ricos eectuados este hecho signiica esuer)os hori)ontales por carga gravitacional en el rango de 10 a 15 (a . esuer)os verticales de 5 a 10 (a es decir el


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esuer)o hori)ontal es *a.or ue el esuer)o vertical en el -rea de *inado& ?onsiderando los valores se>alados de esuer)os . la resistencia de la roca intacta el 8Factor de co*petencia Q "esistencia co*presiva unia'ial/ !suer)o vertical< es  2 o ligera*ente el pri*er caso indica ue estos esuer)os producen unS 2so,reesor)a*iento in*ediato despu+s de eecutada la e'cavación reuiriendo sosteni*iento per*anente . el segundo indica ue se produciría en la *asa rocosa 3nica*ente deor*aciones pl-sticas& !stos aspectos son evidentes a si*ple o,servación en *ina "osaura&

"3 MARCO CONCEPTUAL "3"1 I8-'(&.*( +%) (.%'4as cualidades del acero co*o *aterial de sosteni*iento lo han llevado a despla)ar a la *adera en *uchas *inas especial*ente en las de car,ón en donde las galerías se *antienen a,iertas hasta 10 a>os co*o galerías de arrastre . retorno para el aire de ventilación& 4as características ,-sicas del acero se pueden resu*ir co*o sigue: 1&

!s un *aterial *u. ho*og+neo *anuacturado *etal3rgica*ente li,re de deectos naturales por lo ue se pueden usar en el dise>o actores de seguridad *-s ,aos&

2&

!l acero tiene *ódulo de Coung J! Q 210 000 ' (aK *ucho *-s elevado ue otros *ateriales estructurales lo ue le da una ventaa contra las deor*aciones la*,eo etc&

;&

!l acero se puede *anuacturar en or*a de aleaciones ue tienen un conunto de los altos reueri*ientos para el dise>o&

G&

!l acero es el *aterial ue resulta *enos aectado por las condiciones at*os+ricas co*o la te*peratura . la hu*edad&

5&

?o*o *aterial se puede volver a usar al endere)arse& 4os ade*es o ortiicaciones co*pleta*ente deor*adas pueden aprovecharse co*o chatarra&

D&

or otra parte es un *aterial *u. costoso& 4os t3neles o socavones ue est-n apo.ados en arcos de acero representan un costo i*portante de capital ue las *inas *-s peue>as no se pueden per*itir& J?e*al $iron P !rgin AriogluK&


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"3"

C('(.%',*.(, $%&%'()%, +%) (.%'-

2..2.1.

Estru&tura uí#i&a

Ouí*ica*ente el acero es una aleación de hierro . de car,ono& !'isten algunos *ateriales co*o el ósoro J0&0160&0GRK . el a)ure J0&0160&0GRK ue se presentan co*o i*pure)as . otros *ateriales los *-s co*unes son: 









(anganeso: eutrali)a la perniciosa inluencia del a)ure . del o'ígeno deso'idante per*ite la*inar . orar aceros J0&;6 0&ERK& %ilicio: Au*enta *oderada*ente la te*pla,ilidad& %e usa co*o ele*ento deso'idante au*enta la resistencia de los aceros ,aos en car,ono& íuel: roduce gran tenacidad per*ite descender los puntos críticos?r6i incre*enta el lí*ite de en elasticidad destaca en los aceros ?r6i6(o utili)ado la a,ricación de aceros ino'ida,les se encuentra en un E620R en los aceros& ?ro*o: !le*ento especial *-s utili)ado en la aleación de aceros varía de 0&;6;0R incre*enta la dure)a . la resistencia a la tracción *eora la te*pla,ilidad Au*enta la resistencia al desgaste For*a car,uros *u. duros roporciona características ino'ida,les . reractarias& (oli,deno: Au*enta la proundidad de endureci*iento au*enta la tenacidad au*enta la resistencia a la corrosión&

ara los ade*es de acero en las *inas se usa un acero co*3n de resistencia ;652 Hsi . ue satisace la *a.oría de las especiicaciones estructurales& 4as aleaciones se utili)an para satisacer condiciones especiales& 4a ta,la de co*posición uí*ica seg3n la nor*a de acero se *uestra en la ta,la 1&

2..2.2.

Cara&t"rísti&as M"&/ni&as

!n el estudio so,re las características *ec-nicas del acero se tienen ue considerar la relación esuer)o6deor*ación la resistencia los tipos de ruptura la dure)a . el dise>o& "elación esuer)o6deor*ación& 4a igura 9 *uestra una curva típica de esuer)o6deor*ación& !sta es la curva co*3n en donde el *ódulo de elasticidad de Coung se to*a co*o ! Q 2&1 ' 10D Wg/c*2& 4a proporción lineal contin3a hasta el punto 0&2R de deor*ación& =espu+s de este punto tiene lugar un espacio de 8luencia< con deor*aciones constantes . la alla sucede despu+s ue se ha alcan)ado estos lí*ites& J?e*al $iron P !rgin AriogluK&


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F*49: C'( E,%'/- VS

4a resistencia a la ruptura por tensión del acero se proporciona en la ór*ula e*pírica siguiente: V Q 0&000 J;E000 Y ? Z00Y2&9G(nK Y ;0(n Y (n/200JGEY2&;5?K Y 1000 Y ;G0%i[ Dónde: V Q !suer)o a la ruptura por tensión W%I ? Q ?ar,ono 0&01R (n Q (anganeso 0&01R  Q Fosoro 0&01R %i Q %ilicio 0&01R

!l car,ono es el actor *-s i*portante en la resistencia a la tensión dentro de los lí*ites el-sticos del acero . la elongación en el punto de ruptura& !stas propiedades se *uestran en la igura 10& 4as propiedades ísicas del acero . sus usos se presenta en la ta,la G el uso de la ór*ula e*pírica de c-lculo de resistencia a la tensión para la *ina "osaura se *uestra en la ig& 12& 

Tipo de Falla& !l acero se ractura tanto por la tendencia a la ductilidad co*o a la ragilidad& !n el caso de la ductilidad la deor*ación de ruptura es de 100 a 200 veces la deor*ación de luo Jpunto de luenciaK& !l *aterial alcan)a la deor*ación pl-stica& or lo general esto sucede en aceros con ,ao contenido de car,ono . es una característica conveniente para el dise>o& 4a alla por ragilidad se presenta en aceros con alto contenido de car,ono en donde la deor*ación es ,astante


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peue>a . las supericies de ruptura son rugosas& o e'iste punto deinido de cadencia JluenciaK&

2..2.. Cara&t"rísti&as -" !os Estru&tura!"s -"! ost"ni#i"nto

E!"#"ntos

4as características ue se de,en considerar en los ele*entos estructurales de un sosteni*iento o una ortiicación son: el peril del *aterial JÁrea de su sección transversalK los *o*entos de las uer)as la relación de "anHin . los esuer)os per*isi,les& •

Perfil del material. 4a resistencia en una viga es proporcional a su peril J-rea de sección transversalK& !l peso . el valor J?ostoK de la viga son ta*,i+n proporcionales al -rea de la sección& !l uso de periles pesados tiene ciertas li*itaciones

en las *inaspesados& ue necesitan *ateriales ligeros *ediana*ente !l -rea dede la sección . el peso de lasa vigas 8Lide lange< se dan en la ta,la 5& 4as secciones transversales Toussaint6ein)*ann JT6K se ta,ulan en la ta,la  . se la o,serva en la ig&15& •

•

Momentos de inercia y módulos de sección. 4as ta,las 5 .  ta*,i+n dan valores para el *o*ento de inercia I Jen centí*etros elevados a la cuarta potenciaK . para *ódulos de sección Jen centí*etros c3,icosK& !stos valores varían seg3n los ees '6' . .6. co*o se *uestra en la igura 15 . se usa en

el dise>o& Relación Rankin& !sta es la relación entre el esuer)o de co*presión . el esuer)o de la*,eo JpandeoK en una viga de 2* de longitud& 4a relación es sie*pre *a.or ue 1 pero es ventaoso para el dise>o ue se apro'i*e a 1& !suer)o per*isi,le& !l acero nor*al J"esistencia ;K tiene un esuer)o per*isi,le de 1G00 Hg/c*2 . un esuer)o ue origina deor*ación pl-stica de 2G00 Hg/c*2& !l actor de seguridad es 2G00/1G00Q1&1&


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T()( 1: P'-8*%+(+%, *.(, ,%4& )(, &-'(,

T()( ": P'-8*%+(+%, M%.6&*.(, ,%4& )(, &-'(,

ara seleccionar entre las vigas oertadas Jor*a A6;D . or*a O 2;5$K disponi,les en el *ercado para la a,ricación de ci*,ra se utili)ó la ór*ula e*pírica anterior o,teni+ndose los siguientes resultados:

#7 T()( 3: C(8(.*+(+ +% .'(+- %& '*F*411: R(+*+% 8%')%, http://slidepdf.com/reader/full/evaluacion-de-cimbras-mina-rosaura F*41": F*413: F-')( C().)+% +% '%,*,%&.*( '%,*,%&.*( ( ( )( )( '8'( '8'( &*- +% '-)(&+- %,'.'()%, T()( #: P'-8*%+(+%, M%.6&*.(, ,%4& )(, &-'(,

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L**% E)6,*.K8"; %-31Mn 4 *I# 21544

˃34

R%,*,%&.*( ( )(

A)('4(*%

R%,*,%&.*( , DVN

'(..*&"; K8

&- 

8'-%+*;

˃55

˃18

18

T()( G: P'-8*%+(+%, %.6&*.(, +% )(, *4(, TH


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F*41#: P%') +% *4(

"33

A'.-, +% (.%'- .*'(,;

2...13"n"ra!i-a-"s !ste típico sosteni*iento pasivo per*anente o soporte de esla,ores utili)ado general*ente para el sosteni*iento de avance en condiciones de *asa rocosa intensa*ente racturada ./o *u. d+,il ue le conieren calidad *ala a *u. *ala so*etida a condiciones de altos esuer)os& ara lograr un control eectivo de la esta,ilidad en tales condiciones de terreno las ci*,ras son utili)adas de,ido a su e'celente resistencia *ec-nica . sus propiedades de deor*ación lo cual contrarresta el cierre de la e'cavación . evita su ruptura pre*atura& 4a ventaa es ue este siste*a contin3a proporcionando soporte despu+s ue ha.an ocurrido deor*aciones i*portantes&

#7 T()( >: P'-8*%+(+%, 4%-Q'*.(, +% )-, 8%')%, http://slidepdf.com/reader/full/evaluacion-de-cimbras-mina-rosaura

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4as ci*,ras son construidas con periles de acero seg3n los reueri*ientos de la or*a de la sección de la e'cavación es decir en or*a de ,a3l herradura o incluso circulares siendo reco*enda,le ue +stos sean de al*a llena& a. dos tipos de ci*,ras las deno*inadas 8rígidas< . las 8desli)antes o lu.entes<& 4as pri*eras usanoco*3n*ente periles la L  e I conor*adas por dos tres seg*entos ue co*o son unidos por platinas . pernos con tuerca& 4as segundas usan periles co*o las  . # conor*adas usual*ente por dos o tres seg*entos ue se desli)an entre sí suetados . austados con uniones de tornillo& !n la *ina "osaura se utili)an los dos tipos de ci*,ra siendo la *-s utili)ada durante el a>o 200 hasta la echa las ci*,ras desli)antes de peril o*ega por las ra)ones ue se ver-n *-s adelante&

2...2Ci#ras Rígi-as aK =escripción de las ci*,ras ?o*ponentes . ?alidades ara el rango de los ta*a>os de las e'cavaciones en la *ina "osaura las ci*,ras rígidas co*3n*ente utili)adas son: •

CIMBRAS TIPO 62

N PIEZAS 2

MEDIDAS 3.253.2 #7


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62 413

2 2

3.03.2 3.03.2

T()( 7: T*8-, +% .*'(, ,(+-, %& )(

4as ci*,ras GL1; periles 8Lide lange< Jpatín anchoK o peril 8L\ de G<' G< . 1; l,/pie espaciadas de 0&5 a 1 * las *is*as ue corresponden a ci*,ras ligeras para e'cavaciones de ; * de a,ierto& !n caso de altas presiones del terreno estas ci*,ras podrían construirse a sección co*pleta colocando una solera JinvertK centre las patas J%eg3n las condiciones del terrenoK& !n los casos ue las ci*,ras indicadas no ueran suicientes por las altas presiones de la roca pueden utili)arseDL20 ci*,ras *edianas las del tipo DL20& para 4as ci*,ras ta*,i+n son co*o co*3n*ente utili)adas e'cavaciones con a,iertos de hasta 5 *& ara ue el siste*a de soporte pueda actuar de,ida*ente es necesario considerar algunos aspectos i*portantes en su instalación& ,K =ise>o de Arcos "ígidos ara poder sa,er cu-nto de carga de,er- soportar las ci*,ras pri*ero de,e*os calcular la presión de la roca circundante a la e'cavación& deter*inar el espacia*iento adecuado para Ade*-s cada tipose deuiere ci*,ra& 4os dise>os se orientaron a deter*inar el tipo ci*,ra ue se usar- seg3n la )oniicación geo*ec-nica reali)ada en la *ina "osaura dentro del cual tene*os: 1& Uona A 2& Uona $ ;& Uona ? 4a *etodología de c-lculo actual*ente usada la de Ter)aghi J19GDK para el c-lculo de la presión vertical del terreno . la or*ula de rotodiaHonov para el c-lculo de las presiones laterales& por considerarse ue *eor se adecua a las condiciones del terreno& %in e*,argo en la presente tesis se estutili)ando *etodología de ?e*al $iron J19EK lo cual nos per*itir- co*parar cual *+todo de dise>o se apro'i*a *-s a nuestra realidad& 4a *etodología de c-lculo actual*ente usada la de Ter)aghi J19GDK para el c-lculo de la presión vertical del terreno . la or*ula de rotodiaHonov para el c-lculo de las presiones laterales& por considerarse ue *eor se adecua a las condiciones del terreno& %in e*,argo en la presente tesis se estutili)ando *etodología de ?e*al $iron J19EK lo cual nos

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per*itir- co*parar cual *+todo de dise>o se apro'i*a *-s a nuestra realidad&

b.1) DISE! 1: Metodolo"#a de $er%a"&i '1(*)

Ter)aghi J19GDK or*uló el pri*er *+todo racional de evaluar las cargas ue aplica la roca so,re las cerchas& $as-ndose en su e'periencia en t3neles errocarrileros de ortea*+rica& ?a,e resaltar ue su aplicación se li*ita a esti*ar la carga so,re las cerchas de acero en t3neles . no es aplica,le en los *+todos *odernos de tunelería con aplicación de concreto lan)ado J%hotcreteK . pernos de roca& Ter)aghi *antiene ue desde un punto de vista ingenieril puede ser *ucho *-s i*portante un conoci*iento del tipo . recuencia de los deectos de la roca ue del tipo de roca ue va a aparecer en la o,ra& !n esta clasiicación se dividen los *aci)os rocosos en 9 tipos seg3n el grado de racturación de la roca Ta,la 2& %e de,e tener en cuenta la disposición de la estratiicación respecto al t3nel desde el punto de vista de desprendi*ientos& Así se tiene: •

!stratiicación ertical en general el techo ser- esta,le e'istiendo riesgo de caída de ,loues en una altura de 0&25 $ J$ es la anchura del t3nelK&

•

!stratiicación untas el t3nel hori)ontal es esta,le& pero de gran potencia con pocas !stratiicación hori)ontal de peue>a potencia o con *uchas untas .a no e'iste esta,ilidad desarroll-ndose roturas en el techo or*-ndose un arco so,re el t3nel con una anchura igual a la del t3nel . una altura igual a la *itad de la anchura& !sta inesta,ilidad proseguir- su curso hasta ue se detenga por *edio de un sosteni*iento& 4a distri,ución de las cargas para el di*ensiona*iento del sosteni*iento se hace suponiendo: resión unior*e vertical so,re la ,óveda de valor: v Q p& ] resión unior*e hori)ontal so,re las paredes de valor: h Q 0&; v resión unior*e so,re la solera si la ha. de valor: s Q 0&5 v •

•

•

•

4os valores de p se o,tienen de la ta,la 9& 4as reco*endaciones de Ter)aghi son consideradas conservadoras para rocas de ,uena calidad . su ca*po de aplicación es para t3neles de ta*a>o *ediano hasta E * de


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ancho& !s preeri,le no aplicarlos en terrenos de roca e'pansiva o ue lu.en pl-stica*ente&

E,%( *),'(*- +% )( %-+-)-4( +%


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T()(9: S%4& )( .)(,*.(.*& +% T%'/(4*

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=eter*inación =e 4a ?arga =e "oca %e deter*inar- la carga ue de,en soportar las ci*,ras para cada )ona geo*ec-nica antes deinida& %e calcula por: v Q p ' e e Q eso !specíico Jton /*;K p Q Altura de carga J*K +ona ,-: J%iendo $ . t el ancho . la altura de la la,or respectiva*enteK p Q 0&25 ' ;&2 Q 0&E * e Q 25 Ton/*; v Q 0&E ' 2&5 Q 2 Tn/*2 h Q 0&; ' 2 Q 0&D Tn/*2 +ona ,/: p Q 0&;5 ' J;&2 Y ;&2K Q 2&2G * e Q 25 Ton/*; v Q 2&2G ' 2&5 Q 5&D Tn/*2 h Q 0&; ' 5&D Q 1&DE Tn/*2


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+ona ,0: p Q 1&1 ' J;&2 Y ;&2K Q &0 * e Q 2&5 Ton/*; v Q &0 ' 2&5 Q 1&D Tn/*2

h 0&;ton ' ;0&9 Q 5&2E Tn/*2 t QQ2&E t Q 1D&E ton t Q D ton

b.2) DISE! 2: Metodolo"#a de Protodyakono '1(*)

(u. usada en los países del este de !uropa en los ue se utili)a para el di*ensiona*iento del sosteni*iento de t3neles& Fue aceptada en Francia en 19D unto con la clasiicación de =eere& rotod.aHonov clasiica los terrenos asign-ndoles un actor 8< lla*ado coeiciente de resistencia a partir del cual . de las di*ensiones del t3nel deinen las cargas de c-lculo para di*ensionar el sosteni*iento&

T()( 10: T()( +% .-%.*%&% +% '%,*,%&.*( +%

rotod.aHonov deter*ina el valor de 8< en unción de la resistencia a la co*presión si*ple el -ngulo de ricción interna . la cohesión& A"A "7?A%:  Q Vc/10 A"A %#!47%:  Q tg ^ Y ?/Vc Dónde: σc = Resistencia compresión simple (Mpa) φ = Angulo de roamiento interno C = Co!esión a largo plao (Mpa)"

4a distri,ución de cargas so,re el t3nel para el di*ensiona*iento del sosteni*iento se hace suponiendo: resión unior*e vertical so,re la ,óveda v Qunior*e ]&h resión lateral&


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h Q ]& Jh Y 0&5&*K tg2 JG5BY ^/2K =ónde: , Q Anchura de la la,or * Q Altura del t3nel  Q ?oeiciente de resistencia ] Q eso especíico de la roca ^Q Angulo de ro)a*iento interno $ Q , Y 2*&tg JG5 6 ^/2K h Q $/2 =eter*inación =e 4as ?argas =e "oca: +ona ,-: , Q Anchura de la la,or Q ;&2 *

* Q Altura del t3nelQ ;&2 * Q 5  Q?oeiciente de resistencia


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] Q peso especíico de la roca Q 2&5 Tn/*; ^Q -ngulo de ro)a*iento internoQ G1 Jseg3n roc4a,K $ Q , Y 2*&tg JG5 6 ^/2KQ D&1 h Q $/2Q 0&D1 v Q ]&h Q 1&5 Tn/*2 h Q 2&2 Tn/*2 ,&;K =I%!_7 ;: (etodología de ?e*al $iron J19EK A dierencia del *+todo de Ter)aghi . rotod.aHonov esta *etodología es *ucho *-s analítica . detallada ue to*a en consideración el peril de la viga . su resistencia& ara el c-lculo de la carga ue de,e soportar la ci*,ra usa la or*ulación de !verling& •

An-lisis de esuer)os para un arco rígido& (uchos arcos rígidos pueden si*pliicarse d-ndoles or*a se*icircular arri,a de cierta distancia vertical&

!n donde: A. Q "eacciones de los lados en toneladas& h` Q =istancia vertical del arco en *etros& r Q "adio del arco en *etros&  Q Angulo or*ado con la hori)ontal Jver ig&2&5K t Q ?arga unior*e del techo en toneladas por *etro& ( (o*ento en toneladas/*etro  QQ Fuer)a nor*al al peril en toneladas&


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F*415: M-+%)- %,6*.- +% & ('.- '4*+-

ara dise>ar los arcos rígidos se de,e conocer el *o*ento *-'i*o& %i se o,tiene la derivada de la ecuación J2&GK con respecto a  . se iguala a cero se tiene ue:

4os valores de ( *a' . de  son para valores de  de las ecuaciones J2&EK . J2&10K co*o sigue:

4os valores de la ecuación J2&11K . J2&1;K son *ucho *-s peue>os ue los valores de las ecuaciones J2&12K . J2&1GK respectiva*ente&


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•

=ise>o del peril del acero %e de,en utili)ar los valores de las ecuaciones 2&12 . 2&1G para calcular la sección transversal del arco& !l esuer)o se de,erdeter*inar co*o sigue:

=ónde: /V/Q alor a,soluto del esuer)o Jton/*2K& F Q Área de la sección del peril J*2K& L Q (ódulo de sección del peril J*;K& Vs Q !suer)o per*isi,le del acero para los ade*es de las *inas&& !n la ecuación J2&15K la sección transversal . el *ódulo de sección aparecen co*o dos incógnitas: entonces para un dise>o conveniente& %e de,er- aplicar el *+todo de tanteos& %in e*,argo en las especiicaciones =I:

•

Aplicación en "osaura& ondre*os el peril =I apropiado para un arco rígido de un t3nel cu.a -rea de sección es de 9&2 *2 espaciado a intervalos de 1 * ,ao condiciones típicas del .aci*iento "osaura J Q 0&5 11&5 ] Q 2&5 2&2 2&5 ton/*;K& 4os datos se pueden resu*ir co*o sigue: +ona ,-: 4 Q ?laro del t3nel Q ;&2 *& r Q 1&5 *& hb Q1&5*& a Q 1&0 * Jespacia*iento de los arcosK&  Q 0&5 Jroca regularK& ] Q 2&5 ton/*;  t Q 4]a carga unior*e en el techo& Q 0&5 ' ;&2 * ' 2&5 ton/*; ' 1&0* QG&0ton/*

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T()( 11: T()( +% M-%&-, 2 .('4( &-'() C*'(,


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44os valores *-'i*os son los siguientes:

F*41G: M-+%)- %,6*.- +% & ('.- '4*+- *+%()*/(+- +% (.%'-


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F*41>: M-+%)- %,6*.- +% & ('.- '4*+- *+%()*/(+- +% (.%'- $'6.(

F*417: E,%( +%) ,-,%&**%&- .-&


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F-- N#: L(-' +% ,-,%&**%&- .-&

2...Ci#ras C"-"nt"s aK =escripción de los arcos cedentes 0om3onentes y calidades 4os arcos cedentes se co*ponen de dos o tres secciones& ara los arcos de 2 secciones a*,as *itades desli)an uno respecto a la otra& !n el caso de ; secciones la sección superior se desli)a entre los ele*entos laterales& Apro'i*ada*ente cada 15 días los


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ele*entos tensores se aloan . los arcos se desli)an . convergen de esta *anera los esuer)os se a*inoran en ellos . se eli*inan las deor*aciones& ara el rango de los ta*a>os de las e'cavaciones de la *ina "osaura las ci*,ras desli)antes co*3n*ente utili)adas son: T()( 15: C*'(, -%4( ,(+(, %& )(

$IP! T621 T629

0IM/R-S 45 PIE+-S 2 2

DIME4SI!4ES ;&00 ';&2 ;&00X;&2

4as ci*,ras T621 peril Toussaint . ein)*ann de 21 Hg/* . de *anera si*ilar se e'plican los de*-s periles siendo las ci*,ras desli)antes *-s ro,ustas de "osaura la T6;G ue se utili)an para condiciones de carga *a.ores& !s decir en las )onas con peor condición de roca& Toussaint . ein)*ann dise>aron los pri*eros arcos cedentes con los periles en or*a de # co*o se *uestran en la igura 2&12& =espu+s de ue ter*inó la patente se han vendido otras or*as de arcos cedentes co*o los \@locHen\ . los \Hunstler\ con sección en : así co*o solera de ierro ue se colocan en la or*a de #& 4os arcos cedentes durante el a>o 200 ha ido despla)ando a las ci*,ras rígidas en la *ina "osaura e'tendiendose su uso en un D0R del total de ci*,ras utili)adas& @eneral*ente las encontra*os en las la,ores de desarrollo& 4os arcos típicos Toussaint M ein)*ann ue se utili)an en la *ina "osaura se *uestran en la igura 2&1; . sus di*ensiones se resu*en en la ta,la 11& ,K =ise>o de arcos desli)antes #na de las cuestiones *-s i*portantes es la elección del tipo de cuadro *-s conveniente& !'isten una serie de actores ue aectan al tipo de cuadro a escoger tales co*o la litología ,u)a*iento de las capas vida 3til ue se prev+ de la galería etc& C co*o consecuencia de esos actores se puede acudir a dierentes tipos de cuadro en unción de:



Wg/* de acero B de ele*entos del cuadro =isposición de los ele*entos Jsi*+trico o asi*+tricoK

 

?onvergencia de las patas del cuadro& !tc&

 

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06lculo estimado de los arcos cedentes

4os arcos cedentes al dis*inuir ;0 ó G0 c* de altura no pueden proporcionar un *odelo est-tico para los c-lculos& 4a esti*ación de las di*ensiones se hace seg3n el criterio de convergencia del ca*ino principal& 4as ór*ulas . las ta,las siguientes hacen esti*aciones de las condiciones para los ade*es cedentes en las *inas ale*anas&

!n donde: W Q ?onvergencia inal en por ciento& W` Q incha)ón del suelo en por ciento& C Q ?ierre de los lados en por ciento&  Q roundidad de la entrada en *etros& * Q !spesor del *anto en *etros& Wt Q ?oeiciente seg3n el ade*e de las nervaduras de la entrada Jta,la 2&9K& W Q ?oeiciente seg3n la roca del suelo Jta,la 2&10K& W/W  0& periles cedentes& 2D a 29 Hg/*& W/W S 0& periles cedentes& ;0 a ;D Hg/*& T()( 1G: C-%.*%&% K ,%4& %) (+%% +% )(, &%'(+'(, +% )( %&'(+( K A+%% +% )(%'()%, )(, &%'(+'(,

)(%'()%, +% )( %&'(+( Ma"er+ale !l+)+&a)! &!,! an'+)r+"a ! &!n&re"! ;u+)! u
1 2 3


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T()( 1>: C-%.*%&% K ,%4& )( '-.(

R-.( +%) %.Aren+&a =u"+"a aren!a =u"+"a R!&a ,uy )e/!r,a)a ar>?n ar>?n @ lu"+"a @ r!&a )e/!r,a)a

K 1 2 3 4 5 6

-3licación en la Mina Rosaura

?alc3lese el ta*a>o de los arcos Toussaint6ein)*ann ue se van a utili)ar en las diversas )onas de la *ina "osaura& =e,ido a ue la presente ór*ula es solo aplica,le a )onas e'pansivas entonces solo se evaluar- en la )ona ?&

ara cu,rir la convergencia se de,er- utili)a un peril Toussaint6 ein)*ann de ;G Wg/*&


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III


HIPÓTESIS Y VARIABLES III1FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS a) 7i3ótesis "eneral

84a utili)ación de las ci*,ras au*enta la seguridad . *eorara las condiciones en las distintas la,ores de la #nidad (inera "osaura<& b) 7i3ótesis es3ec#ficos

(ediante este *+todo conocere*os el co*porta*iento de la deor*ación durante la convergencia de las ci*,ras en la *ina "osaura& or *edio de la *edición de convergencias la evaluación . an-lisis de co*porta*iento de las ci*,ras se esta,lecerel tie*po de vida de la ci*,ras seg3n la condición geo*ec-nica de la )ona donde ue instalada . el actor inlu.ente ue lo aecte&

III"DEFINICIÓN OPERACIONAL DE VARIABLES 4as varia,les a considerar son:

3"1 V('*()%, I&+%8%&+*%&%,: ?ondición geo*ec-nica del terreno condición hidrológica&

V('*()%, D%8%&+*%&%,: elocidad deor*ación tie*po de vida de las ci*,ras . tipo de ci*,ra& 3"" IV

de

METODOLO$ÍA IV1 TIPO Y NIVEL DE INVESTI$ACIÓN !l tipo de *etodología ue se aplicó para este tra,ao de investigación es de tipo descriptivo aplicativo& $-sica*ente la investigación pretende esta,lecer conoci*ientos en el ca*po del sosteni*iento Jcon ci*,rasK&

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IV" Mo elección de la ci*,ra . *onitoreo de sus deor*aciones& !l dise>o del sosteni*iento nos per*ite deter*inar la carga rocosa a la cual est- so*etido el ele*ento de sosteni*iento . nos per*itirencontrar la ci*,ra ue pueda soportar esta carga& 4a elección del tipo de ci*,ra a usar depender- del criterio del ingeniero a cargo uien tendr- en consideración el tie*po de vida reuerido para la e'cavación . el costo del sosteni*iento de tal *anera ue garantice condiciones operativas . de seguridad adecuadas durante el tie*po reuerido& !l *onitoreo de las deor*aciones de las ci*,ras nos per*itir-: conocer su co*porta*iento típico ,ao la condición geo*ec-nica en la ue se encuentre esti*ar el tie*po de vida apro'i*ado de las ci*,ras . *edir la eectividad de las *edidas de control de las deor*aciones& !l *onitoreo de las deor*aciones es la ,ase de la presente tesis .a ue para poder evaluarlas pri*ero de,e*os conocer las ortale)as . de,ilidades iniciales&

B

!,!r"a,+en"! y "+e,! )e +)a )e la &+,>ra )e a&uer)! al lugar )!n)e /ue +n"ala)

A


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B +)r!l?g+&aE ,ae!E ge!,e&Fn+&! y ,e)+&+?n )e &!nergen&+a +e
A

lanea,+en"!

M+na

egur+)a)

F*4"1: D*(4'(( +% - +% )( %-+-)-4( +%

Monitoreo de coner"encia de las cimbras Al reali)ar una e'cavación su,terr-nea se ro*pe el euili,rio de uer)as dentro del *aci)o rocoso apareciendo una serie de tensiones radiales en el perí*etro de la supericie e'cavada& =ichas tensiones tienden a cerrar el hueco a,ierto esta tendencia se lla*a ?7!"@!?IA& Tanto las ci*,ras rígidas co*o desli)ante llegado a su lí*ite de deor*ación el-stica *uestran deor*aciones laterales ./o verticales& !l control . segui*iento de estas deor*aciones en

"osaura se lla*a 8(onitoreo de ?onvergencias<& !n la *ina "osaura la principal causa del deterioro de las ci*,ras son las presiones laterales por lo ue *onitoreo de convergencias consiste en la to*a de *edidas de la di*ensión lateral A? Jancho de las ci*,rasK eventual*ente se reali)aran los controles de las di*ensiones A$ . $? Jig&&2K el cual nos orece resultados a corto . a *ediano pla)o&


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F*4"": E,%( *),'(*- +% )( %+*.*& +%

IV3 POBLACIÓN Y MUESTRA 4a po,lación viene hacer todas las -reas de la unidad *inera "osaura& 4as *uestras se to*aron en el  ;950 $ %!&

IV# T
1D10& recisión Q Y/60&01**&


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!ste euipo nos per*itir- reali)ar un *onitoreo *inucioso en las tres di*ensiones JA? A$ $?K de la ci*,ra&

!4 =I%TA?!(!T!" 4Á%!"/4!I?A =I%T7 A5 recisión de Y/6 2** . con rango de *edición de 0&056200 *etros& !ste euipo nos per*itir- un control con *a.or rapide) . con un grado acepta,le de precisión& %e usa solo para el control de la di*ensión A?&

F*4"3: E*8-, ,(+-, 8('( %) .-&'-) +% )(

 P'-.%,(*%&- 2 (&6)*,*, +% +(-, e )ene &r+"er+! )e &la+&a&+?n y agrua&+?n )e Z-&*.(.*& H*+'-)4*.(: -e&a -H,e)a -!"e! -lu(! l+ger!

e &la+&an y agruan la &+,>ra &!n +,+lare &ara&"er"+&aE &!n+)eran)!:  !na )e +n"ala&+?n  a&+a,+en"! %+ ! )e &+,>ra

*I*1*62 1 "

# 3

r!&!a )e la G!na )e 1 al+)a) +n"ala&+?n I: +n +ner" 2 I: !n +ner" 3 a&+a,+en"! en ,e"r! 4 %+! y &al+)a) )e &+,>ra

*I*1* %#-29

*I*0.5*62

*I*0.5* %#-29 *I*1*62

*I*1*%#-29

*I*0.5*62

*I*0.5* %#-29 *I*1*62


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CUADRO DE RESULTADO

e )e"er,+na la V= Nel!&+)a) )e )e/!r,a&+?n la"eralO r!,e)+! )e &a)a ru ! &la+&a)! )e &+,>ra e

F*4"#: D*(4'(( +% - +%

V

ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO V1 CRONO$RAMA

!l cronogra*a reali)ado para el desarrollo del tra,ao de investigación se *uestra en el siguiente cuadro: MES

ACTIVIDAD REALIZADA

DESCRIPCIÓN S 1

S"

S3

e re&!le&"? la +n/!r,a&+?n R%.-)%..*& )e Fg+na Je>E l+>r! y +% +(( re+"a u>l+&a)a en la re). e "u! Kue er + la A&6)*,*, +% +n/!r,a&+?n re&!le&"a)a )( +(( era er)+&aE &!na>le y '%.-)%.(+( ne&ear+a ara la +ne"+ga&+?n. S%)%..*& e ele&&+!n? "!)! l! +% )( ne&ear+! )e a&uer)! al *&-'(.*& "+! )e "e,a a er "!&a)! ( *)*/(' en la +ne"+ga&+?n.

R%()*/(.*& +%) '((-

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META

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5/18/2018


reen"a&+?n.

V" PRESUPUESTO !l costo esti*ado para la reali)ación del presente tra,ao de investigación ue de s8. 29..

N

DESCRIPCI ÓN

2 3

H-'(, +% *&%'&% I8'%,*& A&*))(+-

4

CD,

1

CANTID AD

COSTO UNITARIO S;

TOTA L S

5

1

5

L#IA L#IA

50 1

0.3 2.5

15 2.5

L#IA

1

2.5

2.5 25

UNIDAD DE MEDIDA RA

COSTO TOTAL DE LA INVESTI$ACIÓN REALIZADA

VI

BIBLIO$RAFÍA

1O '"":**JJJ.a&a)e,+a.e)u*7406955*e!,e& P3PA1n+&a_M+na_R!aura 2O Q  BRS# : CAVAI# LB%RRA#A # RAD ). M&raJ-+llE 2T )+&+?nE M+&!E 1986 3O BI#IASQI .%. C#I#RI# RQ MA =AIIA%I#D In"er&+en&e u>l+&a"+!nE 1989. 4O QE QAIR  BAS#: CLR%  L#RRL# UAVA%I# I# AR RQD ). Bale,aE 1995. 5O AVI WRVA RXAE CA#Y=II  LR Z RMAI#DE L#I N 1995 O 6O .. A%E CL#AM#%  MY#IA  RADE A#AYN 1973 O 7O MI==Y#E A. N1998O: Calua&+?n y /a&"+>+l+)a) )e r!ye&"! ,+ner!D. 8O L#IVRIA #AI#A= = A=%I=A# [ L# N1999O: Cl!"a&+?n u>"errFneaD. #7 http://slidepdf.com/reader/full/evaluacion-de-cimbras-mina-rosaura

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Evaluacion de Cimbras Mina Rosaura

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