Informe Mod Geotecnico Tres Valles Actualizado_rev01

INFORME EJECUTIVO

ACTUALIZACIÓN MODELO GEOTÉCNICO Y DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO CUERPOS C01 Y C02 MINA PAPOMONO – PROYECTO TRES VALLES

PREPARADO PARA: SOCIEDAD CONTRACTUAL MINERA TRES VALLES LTDA.

PREPARADO POR:

FEBRERO, 2010

INFORME ACTUALIZACIÓN MODELO GEOTÉCNICO Y DETERMINACIÓN PARÁMETROS DE DISEÑO CUERPOS C01 Y C02 REV01 Página 2 de 40

INFORME EJECUTIVO



ELABORADO POR FELIPE SABLEREAU RODRIGO OJEDA REVISADO POR

NOLBERTO CONTADOR

APROBADO POR

NOLBERTO CONTADOR

UNIDAD / ÁREA GEOTECNIA CÓDIGO VIGENCIA PERMANENTE MODIFICACIONES

FEBRERO, 2010 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


INFORME EJECUTIVO



ELABORADO POR FELIPE SABLEREAU RODRIGO OJEDA REVISADO POR

NOLBERTO CONTADOR

APROBADO POR

NOLBERTO CONTADOR

UNIDAD / ÁREA GEOTECNIA CÓDIGO VIGENCIA PERMANENTE MODIFICACIONES

FEBRERO, 2010 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


CONTENIDO CAPÍTULO

PÁGINA

RESUMEN EJECUTIVO

4

1.0 INTRODUCCIÓN

7

2.0 OBJETIVOS, ALCANCES

7

3.0 MODELO GEOTÉCNICO

9

3.1 ANTECEDENTES GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS

9

3.2 CALSIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO Y UNIDADES GEOTÉCNICAS

15

4.0 PARAMETROS DE DISEÑO CUERPOS C-01 Y C-O2

21

4.1 ROOM AND PILLAR(RP) Y CUT AND FILL POST PILLAR(PP)

21

4.2 ESTABILIDAD DE PILARES

22

4.3 ESSTIMACIÓN DEL ANCHO DE LA CÁMARA

23

5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES

28

ANEXOS

30

ANEXO A. METODOLOGÍAS METODOLOG ÍAS PARA LA ESTIMACION DE PARAMETROS DE DISEÑO

30

ANEXO B. NOTA TÉCNICA: REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT & FILL POST PILLAR PROYECTO TRES VALLES

40

2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


RESUMEN EJECUTIVO A solicitud de Sociedad Contractual Minera Tres Valles (SCMTV), E-Mining Technology S.A. (EMT) desarrolló un estudio orientado a definir los parámetros de diseño y recomendaciones geotécnicas para la explotación de los cuerpos C-01 y C-02 de la mina Papomono, unidades a ser explotadas mediante el método Cut And Fill Post Pillar. A partir de la integración de la información geológica y geotécnica proporcionada por (SCMTV), complementada con trabajos de terreno realizados por especialistas de E-Mining Technology S.A. (EMT) se elaboró el modelo geotécnico de detalle para los cuerpos C-01 y C-02. El modelo resultante indica que el proyecto se desarrollará en un ambiente con un macizo rocoso de mala a regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski). Esta calidad de la roca está fuertemente influenciada por el emplazamiento del yacimiento en la zona de fracturamiento de las fallas Manquehua y Papamono. Las unidades geotécnicas y su clasificación de macizo rocoso se pueden ver en la siguiente tabla: Q Barton

Clasificación Geotécnica

RMR Bieniawski


SUPERIOR-CENTRAL

0.64-1.41

43-49

Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Mala Muy Mala

36-40

Mala a Regular

SUPERIOR-CENTRAL ESTE

0.47-1.44

Mala

44-50

Regular

SUPERIOR-CENTRAL OESTE

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.47-1.44

Mala

44-50

Regular

SUPERIOR

0.61-0.82

Mala

42-46

Regular

CENTRAL

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

CENTRAL

0.48-0.62

Muy Mala

39-43

Mala a Regular

Cuerpos Mineralizados C01

C02 NORTE

C02 CENTRO C02 SUR

Los parámetros de diseño para método Cut And Fill Post Pillar a aplicar a los cuerpos C-01 y C-02, son los siguientes: •

Para el cuerpo C-01, donde el 80% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 20% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.

•

Para el cuerpo C-02, donde el 60% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 40% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación. En resumen, las alternativas de diseño para los cuerpos C-01 y C-02, se entregan en la siguiente tabla:

CUERPO

C-01

C-02

CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA

MALLA DE ANCHO DE ALTURA DE PILARES (m2) CAMARAS(m) PILAR(m)

FORTIFICACIÓN

REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5

NO SE REQUIERE FORTIFICACIÓN

MALA A REGULAR

4.0x4.0

4.0

4.5


MALA A REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5

EN UN 80% PERNOS SISTEMATICOS CON SHOTCRETE NO REFORZADO Y 20% SIN FORTIFICACIÓN

REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5


MALA A REGULAR

4.0x4.0

4.0

4.5


MALA A R EG EGULA R

5. 0x 0x5.0

5.0

4.5


Cabe mencionar que si bien, las técnicas empíricas entregan una buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea. Lo anterior implica que la definición final del requerimiento de fortificación a implementar debe ser evaluada en terreno, con un estricto seguimiento geotécnico para evaluar los requerimientos de fortificación y definir adecuadamente los sistemas a implementar. Con el objetivo de minimizar desviaciones en la materialización del proyecto y mantener la continuidad operacional, se establecen las siguientes recomendaciones y consideraciones geotécnicas: •

Plan Geotécnico datos Geotécnicos  Construcción y Mantención de Bases de datos 

 

Validación y Actualización de Modelo Geotécnico - Patrones estructurales. - Modelo de fallas mayores e intermedias. Implementación de Sistema de Monitoreo Implementación de Geotecnia de Rutina -

Cumplimiento de parámetros de diseño



-

Registro de comportamiento de macizo rocoso (eventos geotécnicos a escala local,

-

sobrexcavaciones, daño en pilares etc.) Revisión y evaluación de condiciones locales en frentes de avance Toma de datos geotécnicos de rutina y seguimiento a Modelo Geotécnico Generación de recomendaciones de apoyo a la operación (recomendaciones de fortificación, secuencias de avance, etc.)

-

Como una manera de complementar estas recomendaciones, se adjunta en Anexo B Nota Técnica “REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT & FILL POST PILLAR” (EMT, Septiembre 2009)



1.0 INTRODUCCIÓN El presente informe tiene por objetivo presentar los resultados de la construcción del Modelo Geotécnico de Mina Papomono y las recomendaciones de parámetros de diseño para el método Cut And Fill Post Pillar de las unidades de explotación del sector Norte: Cuerpos C01 y C02, solicitados por Sociedad Contractual Minera Tres Valles (SCMTV) a E-Mining Technology S.A. (EMT). El modelo geotécnico construido corresponde a un modelo de nivel de detalle para los cuerpos mencionados, lo que permitió estimar con mayor exactitud los parámetros de diseño para el método de explotación definido.

2.0 OBJETIVOS Y ALCANCES Los objetivos del estudio son determinar los parámetros de diseño para el método de explotación Cut And Fill Post Pillar a aplicar en mina Papomono, enfocado en los cuerpos mineralizados del sector Norte del yacimiento, Cuerpos C01 y C02, de acuerdo a las condiciones geológicas y geotécnicas presentes. Los alcances implican entregar recomendaciones geotécnicas al diseño minero de estas unidades mineralizadas, de manera de establecer estrategias de explotación que permitan desarrollar operaciones bajo los estándares de la industria minera. La metodología de trabajo consistió en la construcción de un modelo geotécnico de detalle del sector de los Cuerpos C01 y C02 de mina Papomono, considerando para este objetivo la realización de una campaña de mapeo de sondajes de caracterización de macizo rocoso, reconocimiento de galerías y revisión de antecedentes existentes. A partir de este modelo, y utilizando técnicas empíricas, se determinaron los parámetros de diseño para el método de explotación definido. El desarrollo del estudio consideró las siguientes etapas principales: (1) Recopilación de Información base. Esta etapa corresponde a la compilación de las bases de datos geológicas, geotécnicas y mineras provistas por SCMTV y la toma de datos en terreno realizada por EMT. (2) Mapeo Geotécnico de Sondajes. Mapeo de caracterización de macizo rocoso de sondajes seleccionados de 4 perfiles transversales a los cuerpos mineralizados C01 y C02. El mapeo consideró registrar los parámetros que permitieran luego estimar el índice RMR de Bieniawski (1989), a partir del cual se derivaron los valores de Q de Barton mediante la ecuación que relaciona ambos parámetros.



(3) Elaboración de modelo geotécnico. A partir de la información geológica y geotécnica existente, el procesamiento y análisis de la campaña de mapeo caracterización de macizo rocoso y la revisión del modelo construido por EMT (2009), se construyó un modelo geotécnico de detalle para el sector de los cuerpos C01 y C02 de mina Papomono, el cual integra información de litologías, alteración, estructuras, hidrológica y de calidad del macizo rocoso (ver Figura 1). (4) Estimación de los parámetros de diseño y análisis de estabilidad. Mediante metodologías empíricas se estimaron los parámetros de diseño para definir las dimensiones de las unidades de explotación y los respectivos análisis de estabilidad. La selección del método de explotación de estos cuerpos fue definida con antelación al presente estudio

RAJO NORTE

CUERPO C01

CUERPO C02

E X P L O T Ú R N A E C L I O N E S

RAJO CUMBRE

FIGURA 1 UBICACIÓN DE CUERPOS MINERALIZADOS C01 Y C02 EN MINA PAPOMONO PROYECTO TRES VALLES



3.0 MODELO GEOTÉCNICO 3.1. ANTECEDENTES GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS

Los antecedentes mencionados a continuación fueron extraídos del Informe Factibilidad Geotécnica Proyecto Tres Valles, Mina Papomono (EMT, 2009). La zona del proyecto Tres Valles se ubica entre las cordilleras de la Costa y la cordillera Principal, en una serie de cordones de montañas transversales cuyas alturas fluctúan entre los 1500m y 1800m. La zona se encuentra constituida por una serie de secuencias volcano sedimentarias de edad cretácico y cenozoico atravesadas por rocas intrusivas. Genéticamente, el yacimiento Papomono pertenece a los yacimientos definidos como estrato ligados del Cretácico Inferior. El límite entre las rocas volcano clásticas y las rocas intrusivas está dado por la Falla Manquehua, que corresponde a una estructura regional importante, que tiene un ancho promedio superior a los 400m en el área del proyecto y que atraviesa de norte a sur con un rumbo NNW. Asociada a la falla, se reconoce la Quebrada Manquehua, en la cual de han distinguido material de tipo aluvial no consolidado el cual varía en espesores de 2m a más de 40m en las partes profundas. A escala local, la litología dominante corresponde a Andesitas Grises, intercaladas por Brechas Volcánicas (bvg) y paquetes de Tobas de espesores variables entre 10 y 40m. Las intercalaciones se presentan con geometrías lenticulares. La secuencia se encuentra atravesada por diques y fallas. De acuerdo a las observaciones realizadas en sondajes, los contactos entre unidades son graduales y en el caso de las tobas se presentan con espesores de zonas fracturadas cercanos a 1m (ver Figura 2). SW

NE

FIGURA 2 PERFIL REPRESENTATIVO GEOLOGÍA MINA PAPOMONO 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


De acuerdo a los antecedentes, las alteraciones dominantes del proyecto corresponden a Albita, Clorita – Albita y Cuarzo Sericita. Las dos primeras se encuentran asociadas principalmente a las fallas mayores y a los cuerpos mineralizados. El caso de la alteración cuarzo - sericita, ha sido reconocida principalmente hacia los sectores profundos (bajo cotas 1400 – 1300m), y de acuerdo a la información de sondajes, presentaría una geometría sinuosa (ver Figura 3). SW

NE

ALTERACION ALBITA

CLORITA + ALBITA

QZO - SERICITA

FIGURA 3 PERFIL REPRESENTATIVO MODELO ALTERACIÓN MINA PAPOMONO

Como se mencionó anteriormente, genéticamente el proyecto Papomono ha sido clasificado como un yacimiento tipo estrato ligado del Cretácico Inferior, en el cual las fallas actúan como canales alimentadores de mineralización, migrando a estratos de mayor permeabilidad. En el caso de estudio, los cuerpos mineralizados se pueden dividir en dos tipos: (1) cuerpos tabulares subverticales asociados a la falla Papomono y (2) cuerpos mantiformes asociados a los niveles tobáceos y brechosos. La Figura 4 muestra esquemáticamente la geometría y ubicación de los cuerpos mineralizados. El caso de los cuerpos mineralizados C01 y C02, corresponden a cuerpos mantiformes ubicados en el entorno de la unidad de Tobas y Brechas (ver Figuras 5 y 6).



SW

NE

GEOMETRÍA DE MINERALIZACIÓN ESQUEMÁTICA

FIGURA 4 PERFIL ESQUEMÁTICO CON FORMAS DE CUERPOS MINERALIZADOS MINA PAPOMONO

I C I E E R F S U P

INTRUSIVO

F A L L A M A N Q U E H U A

BRECHA

B A T O

ANDESITA

O N O M O P A P A L L A F

FIGURA 5 PERFIL REPRESENTATIVO GEOLOGÍA SECTOR CUERPO C-01 MINA PAPOMONO



SUPERFICIE

INTRUSIVO


BRECHA

B A T O


ANDESITA

FIGURA 6 PERFIL REPRESENTATIVO GEOLOGÍA SECTOR CUERPO C-02 MINA PAPOMONO

De acuerdo a los antecedentes provistos por SCMTV para el estudio, en términos de discontinuidades mayores, el rasgo estructural dominante del proyecto está dado por las fallas Manquehua y Papomono. La primera corresponde a una estructura de tipo regional, cuya orientación general es N30°W con manteos variables de 65 a 80°E. Esta estructura se ha desc rito con una zona de influencia de hasta 400m. De acuerdo a los antecedentes, toda la zona de estudio se encontraría influenciada por la presencia de esta estructura, ya sea zonas de cizalle, impacto en la calidad del macizo o sistemas de fallas paralelas y conjugadas a esta estructura. La falla Papomono representa el rasgo estructural principal del proyecto, y corresponde a una estructura con rumbo variable de N40°a N50°W con manteos de 75°a 85°W. Según los antecedentes, esta falla está asociada a la falla regional Manquehua. Ambas fallas se unen hacia el norte, generando una zona altamente fracturada. De acuerdo a los antecedentes, la falla Papomono presentaría más de una traza, con espesores centimétricos, alcanzando una zona fracturada de hasta 100m.



SCMTV cuenta con un Modelo de Fallas Mayores 3D construido a partir de sondajes, reconocimientos en superficie y el túnel de reconocimiento. En el modelo 3D se han modelado las trazas de las principales estructuras reconocidas y sirvió cómo guía y base para el presente estudio (ver Figura 7).

2 W E A L L A F

N O M O O P P A L A L A F

1 W E A L L A F

4 LA FA L A Z O N

CUERPO C02

CUERPO C01

3 LA FA L A N Z O

UA U E H Q N A L A M FA L

FIGURA 7 VISTA ISOMÉTRICA FALLAS MAYORES SECTOR CUERPOS C01 Y C02

En el proyecto se han reconocido además fallas menores, fracturas, zonas de cizalle y sistemas de diaclasas, tanto en sondajes como en mapeo estructural sistemático de túnel exploratorio. Las fallas menores y fracturas corresponderían a estructuras con orientaciones paralelas a las fallas mayores (Manquehua, Papomono y EW) pero con espesores milimétricos y sin evidencias de desplazamiento. Además de identifican fracturas y diaclasas paralelas a la estratificación de los paquetes volcánicos y sistemas de bajo ángulo. De acuerdo a los antecedentes es posible identificar cuatro sistemas menores resumidos en Tabla 1.



TABLA 1 ORIENTACIÓN DE SISTEMAS DE DISCONTINUIDADES MENORES DOMINANTES EN MINA PAPOMONO

SISTEMA

RUMBO

MANTEO

S1

N 10°- 20°W

55°- 65°E

Paralelo a falla Manqu ehua

S2

N 10°- 20°W

20°- 40°W

Paralelo a estratifica ción

S3

EW

S4

N 30°- 40°W

90°- 80°N 50°- 60°W

OBSERVACIONES

Paralelo a sistema de fallas EW Paralelo a falla Papom ono

Para estimar el grado de fracturamiento del área en estudio, se utilizó la información de sondajes del proyecto, los cuales incluyen información de RQD (Rock Quality Designation) más observaciones y validaciones realizadas por EMT en el túnel de reconocimiento y en sondajes. La revisión de los sondajes se efectuó a través de la inspección de éstos en la testigoteca y la revisión de las fotos tomadas a los testigos previos a su corte. En general en el área de estudio se han identificado altos grados de fracturamiento, asociados principalmente a las fallas mayores y sus halos de influencia y a la condición observada en los contactos toba – andesitas (RQD < 50%). Sin embargo, el grado de fracturamiento observado en las rocas volcánicas del entorno es menor, con valores de RQD mayores (entre 50% y 75%). Los rangos de valores de Resistencia a la Compresión Uniaxial de cada unidad, se estimaron en función de observaciones de terreno en túnel de reconocimiento, observaciones en sondajes y resultados de estudios anteriores. De acuerdo a lo observado, se puede concluir que las rocas de mejor competencia son los paquetes volcánicos de andesitas y brechas volcánicas (RCU entre 100 y 250 MPa), seguidas por las unidades de tobas que presentan una menor RCU entre 70 y 110 MPa, y por último las zonas de brechas, zonas fracturadas y unidad cuarzo sericita, las cuales presentan bajos valores de RCU (< 25 MPa). Finalmente, se considera desde el punto de vista hidrogeológico, que el macizo rocoso se encuentra en condición seca para las etapas de explotación.



3.2 CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO Y UNIDADES GEOTÉCNICAS

El presente estudio comprendió la caracterización en detalle del macizo rocoso de los cuerpos mineralizados C01 y C02 de la Mina Papomono. Esta caracterización del macizo fue realizada a partir de la información base existente, del modelo geotécnico conceptual elaborado por EMT (Abril, 2009) y el procesamiento y análisis de los datos obtenidos de la campaña de mapeo de sondajes, efectuada en el marco del presente trabajo. Este mapeo consideró el registro de los parámetros que permitieron estimar la calidad de macizo rocoso, a través del índice RMR de Bieniawski (1989). Existen diversas metodologías que permiten estimar la calidad del macizo rocoso. Para el proyecto, se realizaron estimaciones de terreno, análisis de antecedentes provistos por SCMTV (informes anteriores) y relaciones empíricas entre el índice de calidad tunelera Q (Barton) y el índice Rock Mass Rating (RMR) desarrollado por Bieniawski. Como información base para estimar la calidad del macizo, se utilizó específicamente lo siguiente: -

Registro de estimación de índice Q de Barton en túnel de reconocimiento (cartillas de mapeo) Plano con registro de soporte aplicado a túnel de reconocimiento (Acad) Base de datos RQD sondajes

-

Informes estudios anteriores Arcadis Geotécnica 2008. Mapeo Geotécnico de Caracterización de Macizo Rocoso en Sondajes (EMT, Diciembre 2009)

Con esta información, se agruparon las unidades caracterizadas según su comportamiento geotécnico (similar), permitiendo definir las Unidades Geotécnicas para el sector de los cuerpos C01 y C02, las cuales se resumen como sigue: -

Unidad Andesitas, la cual agrupa las distintas variaciones texturales presentes en las andesitas y las brechas volcánicas. Unidad Brechas, la cual agrupa las distintas variaciones texturales presentes en las andesitas y las brechas volcánicas. Unidad Tobas. Las tobas presentes en el proyecto, se reconocen como intercalaciones de espesores variables y cuyos contactos con otras unidades se presentan como una zona fracturada que puede alcanzar hasta 2m. En la revisión de sondajes y análisis de la información, se definió que esta unidad agrupara tanto a las tobas como a las zonas de contacto como una gran unidad.

Para cada una de las unidades referidas anteriormente, se calcularon los valores de RMR B y se estimaron los rangos del índice Q de Barton utilizando relaciones empíricas entre ambos índices (específicamente la propuesta por Goel, Jethwa and Paithankar, 1995), que indica: 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


RMR’ = 8 ln Q’ +30 (factor de correlación r = 0.92)

Donde: RMR’ = RMR Bieniawski – puntaje asociado a la orientación de discontinuidades – puntaje asociado a la resistencia a la compresión uniaxial (RCU) Q’ = Q Barton * SRF (o lo mismo que Q Barton asumiendo SRF igual a 1). Cabe señalar que EMT ha aplicado y validado esta relación en otros proyectos obteniendo resultados satisfactorios. La caracterización del macizo rocoso se efectuó mediante el mapeo de 14 sondajes seleccionados en el sector de los cuerpos C01 y C02, correspondientes a 4 perfiles de análisis, considerando la configuración de los sondajes definida por SCMTV. El mapeo estuvo dirigido a caracterizar el macizo en el entorno de los cuerpos mineralizados, considerando una franja de 100m sobre el techo y bajo el piso de las unidades de explotación. Los sondajes escogidos fueron los siguientes (ver Figura 8 a 12): Cuerpo C01 PAPO FD 021     

PPMN DH 024 PPMN DH 055 PPMN DH 057 PPMN DH 059

Cuerpo C02 PPMN DH 025  PPMN DH 053        

PPMN DH 018 PPMN DH 051 PPMT DH 020 PPMT DH 043 PAPO FD 041 PAPO FD 044 PAPO FD 038



1 C 0 L I R F P E

CUERPO C01

CUERPO C02

T E R O N 2 O C 0 T R I L N F R C E 2 P E 0 C L F I R R P E S U 2 C 0 I L F R P E

FIGURA 8 UBICACIÓN PERFILES DE ANÁLISIS DE SONDAJES EN CUERPOS C01 Y C02

I C I E E R F S U P


INTRUSIVO

TÚNEL EXPLORACIONES

BRECHA C-01 SUPERIOR-CENTRAL

BA T O

C-01 INFERIOR

ANDESITA


FIGURA 9 PERFIL DE SONDAJES CUERPO C01 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


I C I E E R F S U P

C-02 NORTE-SUPERIORCENTRAL ESTE F A L C-02 NORTE-SUPERIORL A CENTRAL OESTE M A N Q U E BRECHA H U A


C-02 NORTE-INFERIOR

BA T O

ANDESITA


FIGURA 10 PERFIL DE SONDAJES CUERPO C02 SECTOR NORTE

SUPERFICIE

C-02 CENTRO-SUPERIOR F A L L A M A N Q U E H U A


BRECHA C-02 CENTRO-CENTRO

C-02 CENTRO-INFERIOR BA T O

ANDESITA


FIGURA 11 PERFIL DE SONDAJES CUERPO C02 SECTOR CENTRO



SUPERFICIE




C-02 SUR-CENTRAL

BRECHA

INTRUSIVO BA T O

ANDESITA

FIGURA 12 PERFIL DE SONDAJES CUERPO C02 SECTOR SUR

El análisis de la información existente más el procesamiento de los resultados de la campaña de mapeo de sondajes, permitieron estimar con un nivel de mayor detalle las condiciones geotécnicas del sector de los cuerpos C01 y C02, respecto del modelo geotécnico conceptual previo. Se caracterizó el macizo rocoso de acuerdo a la litología, mineralización y alteración presente en las rocas del yacimiento en el sector de interés. Los resultados de estos análisis se presentan en Tablas 2 y 3.

TABLA 2 VALORES DE RMR Y Q DE UNIDADES LITOLÓGICAS EN ESTÉRIL Y MINERALIZADAS

UNIDAD ANDESITA BRECHA TOBA

ESTÉRIL MINERAL ESTÉRIL MINERAL ESTÉRIL MINERAL

RMR MEDIA 42 48 45 48 49 48

MIN 39 45 43 45 45 44

Q MAX 45 51 48 52 53 52

MEDIA

0.715 1.383 0.836 1.246 1.319 1.237

MIN 0.317 0.526 0.510 0.561 0.491 0.483

MAX 1.114 2.240 1.162 1.932 2.147 1.992



TABLA 3 VALORES DE RMR Y Q DE UNIDADES DE ALTERACIÓN Y MINERALIZACIÓN DE ALTA Y BAJA LEY

MINERALIZACIÓN

ALTERACIÓN

ALTA LEY

BAJA LEY

ALBITA

CLORITA

CUARZO SER

RQD

51

37

48

33

4

RMR

50

48

49

47

42

Q

1.842

1.455

1.776

1.249

0.624

Junto a lo anterior, se procedió a caracterizar geotécnicamente en detalle los cuerpos mineralizados, obteniéndose los siguientes valores de RMR y Q (ver Tabla 4). TABLA 4 VALORES DE RMR Y Q EN CUERPOS MINERALIZADOS C01 Y C02 Q Barton


RMR Bieniawski


SUPERIOR-CENTRAL

0.64-1.41

43-49

Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Mala Muy Mala

36-40

Mala a Regular


0.47-1.44

Mala

44-50

Regular


0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.47-1.44

Mala

44-50

Regular

SUPERIOR

0.61-0.82

Mala

42-46

Regular

CENTRAL

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

CENTRAL

0.48-0.62

Muy Mala

39-43

Mala a Regular


C02 NORTE

C02 CENTRO C02 SUR

El modelo resultante indica que la explotación de los cuerpos mineralizados C01 y C02 se desarrollará en un ambiente con un macizo rocoso de mala a regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski). La calidad de la roca está fuertemente influenciada por el emplazamiento del yacimiento en la zona de fracturamiento de las fallas Manquehua y Papamono.



4.0 PARÁMETROS DE DISEÑO CUERPOS C01 Y C02 4.1 ROOM AND PILLAR (RP) Y CUT AND FILL POST PILLAR (PP)

El método de explotación Room and Pillar, consiste en la explotación de cámaras separadas por pilares de sostenimiento del techo. La recuperación de los pilares puede ser parcial o total, en este último caso, la recuperación va acompañada del hundimiento controlado del techo que puede realizarse junto con la explotación o al final de la vida del proyecto. Los cuerpos mineralizados con condiciones adecuadas para una explotación por Room and Pillar, son aquellos que presentan potencias mayores a 3 m y menores a 15 m, con un ángulo de manteo bajo (menor a 30°), aunque también es aplicable a cuerpos de mant eo entre 30°y 40°. La Figura 13 muestra un perfil esquemático de método de explotación Room and Pillar.

FIGURA 13 PERFIL ESQUEMÁTICO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN ROOM AND PILLAR

Una variante de este método presentada para mina Papomono, es el método de explotación Cut And Fill Post Pillar, aplicable generalmente a cuerpos mineralizados de potencias mayores a 15 m y con manteos menores a 20°. Se trata de un método híbrido entre los métodos Room And Pillar y el Cut and Fill (ver Figura 14)



FIGURA 14 PERFIL ESQUEMÁTICO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT AND FILL POST PILLAR

Para la definición de parámetros de diseño de los métodos RP y PP, se desarrolló un análisis de estabilidad para una configuración de cámaras y pilares de “malla cuadrada” (pilares de base cuadrada y ancho de cámara igual a ancho de pilares). La estabilidad de los pilares se evaluó mediante la estimación de Factores de Seguridad (FS), el diseño cámaras se definió evaluando el máximo ancho o luz estable para los techos de las cámaras. Para ambos análisis, se consideraron las propiedades del macizo rocoso obtenidas a partir de la caracterización geotécnica realizada a los cuerpos mineralizados C-01 y C-02 y de la información existente de las unidades geotécnicas Andesita – Brecha And, Zona de Tobas, en las cuales se emplazan mayormente los cuerpos mineralizados a explotar con estos métodos. 4.2 ESTABILIDAD DE PILARES

La estabilidad de los pilares se evaluó mediante la estimación de Factores de Seguridad (FS), que están en función de la resistencia de los pilares y de la carga actuante sobre éstos, quedando definido como: FS = Resistencia de pilares ( σ ) σR ) Carga sobre los pilares ( σ σP



La estimación de la resistencia del pilar considera las propiedades del macizo rocoso (roca intacta y discontinuidades) y la estimación de la carga considera la condición geométrica y campo de esfuerzos en el entorno del pilar. Para la estimación de la carga en el pilar se aplicó la metodología del área tributaria y para la resistencia del pilar se utilizó la metodología propuesta por CSIR Mining Technology S.A. Las consideraciones y resultados del análisis de estabilidad de cámaras y pilares se muestra detalladamente en Anexo A. La Tabla 5 muestra los factores de seguridad obtenidos para dos alternativas de cámaras y pilares. TABLA 5 FACTORES DE SEGURIDAD PARA PILARES MÉTODOS RP Y PP MINA PAPOMONO

MALLA PILARES (m2)

ALTURA PILAR (m)

ANCHO CÁMARA (m)

FACTOR SEGURIDAD

5.0 x 5.0

4.50

5.00

1.58

4.0 x 4.0

4.50

4.00

1.40

Según los valores de factores de seguridad obtenidos para las distintas configuraciones, se puede señalar que la problemática para definir los parámetros de diseño en este método de explotación no radica en la estabilidad del pilar, debido a que no existe un esfuerzo vertical considerable, por lo que se espera que el esfuerzo axial actuando en el pilar sea bajo. Es por esta razón que la preocupación debe centrarse en la determinación de la luz máxima de la cámara para mantener su estabilidad. 4.3 ESTIMACIÓN DEL ANCHO DE LA CÁMARA

Para evaluar la estabilidad del ancho de cámaras, se consideró la aplicación de dos metodologías empíricas: - Grafica de luz o ancho crítico (“critical span curve”, Lang 1994) que permite definir la máxima luz estable o luz crítica para un a labor. - Grafica de fortificación de Q (“The Q support chart”, Grimstad and Barton, 1993) que permite estimar el requerimiento de fortificación para una labor de ancho determinado. Ambos métodos gráficos utilizan como datos de entrada la calidad de macizo rocoso y la luz o ancho de cámara. De acuerdo a los análisis desarrollados con ambas metodologías (Ver Anexo A), se puede señalar en primer término que las luces operativas (mayores a 3 m) para labores ubicadas en los cuerpos mineralizados C-01



y C-02 se ubican en la Zona Potencialmente Inestable de la gráfica de luz crítica, y por lo tanto se estima un potencial requerimiento de soporte. Considerando como límite de diseño la línea de división entre la Zona de Potencial Inestabilidad y la Zona Inestable, se tiene que las máximas luces manejables operacionalmente en ambos cuerpos son de 5.5 a 6.0 m para la menor calidad de macizo rocoso y de 7.0 a 8.0 m para la mayor calidad (Ver Tabla 4). Las Figuras 15 y 16 muestran estos resultados.

CUERPO C-01 REGULAR CALIDAD DE ROCA CUERPO C-01 MALA A REGULAR CALIDAD DE ROCA

FIGURA 15 VALORES DE SPAN PARA CUERPO C-01 MINA PAPOMONO EN MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN RP Y PP


FIGURA 16 VALORES DE SPAN PARA CUERPO C-02 MINA PAPOMONO EN MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN RP Y PP



Como los resultados para las máximas luces manejables operacionalmente varían de 5.5 a 6.0 m para condiciones de macizo que presenten la menor calidad de roca (RMR: 36-40), y de 7.0 a 8.0 m para macizos de una mayor calidad de roca (RMR: 43-49), se analizaron dos casos: -

Ancho de cámara de 5.0 m. Para este caso la luz o span es igual a 7.1 m, corresponde a la diagonal de los cruzados de RP. El span ajustado (span/ESR) corresponde a 1.75 m.

-

Ancho de cámara de 4.0 m. Para este caso la luz o span es igual a 5.7 m, corresponde a la diagonal de los cruzados de RP. El span ajustado (span/ESR) corresponde a 1.41 m.

Las Figura 17 muestra que para el cuerpo C-01, donde el 80% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 20% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.

CUERPO C-01 REGULAR CALIDAD DE ROCA CUERPO C-01 MALA A REGULAR CALIDAD DE ROCA CUERPO C-01 MALA A REGULAR CALIDAD DE ROCA CON CAMARA DE 5.0 m

ANCHO CAMARA 5.0 m ANCHO CAMARA 4.0 m

(1) No se requiere soporte

(6) Shotcrete reforzado con fibra entre 90 y 120 mm de espesor más pernos

(2) Pernos puntuales


(3) Pernos sistemáticos

(8) Shotcrete reforzado con fibra de espesor mayor a 150 mm con marcos reforzados y pernos

(4) Pernos sistemáticos con shotcrete no reforzado entre 40 y 90 mm de espesor

(9) Casquete de concreto


FIGURA 17 REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN PARA ANCHOS DE CÁMARA DE 4.0 m Y 5.0 m CUERPO C-01 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


La Figura 18 muestra que para el cuerpo C-02, donde el 60% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 40% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.










(9) Casquetede concreto


FIGURA 18 REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN PARA ANCHOS DE CÁMARA DE 4.0 m Y 5.0 m CUERPO C-02

Cabe mencionar que si bien, las técnicas empíricas entregan una buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea. Lo anterior implica que la definición final del requerimiento de fortificación a implementar debe ser evaluada en terreno, con un estricto seguimiento geotécnico para evaluar los requerimientos de fortificación y definir adecuadamente los sistemas a implementar.



Según los análisis anteriores, se recomienda que para el diseño minero con método de explotación Room And Pillar y Cut And Fill Post Pillar, se consideren los siguientes parámetros de diseño (ver Tabla 6). TABLA 6 PARÁMETROS DE DISEÑO Y REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN CUERPO C-01 Y C-02 MINA PAPOMONO

CUERPO

C-01

C-02

CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA

MALLA DE ANCHO DE ALTURA DE PILARES (m 2) CAMARAS(m) PILAR(m)

FORTIFICACIÓN

REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5


MALA A REGULAR

4.0x4.0

4.0

4.5


MALA A REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5


REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5


MALA A REGULAR

4.0x4.0

4.0

4.5


MALA A REGULAR

5.0x5.0

5.0

4.5




5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Las principales conclusiones y recomendaciones son: •

•

A partir de la información base se construyó un modelo geotécnico que integra información de litologías, alteración, estructuras, hidrológica y de calidad del macizo rocoso. El modelo construido corresponde a un modelo de nivel de detalle para los cuerpos C-01 y C-02, lo que permitió estimar con mayor exactitud los parámetros de diseño para el método de explotación definido. El modelo resultante indica que la explotación de los cuerpos mineralizados C-01 y C-02 se desarrollará en un ambiente con un macizo rocoso de mala a regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski). La calidad de la roca está fuertemente influenciada por el emplazamiento del yacimiento en la zona de fracturamiento de las fallas Manquehua y Papomono.

•

Para el cuerpo C-01, donde el 80% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 20% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.

•

•

Para el cuerpo C-02, donde el 60% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 40% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación. Cabe mencionar que si bien, las técnicas empíricas entregan una buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea. Lo anterior implica que la definición final del requerimiento de fortificación a implementar debe ser evaluada en terreno, con un estricto seguimiento geotécnico para evaluar los requerimientos de fortificación y definir adecuadamente los sistemas a implementar.



•

Con el objetivo de minimizar desviaciones en la materialización del proyecto y mantener la continuidad operacional, se establecen las siguientes recomendaciones y consideraciones geotécnicas:  

 

Construcción y Mantención de Bases de datos Geotécnicos Validación y Actualización de Modelo Geotécnico - Patrones estructurales. - Modelo de fallas mayores e intermedias. Implementación de Sistema de Monitoreo Implementación de Geotecnia de Rutina - Cumplimiento de parámetros de diseño -

Registro de comportamiento de macizo rocoso (eventos geotécnicos a escala local, sobrexcavaciones, daño en pilares etc.) Revisión y evaluación de condiciones locales en frentes de avance Toma de datos geotécnicos de rutina y seguimiento a Modelo Geotécnico Generación de recomendaciones de apoyo a la operación (recomendaciones de fortificación, secuencias de avance, etc.) Como una manera de complementar estas recomendaciones, se adjunta en Anexo B Nota Técnica “REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT & FILL POST PILLAR” (EMT, Septiembre 2009)



ANEXO A

METODOLOGÍAS PARA LA ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO



A. METODOLOGÍAS PARA LA ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO A.1 ROOM AND PILLAR Y CUT AND FILL POST PILLAR

Para la definición de parámetros de diseño de los métodos RP y PP, se desarrolló un análisis de estabilidad para una configuración de cámaras y pilares de “malla cuadrada” (pilares de base cuadrada y ancho de cámara igual a ancho de pilares). La estabilidad de los pilares se evaluó mediante la estimación de Factores de Seguridad (FS), el diseño cámaras se definió evaluando el máximo ancho o luz estable para los techos de las cámaras. A.1.1 ESTABILIDAD DE PILARES

Para cuantificar la estabilidad de los pilares se aplicó la metodología estándar para este método, que consiste estimar un Factor de Seguridad (FS) para los pilares basales, en función de la carga y la resistencia de los pilares. De esta forma el FS queda definido como: FS = Resistencia de pilares ( σ ) σR Carga sobre los pilares ( σ ) σ P A. ESTIMACIÓN DE LA CARGA EN EL PILAR

En base a la teoría de áreas tributarias, la carga sobre los pilares queda expresada como: σ P

= P ZZ ×

 1  1 − r 

Donde: σ P

= Esfuerzo axial en el Pilar (MPa)

P ZZ = Esfuerzo vertical In Situ. Considerando un campo de esfuerzos gravitacionales, Pzz queda

definido por γ h, con γ = 2700 Kg/m 3 y h = altura de sobrecarga. En caso de Mina Papomono se consideró una sobrecarga promedio de 190 metros.

r

= Razón de extracción. Se consideró una malla cuadrada de pilares, por lo que se tiene un r

igual a 0.75. Luego la carga en los pilares es: σ P

= 20.5 MPa

B. ESTIMACIÓN DE LA RESISTENCIA EN EL PILAR



Para la estimación de la resistencia del pilar se aplicó la metodología propuesta por CSIR Mining Technology S.A., que se basa en la siguiente expresión:

σ R

= f j × S c

 W   ]  H 

S c = RUCS × [a + (1 − a ) ×  Donde: σ R

= Resistencia del Pilar

f j

= Factor de ajuste por presencia de sistemas de fracturas. Para el macizo rocoso del proyecto Tres Valles – Mina Papomono, se consideró un f j igual a 0.38.

S c

= Resistencia de Masa Rocosa del Pilar

R UCS

= Resistencia Crítica de Masa Rocosa. Esta resistencia se estima en base a factores de ajuste aplicados a la resistencia a la compresión simple USC. R UCS = F UCS x F C x UCS Para mina Papomono se consideró que: F UCS igual a 1.21; F C igual a 0.74; la UCS se conservo el valor promedio para la zona de tobas igual a 90 MPa. Por lo que R UCS = 1.21 x 0.74 x 90 = 81 MPa.

(1-a )

= Parámetro empírico función de las propiedades friccionales del macizo rocoso. Para

W

un ángulo de fricción interna de 37°, este parámetr o se estimó igual a 0.55. = Ancho del Pilar = Altura del Pilar

H



La Tabla A.1 muestra los resultados del análisis para distintas configuraciones de mallas cuadradas de pilares. TABLA A.1 CÁLCULO DE FACTORES DE SEGURIDAD PILARES DE MALLA CUADRADA H (m)

Pzz (MPa)

wP(m)

w O(m)

h(m)

190

5.13

5

5

4.5

UCS (MPa)

RUCS (MPa)

Phi (°)

(1-a)

fj

90

81

35

0.55

0.38

85.5

32.5

H

Pzz

wP(m)

w O(m)

h(m)

r

wP/h

190

5.13

4

4

4.5

0.75

0.9

UCS

RUCS

Phi

(1-a)

fj

Sc

90

81

35

0.55

0.38

75.7

CASO 1

r

wP/h

0.75

1.1

Sc (MPa)

σ σ R

σ σ P

(MPa)

20.5

FS

(MPa)

1.58

σ σ P

(MPa)

20.5

CASO 2 σ σ R

(MPa)

28.8

FS 1.40

La Tabla A.2 resume los factores de seguridad obtenidos para distintas dimensiones de cámaras y pilares. TABLA A.2 FACTORES DE SEGURIDAD PARA PILARES MÉTODOS RP Y PP MINA PAPOMONO

MALLA PILARES (m 2)

ALTURA PILAR (m)

ANCHO CÁMARA (m)

FACTOR SEGURIDAD

5.0 x 5.0

4.50

5.00

1.58

4.0 x 4.0

4.50

4.00

1.40



A.1.2 ESTIMACIÓN DEL ANCHO DE LA CÁMARA

Para evaluar la estabilidad del ancho de cámaras, se consideró la aplicación de dos metodologías empíricas: -

Grafica de luz o ancho crítico (“critical span curve”, Lang 1994) que permite definir la máxima luz estable o luz crítica para un a labor.

-

Grafica de fortificación de Q (“The Q support chart”, Grimstad and Barton, 1993) que permite estimar el requerimiento de fortificación para una labor de ancho determinado.

Ambos métodos gráficos utilizan como datos de entrada la calidad de macizo rocoso y la luz o ancho de cámara. Para la aplicación de estos métodos empíricos se consideró la calidad de macizo rocoso de acuerdo a la Tabla A.3. TABLA A.3 VALORES DE Q Y RMR UNIDADES GEOTÉCNICAS Q Barton


RMR Bieniawski


SUPERIOR-CENTRAL

0.64-1.41

43-49

Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Mala Muy Mala

36-40

Mala a Regular


0.47-1.44

Mala

44-50

Regular


0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.47-1.44

Mala

44-50

Regular

SUPERIOR

0.61-0.82

Mala

42-46

Regular

CENTRAL

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

INFERIOR

0.32-0.49

Muy Mala

36-40

Mala a Regular

CENTRAL

0.48-0.62

Muy Mala

39-43

Mala a Regular


C02 NORTE

C02 CENTRO C02 SUR

A.1.2.1 ESTIMACIÓN DE LA LUZ O ANCHO CRÍTICO

La gráfica de luz o ancho crítico fue desarrollada por Lang 1994 para evaluar la estabilidad de techos en minas con método Cut and Fill. La luz crítica (span) es definida por el diámetro de la mayor circunferencia que puede ser trazada entre los límites de una labor vista en planta (ver Figura A.1). La gráfica relaciona el span con la calidad de macizo rocoso expresada con en índice RMR de Bieniawski, y define tres zonas de condición de estabilidad: -

Zona Estable (Stable): zona sin fallamientos no controlados, con mínimo requerimiento de fortificación. Zona de Potencial Inestabilidad (Potentially Instable): zona con evidencias de deformación o daño y necesidad de fortificación sistemática para evitar fallamientos. Zona Inestable (Instable): zona sensible a colapsos o fallamientos en techo de profundidades equivalentes a la mitad de la luz de la labor. Fortificación no garantiza el control de la inestabilidad. 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 20 7 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


En la Figura A.2 y A.3, se muestra la gráfica de luz crítica y los rangos de calidad de roca que caracterizan a los cuerpos mineralizados C-01 y C-02. Se observa que, para luces operativas (mayores a 3 m), las tres unidades geotécnicas se ubican en la Zona Potencialmente Inestable, por lo tanto requerirán de fortificación. Considerando como límite de diseño la línea de división entre la Zona de Potencial Inestabilidad y la Zona Inestable, se tiene que las máximas luces manejables operacionalmente en ambos cuerpos son de 5.5 a 6.0 m para la menor calidad de macizo rocoso presente en los cuerpos y de 7.0 a 8.0 m para la mayor calidad (Ver Tabla A.3). A continuación se presentan las graficas a partir de las cuales se obtuvieron los valores para las máximas luces.

SPAN

SPAN

POST PILLAR FIGURA A.1 PLANTA ESQUEMÁTICA SPAN EN MÉTODOS RP/ PP


FIGURA A.2 VALORES DE SPAN PARA CUERPO C-01 MINA PAPOMONO EN MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN RP Y PP




FIGURA A.3 VALORES DE SPAN PARA CUERPO C-02 MINA PAPOMONO EN MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN RP Y PP



A.1.2.2. ESTIMACIÓN REQUERIMIENTO DE FORTIFICACIÓN

Para la estimación de requerimiento de fortificación, se utilizó la gráfica empírica de Grimstand and Barton (1993), que relaciona la calidad del macizo rocoso expresada por el valor de Tunnelling Quality Index (Q) de Barton (1974), con la altura o luz de la excavación (S) ajustada por un factor de seguridad según el tipo de excavación (ESR, Excavation Support Ratio). La aplicación de la gráfica para estimar los requerimientos de fortificación en las cámaras para los métodos de explotación RP y PP, consideró como representativo los rangos de calidad de macizo rocoso definidos en el capitulo de Modelo Geotécnico del presente informe para los cuerpos mineralizados C-01 y C-02. Por esto, los valores de Q considerados varían principalmente entre 0.320 y 1.410. El parámetro ESR se estimó igual a 4 considerando las labores de desarrollo de cámaras como labores temporales con tránsito de personal y equipos. Dado que los resultados para las máximas luces manejables operacionalmente varían de 5.5 a 6.0 m, para condiciones de macizo que presenten la menor calidad de roca (RMR: 36-40), y de 7.0 a 8.0 m para macizos de una mayor calidad de roca (RMR: 43-49), se analizaron dos casos: -

Ancho de cámara de 5.0 m. Para este caso la luz o span es igual a 7.1 m, corresponde a la diagonal de los cruzados de RP. El span ajustado (span/ESR) corresponde a 1.75 m. Ancho de cámara de 4.0 m. Para este caso la luz o span es igual a 5.7 m, corresponde a la diagonal de los cruzados de RP. El span ajustado (span/ESR) corresponde a 1.41 m.

Las Figura A.4 muestra que para el cuerpo C-01, donde el 80% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 20% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con anchos de cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.














FIGURA A.4 REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN PARA ANCHOS DE CÁMARA DE 4.0 m Y 5.0 m EN CUERPO C-01

La Figura A.5 muestra que para el cuerpo C-02, donde el 60% del cuerpo se encuentra en un macizo de regular calidad (según clasificación de RMR de Bieniawski), se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m no se requerirá de fortificación. Para el 40% del cuerpo que se encuentra en un macizo de mala a regular calidad, se estima que para anchos de cámaras de 5.0 m se requiere de una fortificación sistemática de pernos con shotcrete no reforzado en un 80% y un 20% no requerirá de fortificación. En el caso de diseñar con cámaras de 4.0 m, no se requerirá de fortificación.














FIGURA A.5 REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN PARA ANCHOS DE CÁMARA DE 4.0 m Y 5.0 m EN CUERPO C-02

Cabe mencionar que si bien, las técnicas empíricas entregan una buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea. Lo anterior implica que la definición final del requerimiento de fortificación a implementar debe ser evaluada en terreno, con un estricto seguimiento geotécnico para evaluar los requerimientos de fortificación y definir adecuadamente los sistemas a implementar



ANEXO B NOTA TÉCNICA: REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT & FILL POST PILLAR


NOTA TÉCNICA REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO CUT AND FILL POST PILLAR COMPAÑÍA MINERA LATINO AMERICANA REV00

Página 1 de 18

NOTA TÉCNICA REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CUT & FILL POST PILLAR PROYECTO TRES VALLES COMPANÍA MINERA LATINO AMERICANA Viña del Mar, 01 de Septiembre de 2009.

Edgardo Hernández 32-2697207 9 - 4997938 [email protected]

Patricio Salas 32-2697207 9 - 2167153 [email protected]

1.0 INTRODUCCIÓN

A solicitud de Compañía Minera Latinoamericana Ltda. (CMLA), E-Mining Technology S.A. (EMT) realizó un estudio orientado a determinar la orientación mas conveniente para la configuración de cámaras y pilares en el método de explotación Cut and Fill Post Pillar de los cuerpos C-01 y C-02 en mina Papomono, de manera de corroborar la orientación propuesta por CMLA o proponer una alternativa. Además se analizaron metodologías empíricas para la determinación del largo y ancho del panel de explotación y de los respectivos pilares barreras si corresponde. La presente nota técnica incluye: •

Objetivos y alcances, metodología de trabajo, análisis y definición de los parámetros de diseño para la explotación de los cuerpos C-01 y C-02.

•

Conclusiones y recomendaciones al estudio realizado

2.0 OBJETIVOS Y ALCANCES

La presente nota tiene por objetivo, recomendar la orientación de la malla de explotación y definir dimensiones máximas estables para el panel y del pilar barrera. Los alcances se encuentran orientados principalmente a definir, a nivel conceptual, parámetros de diseño para la explotación de los cuerpos C-01 y C-02 (por medio del método Cut & Fill Post Pillar), para cuya definición se consideraron los siguientes puntos: . •

•

Revisión de parámetros de diseño, referido principalmente a dimensiones de pilares y orientación definida por personal de CMLA. Definición de una orientación preliminar para la malla de explotación (a nivel de ingeniería conceptual) para los cuerpos C-01 y C-02, a partir de criterios y consideraciones geotécnicas y operacionales.

2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]

NOTA TÉCNICA REVISIÓN Y ANÁLISIS DE PARÁMETROS DE DISEÑO CUT AND FILL POST PILLAR COMPAÑÍA MINERA LATINO AMERICANA REV00 •

Página 2 de 18

Revisión de dimensiones críticas (ancho y largo del panel, ancho del pilar barrera).

3.0 METODOLOGÍA DE TRABAJO

La metodología utilizada consideró las siguientes actividades: 1. Recopilación de información acerca del proyecto Tres Valles (patrones estructurales, dimensiones de los cuerpos a explotar, diseño de explotación en cuerpos C-01 y C-02), entregada por personal de CMLA 2. 3. 4. 5.

Análisis geométrico-estructural (realizado a pilares y techos) Estimación de la orientación bajo consideraciones geotécnicas y operacionales. Estimación de dimensiones máximas estables para el panel, mediante técnicas empíricas. Estimación de dimensiones máximas estables para el pilar barrera a partir de técnicas empíricas y experiencia de EMT.

4.0 INFORMACIÓN BASE

La información base considerada para realizar el análisis de estabilidad geométrico-estructural en pilares y cámaras, consta de cuatro sistemas de discontinuidades principales (determinados a partir de un mapeo estructural realizado por personal de CMLA) los cuales, en orden de importancia, son los siguientes:

SISTEMAS DE DIACLASAS 1 2 3 4

DIP

DIP/DIR

85 75 65 40

350 80 75 265

TABLA 1. SISTEMAS ESTRUCTURALES PRINCIPALES PROYECTO TRES VALLES

Debido a que la información base para los análisis geométricos-estructurales son los sistemas de discontinuidades presentes, es que resulta necesario mantener una práctica sistemática de mapeo geológico estructural, que permita validar y robustecer el modelo estructural actual. Es importante señalar que el análisis realizado consideró como patrones estructurales válidos, los sistemas entregados por personal de CMLA, entendiéndose por patrones estructurales al conjunto de sistemas de discontinuidades (originadas por el mismo evento geológico) que poseen características similares entre si tales como, rumbo, manteo, longitud, espesor, etc. 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 3 de 18

5.0 DESARROLLO 5.1 ANÁLISIS GEOMÉTRICO ESTRUCTURAL

Basados en la información de patrones estructuras facilitadas por personal de CMLA (FIGURA 1), se realizó un análisis geométrico-estructural enfocado principalmente a analizar la orientación de la malla de cámaras y pilares en el método de explotación Cut and Fill Post Pillar definido para el proyecto tres valles por personal de CMLA, de manera tal de ratificar dicha orientación o entregar una alternativa que permita garantizar una operación segura.

FIGURA 1. SISTEMAS DE DISCONTINUIDADES EN PROYECTO TRES VALLES

Para la determinación de la orientación óptima de la malla de cámaras y pilares, se consideraron los siguientes análisis: a) Formación de potenciales bloques o cuñas definidos por los patrones de discontinuidades menores existentes. b) Generación de lajamientos en el pilar por la presencia de discontinuidades subverticales. c) Fallamiento del pilar por la presencia de patrones estructurales con manteos menores a la diagonal principal del pilar. d) Formación de cuñas en los techos de las cámaras y definición de la orientación en base al menor volumen potencialmente inestable.

A continuación se presentarán los resultados obtenidos a partir de cada uno de los análisis señalados anteriormente:



Página 4 de 18

a) Formación de potenciales bloques o cuñas definidos por los patrones de discontinuidades menores existentes.

Los bloques pueden caer o deslizar inducidos por la gravedad (desprendimiento, caída libre, etc.), a través de la cara de un plano (deslizamiento por u n p l a n o ), o por la línea de intersección de dos discontinuidades, no obstante, todos los movimientos de los bloques requieren la existencia de a lo menos una cara libre. Por ello, considerando que el macizo rocoso está formado por bloques delimitados por discontinuidades, se puede concluir que potenciales desplazamientos de estos bloques pueden llegar a tener una importante influencia en la estabilidad del macizo rocoso y por ende en la infraestructura minera (cámaras y pilares). Por lo tanto, resulta conveniente interpretar y definir con anterioridad, la ocurrencia de estos desplazamientos que pudieran afectar la estabilidad de pilares y cámaras. Uno de los análisis utilizados para la identificación de bloques inestables es “La teoría de bloques”, introducida por Goodman & Shi (1984), la que a partir de una serie de análisis geométricos, determina donde pueden existir bloques potencialmente inestables, formados por una serie de discontinuidades. La teoría de bloques, se basa en el supuesto de que la inestabilidad comienza con el

movimiento del primer bloque, el cual aumenta el espacio y posibilita la oportunidad de que otros bloques se remuevan, pudiéndose producir una falla de un sector dado . Entonces, según lo descrito, es aplicable la Teoría de Bloques a la situación presente en mina Papomono. A continuación, se presenta el análisis de teoría de bloques aplicado a mina Papomono, esta permitirá identificar los bloques finitos que puedan afectar la estabilidad del pilar, que como primer análisis, se considerará la actual disposición de pilares y cámaras propuesta por personal de CMLA (N40°W) Basándose en el estudio de la condición de los bloques o cuñas (JPs) y en proyecciones estereográficas se buscará el bloque finito. De manera de reconocer estos bloques con ayuda de las representaciones estereográficas, como primer paso se dibujó un círculo de referencia con un valor de R arbitrario que en este caso se tomó de 5 (cm.) en el cual se ubican los puntos cardinales (Norte, Sur, Este y Oeste). Para cada sistema de discontinuidad se determina la distancia OC, que representa la distancia entre el centro del círculo de referencia (O) y el centro del círculo que representa a cada estructura (C), la cual queda determinada por la siguiente fórmula: 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 5 de 18

OC = R * tan (DIP)

La orientación de la distancia OC está determinada según el ángulo Dip-Direction (dirección de manteo) medido desde el norte como 0°y en sentido horario. El radio del círculo que representa al sistema (r), se determina de la siguiente manera: r = R / cos (DIP)

Con este procedimiento es posible obtener la proyección de los patrones estructurales en el hemisferio superior de la esfera de referencia. Evaluando para cada sistema de discontinuidad las ecuaciones anteriores, se tiene:

SISTEMAS DE DIACLASAS 1 2 3 4

DIP

DIP/DIR

R(cm)

OC(cm)

r(cm)

85 75 65 40

350 80 75 265

5 5 5 5

57.15 18.66 10.72 4.20

57.37 19.32 11.83 6.53

TABLA 2. ECUACIONES EVALUADAS EN CADA SISTEMA ESTRUCTURAL

Representando un bloque formado por las estructuras de Tabla 2 , se obtiene la proyección que muestra la Figura 2.

Sistema 1

Red Estereográfica

C3

C2

C4 O Sistema 4

Sistema 2

Sistema 3

FIGURA 2. CIRCUNFERENCIAS DE REPRESENTACIÓN PATRONES ESTRUCTURALES



Página 6 de 18

Las JPs (bloques o cuñas) están representadas por la intersección de las d i s c o n t i n u i d a d e s . En este s e n t i d o existen distintos tipos de b l o q u e s ( J P s ) , q u e pueden estar constituidos en algunos casos por la intersección de tres estructuras y en otros, por cuatro estructuras. De manera de identificar los JPs, se utiliza la nomenclatura 0 y 1, para ello basta con indicar la concavidad de los círculos ( que representan las discontinuidades) que componen el bloque o cuña. Si la estructura esta cóncava con respecto al bloque se a nota 0 ; si la estructura no es cóncava (convexa) con respecto al bloque (JP), se anota 1. Resulta indispensable tomar siempre el orden correlativo de los sistemas de discontinuidades para la asignación de los índices 0 y 1. Una vez numerados los bloques y visualizando el diagrama, se aplica el teorema de Shi respecto de la movilidad de los bloques. Este teorema establece que un bloque es finito, si y solo si, no se produce intersección entre el JP (bloque o cuña) y EP ( pared o techo según sea el análisis). Es decir, el Teorema de Shi establece que la condición necesaria para que un bloque dado sea removible es que, su JP (bloque o cuña) no sea igual al conjunto vacío, y que la intersección de su JP con el EP sea igual al conjunto vacío:

JP ≠ Φ

Λ

JP ∩ EP = Φ

A continuación se identificarán los bloques finitos “JP” (que no intersecan a la superficie de referencia “EP”) en cada una de las paredes del pilar. (Ver FIGURAS 3 a 6)

Sistema 2 Sistema 3

N

Sistema 1

BLOQUE JP-1100 BLOQUE JP-110

Sistema 4

S

BLOQUE JP-101 PARED NW-EP

FIGURA 3. BLOQUES FINITOS REMOVIBLES EN PARED NW-CASO 1 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 7 de 18

Sistema 3

N Sistema 1


Sistema 4

S

BLOQUE JP-110 PARED SW-EP

Sistema 2 FIGURA 4. BLOQUES FINITOS REMOVIBLES EN PARED SW-CASO 2

N Sistema 3 Sistema 1 BLOQUE JP-0001 BLOQUE JP-101

Sistema 4

S Sistema 2

BLOQUE JP-001 PARED NE-EP

FIGURA 5. BLOQUES FINITOS REMOVIBLES EN PARED NE-CASO 3



Página 8 de 18

Sistema 3

N Sistema 1


S

Sistema 4

BLOQUE JP-010 PARED SE-EP

Sistema 2 FIGURA 6. BLOQUES FINITOS REMOVIBLES EN PARED SE-CASO 4

PARED DEL PILAR

PARED NW CASO 1

PARED SW CASO 2

PARED NE CASO 3

PARED SE CASO 4

BLOQUE FINITO JP

SISTEMAS QUE COMPONEN EL BLOQUE JP

1100

S1-S2-S3-S4

110

S1-S3-S4

BLOQUE CON POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO POR UN PLANO DEFINIDO POR EL PATRON ESTRUCTURAL S4

101

S2-S3-S4

BLOQUE CON POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO BLOQUE CON BAJO POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO, VECTOR DE POR UN VECTOR INTERSECCIÓN DEFINIDO POR INTERSECCIÓN DE BAJO ANGULO(MENOR A 30°) LOS PATRONES ESTRUCTURALES S2 Y S3

1110

S1-S2-S3-S4

010

S2-S3-S4


110

S1-S2-S3

BLOQUE SENSIBLE A DESLIZAMIENTO POR UN PLANO DEFINIDO POR EL PATRON ESTRUCTURAL S3

BLOQUE CON GEOMETRIA AGUDA. BAJO POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO

0001

S1-S2-S3-S4


BLOQUE SENSIBLE A DESLIZAR, GENERA ADELGAZAMIENTO EN EL PILAR

101

S2-S3-S4


001

S1-S2-S3

BLOQUE CON POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO BLOQUE CON GEOMETRIA AGUDA. BAJO POTENCIAL DE POR UN VECTOR INTERSECCIÓN DEFINIDO POR DESLIZAMIENTO LOS PATRONES ESTRUCTURALES S1 Y S2

1011

S1-S2-S3-S4


BLOQUE CON GEOMETRIA AGUDA. BAJO POTENCIAL DE DESLIZAMIENTO

101

S1-S3-S4



010

S2-S3-S4


MODO DE DESLIZAMIENTO DEL BLOQUE

POTENCIAL IMPACTO EN LA ESTABILIDAD DEL PILAR


BLOQUE SENSIBLE A DESLIZAMIENTO POR UN PLANO DEFINIDO POR EL PATRON ESTRUCTURAL S4

BLOQUE POTENCIALMENTE INESTABLE, GENERA POTENCIAL ADELGAZAMIENTO EN EL PILAR


TABLA 3. RESUMEN CONDICIÓN DE BLOQUES REMOVIBLES EN PILAR



Página 9 de 18

Luego de identificar los bloques removibles, y su modo de movimiento o caída (basado en un análisis estereográfico) se reconoce la presencia de bloques potencialmente inestables (TABLA 3) los que pueden determinar el adelgazamiento del pilar. Dentro de esta se puede mencionar la cuña definida por los sistemas 1, 2, 3 y 4 presente en la pared SW del pilar, la cual puede generar (dependiendo de los largos de las discontinuidades) un adelgazamiento del pilar de hasta 1.5 m. Esta condición es independiente de la orientación del pilar, sin embargo, el volumen del potencial bloque inestable a desprenderse, resulta ser menor si los vértices del pilar se orientan de manera paralela a la dirección de deslizamiento de la cuña, en cuyo caso la orientación del pilar debe ser necesariamente N50°W. Con esta orientación es posib le disminuir los volúmenes de los bloques potencialmente inestables en los pilares. Es importante señalar que los volúmenes de los bloques inestables identificados dependen exclusivamente de los largos de las discontinuidades involucradas en la formación de la cuña, es por eso que resulta necesario realizar una caracterización de las discontinuidades mayores, intermedias y menores de manera tal de poder dimensionar con mayor precisión el porcentaje de adelgazamiento en los pilares. b) Generación de lajamientos en el pilar por la presencia de discontinuidades subverticales. La presencia de sistemas subverticales representa una condición estructural desfavorable, sin embargo esta condición genera lajamientos en el pilar sólo en caso de solicitaciones subverticales (σv) importantes (cercanas a la resistencia en compresión del macizo rocoso). Ver FIGURA 7 Dada las profundidades a las que se encuentra la zona en análisis (promedio de 190 m a 220 m), que generan condiciones de esfuerzos bajos (5 a 6 MPa en el eje vertical), permite descartar un adelgazamiento importante del pilar en este sentido. CARGA VERTICA EN PILARES

-S-

-NZONA SENSIBLE A DESPRENDIMIENTO

SISTEMAS SUBVERTICALES

FIGURA 7. EFECTOS DE LA CARGA VERTICAL EN PILARES SOBRE LOS SISTEMAS SUBVERTICALES 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 10 de 18

c) Fallamiento del pilar por la presencia de patrones estructurales con manteos menores a la diagonal principal del pilar. Las diagonales principales, para los pilares del proyecto en estudio, poseen manteos de 52°para la diagonal 1 y de 42°para la diagonal 2 (Ver Fig . 8 Y 9).

2 L I F R E P 2 L A N O G IA D

4.5 m

3 . 5 m

I L 1 P E R F

1 L A N O G A I D

m 3. 5

FIGURA 8. ISOMETRICO DEL PILAR

PERFILES EN DIAGONALES PERFIL 1

PERFIL 2

Diag 1

Diag 2

FIGURA 9. PERFILES REPRESENTATIVOS EN DIRECCIÓN DE LAS DIAGONALES PRINCIPALES DEL PILAR



Página 11 de 18

Para que se genere la falla (o corte) de un pilar por la presencia de un sistema de discontinuidad, se requiere que el manteo de esta sea menor al manteo de las diagonales principales del pilar. Analizado los patrones estructurales presentes en mina Papomono, la condición de fallamiento señalada anteriormente puede presentarse en los pilares debido a la presencia del sistema 4, el cual posee un manteo (40°al SW) menor al de las di agonales principales del pilar señaladas en la Figura 9. De manera de evaluar la ocurrencia de este tipo de fallamiento, se analizarán dos alternativas para la orientación del pilar, una paralela al rumbo de la estructura 4 (N05°W) y otra con rumbo N50°W, esto permitirá revisar la condición de estabilidad del pilar tanto para la diagonal 1(Ver Figuras 10 y 11), así como para la diagonal 2 (Ver Figuras 12 y 13).

DIRECCIÓN DE MÁXIMA INCLINACIÓN

PILAR a

a b

b PILAR

PILAR LONGITUD DE LA DIAGONAL SISTEMA 4 N05°W/40°SW

FIGURA 10. INCLINACIÓN NECESARIA PARA CORTAR EL PILAR, CONSIDERANDO UNA ORIENTACIÓN DEL PILAR DE N05°W

La orientación del pilar presentada en la FIGURA 10, favorece el afloramiento de la estructura 4 en la paredes Este y Oeste del pilar si esta presenta largos mayores a 4.6 m (Ver FIGURA 11). Esta condición genera una potencial zona inestable “A” con un espesor aproximado de 1.2 metros.



Página 12 de 18

SISTEMA 4 N05°W/40°SW, LARGO DE 4.6 m

A DIAGONAL PRINCIPAL 1

FIGURA 11. BANDA O ZONA POTENCIALMENTE INESTABLE EN PILAR ORIENTADO DE MANERA PARALELEA AL SISTEMA DE DISCONTINUIDAD 4

DIRECCIÓN DE MÁXIMA INCLINACIÓN

a a

b

b PILAR

PILAR

LONGITUD DE LA DIAGONAL

PILAR SISTEMA 4 N05°W/40°SW

FIGURA 12. INCLINACIÓN NECESARIA PARA CORTAR EL PILAR, CONSIDERANDO UNA ORIENTACIÓN DEL PILAR DE N50°W

En cuanto a la segunda orientación (FIGURA 12) es posible observar que la zona inestable “A” presenta un espesor menor que el caso anterior (0.2 m), influenciada principalmente por la inclinación de la diagonal 2 (Ver Figura 13). 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 13 de 18

SISTEMA 4 N05°W/40°SW LARGO DE 6.6 m

DIAGONAL PRINCIPAL 2

A

FIGURA 13. INCLINACIÓN NECESARIA PARA CORTAR EL PILAR, CONSIDERANDO UNA ORIENTACIÓN DE L PILAR DE N50°W

Conforme al análisis anterior, la falla del pilar se encuentra condicionada por la orientación del pilar con respecto al sistema 4, así como por la continuidad y espaciamiento del mismo, encontrándose que para la orientación N50°W se presentan condicio nes de estabilidad mas favorables para el pilar que las expuestas al considerar una orientación N-S. Esto se debe principalmente a que los espesores de la potencial zona inestable “A”, asociadas a una orientación N50°W (de la malla de pilares), resultan ser los menores.



Página 14 de 18

d) Formación de cuñas en los techos de las cámaras y definición de la orientación en base al menor volumen potencialmente inestable. Para establecer la mejor orientación para los techos, considerando la información base disponible, se utilizó una metodología que consiste en girar cada 5°a 10°en sentido antihorario, la proyección de la cuña o bloque en el techo de las cámaras, de manera tal de encontrar la orientación que contenga el menor volumen de cuña potencialmente inestable. Para efectos del análisis se consideró la cuña gravitacional más crítica (en cuanto a forma y tamaño se refiere) definida por los cuatro sistemas de discontinuidades. Ver FIGURA 14 Revisada diferentes orientaciones, se obtuvo que los menores volúmenes de bloque o “cuña gravitacional” potencialmente inestables, se encuentran asociados a una orientación N35°W.

N

PILAR

PILAR

POTENCIAL CUÑA

PILAR

PILAR

FIGURA 14. PROCESO DE DETERMINACIÓN MEJOR ORIENTACIÓN BASADOS EN LA CONDICIÓN DE ESTABILIDAD OPTIMA PARA LOS TECHOS DE LAS CAMARAS

Como una forma de validar la metodología utilizada, se realizó un análisis mediante el software Undwedge v 3.0 (ROCSCIENCE), simulando el techo generado por la unidad mínima de explotación (conjunto de cuatro pilares). El análisis consiste en un estudio de equilibrio límite de las cuñas, formadas por los patrones estructurales dados, en el techo de las cámaras (las propiedades de las discontinuidades fueron definidas por personal de EMT). Los resultados indican que el menor volumen de cuña es generada para una orientación N35°W, ratificando de esta manera los resulta entregados por la metodología utilizada en este informe. 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 15 de 18

5.2 RESULTADOS DEL ANÁLISIS GEOMÉTRICO ESTRUCTURAL

Basados en los análisis realizados en los puntos a, b, c y d, la TABLA 4 presenta un resumen con las orientaciones de la malla de explotación (cámaras y pilares) definidas a partir de estos análisis, además de la entrega de una recomendación final del estudio.

S E N O I C A V R E S B O

N Ú N G I E S S C A I I A T S T L Á N S E E U N I R P A O O R P

N Ó I C A U L A V E E D S O I R E T I R C

A S O R L E N R A I M U N E I D M S N I A D T E N L E I B I R S O O E P S S R E A ) L ° W I 0 P 5 L N E ( D N S Ó E I C C I A T T R N É I E V R S O O A L T I S S E R O N N O E C . M A Ñ R E U S C L B A A A T L T L E S U D E S N E O I R T E T O N E N D I I E D M M N A Z L E I A I R L C P S S E N E D E D E T O L D P A I N L R Ó A I E C I T C R A E E M R T A E I M D D E A N L D E S M A E A U L L N E O E M V L A Ú L R L E A O ● P V

W ° 0 5 N

O . S S E E E U D T Q S N O E E L N T B O S I S R X E T E L A S A P I E C S R N O O E L N T R E O O M P P E S S D O E D N D I A Ó I I I N D C F U A E I N M D T R S N O A O F : Ñ C S 1 U I C C D

S A O D L I , S C E U D R O A R L P I P S E O D Ñ A A L D L S A M O L A E L U A Q R A A P R E P W ° 0 S 5 E N E N S Ó I O C L A L T E N E E I D R R O A A S L E P A I A G , E R L I A I V L I R P P L E E D S S S A E N L I A U C Q I T S R E U E S F V A S B L E U N S E E S D D A A N E M D E I I L M T I S B G I E S A T R E S L D E E N O A I I C A D N R A E E D S N S E E E R G R P O A O L N L O E A S M D L N A A A D U E ● C S

W ° 0 5 N

R A L I P S L E E D N A D E I S U N O I T T N N E I O C M S A I J D A E L D E A D I . N C S N Ó I E E C S L A A E C R R I E P T N A R E L E V G R B : 2 O U C P S

S E R A L I P

R I U N I M S I D E L B I S O P S E ) W ° 0 5 N ( N Ó I C A T N E I R O A T S . E S E N R O A L C I ● P

S O G S E I R S O L O D N E Y U N I M S I D , E S R E D N E R P S E D A E L B I S N E S L A N O I C A T I V A R G A U C O E U Q O L B L E A Z I M I N I M N Ó I . C N Ó A T I N C E A R I R E O P A O T A S L E N ● E

W ° 0 5 N

W ° 5 3 N

S O L N E E L B A T S E N I E T N E M L A I C N E T O P L A I R E T A M E D S E N E M Ú L O V S O L

. A S R I C O A N E L I E T P S N L E A E R M D P N L A O A L C P R S I C O E N P L I R R A P A R L L U I A P T N L C O E U R D T G A I O S D T E N S A E E L I M N A A O S L R E L T R A A O F P N : 3 E E C D M

N E T Ó E I D C N E S A M T O N L H E A I I C C R E N T O E S A T O L O L E P N D N E N E S Ó M U A I C L Ñ I U N I O C F V E E R D D O N Y N E Ó I S M C A L . A R A E A M M E L B R S A Á O C A T F B S : S 4 A N E N C L E I

S O H C E T

T S O P L L I F D N A T U C O D O T E M L E N E L A S N A O R I C A A M R A E C P S O A D L A E D I D U S N I O T H N C O E C T A S L O L E E U D Q A D A D O I D I L I B B E A D T S W E ° 5 A 3 L N E E D D E N T Ó I N C E A M T L N A P E I I R C N O I A R N P U E E D N N O E P P E O D R R P A E L L S I ● P

W ° 0 4 N

W ° 5 3 N

A L M C A T S E U P O R P

N Ó I C A D T N M E E M O C E R

TABLA 4. ORIENTACIONES DEFINIDAS EN CADA UNO DE LOS ANÁLISIS, Y RECOMENDACIÓN FINAL 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 16 de 18

Según lo analizado en la tabla 4, la orientación recomendada para la configuración de la malla de explotación es la N35°W, definida tomando en consid eración la estabilidad de los techos de las cámaras, la continuidad operacional y la seguridad de equipos y personal involucrado. 5.3 DIMENSIONAMIENTO DEL PANEL Y PILAR BARRERA 5.3.1 METODOLOGIA EMPIRICA DE DISEÑO DE ANCHO DE PANEL

Uno de los criterios de diseño propuestos por la literatura (The design of pillar systems as practised in shallow hard-rock tabular mines in South Africa) usados en la actualidad es el de “Ryder and Ozbay”, el cual utiliza la siguiente regla: span del panel (L) debe ser menor que un cuarto de la profundidad (H). Esta regla ha sido utilizada y validada para profundidades no superiores a los 800 m; para profundidades mayores a 800 m no existe un respaldo empírico que valide sus resultados. Ver FIGURA 15.

SUPERFICIE RELACIÓN PROFUNDIDAD-ANCHO DEL PANEL: H/L>4

H

L PILAR BARRERA FIGURA 15. METODOLOGIA EMPIRICA PARA LA DETERMINACIÓN DE ANCHO DE PANELES

Como una forma de validar la regla de R&O, esta se aplicó en algunas minas que realizan su explotación por medio de cámaras y pilares, obteniéndose como resultados valores para la luz o span muy cercanos a los utilizados en la operación. Para el caso de la mina Papomono, las dimensiones de los paneles diseñados para los cuerpos C01 y C02 (Ver TABLA 4) no difieren demasiado de lo obtenido a partir de la regla de “Ryder and Ozbay”, PROFUNDIDAD DIMENSIONES DE ANCHO DEL PANEL PROMEDIO(m) DISEÑO DE PANEL(m) POR REGLA R&O(m)

MINA MICHILLA

600

130x200

150

IMPALA

160

30x32

40

PROYECTO TRES VALLES

200

40x60 50 80x70

TABLA 4. APLICACIÓN DE LA METODOLOGIA EN DIFERENTES MINAS 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]


Página 17 de 18

5.3.2 DIMENSIONAMIENTO DEL PILAR BARRERA

Directamente relacionado con la estimación de las dimensiones del panel de explotación, se encuentra la estimación de las dimensiones para los pilares barreras, lo que obedece a los siguientes criterios de diseño: a) Dividir en paneles la explotación minera, de manera de aislar zonas, previniendo la ocurrencia de colapsos sucesivos, por efectos de algún tipo de derrumbe b) Reducir derrumbes o subsidencias a superficie de los paneles que están solo soportados por pilares de producción. c) Aumentar la estabilidad global de la zona de explotación, de manera de reducir la posibilidad de inestabilidad a gran escala. Dado que no se cuenta con un método de cálculo para el diseño de pilares barrera, se consideró como criterio de diseño la siguiente relación: ancho del pilar barrera (Wb) sea a lo menos tres veces la altura de la cámara, relación establecida en la literatura (Capitulo 18, Room and Pillar Mining, Mining Engineering Handbook). FIGURA 16. Para el proyecto Tres Valles, dada esta relación, se definió un ancho del pilar de 13 m, considerando que la altura de la cámara es de 4.5 m.

SUPERFICIE

H PILAR BARRERA

L

H

PILAR BARRERA

CÁMARA

Wb FIGURA 16. DETERMINACIÓN DEL ANCHO DEL PILAR A PARTIR DE UNA RELACIÓN EMPIIRICA 2 Norte 365, Viña del Mar, Chile. Teléfono: (032) 2697 207 – 2697116 – 2683938 - [email protected]

Informe Mod Geotecnico Tres Valles Actualizado_rev01

Recommend Documents