Compañía de Minas
uena entura “Más de medio siglo trabajando por el Perú” P erú”
IMPORTANCIA Y BENEFICIO DE IMPORTANCIA GEOMECANICA EN LAS OPERACIONES DE LA MINA JULCANI “ALMA MATER”. CIA. DE MINAS BUENA BUENAVENTURA VENTURA S.A.A. U. E.A. JULCANI DEPARTAMENTO DE GEOLOGIAGEOLOGIA -GEOMECANICA
Gamaniel.curasma@buenave Gamaniel.cura
[email protected] ntura.com.pe
CONTENIDO 1. 2. 3. 4.
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Ubica Ubicació ciónn del yacim yacimie iento nto minero minero Julca Julcani ni Geol Geolog ogía ía de Julc Julcan anii Objetivo Geo Geomec mecánica ica 4.1 Conceptos de Geomecánica Geomecánica 4.2 Causas del desarrollo de la Geomecánica. 4.3 Modelos de Estudio 4.3.1 Modelo Geológico 4.3.2 Modelo Geomecánico Geomecánico 4.3.3 Modelo Matemático 4.4 Beneficios de la Geomecánica 4.5 Zonificación Geomecánica Geomecánica Sos Sosteni tenim mien iento 5.1 Introducción 5.2 Selección de Sostenimiento Sostenimiento 5.3 Tabla Geomecánico 5.4 Que brinda el sostenimiento Monito Monitoreo reo y Contro Controll de Sosten Sostenimi imient entoo Capac pacitac itaciión Logros Costo Conc Conclu lusi sion ones es
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Ubica Ubicació ciónn del yacim yacimie iento nto minero minero Julca Julcani ni Geol Geolog ogía ía de Julc Julcan anii Objetivo Geo Geomec mecánica ica 4.1 Conceptos de Geomecánica Geomecánica 4.2 Causas del desarrollo de la Geomecánica. 4.3 Modelos de Estudio 4.3.1 Modelo Geológico 4.3.2 Modelo Geomecánico Geomecánico 4.3.3 Modelo Matemático 4.4 Beneficios de la Geomecánica 4.5 Zonificación Geomecánica Geomecánica Sos Sosteni tenim mien iento 5.1 Introducción 5.2 Selección de Sostenimiento Sostenimiento 5.3 Tabla Geomecánico 5.4 Que brinda el sostenimiento Monito Monitoreo reo y Contro Controll de Sosten Sostenimi imient entoo Capac pacitac itaciión Logros Costo Conc Conclu lusi sion ones es
2. PLANO GEOLOGICO – MINA JULCANI
C’
E
F a l l a L i r c c a y
a c r i P a l l a F
B JULCANI
B’
F a l l la P a a m p a s 0m
4000m
s a lc a P a ll a F
i s c u T l la a F
C
a l l c u T ll a a F
o r it O a ll a F
F a l l a L i r c c a y a c r i P a l l a F
2.1 GEOLOGIA ESTRUCTURAL
Las principales geoestructuras son: Del sistema NE-SW y las tensionales son del sistema EW.
0 m.
1000m.
Operación Mina En la mina Julcani se trata diariamente
400TCS / día de mineral con una ley promedio de 18Oz Ag / TCS Unidad productora de plata con mas de 2.0
millones de onzas/año El método de explotación es de corte y relleno
ascendente, convencional en 36 Tajeos de vetas angostas. Cuenta con una fuerza laboral de 1000
trabajadores.
3. OBJETIVO Reducir
y Evitar, Accidentes por desprendimiento de Rocas. Emplear los conocimientos, experiencia, herramientas y criterios Geomecanicos, para obtener seguridad y costo benéfico para la empresa.
4. GEOMECANICA
4.1. Concepto de la Geomecánica actualmente.
Hoy en día la Geomecánica juega un rol muy importante en la Ingeniería Minera; su aplicación práctica efectiva demanda su integración con otras áreas con las respuesta mecánica de todos los materiales geológicos, todo ello en conjunto es lo que se denomina G eo m ec án ic a.
La aplicabilidad de la Geomecánica beneficia el aspecto de la seguridad en las operaciones mineras, ya que la aplicación de esta ciencia, garantiza el análisis adecuado para el control de las inestabilidades de las excavaciones subterráneas y superficiales.
Todo Diseño Minero y/o Civil debe tomar el factor Geomecánico como herramienta clave para un diseño correcto. El grado de Seguridad en Obras Subterráneas es vital para los trabajadores y equipos. ( Geomecánica es hacer Seguridad).
4. 2.- Causas del desarrollo de la Geomecánica. Incremento de la actividad científica através de teorías, métodos, instrumentación, procedimientos de medición y software geomecánicos.
Incremento del tamaño y niveles de producción de las operaciones mineras. Control de la estabilidad Global en el proyecto y operación.
Necesidad de minado en ambientes desfavorables de macizo rocoso.
La conservación del recurso humano y la seguridad industrial.[Normas MEM] y Funciones transferidas al Ministerio de Trabajo y Promoción del
Empleo (Ley N° 29783). Implementación
de la estabilidad global del yacimiento. Estándares de
Seguridad. Desarrollo de nuevas técnicas de Sostenimiento Mecanizados. Aplicación de nuevas tecnologías de excavación de roca: Voladura Controlada.
4.3. Modelos de Estudio:
La aplicación de ésta secuencia de análisis e interpretación que determinará en forma básica el diseño de las alternativas ingenieriles que controlen la estabilidad del macizo rocoso del proyecto minero y operación. La metodología tiene que seguir una secuencia ordenada y progresiva de análisis de resultados; de esta forma se podrá determinar el comportamiento Geomecánico del macizo rocoso.
SECUENCIAL
Modelo Geológico
Modelo Geomecánico
Modelo Matemático
4.3.1. Modelo Geológico
Trata de caracterizar o definir la estructura de la masa rocosa; nos brinda información geológica del medio en la cual realizaremos la excavación. Se conceptualiza el Modelo Geológico, como el pilar clave para toda evaluación Geomecánica de proyectos mineros, ya que éste aportará información clara para el dimensionamiento de las excavaciones a diseñar.
[ Litología, estructuras, hidrología, sismología, tectónica, etc. ] En la actualidad el Modelo Geológico se muestra más accesible para la evaluación del medio a través de herramientas de computo: Manejo de Software [visualización de la Geológica espacialmente].
Aplicación del Modelo Geológico
En la Actualidad el Modelo Geológico tiene amplia versatibilidad en el manejo de información que marcará la pauta para los análisis siguientes.
4.3.2. Modelo Geomecánico Permite cuantificar los parámetros estructurales y mecánicos del macizo rocoso. El modelo estará apoyado con la aplicación de técnicas de valoración de calidad de roca, así como instrumentación adecuada para la determinación de las propiedades mecánicas del macizo. [pruebas en campo y laboratorio]. La toma de información de campo es crucial para lograr un entendimiento del comportamiento de la masa rocosa. Técnicas de levantamiento de información y la cual servirá para modelo Geomecánico. El modelo se complementa con la interpretación [simulaciones] mediante la utilización de software Geomecánico de muy buena confiabilidad. La Información que brindemos al Software arrojará el resultado procesado, por ello es básico brindar información certera para tener conclusiones adecuadas (DATOS DE CAMPO). Utilizar Parámetros Geomecánico criterios de clasificación de Bieniawski (1989), Q de Barton , RMI y GSI (Modificada).
4.3.3. Modelo Matemático.
Integra los dos modelos anteriores, es secuencial; considera los aspectos geométricos de las excavaciones [condiciones de borde] e interactúa con la matemática de elementos finitos [manejo de software Geomecánico]. Análisis de esfuerzos actuantes y resistencias disponibles. Simulaciones tenso - deformacional; las cuales se llevan acabo a través de interpretación de software Geomecánico. Las técnicas a emplear dependerán de la complejidad del tipo de excavación a desarrollar, lo correcto es llevar acabo toda la secuencia de metodología e interactuar efectivamente con el modelo matemático el cual permite controlar las inestabilidades a través de múltiples simulaciones.
SOFTWARE EXAMINE 2D
SOFTWARE UNWEDGE versión 3.0 PARA ANÁLISIS DE CUÑAS
Es posible modelar, la fortificación con los Split set, swellex, pernos helicoidales, pernos de cabeza expansiva, cable bolt y concreto lanzado.
Se requiere: - Tipo de soporte. - Características mecánicas del soporte. - Características geométricas del soporte. - Esfuerzos de la excavación
DISEÑO DE SOSTENIMIENTO LOCAL CON UNWEDGE
SOFTWARE PHASES2. resultados del software es como sigue: APLICACIÓN DE SOSTENIMIENTO EN LA LABOR
Tensión principal mayor Tensión principal menor Coeficiente de seguridad Zonas de plastificación Desplazamientos verticales, horizontales
• •
• • •
MODELO CON PHASES
y laterales.
Permite determinar: las aberturas máximas que soporta una excavación subterránea. Simulación de Secuencia de Minado. Nos permite, definir el tipo de sostenimiento y determina la resistencia de los pilares y el tipo de relleno que se debe utilizar para que estos se soporten. Determina, el factor de seguridad de la excavación
4 .4. Beneficios de la Aplicación Geomecánica La aplicación de la Geomecánica, beneficiará a las diversas áreas operativas subterráneas, beneficiándolas en los siguientes aspectos: 1.
Garantizar la seguridad durante las excavaciones subterráneas, a través del análisis de deformaciones, niveles de esfuerzos, tensiones, etc.
2.
Definición de las aberturas máximas y tiempos de auto soporte de las excavaciones mineras: ejecutadas y futuras a ejecutarse.
3.
Determinación de la estabilidad estructuralmente controlada [EEC],verificando en cada una de ellas la formación de bloques y cuñas inestables.
4.
Permitirá definir las orientaciones más favorables para el minado de las labores subterráneas.
Beneficios de la Geomecánica Permitirá
definir las secuencias de minado, tanto a nivel particular y global en el yacimiento minero. Permitirá
definir las categorías y tipos de sostenimiento a aplicarse, determinando estándares de sostenimiento en función a los tiempos de exposición de las labores subterráneas. Permitirá la estandarización del tipo y cantidades de sostenimiento, a aplicarse en cada una de las labores subterráneas. Permitirá
mediante el monitoreo Geomecánico verificar y validar su posiciones adoptadas durante las fases de diseño inicial de laboreo subterráneo.
4.5 Estudio Geomecánico En el estudio Geomecanico, contiene toda la información de estabilidad del macizo rocoso, tipo de sostenimiento a emplear, método de explotación. Acuerdo a los resultados, se diseña la tabla Geomecánica.
Gráfico de Compresión Uniaxial
4.6 Mapeo Geomecánico Es tomar datos con cuidado y diligencia, del macizo rocoso y/o sondajes diamantinos donde se ejecutara el estudio. Ya que estos datos nos servirán de matriz para la información coherente y verás, para el control de la estabilidad de las labores posteriores, utilizando parámetros RMR de bienawski y Q de Barton.
4 .5. Zonificación Geomecánica Nv. 420 Mina Estela
4 .5.1. Zonificación en sección.- De acuerdo a la interpretación, todas las estructuras mineralizadas están alojadas en las fallas y fracturas, el cual, en las cajas inmediatas las rocas son de calidad (IV-B y V) y en las cajas alejadas es de calidad Mala “A” (IV-A), siguiendo esta guía se hizo la zonificación. VISTA EN PLANTA VISTA LONGITUDINAL
5.- SOSTENIMIENTO
5.1 Introducción
El sostenimiento en minería subterránea es muy importante, por que producto de la rotura de la roca o Mineral extraído. Se generan inestabilidad del macizo rocoso.
Es la rotura en las rocas donde hubo movimiento o desplazamiento. Este movimiento produce un plano de falla. Pueden ser de milímetros hasta cientos de kilómetros. El movimiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales: estrías, arrastres, brecha de falla, milonitas y diaclasas plumosas.
5.2 Factores claves para Selección de Sostenimiento
Evaluación del tiempo de exposición de las labores a sostener. Capacidades
de carga de cada una de las alternativas de anclajes. Control de Calidad de los elementos de sostenimiento: anclajes. Análisis de factores de seguridad. Dimensionamiento de las labores mineras. Análisis de los servicios para la aplicación de la alternativa seleccionada. Evaluación de costo –beneficio de la alternativa seleccionada.
Sostenimiento de Refuerzo:
Pernos por adherencia (barras helicoidales con cemento o resina, varillas de fierro corrugado, cables ). Pernos por fricción a compresión de anclaje (Split sets). Pernos por fricción de expansión (Hydrabolt y swellex).
Sostenimiento de Soporte: Cimbras,
paquetes (Wood Pack), cuadros, malla, cintas de acero (straps), concreto lanzado (shotcrete), gatas, puntales, relleno y algunas otras técnicas de estabilización de la masa rocosa. Todos estos elementos, son utilizados para minimizar las inestabilidades de la roca alrededor de las aberturas mineras.
5.3 Tabla Geomecánica
5.3.1 USO DE TABLA GEOMECANICA EN LABOR Sostenimiento en tajeo
5.3.2 Sostenimiento en Labores de Avance
5.4. Frecuencia de Desatado de Rocas
Se hizo cálculos bajo criterios de RMR y correlacionado con el AUTOSOSTENIMIENTO.
Por ejemplo: Roca de Tipo (V), tiempo de auto sostenimiento es de 10-15 min, colapso inmediato.
5.5 QUE DEBE BRINDAR EL SOSTENIMIENTO
El
sostenimiento debe brindar, estabilidad a la roca circundante de una excavación como: un tajeo, una galería, un crucero, una estación de pique, una rampa, etc, depende de los esfuerzos y de las condiciones estructurales de la masa rocosa detrás de los bordes de la abertura. [ El MAPEO GEOMECANICO DEBE SER PERMANANTE ].
Verificar la correcta aplicación y buen funcionamiento de los elementos de sostenimiento, en una determinada labor.
Antecedente de los inicios
SOSTENIMIENTO A ESTANDAR Shotcrete
Uso de Gata mecánica (presionador de malla)
El traslape de malla debe ser de 3 cocos y pegada a la roca.
Control de traslape
6.- Control de calidad de sostenimiento Prueba de soldadura de la malla electrosoldada en stock y malla instaladas en la labor.
Pull Tester (gata mecánica) Martillo Schmidth (ensayo en campo)
7. Capacitación
Capacitación Practico en instalación de pernos helicoidales
Capacitación Practico en Mina Escuela
LA CAPACITACION AL PERSONAL QUE INGRESA A MINA JULCANI, ES OBLIGATORIO. REFERENTE A GEOMECANICA, EL PERSONAL QUE INGRESA A MINA SIN CAPACITARSE CORRE RIESGO DE SUFRIR ALGÚN INCIDENTE.
I Workshop de Geomecánica CMBSAA
I Workshop de Geomecánica CMBSAA
8. LOGRO
TERMOMETRO DE DESEMPEÑO AL 31 DE OCTUBRE ÍNDICE DE FRECUENCIA
ÍNDICE DE ACCIDENTABILIDAD
LIMITE MAXIMO
2.9
LIMITE MAXIMO 0.29
LOGRADO 0.00
ÍNDICE DE SEVERIDAD
LOGRADO 0.00
LIMITE MAXIMO 100 LOGRADO 0.00
9. Costo
10. CONCLUSIONES
En minería subterránea, siempre existirá el riesgo y peligro, pero con el compromiso de todos los colaboradores si se puede evitar cualquier evento que pueda convertirse en perdidas. Para ello el apoyo de la Gerencia de Operaciones es fundamental, en Julcani contamos con este apoyo. las
capacitaciones, deben ser continuas y practicas por la constante rotación del personal y el seguimiento debe realizarse en forma periódica, llegando a retroalimentar para su cumplimiento del estándar.
El Reporte Geomecánico de labores deben realizarse todos los días. Y las indicaciones deben solucionarse dentro del plazo, el seguimiento se ejecuta para dar su cumplimiento.
Los últimos 5 metros de la Crucero, sin sostenimiento No se detecto ni elimino la condición subestándar. Labor sin mapeo geomecánico.
Sostenimiento inoportuno, colocación de Sostenimiento en labores con Tiempo de autosostenimiento (TAS) vencido Macizo rocoso estresado
LOS PELIGROS SIEMPRE EXISTIRÁN
LOS RIESGOS PUEDEN SER CONTROLADOS, SI ESTAMOS PREPARADOS ….
