DIPLOMADO EN GEOMECANICA SUBTERRANEA Y SUPERFICIAL
INFORME TECNICO DE SUSTENTACION DE CURSO VIRTUAL OFFLINE (ITSCVO) CURSO SOFTWARE DIPS PROYECTO ANÁLISIS CINEMATICO CINEMATICO DE ESTABILIDAD ESTABILIDAD DEL CRUCERO NORTE, VENTANA NORTE, NV. 500 Y ESTABILIDAD DE LOS TALUDES A Y B EN EL ACCESO A LA RAMPA (-) 762 DE LA MINA EL SANTO. PRESENTADO POR: POR: JUAN CARLOS CANLLAHUI DURAN DOCENTE: DOCENTE: ING. GUILLERMO RODRIGUEZ CAYLLAHUA PUNO-PERÚ, ABRIL DEL 2017 1
INDICE 1. INTRODUCCION……………………………………….…… INTRODUCCION……………………………………….……..…….…………..……...…..4 2. RESUMEN EJECUTIVO………………..…………….……………..……..…….……...…5 3. OBJETIVOS Y ALCANCES………………………………….……..……..……...…….….5
3.1 OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………...………..5 3.2 OBJETIVO ESPECÍFICO…………………………………………………..…….…….…5 4. UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD DEL PROYECTO………….………….……...…….…6 4.1 UBICACIÓN……………………………………………………………….….…......……..6 4.2 ACCESIBILIDAD………………………………………………………….……………….6 5. ASPECTOS GEOLOGICOS SUPERFIALES………………………………….... SUPERFIALES…………………………………....…… …….…7 5.1 LITOLOGIA……………………………………………………………..……………….....7
5.2GEOLOGÍA ESTRUCTURAL……………………………………………..….……….…..8 6. INVESTIGACIONES BASICAS…………………………………………...……….………9 6.1 LABORES SUBTERRÁNEAS, XC-N Y VN-N, NV. 500………………………………..9 6.1.1 Crucero Norte …………………………………………………………………………….9 6.1.2 Ventana Norte ……………………………………………………………………..……10 6.1.3 Mapeo estructural de labores subterraneas XC y VN ………………………………10 6.1.4 Identificación de las familias de discontinuidades……………………...…….……..11 6.2 CORTE DE TALUDES A Y B EN SUPERFICIE ……………….…….…………..…….12 6.2.1 Talud A ………………………………………………...…………………..………..…..12 6.2.2 Talud B……………………………………………………………………..……………12 6.2.3 Mapeo estructural de los taludes A y B ………………………………………….……13 6.2.4 Identificación de las familias de discontinuidades ………………………..…………13 7. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS……………………………………………….………….15 7.1 Análisis cinematico subterraneo XC y VN del Nv. 500 …………………..……………15 7.2 Análisis cinematico superficial superficial de los taludes A y B del d el acceso a la rampa (-) 762....16 8. CONCLUSIONES………………………………………………………………………….19 9. RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES……………………………………………………………….…..19 2
10. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………….………..20
INDICE DE CUADROS Cuadro N°. 01:………………………….………………….…….…………………………….6 Cuadro N°. 02:………………………….…………………………..………………………….6 Cuadro N°. 03:………………………….…………………………………….………………10 Cuadro N°. 04:………………………….………………………………….…………………13
INDICE DE FIGURAS Figura N°. 01: ……………………………….………………………………………...……….7 Figura N°. 02: ……………………………….……………………………………...………….9 Figura N°. 03: ……………………………….………………………………………..………11 Figura N°. 04: ……………………………….…………………………………..……………12 Figura N°. 05: ……………………………….…………………………………………..……14 Figura N°. 06: ……………………………….…………………………………………..……15 Figura N°. 07: ……………………………….…………………………………….……….…16 Figura N°. 08: ……………………………….………………………………………..………16 Figura N°. 09: ……………………………….…………………………………………..……17 Figura N°. 10: ……………………………….…………………………………………..……17 Figura N°. 11: ……………………………….……………………………………….….……18 Figura N°. 12: ……………………………….…………………………………………..……18 Figura N°. 13: ……………………………….…………………………………………..……19
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1. INTRODUCCION. La geomecánica implica el estudio geológico del comportamiento del suelo y rocas. Son las dos principales disciplinas de la geomecánica mecánica de suelos y mecánica de rocas. La mecánica de rocas se refiere a temas en ciencias de la tierra relacionados con la caracterización de masas de las rocas y de la mecánica de las rocas, como se aplica a la industria del petróleo o altas profundidades, diseño de túneles, rotura de la rocas, etc. El trabajo está referido a la evaluación de la estabilidad en las excavaciones subterráneas del Crucero Norte y Ventana Norte en el Nv. 500 y análisis de los taludes A y B al ingreso de la rampa (-) 762 denominado BGPP que es parte de la infraestructura en la UP El Santo. Esta evaluación de la estabilidad en la excavación en el Nv. 500 y análisis de los taludes A y B al ingreso de la rampa, se obtuvo por la toma de datos estructurales de campo, que esencialmente se realiza en el mapeo geomecanico en subterráneo y en superficie, teniendo como propósito principal brindarnos un índice numérico y obtener a su vez un análisis cinemático de lo mencionado en los trabajos realizados.
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2. RESUMEN EJECUTIVO. En el informe se presenta el estudio sobre la estabilidad del Crucero Norte y Ventana Norte en el Nv. (-) 95 y análisis de los taludes A y B al ingreso de la rampa principal (-) 762 denominado BGPP de la UP El Santo, El Crucero Norte tendrá como objetivo cortar el sistema de vetas para iniciar las exploraciones mediante galerías en el Nv. 500, la Ventana Norte servirá para la acumulación de material roto de las galerías, que posteriormente serán evacuados a la superficie, el análisis de estabilidad de los taludes A y B están ubicados en la boca mina de la rampa (-) 762 nos garantizara el libre tránsito de camiones ya que la rampa tiene la función de llegar a una cota menor en profundidad para llegar a niveles inferiores de desarrollo que servirán para la extracción de las vetas reconocidas en la UP El Santo. Para la realización de este estudio se realizaron trabajos de recolección de datos estructurales (dip y dipdirection) en subterráneo y superficie Para poder establecer el domino de las principales familias de discontinuidades y su posterior análisis se recurrió al uso del software DIPS.
3. OBJETIVOS Y ALCANCES. 3.1 OBJETIVO GENERAL.
Realizar el análisis cinemático en las excavaciones subterráneas Crucero, Ventana y en el acceso de la rampa (-) 762 de la Mina El Santo.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Realizar el análisis cinemático en interior Mina del Crucero y Ventana en el Nv. 500.
Realizar el análisis cinemático de los taludes A y B del acceso principal a la rampa (-) 762.
4. UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD DEL PROYECTO. (Ver Figura N°. 01) 4.1 UBICACIÓN. El acceso principal de la RP. (-) 762 forma parte de la infraestructura de la UP El Santo, que se encuentra ubicado al sur del territorio peruano en: 5
Distrito de Caylloma.
Provincia de Caylloma.
Departamento de Arequipa.
A una distancia de 6 Km al Nor-Oeste del pueblo de Caylloma, dentro de la concesión minera Sandra 104 que pertenece a la empresa Brexia GoldPlata Perú S.A.C., el acceso principal de la RP. (-) 762 tiene como coordenadas UTM Psad 56 del punto de acceso. Ver cuadro N°. 01.
PUNTO Acceso RP (-) 762
ESTE
NORTE
196126
8320362
Cuadro N°. 01.- Coordenada del Punto de acceso a la RP. (-) 762 UP. El Santo.
4.2 ACCESIBILIDAD. La vía de accesibilidad donde se encuentra el túnel de acceso principal de la RP. (-) 762 es de la siguiente forma, Ver Cuadro N°. 02.
TRAMO
DIST. (KM) CONDICION
Lima – Arequipa
1,005
Asfaltada
Arequipa – Pueblo de Chivay
104
Asfaltada
Pueblo de Chivay – Pueblo de Caylloma
121
Afirmada
Pueblo de Caylloma – UP El Santo (Mina)
8
Afirmada
TOTAL Cuadro N°. 02.- Vías de accesibilidad donde se encuentra ubicado el proyecto.
Tomando un total 07 horas de recorrido aproximado desde la ciudad de Arequipa.
6
U.P. El Santo
Figura N°. 01.- Plano de ubicación y accesibilidad a la zona donde del proyecto.
5. ASPECTOS GEOLOGICOS. En el área donde se encuentra el túnel de acceso principal de la RP. (-) 762 afloran mayormente unidades volcánicas cuyo rango de edad abarcan desde el terciario hasta el cuaternario reciente que son cortados por dos sistemas de fallamiento principal, los cuales se detallan a continuación. (Ver Figura N°. 02)
5.1 LITOLOGIA. En la zona de estudio las rocas que afloran pertenecen a la Formación Ichocollo que forma parte del Grupo Tacaza; La Formación Ichocollo, fundamentalmente, está constituida por lavas y domos dacíticos en la base, y por lavas andesíticas a andesíticobasálticas en la parte superior; las lavas son gris a gris oscuras, con textutas afaniticas, porfiríticas y brechoide; a lo largo de esta Formación se observa niveles con arenas y brechas andesíticas. 7
Petrográficamente, son clasificadas como andesitas augíticas con texturas porfirítica, fluidal, la masa afanitica está compuesta por traquíandesita.
5.2 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. La zona de estudio presenta dos sistemas de fallamiento preferencial el primer sistema tiene un rumbo de N40°E con buzamiento 50°SE en promedio este primer sistema se encuentra rellenados por Qz-Sulfuros conformando las vetas en la UP El santo el segundo sistema tiene un rumbo de N57°E y buzamiento de 55°SE este segundo fallamiento es el que tiene mayor relevancia en la ejecución del acceso principal de la rampa (-) 762 denominado BGPP, formando sistemas de diaclasamientos horizontales, subhorizontales, verticales y subveticales; tanto el sistema de fallamiento y diaclasamiento serán analizados estructuralmente, de manera que se t endrá un avance apropiado durante la excavación del túnel de la rampa ( -) 762. Parte de la génesis de las diaclasas se debe también a la presión litostatica que actúa en diferentes direcciones que es originado por alivio de presión de carga seguida de la expansión vertical durante la excavación.
8
B.M. RP (-) 762
Figura N°. 02.- Plano Geológico estructural de la zona donde se desarrolla el proyecto.
6. INVESTIGACIONES BASICA. 6.1 LABORES SUBTERRÁNEAS, XC-N Y VN-N, NV. 500. Las labores mineras denominadas Crucero Norte y Ventana Norte tienen los siguientes datos y consideraciones de diseño:
6.1.1 Crucero Norte.
Nombre del Túnel : Crucero Norte Nv. 500.
Trend del túnel
: 53° 9
Plunge del túnel
: 5°
6.1.2 Ventana Norte.
Nombre del túnel
: Ventana Norte Nv. 500.
Trend del túnel
: 325°
Plunge del túnel
: 5°
Para la obtención del ang. de fricción se realizó pruebas geomecánicas de la masa rocosa cuyas características petrológicas son iguales en el XC y VN. Obteniéndose un valor de 35°.
6.1.3 Mapeo estructural de labores subterraneas XC y VN. Se ha realizado el mapeo estructural subterráneo en el crucero y ventana, utilizando la brújula donde se obtuvieron datos de buzamiento y dirección de buzamiento (Dip y DipDir). El mapeo ayudara a identificar las principales familias de discontinuidades que están presentes en las labores subterráneas del crucero y ventana, los datos del mapeo se muestran en el Cuadro N° 03. N°
Dip
Dip Dir
N°
Dip
Dip Dir
N°
Dip
Dip Dir
1
76
11
23
77
294
44
73
139
2
81
15
24
57
262
45
60
335
3
79
292
25
77
192
46
80
145
4
56
275
26
57
246
47
84
16
5
77
5
27
52
324
48
87
3
6
87
44
28
55
315
49
73
48
7
88
28
29
77
350
50
84
186
8
85
214
30
41
80
51
78
21
9
67
225
31
62
294
52
82
180
10
85
38
32
52
321
53
76
191
11
61
232
33
83
224
54
79
183
12
79
225
34
78
8
55
82
175
13
70
230
35
50
27
56
77
185
14
82
164
36
74
202
57
71
207
15
76
201
37
77
185
58
75
179
16
78
161
38
57
28
59
55
36
17
62
5
39
56
37
60
56
42
18
66
198
40
86
194
61
57
55
19
82
216
41
56
168
62
83
188
20
80
54
42
55
181
63
89
170
21
82
223
43
74
19
64
75
164
22
53
214
65
81
146
Cuadro N° 03. Datos estructurales tomados en el XC y VN del Nv. 500
6.1.4 Identificación de las familias de discontinuidades.
Con el procesamiento de los 65 datos estructurales en el software Dips, se ha identificado 03 principales familias de discontinuidades, que tienen un mayor control estructural en las labores que se ejecutan en el Nv. 500. En el procesamiento se aprecia la densidad máxima de la familia 1 que tiene una concentración del 11.80% del total, asimismo se marca los puntos de intersección entre los planos de las familias de discontinuidades.
Figura N°. 03.- Identificación de las familias de discontinuidades en los túneles y puntos de intersección de los planos.
La figura N°. 04, muestra que la Ventana Norte Nv. 500 se encuentra orientado subparalelamente hacia al sistema de discontinuidades de mayor frecuencia que tienen una orientación hacia el Oeste, se asume que la Ventana Norte presenta condiciones desfavorables. Por otro lado, el Crucero Norte Nv. 500, se encuentra orientada subperpendicularmente al sistema de discontinuidades de mayor frecuencia orientadas al Oeste, se asume que las condiciones del crucero son mejores que las de la Ventana Norte.
11
Figura N°. 04.- Diagrama de rosetas versus la orientación de los túneles.
6.2 CORTE DE TALUDES A Y B EN SUPERFICIE. Los cortes de los taludes denominados Ay B tienen los siguientes datos y consideraciones de diseño:
6.2.1 Talud A.
Dip Dir: 87°
Dip
: 75°
6.2.2 Talud B:
Dip Dir: 260°
Dip
: 65°
Para la obtención del ang. de fricción se realizó pruebas geomecánicas de la masa rocosa cuyas características petrológicas son iguales en el talud A y B obteniéndose un valor de 38°.
12
6.2.3 Mapeo estructural de los taludes A y B. Se ha realizado el mapeo estructural de superficial en los taludes A y B utilizando la brújula donde se obtuvieron datos de buzamiento y dirección de buzamiento (Dip y DipDir). El mapeo ayudara a identificar las principales familias de discontinuidades que están presentes en ambos taludes, los datos del mapeo se muestran en el Cuadro N° 5. N°
Dip
Dip Dir
N°
Dip
Dip Dir
N°
Dip
Dip Dir
1
26
32
18
88
316
34
63
79
2
71
309
19
79
89
35
43
240
3
53
321
20
67
187
36
68
171
4
89
317
21
55
323
37
67
86
5
68
92
22
54
126
38
76
180
6
54
232
23
62
126
39
64
316
7
74
183
24
80
203
40
66
317
8
60
302
25
73
166
41
87
23
9
62
29
26
70
312
42
75
181
10
89
311
27
57
338
43
88
147
11
77
95
28
89
68
44
72
163
12
69
331
29
82
68
45
72
182
13
84
328
30
73
328
46
65
91
14
90
307
31
62
240
47
80
95
15
73
87
32
66
331
48
63
192
16
70
320
33
49
319
17
72
36
49
75
164
50
58
321
Cuadro N° 04. Datos estructurales tomados en superficie de los taludes A y B, acceso de la rampa (-) 762.
6.2.4 Identificación de las familias de discontinuidades. Con el procesamiento de los 50 datos estructurales en el software Dips, se ha identificado 04 principales familias de discontinuidades, que tienen un mayor control estructural en los taludes A y B que se encuentran en superficie al ingreso de la rampa (-) 762. En el procesamiento se aprecia la densidad máxima de la familia 2 que tiene una concentración del 9.77% del total.
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Figura N°. 05.- Identificación de las familias de discontinuidades en lo s taludes A y B del acceso a la (-) 762.
La figura N°. 06. Se observa que la orientación de los taludes A y B se encuentran subperpendicularmente a la mayoría de las familias de discontinuidades principales (fam. 1, 3 y 4) que se orientan hacia el NE-SW, E-W, por lo que las condiciones con esos sistemas probablemente no tengan mucha incidencia, excepto con la familia 2 que se muestra en la misma dirección al talud A y contrario al talud B.
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Figura N°. 06.- Identificación de las familias de discontinuidades en los taludes A y B e intersección de los planos.
7. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS. 7.1 Análisis cinemático subterráneo XC y VN del Nv. 500. Los resultados del análisis cinemático se muestran en la Figura N° 5, el cual muestra la probabilidad de caída de una cuña ubicada en la corona y parte derecha del hastial de los túneles Crucero Norte y Ventana Norte ambos en el Nv. 500, generada como consecuencia de la intersección de polos ubicados en la zona de falla en cuña.
15
Figura N°. 07.- Análisis cinemático de cuñas para los túneles.
7.2 Análisis cinemático superficial de los taludes A y B del acceso a la rampa (-) 762. 7.2.1 Falla planar del talud A.
Figura N°. 08.- Resultados del análisis para falla planar en el Talud A.
16
7.2.2 Falla en cuña del talud A.
Figura N°. 09.- Resultados del análisis para falla en cuña en el Talud A.
7.2.3 Falla por vuelco del talud A.
Figura N°. 10.- Resultados del análisis para falla por vuelco en el Talud A.
17
7.2.4 Falla planar del talud B.
Figura N°. 11.- Resultados del análisis para falla planar en el Talud B.
7.2.5 Falla en cuña del talud B.
Figura N°. 12. Resultados del análisis para falla en cuña en el Talud B.
18
7.2.6 Falla por vuelco del talud B.
Figura N°. 13. Resultados del análisis para falla por vuelco en el Talud B.
8. CONCLUSIONES.
Se han identificado tres familias de discontinuidades para el caso de los túneles Crucero Norte y Ventana Norte ambos en el Nv. 500, donde el análisis cinemático indica la formación de una cuña en la parte de la corona y en los hastiales de ambas labores subterráneas.
Se han identificado cuatro familias o sets de discontinuidades para el caso de los taludes A y B. Sin embargo, se ha verificado que la familia 2 (FAM - 2), tiene su control estructural más definido en la mayoría análisis para fallas, especialmente en el talud A, y por el análisis cinemático se ha podido identificas formación de fallas planares, cuñas y por vuelco en el talud A, en el talud B las fallas que se dan por fallas planares y vuelco.
9. RECOMENDACIONES.
Se recomienda dimensionar un soporte óptimo Ej. Pernos, para la formación de cunas de las labores subterráneas y reevaluarlo con el software Unwedge y conseguir un F.S. y soporte óptimo de la labor.
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Para el caso de los taludes reevaluarlos para cada falla que se presenta con mayor incidencia, esto con el apoyo de otras herramientas informáticas del entorno Rocscience y conseguir un F.S. y soporte óptimo para cada talud.
10. BIBLIOGRAFÍA.
Diapositivas GCI Diplomado Mod 1, Mod 2 y Mod 3
Ferrer, M. y González de Vallejo, L, Eds. (1999). Manual de campo para la descripción y caracterización de macizos rocosos en afloramientos. IGME.
Plotting, Analysis and Presentation of Structural Data Using Spherical Projection Techniques, Rocscience.
Proyecciones estereográficas, B.A. Rosenfeld; N.D. Sergeeva, MIR Editorial 1977.
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