Phase Mina El Carrancho El siguiente es el análisis de los esfuerzos máximos y mínimos presentes en las cámaras y pilares de la mina el carrancho. Para este análisis, se tuvo en cuenta la realización de tres cámaras con dos pilares. Las dimensiones fueron calculadas por medio del levantamiento con br!ula y cinta "ue se realizó en la mina. Para de#nir nuestras excavaciones excavaciones se u$liza la opción Select: Boundaries → Add Excavaon, Excavaon, en la cual da la posibilidad de dibu!ar las excavaciones excavaciones por medio de coordenadas como se ilustrara ilustrara a con$nuación%
Luego, por medio de la opción Select: Loading → Field Stress &e determina el campo de esfuerzos a los "ue esa some$do la excavación' como la dirección de los esfuerzos mayores están en la dirección ver$cal, se determinan por medio de la gravedad, dándole dándole una altura de ()* m, u$lizada tambi+n para el so-are spillar y un total stress ra$o de / *.0 y de!ando los demás valores "ue están por defecto. defecto.
El siguiente paso es crear un de límite de roca Externo a la excavación con la opción Select: Boundaries → Add External alrededor de las excavaciones. Estas me determinará toda la roca "ue se encuentra alrededor de las excavaciones. Este se dibu!a con coordenadas, ubicando los límites a los lados de las excavaciones, con una altura de ()* "ue corresponde a la roca por encima de las excavaciones.
El siguiente paso es darle enmallar, para "ue este desarrolle un modelo e n elementos #nitos "ue divida la parte grande del macizo, en triángulos más pe"ue1os. &e le da e!ecutar para dividir en un nmero de partes más pe"ue1as en forma de triángulo.
Primero se con#gura la opción malla, 2eterminando el $po de enmallado y el $po de elemento, para luego si u$lizar la opción Discreze and esh para realizar la operación como se muestra a con$nuación
Luego pasamos a de#nir las propiedades del macizo, para esto u$lizamos la opción Select: Pro!eres → De"ne Materials# en la cual se ingresó las propiedades elás$cas y parámetros de resistencia de los estratos teniendo en cuenta los materiales presentes en ellos. 3ásicamente en la mina el 4arrancho se encuentran dos $pos de materiales, el shale como capa est+ril y la roca yeso como mineral de inter+s. Para de#nir los parámetros de resistencia de estos dos $pos de materiales se u$lizó el so-are 5oclab del cual se copió la data generada en el so-are y se pegó en Phase por medio del botón Paste a!!lica$le data %ro &ocLa$ or &ocData .
6 con$nuación se ilustra la interfaz de 5ocLab con los resultados de los parámetros del shale y el yeso y la de phase mostrando las propiedades de los materiales. Shale
'eso
En la mina el carrancho se iden$#caron varios estratos dentro de la mina, los cuales estaban conformados en su mayor parte de yeso con intercalaciones de estratos de shale, asi mismo se iden$#caron pe"ue1os intercalaciones de yeso en el techo inmediato, techo de la mina y piso de la mina, los cuales fueron dibu!ados en el programa por medio de la opcion Select: Pro!eres → Add Stages# para una mayor simulacion e interpretacion de los esfuerzos en la mina.
Luego se asignan las propiedades al macizo rocoso, las cuales diferencian los estratos por colores como se vio en las imágenes anteriores, ya "ue estas habían sido asignadas anteriormente. El proceso de asignar
propiedades se realiza con la opción Select: Pro!eres → Assign Pro!eres 7 elegimos el ícono%
y
seleccionamos el estrato dependiendo del material "ue vamos a asignar. 8ay "ue tener en cuenta "ue tambi+n hay "ue asignarle la propiedad de 99excavación99 a las excavaciones "ue se dibu!aron, este se realiza con la opción excavate "ue se encuentra en la parte inferior.
Luego u$lizamos el botón Select: Anal(sis → Co!ute 7 podemos elegir el ícono% Para "ue Phase: proceda a e!ecutar el análisis.
Para ver los resultados del análisis solo hacemos lo siguiente%
Select: Anal(sis → )nter!ret
7 podemos elegir el ícono%
6 con$nuación se presentan los resultados ;grá#cos< para cada uno de los diferentes esfuerzos sigma ( sigma ), desplazamientos y los factores de resistencia.
6=6L>&>&
Siga * +Distri$uci,n del es%uerzo !rinci!al a(or-
4on ayuda de los contornos podemos observar "ue en sigma ( los mayores esfuerzos se concentran en las es"uinas de la excavación, ya "ue estos puntos toman un color ro!izo "ue indica mayor magnitud de esfuerzos. En la grá#ca anterior se puede ver "ue los valores de los esfuerzos en las es"uinas de la excavación son mayores a los esfuerzos "ue se producen en el techo de la cámara "ue se representa con el color azul. 6nálisis (% Esto nos lleva a pensar "ue e n las es"uinas donde hay mayor concentración de esfuerzos es donde se podría llegar a presentar rupturas del macizo. 6nálisis :% Los desprendimientos ocurrirán en la zona del techo, ya "ue es ahí, donde se presentan los esfuerzos de tracción, representados por los contornos de color azul, los cuales $enen valores más ba!os "ue los esfuerzos presentados en las es"uinas ; ver gra#ca anterior< ./0A: &i existe la presencia de esfuerzos de tracción nega$vos, es por"ue la roca se ha rela!ado, descompuesto o ha perdido su capacidad de soporte y la posibilidad de desplazamiento es demasiado alta.
Siga 1 + Distri$ucion del es%uerzo !rinci!al enor -
Strength Factor
El strength factor me dice los puntos en los cuales el macizo rocoso responde a los e sfuerzos inducidos por la excavacion. Es la relacion "ue existe entre la resistencia del macizo ; &igma 4 < sobre los esfuerzos inducidos ;&igma (< En la gra#ca se observa valores de *, esto "uiere decir "ue "ue la resistencia del macizo rocoso es nula antes esos esfuerzo inducidos y el macizo pierde su capacidad de soporte.
?ambien se observan valores mayores a (, esto signi#ca "ue la resistencia del macizo es mayor a los esfuerzos inducidos y por esta razon no habria ruptura en esa zona. E!emplo % si el strength factor del centro del pilar es de (.:@ como lo muestra la gra#ca, esto nos dice "ue la resitencia ;&igma 4< es (.:@ veces los esfuerzos inducidos en ese punto, por tanto no habria peligro de ruptura en ese punto. se puede observar tambi+n cómo en los costados de las excavaciones y los pilares, estos $enden a tener un factor de seguridad mucho menor, esto exactamente es lo "ue se presenta en la mina, ya "ue cómo pudimos observar en campo, se generan condiciones riesgosas en los costados de estos, desarrollando desprendimiento de las rocas, produciendo inestabilidad en las cámaras.
Des!lazaiento En la siguiente imagen, podemos observar las trayectorias de deformacion "ue $ene la roca. La zona "ue se torna ro!a, es la zona de mayor peligro de desplazamiento "ue $ene la excavacion, y esto es correcto ya "ue en esa zona al haber la desviacion de los esfuerzos principales hacia el pilar ;los esfuerzos no atraviesan las camaras< los esfuerzos "ue se generan son de traccion, y son los "ue producen "ue haya un desplazamiento del techo, tal y como se observó en la mina.
La deformacion y el dezplazamiento se pueden obervar y medir mediante la herramienta Measure "ue se encuentra en la parte superior con un icono de una regla.
El so-are Phase básicamente me dice dónde están concentrados los esfuerzos, donde se me deforma y donde va a fallar la excavación dependiendo de los esfuerzos a los "ue est+n some$dos las excavaciones. 6demás me determina si tengo "ue cambiar la forma de la excavación, para así me!orar la concentración de esfuerzos y evitar zonas de inestabilidad.
