“GEOMECÁNICA
APLICADA A LA SEGURIDAD OPERATIVA DE LA CONCESIÓN MINERO ARTESANAL TORNIQUETE 4- CIRCA, ABANCAY, APURÍMAC-2015 .” A U T O R : E S T E FA FA N Y D I A N A R O J A S A G U I L A R
U N I V E R S ID ID A D N A C I O N A L M I C A E L A B A S T ID ID A S D E A P U R ÍM A C .
RESUMEN. La geomecánica es una rama muy utilizada en la gran minería como herramienta de apoyo para el diseño de labores mineras seguras, por lo cual este trabajo trata de aplicarlo a la minería artesanal de manera más sencilla gracias a la facilidad de tablas. El presente trabajo determinó las características del macizo rocoso del área de estudio, y con esta información se realizó los cálculos correspondientes correspondientes para la selección del posible método de explotación así como el ancho máximo de labor que es recomendable. Es interesante concluir que el conocimiento geomecánico aporta información para la protección de los trabajadores así como el proceso productivo. productivo.
1. INTRODUCCIÓN.
genero la muerte de muchos trabajadores mineros, problemas de ergonomía, seguridad, polvos, ruidos, producción discontinua discontinua y accidentes de todo tipo. Para el reinicio de las operaciones operac iones se requiere de un estudio detallado para saber cómo recomenzar a explotar el yacimiento presente en la zona. Es sabido que muchos estudios que se realizan para la gran minería son muy caros, e inaccesibles para los artesanales, por lo cual se plantea la factibilidad de aplicar la geomecánica de rocas en el desarrollo de operaciones mineras.
2.1. PROBLEMA PROBLEMA GENERAL. ¿La aplicación de la Geomecánica permitirá mejorar la Seguridad Operacional en la concesión minero-artesanal torniquete 4-Circa, Abancay, Apurímac-2015? Apurímac-2015?
2.2. PROBLEMA PROBLEMA ESPECÍFICO. ¿La Caracterización Geomecánica aportara información para la prevención de Riesgos Personales en la concesión minero-artesanal Torniquete 4, Circa, Abancay-Apurímac-2015? Abancay-Apurímac-2015? ¿El diseño geomecánica facilitara facilitar a realizar los Dimensionamientos Operativos en la concesión minero-artesanal Torniquete 4-Circa, Abancay, Apurimac-2015?
La frase “labor avanzada labor sostenida” nos
recuerda la gran relación existente entre la seguridad en las operaciones mineras a medida que se avanzan en su explotación. Y el conocimiento del macizo rocoso es importante para determinar las medidas a tomas. Se tiene conocimiento que de muchos accidentes que ocurren en las minas están relacionados al comportamiento comportamiento del macizo rocoso. La razón de este trabajo es determinar como la geomecánica va aportar información para que desde el punto de vista de diseño se pueda trabajar de manera segura. Para lo cual se recurrió a realizar trabajos de campo, interpretación y algunos cálculos.
2. PRESENTACION DEL PROBLEMA La concesión Torniquete 4 posee labores antiguas trabajadas por los españoles. Estas labores luego de un reconocimiento en terreno se determinó que ha sido creadas sin criterio de ningún tipo, más que “siguiendo la veta”, la cual muy posiblemente
2.3. JUSTIFICACIÓN. La importancia de este trabajo radica en que mediante el uso de la Geomecánica se puede facilitar el conocimiento del macizo rocoso a los mineros artesanales, de tal forma que puedan realizar sus actividades con mayor seguridad, a costo accesible para la gran masa que lo necesitan. El desarrollo de la geomecánica ha creado tablas muy accesibles que permiten un fácil acceso, procesamiento y entendimiento para los trabajadores. Reconozco que es un estudio que puede y debe ser mejorado, por el bien de nuestra región, porque los estudiantes no debemos olvidar nuestra
responsabilidad para con nuestra sociedad como principio personal y con muestra patria.
3. OBJETIVOS. 3.1. GENERAL Determinar como la aplicación de la Geomecánica permitirá mejorar la Seguridad Operacional en la concesión minero-artesanal Torniquete 4, Circa, Abancay-Apurímac-2015.
3.2. ESPECÍFICOS. Realizar la Caracterización Geomecánica del Macizo Rocoso para establecer criterios para prevenir los riesgos personales en la concesión minero-artesanal Torniquete 4, Circa-Abancay Apurímac-2015. Aplicar el Diseño Geomecánica para determinar el posible método de explotación y el dimensionamiento de labores en la concesión minero-artesanal Torniquete 4, Circa-Abancay Apurímac-2015.
4. MARCO TEÓRICO. 4.1. MECÁNICA DE ROCAS. Es la ciencia teórica y aplicada que trata del comportamiento mecánico de las rocas, es la rama de la mecánica de estudia la reacción de las rocas a los campos de fuerzas de su entorno físico. La frase reacción de las rocas a los campos de fuerzas de su entorno físico es suficientemente general para que sea aplicable a problemas de cualquier escala. (A.G.STAGG & ZIENKIEWICZ, 1970). La mecánica de rocas de acuerdo a la definición anterior nos indica del macizo rocoso en su composición y su comportamiento mecánico. Lo cual sugiere la descripción de las características de la roca y sus respectivas implicancias en la respuesta del macizo rocoso.
4.2. CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE MACIZO ROCOSO. 4.2.1. ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO. ESTRUCTURA Y DOMINIO ESTRUCTURAL. Dominio estructural es la masa de roca delimitada por discontinuidades geológicas dentro de la cual la estructura es prácticamente homogénea. Estructura del macizo rocoso es el conjunto de fallas, diaclasas, pliegues y demás características geológicas que definen una determinada región, en la que existen una serie de dominios estructurales
perfectamente definidos y diferenciados entre sí. (ENERGÍA., 2004) SUPERFICIES DE DISCONTINUIDAD. Las superficies de discontinuidad pueden aparecer durante la formación de la roca o bien posteriormente, por causas tectónicas. Al primer tipo de superficies de discontinuidad corresponden los planos de estratificación, los planos de laminación y la foliación primaria de las rocas plutónicas. Al segundo tipo de superficies de discontinuidad corresponden la esquistosidad, la pizarrosidad y las fracturas, que comprenden las fallas y las diaclasas. (ENERGÍA., 2004)
4.2.2. CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS DE DISCONTINUIDADES. ORIENTACIÓN.- La orientación de una discontinuidad en el espacio viene dada por la pendiente de la línea de máxima pendiente, medida desde la horizontal, buzamiento, y por la dirección de la pendiente medida desde el norte verdadero en el sentido de las agujas del reloj, acimut. Es decir es la posición de la discontinuidad en el espacio y comúnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. (ENERGÍA., 2004) El espaciado de las ESPACIADO.discontinuidades adyacentes es el factor determinante del tamaño de los bloques de roca. Si las familias de discontinuidades presentes tienen una separación pequeña, la cohesión del macizo rocoso es pequeña, mientras que aquellas discontinuidades que están muy separadas originan bloques de gran tamaño engranados entre sí. El espaciado también tiene gran influencia en la permeabilidad del macizo rocoso y en las características internas que condicionan la circulación de agua. (ENERGÍA., 2004) RUGOSIDAD.- En general la rugosidad de una discontinuidad viene caracterizada por una ondulación (las ondulaciones a gran escala que están en contacto originan una expansión cuando tiene lugar un desplazamiento cortante, ya que son demasiado grandes para que se rompan en el desplazamiento) y por una aspereza, que es una rugosidad a pequeña escala, que varía cuando se produce un desplazamiento cortante al romperse los pequeños picos de roca, a menos que la resistencia de los labios de la discontinuidad sea elevada o que la tensión aplicada sea pequeña. (ENERGÍA., 2004) APERTURA.- La apertura es la distancia perpendicular que separa las paredes adyacentes de roca de una discontinuidad abierta, en la que el
espacio que interviene tiene agua o aire. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa serán mejores y a mayor apertura, las condiciones serán más desfavorables. RELLENO.- El material de meteorización que rellena las discontinuidades puede tener su origen en la descomposición de la roca o en la desintegración. Las diferentes conductas físicas dependen de muchos factores; los más importantes son: Mineralogía del material de relleno. Tamaño de las partículas v granulometría. Relación de sobreconsolidación. Contenido de agua y permeabilidad. Desplazamientos cortantes previos. Rugosidad de las paredes. Espesor. Fracturación o aplastamiento de los labios de la discontinuidad. CIRCULACIÓN DE AGUA.- La circulación de agua a través de los macizos rocosos resulta principalmente del flujo de agua a lo largo de las discontinuidades (permeabilidad secundaria). El porcentaje de agua que circula por las discontinuidades, a grandes rasgos, es proporcional al gradiente hidráulico y a la permeabilidad direccional más importante. NÚMERO DE FAMILIAS DE DISCONTINUIDADES.- El comportamiento y el aspecto de un macizo rocoso están dominados por el número de familias de discontinuidades existentes en él. El comportamiento está especialmente afectado por el número de familias de discontinuidades, que determina el grado en el que el macizo rocoso puede deformarse sin que se produzcan roturas en la roca.
4.2.3. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE ROCA. Clasificar geomecánicamente un macizo rocoso consiste en otorgarle una puntuación según una metodología o criterio preestablecido. Una vez puntuado el macizo, se clasifica en una categoría de entre carias existentes en función de puntos. Cada una de estas categorías se puede traducir en una serie de recomendaciones sobre longitud, tiempo de estabilidad, necesidades y tipos de sostenimiento. (GONZÁLEZ DE VALLLEJO, 2002), Sostiene que “Las clasificaciones geomecánicas surgieron de la necesidad de parametrizar observaciones y datos empíricos, para evaluar medidas de sostenimiento
de túneles ( …). Se puede decir que hoy las clasificaciones geomecánica son un método de uso generalizado en el proyecto y construcción de túneles. Las clasificaciones son un método de ingeniería geológica que permite evaluar el comportamiento geomecánico de los macizos rocosos, y de aquí estimar los parámetros geotécnicos de diseño y el tipo de sostenimiento de un túnel.” Entre las distintas clasificaciones para túneles propuestas hasta el presente sobresalen las de TERZAGHI (1946), LAUFFER (1985), DEERE (1967), WICJHAM (1972), BENIAWSKI (1973 y la de BARTON (1974). De ellos solamente las dos últimas proporcionan procedimientos cuantitativos aplicables a los modernos sistemas de sostenimiento y construcción de túneles. Ambos métodos incorporan parámetros geológicos, geométricos y de diseño/ingeniería para llegar a un valor cuantitativo de la calidad de su macizo rocoso. Las similitudes entre el RMR y el Q de BARTON provienen del uso de parámetros similares para calcular la valoración final de la calidad de la roca.
A) CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA Q DE BARTON. Esta clasificación fue desarrollada por Barton, Lien y Lunde en 1974. Está basado en la evaluación numérica de 6 parámetros dados por la expresión.
) ∗ = ( )∗ (
Donde: Jn es el índice de diaclasado, e indica el grado de fracturación del macizo rocoso. Jr es el índice de rugosidad de las discontinuidades. Jw es un coeficiente reductor por presencia de agua.
SRF o “estress reduction factor” es el coeficiente
que tiene en cuenta la influencia del estado tensional del macizo rocos. De esta forma los diferentes cocientes tienen significación especial: (RQD/Jn)= indica el tamaño de bloque. JR/Ja= la resistencia al corte entre los bloques. Jw/SRF= la influencia del estudio tensional, de difícil interpretación. A continuación se indica el modo de valorar los diferentes parámetros. Tabla N° 1: Calidad de testigos RQD en clasificación Q de Barton.
tengan características geológicas más o menos uniformes. Tabla N° 7: puntuación y valoración del RMR básico, Tabla N° 8: Corrección por orientación de las diaclasas con respecto a la excavación (galerías).
FUENTE: BARTON, 2000. Tabla N° 2: valoración de índice de diaclasado en la clasificación Q de Barton. (Anexo n°1) Tabla N° 3: valoración del índice de rugosidad de las discontinuidades, en la clasificación Q de Barton. (Anexo n° 2) Tabla N° 4: valorización de las discontinuidades en el macizo rocoso. (Anexo n°3)
FUENTE: (Z.T. & BIENIAWSKI, 1989) Tabla N° 9: valoración y corrección según la orientación de la diaclasa con respecto a las galerías y ángulos de los taludes. RMR ajustado: RMR básico + F.
Tabla N° 5: factores de reducción por la presencia de agua. (Anexo n°4) Tabla N°:6 SRF para las condiciones tensionales de la roca. (Anexo n° 5).
B) CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA RMR DE BENIAWSKI. Fue desarrollad en Sudáfrica por Beniawski en 1973, y posteriormente revisada por el mismo autor en 1976 y 1979, siendo la última de ellas en 1989. El RMR permite relacional los índices de calidad con parámetros de diseño y toma en cuenta los siguientes parámetros: Resistencia uniaxial de la matriz rocosa. Grado de fracturamiento en términos del RQD. Espaciamiento de las discontinuidades. Condiciones hidrogeológicas. Orientación de las discontinuidades respecto a la excavación. La incidencia de estos parámetros se expresan mediante un índice llamado Rock Mass Rating: RMR que varía de 0 a 100. Para aplicar la clasificación RMR se divide el macizo a lo largo del eje de la mina en tramos que
FUENTE: (Z.T. & BIENIAWSKI, 1989) Tabla N° 10: Valoración final RMR y clasificación.
FUENTE: (Z.T. & BIENIAWSKI, 1989)
4.3. DISEÑO GEOMECÁNICA DE LABORES. Desde el punto de vista constructivo abarcaremos la determinación de un método de explotación, así como el dimensionamiento de labores. La selección de un método de explotación va depender a las siguientes: Características físicas y geológicas del yacimiento Características geomecánica del deposito Costo operación y del capital
Ritmo de extracción Disponibilidad y coste de la mano de obra Consideraciones ambientales. De acuerdo a Nicholas se puntúan los siguientes elementos: Descripción de la geometría del yacimiento.
Yacimiento Equidimensional o masivo: dimensiones similares en todas las direcciones. Yacimiento tabular o elongado: dos direcciones son predominantes Yacimiento Irregular: dimensiones del yacimiento varían en distancias cortas. Descripción de la potencia del yacimiento. Baja potencia: 0- 10 m Potencia Intermedia: 10-30 m Potente: 30-100 m Muy potente: > 100 m Descripción de la inclinación del yacimiento. Horizontal: 0- 20° Intermedio: 20°-55° Vertical > 55° Descripción de la profundidad del yacimiento. Esfuerzo vertical
Competente: estructuras sin relleno con superficie rugosa Muy Competente: estructuras con relleno de mayor resistencia que la roca intacta.
4.3.1. MÉTODO SELECCIÓN.
CUANTITATIVO
DE
CONDICIONES GEOTÉCNICAS DEL MINERAL. Tabla n° 11: puntuación para tipo de explotación de acuerdo a la forma y potencia del yacimiento.
Fuente: Nicholas, 1981. Tabla n° 12: puntuación para tipo de explotación de acuerdo a la orientación y distribución de leyes.
= 0.0027
Z = profundidad (m) Descripción de la distribución de leyes en el yacimiento. Uniforme: Leyes diseminadas en el yacimiento Gradacional: Existen distintas leyes que gradualmente cambian en el Espacio Errática: Existen bolsones de ley sin un claro patrón. Características geotécnicas del yacimiento Se caracteriza el mineral, pared colgante y pared yacente. Resistencia de la Roca Intacta v <= 8 v <= 15 v > 15 Numero de estructuras.
Fuente: Nicholas, 1981. CONDICIONES GEOTÉCNICAS DEL MINERAL. Tabla n° 13: puntuación para tipo de explotación de acuerdo a la competencia de roca intacta.
-16 ff/m – 10 ff/m
Condición de las estructuras. Poco Competente: estructuras sin relleno o con relleno con una resistencia menor a la roca intacta
Fuente: Nicholas, 1981. CONDICIÓN GEOTÉCNICA (ESTRUCTURAS).
DEL
MINERAL
Tabla n° 14: puntuación para tipo de explotación de acuerdo al espaciamiento y condición de estructuras.
Fuente: Nicholas, 1981. CONDICIONES GEOTÉCNICAS DE LA PARED COLGANTE. Tabla n° 15: puntuación para tipo de explotación de acuerdo a las características de las cajas. (Anexo n°7) RATING MÉTODOS. Tabla n° 16: factores de peso para cada criterio.
una cantidad llamada relación de sostenimiento de la excavación, ESR. El valor de ESR está relacionado al uso que se le dará a la excavación y al grado de seguridad que esta demande del sistema de sostenimiento instalado para mantener la estabilidad de la excavación. Tabla n° 18: valores de SRF de acuerdo al tiempo.
Tabla n° 19: valores de Q y su respectivo sostenimiento.
Fuente: Nicholas, 1981. Ranking= a*k1 + b*k2 + c*k3 + d*k4 COSTOS RELATIVOS. Tabla n° 17: diferentes costos de minado por métodos de explotación.
Fuente: Nicholas, 1981. DIMENSION EQUIVALENTE (De) Para el dimensionamiento de labores subterráneas se utilizara la clasificación geomecánica q de barton. Relacionando el índice Q a la estabilidad y a los requerimientos de sostenimiento de excavaciones subterráneas, barton et.al (1974) definió un parámetro adicional al que denominaron dimensión equivalente de la excavación. Esta dimensión es obtenida dividiendo el ancho, diámetro o altura de la pared de la excavación por
Fuente: Barton, 1979 Un procedimiento para evaluar la estabilidad de una excavación subterránea determinar el abierto máximo el cual no es necesaria la instalación de sostenimiento. Cálculo de índice de calidad del túnel: Q – Bieniawski 1979:
∗
Se calcula el índice de calidad del túnel: Q – Bieniawski (sin considerar SRF y RCU):
El parámetro de relación de soporte de la excavación [ESR], factor que conjuga el uso de la excavación con el grado de seguridad demandado. (ver tabla n° 18) Tabla n° 20: cuadro de valores para SRF variables.
4.4. SEGURIDAD OPERATIVA. (HADDAD, 1970): Las condiciones muy especiales en que se desarrolla el trabajo en la minería hace que los riesgos habituales a toda empresa laboral se vean considerablemente incrementados. En la minería se distinguen dos tipos de faenas: las labores subterráneas y las de tajo abierto. Gran parte de los riesgos son comunes en ambos, como es fácilmente, las condiciones diseño y pericia incrementas su peligrosidad.
4.4.1. OPERACIÓN. DESATADO DE ROCAS. (VALDES, 1982), Consiste en la revisión, ubicación y remoción de restos de voladura, que pudieran generar daño a las personas, o al proceso productivo. PERFORACION Y VOLADURA. (ESPAÑA, 1994), La perforación de las rocas dentro del campo de las voladuras es la primera operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución y geometría adecuada
dentro de los macizos, donde se alojan las cargas explosivas y sus accesorios iniciadores. VENTILACIÓN. Se puede definir la ventilación de una mina como el trabajo realizado para lograr el acondicionamiento del aire que circula a través de las labores subterráneas, siendo su objetivo principal el proporcionar un ambiente seguro, saludable y en lo posible cómodo para los mineros. LIMPIEZA. Consiste en la remoción y carga de los productos de la voladura. Se realiza con maquinaria convencional o mecanizada. 4.4.2. PREVENCIÓN DE RIESGOS PERSONALES. PELIGRO. (PERÚ, 2013) Todo aquello que tiene potencial de causar daño a las personas, equipos, proceso y ambiente. RIESGOS. (PERÚ, 2013) Es la combinación de probabilidad y severidad reflejada en la posibilidad de que un peligro cause perdida o daño a las personas, a los equipos, a los procesos y/o al ambiente de trabajo. (SOCIEDAD NACIONAL DE MINERIA, 2004) El riesgo relacionado a la caída de rocas, sigue siendo uno de los problemas y peligros más comunes en las operaciones en labores subterráneas. A partir de caída de rocas, la probabilidad de la ocurrencia de accidentes en las operaciones de carga y descarga, acarreo y transporte, manipuleo de materiales, caída de personas, operaciones de maquinarias, perforación de taladros, explosivos, herramientas, transito, intoxicación, etc. CAUSA DE LOS ACCIDENTES. Falta de control. Falla, ausencia o debilidades en el sistema de gestión de la seguridad y la salud ocupacional. Causas básicas. Referidas a los factores personales y factores de trabajo. Factores personales. Son los relacionados con la falta de habilidad, conocimiento, actitud, condición física-mental y psicológica de la persona. Factores de trabajo. Referidos a las condiciones y medio ambiente de trabajo: liderazgo, planeamiento, ingeniería, organización, métodos, ritmos, turnos de trabajo, maquinaria, materiales, logística, dispositivos de seguridad, sistemas de mantenimiento,
estándares, procedimientos, comunicación y supervisión. Causas inmediatas: Debidas a los actos y/o condiciones subestándares: Actos subestándares: es toda acción o práctica que no se realiza con el procedimiento escrito de trabajo seguro (PETS) o estándares establecidos que causa o contribuye a la ocurrencia de un accidente. Condiciones subestándar.- toda condición existente en el entorno del trabajo y que se encuentre fuera del estándar y que puede causar un accidente. La industria minera es una actividad de alto riesgo, sobre todo la explotación subterránea es la más compleja y de mayor exposición de los trabajadores. Relacionada a la geomecánica los tipos de accidentes relacionadas al desprendimiento de rocas es muy común. De igual modo, los elevados costos que viene ocurriendo por daños a equipos e instalaciones.
5. DESCRIPCION DE LA SOLUCIÓN. 5.1. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA ACUERDO A Q DE BARTON.
DE
Se procedió a calcular los siguientes. Calculo del RQD: se cuentan 9 fracturas por metro lineal.
Numero de agua Jw: Luego del análisis se obtuvo que en esta labor se encuentra mayormente seca por lo que de acuerdo a tabla para zonas secas o flujos bajos (5 l/min) tiene un valor de 1. Cálculo del Número de alteración. Cuadro n° 5: cálculo de Ja de acuerdo a las alteraciones presentes. (Anexo n° 11) Calculo del Factor de reducción de esfuerzos (estado tensional), para el avance tomado las tensiones son elevadas pero la estructura es compacta. VALORES
Zona débil aislada con arcilla o roca C desintegrada, profundidad mayor 2.5 50m. DE LOS DATOS OBTENIDOS SE FORMULA:
Cuadro n° 2: cálculo de RQD de acuerdo al número de fracturas por metro lineal. (Anexo n° 8) Cuadro n° 3: cálculo de Jn de acuerdo al número de familias. (Anexo n° 9) Cuadro n° 4: cálculo de Jr de acuerdo a la rugosidad. (Anexo n° 10)
APLICA LA
)( ) = ( )( .)( ) = (. )( . . .∗.
=9.93=10.
De acuerdo a la clasificación de Barton para el valor de Q, el resultado que se obtuvo se encuentra entre 10-4.0, con lo cual el macizo en cuestión corresponde a un macizo “regular”.
5.2. SELECCIÓN DEL EXPLOTACIÓN.
Imagen n ° 8: Vista del levantamiento geomecánico realizado.
SRF
MÉTODO
DE
Características de yacimiento: Yacimiento: mineralización de oro irregular. Ancho: menor de 0.3 mts Manteo: 75° en promedio. Mineralización: errática. Características geotécnicas de mineral: UCS: 70 MPA, profundidad: 50 mts. Espaciamiento: 9 fracturas / metro. Condición de estructuras: cerradas con superficie rugosa. Tabla n° 21: resistencia a la compresión de acuerdo a golpes con martillo de geólogo.
Fuente: clasificación GSI Características geotécnicas de la caja techo. UCS: 60 MPA. RQD: 66 % ESPACIAMIENTO: 12 fracturas/ metro Condición de las estructuras: cerrada con superficie rugosa. Características geotécnicas de la caja piso UCS: 55 MPA RQD: 59 % ESPACIAMIENTO: 14 fracturas/ metro Condición de las estructuras: fractura con relleno limoso. De acuerdo a los datos tomados se compara con los criterios establecidos por Nicholas, se obtiene los siguientes resultados. Cuadro n °6: valoraciones para los distintos tipos de métodos de explotación. (Anexo n° 12)
5.3. DETERMINACIÓN DEL ANCHO MÁXIMO DE LABOR.
=2 .
De los valores obtenidos en la clasificación geomecánica se tiene que: Q= 9.93 ESR= 3-5= en promedio 4. REEMPLAZANDO EN LA FORMULA:
= 2 4 9.93. = 20.04
Entonces de los datos obtenidos se en el cuadro no indica sostenimiento BOLT SPACING IN UNSHOTCRETED AREA que indica que el sostenimiento debe ser DE PERNOS ESPACIADOS.
6. RESULTADOS. Mediante la aplicación de la geomecánica en las operaciones mineras se prevé que la seguridad operativa en la concesión minero artesanal torniquete 4-Circa, Abancay, Apurímac-2015, mejorara ya que se trabajará bajo condiciones de diseños calculados, lo que no sólo significa seguridad sino reducción de costos y mejor aprovechamiento de los recursos. A demás los trabajadores serán orientados sobre las características del macizo rocoso que delimita el yacimiento de manera sencilla. Mediante la caracterización geomecánica se ha determinado la calidad del macizo rocoso, con un rqd de 78.5%, y n q = 9.93 lo cual nos indica un macizo de una calidad regular. El los posibles métodos a aplicar se debe considerar las siguientes: Open Pit, Square Set o Cut And Fill Stoping los cuales de acuerdo al estudio realizado nos dan mayor seguridad. En lo que respecta al ancho de la labor se prevé que con un valor de Q= 9.93 y ESR de 4 el ancho máximo recomendado es de 20 metros, este parámetro debe ser tomado en cuanta para las excavaciones.
BIBLIOGRAFÍA
MECÁNICA DE ROCAS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA. MADRID: HERMANN BLUME. ESPAÑA, I. T. (1994). MANUAL DE PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS. CASTILLA: ITGE. GONZÁLEZ DE VALLLEJO, L. I. (2002). HADDAD, R. (1970). RIESGO Y PREVENCIÓN EN LA INDUSTRIA MINERA. CURSO DE MEDICINA EN EL TRABAJO. (pág. 14). LA HABANA: CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERIA SANITARIA Y CIENCIAS DEL AMBIENTE. PERÚ, G. D. (2013). REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN MINERÍA. LIMA: MACRO. RAMÍREZ OYANGUREN, P., DE LA CRUZ IRIZAR, L., LAÍN HUERTA, R., & GRIJALBO OBESO, E. (1991). MECÁNICA DE ROCAS APLICADA A LA MINERÍA METALICA SUBTERRÁNEA. MADRID: INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA. Revuelta., M. B. (1997). Evaluacion y Diseño de Explotaciones Mineras. Madrid: Entorno Grafico. SOCIEDAD NACIONAL DE MINERIA, P. Y. (2004). MANUAL DE GEOMECÁNICA APLICADA A LA PREVENCIÓN POR CAIDA DE ROCAS EN MINERÍA SUBTERRANEA. LIMA. Z.T., & BIENIAWSKI, Z. T. (1989). ENGINEERING ROCK MASS CLASSIFICATIONS. NEW YORK: JOHN WILEY & SONS,INC.
ANEXO Anexo n° 1: Tabla N° 2: valoración de índice de diaclasado en la clasificación Q de Barton.
FUENTE: BARTON, 2000.
Anexo n° 2: Tabla N° 3: valoración del índice de rugosidad de las discontinuidades, en la clasificación Q de Barton.
Anexo n° 3: Tabla N° 4: valorización de las discontinuidades en el macizo rocoso.
FUENTE: BARTON, 2000.
Anexo n° 4: Tabla N° 5: factores de reducción por la presencia de agua.
FUENTE: BARTON, 2000.
Anexo n° 5: Tabla N°:6 SRF para las condiciones tensionales de la roca.
FUENTE: BARTON, 2000.
Anexo n° 6: Tabla n° 15: puntuación para tipo de explotación de acuerdo a las características de las cajas.
Fuente: Nicholas, 1981.
Anexo n° 7: Cuadro n° 2: cálculo de RQD de acuerdo al número de fracturas por metro lineal. AVANCE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N° DE 8 8 8 9 7 8 6 10 9 9 FRACTURAS RQD 81 81 81 77 74 81 88 74 77 77 PROM. PONDERADO 78.5= 79 Anexo n° 8: Cálculo de Jn: Número de discontinuidades. De la observación y reconocimiento se reconocieron los siguientes. AVANCE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N° DE FAMILIAS 2 1 2 2 2 2 2 2 1 3 Jn 4 2 4 4 4 4 4 4 2 9 PROM. PONDERADO 4.58 Cuadro n° 3: cálculo de Jn de acuerdo al número de familias. Anexo n° 9: Cálculo de número de rugosidad Jr: AVANCE 1 2 3 4 5 Jr 2 2 2 3 2 PROM. PONDERADO 2.1 Cuadro n° 4: cálculo de Jr de acuerdo a la rugosidad.
6 2
7 2
8 2
9 3
10 3
Anexo n° 10: Cuadro n° 5: cálculo de Ja de acuerdo a las alteraciones presentes. AVANCE 1 2 3 4 5 6 7 8 Ja 2 2 8 3 2 2 2 2 PROM. PONDERADO 2.9
9 3
10 3
Anexo n° 11: Calculo del Factor de reducción de esfuerzos (estado tensional), para el avance tomado las tensiones son elevadas pero la estructura es compacta. VALORES C
SRF
Zona débil aislada con arcilla o roca desintegrada, profundidad 2.5 mayor 50m.
Anexo n° 12: Cuadro n °6: valoraciones para los distintos tipos de métodos de explotación. Método Yacimiento Mineral Colgante Yacente Total Open Pit 12 8.25 6 3.42 29.67 Block Caving -45 5.25 4.2 2.66 -32.89 Sublevel Stoping 7 5.25 3.6 1.52 17.37 Sublevel Caving -44 6.75 4.2 1.9 -31.15 Longwall mining -94 2.25 3.6 2.28 -85.87 Room and Pillar 9 6 4.2 1.9 21.1 Shrinkage Stoping 7 6.75 4.2 3.04 20.99 Cut and Fill Stoping 13 5.25 4.8 3.8 26.85 Top Slicing -47 5.25 3.6 2.66 -35.49 Square Set 14 4.5 4.8 3.8 27.1
