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MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES ORIENTADOS PARA CARACTERIZACIÓN DE DISCONTINUIDADES
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN
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2. OBJETIVOS
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3. ALCANCES
4
4. DEFINICIONES
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5. RESPONSABILIDADES
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6. METODOLOGÍA DE TRABAJO
6
7. ESTÁNDAR MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES ORIENTADOS PARA
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CARACTERIZACIÓN DE DISCONTINUIDADES 7.1. HERRAMIENTAS DE TRABAJO
8
7.2. CARTILLA CAPTURA DE INFORMACIÓN
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7.2.1. CARTILLA
9
7.2.2. INFORMACIÓN BÁSICA MAPEO DE SONDAJE
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7.2.3. IDENTIFICACIÓN INTERVALO
10
7.2.4. DESCRIPCIÓN GENERAL
11
7.2.5. PARÁMETROS DE ORIENTACIÓN
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7.2.6. CONDICIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES
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7.2.7. OBSERVACIONES
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8. REFERENCIAS
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1. INTRODUCCION Este procedimiento entrega las instrucciones técnicas básicas al personal, concernientes a los trabajos de mapeos de sondajes orientados dentro de las distintas faenas, en las cuales EMT cumple asesoría y apoyo.
2. OBJETIVOS El propósito de la caracterización de discontinuidades en sondajes es especificar y definir los parámetros geológicos y geotécnicos, requeridos para una adecuada caracterización de discontinuidades geológicas presentes en sondajes, con un grado de confiabilidad tal, que permita su uso en forma adecuada en la toma de decisiones en los proyectos y operaciones mineras.
3. ALCANCES Este procedimiento debe aplicarse a toda labor concerniente a caracterizar discontinuidades en sondajes.
4. DEFINICIONES MACIZO ROCOSO Masa de roca compuesta por matriz de roca (roca intacta) y discontinuidades. DISCONTINUIDAD Cualquier plano de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de roca intacta, en un macizo rocoso (superficie de estratificación, diaclasa, falla, dique, etc.). DIACLASA Superficies de fracturamiento de la roca en las que no ha ocurrido desplazamiento o ha sido muy pequeño. EJE DEL TESTIGO Corresponde a la línea imaginaria paralela a la dirección de perforación que pasa por el centro del testigo. El sentido de la dirección de perforación es similar a la dirección de avance, es decir, alejándose del collar del sondaje. LÍNEA DE ORIENTACIÓN Corresponde a la línea de referencia definida por el sistema de orientación del sondaje; designa los puntos más bajos en el testigo de una perforación inclinada. ELIPSE Corresponde a la superficie de intersección de una discontinuidad con el testigo del sondaje.
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PUNTO INFERIOR DE LA ELIPSE Corresponde al extremo del eje mayor de la elipse, más profundo en el sentido de la perforación. ALFA (α) Corresponde al ángulo agudo que forman el eje del testigo y el eje mayor de la elipse. BETA (β) Corresponde al ángulo que forma la línea de orientación del testigo y el eje mayor de la elipse. Se mide en un plano perpendicular al eje del testigo que contiene al punto inferior de la elipse, en sentido horario, desde la línea de orientación. RUGOSIDAD Plegamiento deforme o irregular de las paredes de la discontinuidad. RELLENO Material que se ubica entre las paredes de la discontinuidad, de composición mineralógica distinta a la matriz de roca.
5. RESPONSABILIDADES Gerente General •
Aprobar el presente procedimiento Gerente Geotecnia
•
Revisar el presente procedimiento
•
Controlar la aplicación del procedimiento e instruir a los profesionales Ingeniero / Geólogo Geotécnico
•
Aplicar el procedimiento
•
Instruir al personal de apoyo (si se requiere), con el fin que todo el personal quede instruido y capacitado para realizar el trabajo asignado.
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6. METODOLOGÍA DE TRABAJO RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO PRELIMINAR Consiste en la recopilación de antecedentes preliminares que permitan conocer la ubicación espacial del proyecto, tipos de rocas existentes, cercanías a zonas de fallas, etc. VALIDACIÓN DE LA CONTINUIDAD DEL SONDAJE Consiste en la verificación de la correcta ubicación de las cajas del sondaje, en la que el tramo final de una caja debe coincidir con el comienzo del tramo de la caja sucesora. Además en esta etapa se debe verificar la posición de los tacos de recuperación. REGISTRO DE DATOS Consiste en la captura de información de caracterización de discontinuidades y posterior registro escrito, en la “CARTILLA MAPEO GEOTÉCNICO DE SONDAJES ORIENTADOS PARA CARACTERIZACIÓN DE DISCONTINUIDADES”. Para la medición de alfa y beta existen al menos dos metodologías, una directa mediante el uso de goniómetro (figuras 1 y 2) y, una alternativa basada en relaciones trigonométricas (figura 3).
Figura 1. Goniómetro para sondaje HQ.
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Figura 2. Goniómetro para sondaje NQ3.
MÉTODO DIRECTO La medición directa de los ángulos alfa y beta se realiza mediante un goniómetro, que es un transportador cilíndrico en el cuál se introduce el testigo y permite medir ambos ángulos en sus dos graduaciones: radial para el ángulo beta
• •
axial para el ángulo alfa
Este tipo de método requiere de un único tipo de goniómetro para cada diámetro de sondaje. MÉTODO ALTERNATIVO La medición de alfa y beta se realiza a partir de relaciones trigonométricas entre el diámetro, el arco de circunferencia que forman la línea de orientación con el punto inferior de la elipse y el eje mayor de la elipse. De esta forma se tiene:
•
β=(180*l)/(π *r)
•
α= arcsen(2*r/L), donde:
r: radio del testigo l : longitud del arco formado entre la línea de orientación y el punto inferior de la elipse, medido en sentido horario. Debe medirse en la misma unidad que el radio. L: longitud del eje mayor de la elipse. Debe medirse en la misma unidad que el radio.
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Figura 3. Medición trigonométrica de a y b.
CONTROL DE CALIDAD Consiste en la comparación de los valores determinados en dos períodos distintos de tiempo, para idénticas discontinuidades. Este valor debe ser al menos 5% del largo total de levantamientos registrados. Este levantamiento particular se hace en una cartilla distinta, indicándose que corresponde a un control de calidad del sondaje y de la discontinuidad respectiva.
7.
ESTÁNDAR
MAPEO
GEOTÉCNICO
DE
SONDAJES
ORIENTADOS
PARA
CARACTERIZACIÓN DE DISCONTINUIDADES 7.1. HERRAMIENTAS DE TRABAJO La captura de información se realiza ocupando una cartilla que permite recopilar todos los datos necesarios para caracterizar y categorizar discontinuidades. Las herramientas de trabajo necesarias son: -
Geoflex escala 1:1000
-
Mapera
-
Rociador
-
Cartilla de registro
-
Huincha de medir
-
Ácido clorhídrico.
-
Goniómetro
-
Lápiz rayador
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7.2. CARTILLA CAPTURA DE INFORMACION 7.2.1. CARTILLA PROYECTO:
SONDAJE:
FECHA:
COTA COLLAR:
COOR. NORTE:
COOR. ESTE:
HOJA:
AZIMUT[°]:
INCLINACIÓN[°]:
LARGO [m]:
DIÁMETRO(S) SONDAJE:
IDENTIFICACIÓN DISCONTINUIDADES
DESCRIPCIÓN GENERAL
PARÁMETROS DE ORIENTACIÓN Huincha (sin goniómetro)
Nº
Corrida [m]
Tipo Discontinuidad
Perímetro [cm]
Eje Elipse [cm]
Arco L.O-P.I.* [cm]
/
MAPEADO POR: DE
CONDICIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES
Goniómetro
α [º]
/
Rugosidad β [º]
J RC
Condición Paredes
Condición Discont.
OBSERVACIONES
Relleno Tipo Relleno
Espesor
Calidad
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7.2.2. INFORMACIÓN BÁSICA MAPEO DE SONDAJE
En esta franja se indican los datos del proyecto dentro del cual se enmarca el mapeo, la ubicación espacial y longitud del sondaje. PROYECTO: Nombre del proyecto. SONDAJE: Identificación del sondaje. FECHA: Día, mes, año en que caracterizó la discontinuidad. MAPEADO POR: Nombre del geólogo-geotécnico encargado de caracterizar el sondaje. COTA COLLAR: Elevación o cota inicio del sondaje. COOR. NORTE: Coordenada Norte del collar del sondaje. COOR. ESTE: Coordenada Este del collar del sondaje. HOJA: Número correlativo de hojas utilizadas en el mapeo. AZIMUT [º]: Dirección teórica del sondaje INCLINACIÓN [º]: Inclinación teórica del sondaje. LARGO [m]: Largo final del sondaje. DIÁMETRO(S) SONDAJE: Diámetro de perforación de sondajes (por ejemplo: HQ, NQ, etc.)
7.2.3. IDENTIFICACIÓN INTERVALO
N°: Corresponde al número correlativo de identificación de las discontinuidades. Este número debe ser correlativo ascendente. Corrida [m]: Corresponde a la distancia entre la cota del collar y la ubicación de la discontinuidad en el sondaje. Esta medida se toma con respecto al eje. Estos valores deben estar en orden ascendente.
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7.2.4. DESCRIPCIÓN GENERAL
Tipo Discontinuidad: Corresponde al tipo de discontinuidad que se esta describiendo. Se recomienda utilizar la nomenclatura presentada en la tabla, a la cual se le pueden agregar más tipos de discontinuidades información con sus respectivos códigos.
7.2.5. PARAMETROS DE ORIENTACIÓN
Huincha (sin goniómetro): Se deben medir los siguientes parámetros en el caso de que no se tenga un goniómetro apropiado para el sondaje. Perímetro [cm]: Corresponde al perímetro del la sección. (Figura 4).
Perímetro Sondaje
Figura 4. Representación de la medición del perímetro en la discontinuidad
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Eje elipse [cm]: Corresponde a la medida lineal, expresada en centímetros, entre el punto inferior (P.I.) y el punto superior (P.S.) de la discontinuidad; ambos puntos deben pertenecer al plano de discontinuidad. Los puntos inferior y superior se deben encontrar alineados con el centro de la elipse (Figura 5).
P.S.
Plano de discontinuidad
Punto Superior
Ej e
Sondaje
P.I.
Línea de orientación
el ip se
Punto Inferior
Figura 5.Representación de la medición del eje de la elipse en la discontinuidad
Arco L.O. - P.I.[cm]: Corresponde a la longitud, expresada en cm y en valor absoluto, desde la línea de orientación del sondaje (L.O.), hasta el punto inferior del eje de la elipse (P.I.), medidos en un plano perpendicular a la línea de orientación del sondaje y en sentido horario (Figura 6).
Plano de discontinuidad
P.I. Sondaje
L.O.
L.O. P.I.
Figura 6. Representación de la medición del arco de discontinuidad
Goniómetro: Se deben medir los siguientes parámetros cuando se cuenta con el goniómetro apropiado para la toma de datos en el sondaje. α [º]: Corresponde al ángulo agudo, expresado en grados, que forman el eje del testigo y el eje mayor de la elipse (Figura 7).
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Figura 7. Representación de la medición del ángulo alfa
β [°]: Corresponde al ángulo, expresado en grados, que forman la línea de orientación del testigo y el eje mayor de la elipse (Figura 8).
Figura 8. Representación de la medición del ángulo beta
7.2.6. CONDICION DE LAS DISCONTINUIDADES
CONDICIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES
Rugosidad
J RC
Condición Paredes
Condición Discont.
Relleno Tipo Relleno
Espesor
Calidad
Rugosidad: Para el registro de la condición de rugosidad de las discontinuidades se recomienda emplear la categorización basada en cinco condiciones (Bieniawski, 1989): Muy Rugosa, Rugosa, Levemente Rugosa, Lisa y Pulida.
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JRC (Coeficiente de Rugosidad): Corresponde a un número entero, que es estimado al comparar la apariencia de la superficie de discontinuidad con los perfiles publicados por Barton y Choubey (1977). (Figura 9)
Figura 9. JRC tomado de Barton & Choubey (1977).
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Condición Paredes: La condición de las paredes de las discontinuidades puede ser determinada al reconocer el grado de alteración (alteración mecánica o meteorización) de éstas. Para ello, se definen cinco rangos de alteración (tomada de Bieniawski, 1989): No alterada, levemente alterada, moderadamente alterada, altamente alterada, y completamente alterada.
Condición Discontinuidades: La condición de las discontinuidades puede ser determinada reconociendo grado de rugosidad, continuidad, apertura y resistencia de la pared de roca. Se definen cinco rangos (tomado de Bieniaski, 1976): Condición de Fracturas Tipo superficies muy rugosas, no continuas, sin separcaión y fuerte resistencia de la pared de roca superficies ligeramente rugosas, apertura <1mm y fuerte resistencia de la pared de roca
Códig o MB B
superficies ligeramente rugosas, apertura <1mm y suave resistencia de la pared de roca
R
superficies pulidas o salbanda < 5mm o diaclasas continuas abiertas entre 1 y 5 mm salbanda > 5mm o diaclasas continuas abiertas > 5 mm
M MM
Tipo Relleno: Se sugiere reconocer la mineralogía de las discontinuidades. Para esto se define un cuadro donde se debe anotar el nombre del tipo de relleno y la abreviatura asignada (código).
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La tabla siguiente define las abreviaturas utilizadas para los principales minerales de relleno.
Relleno
Abreviatura
Relleno
Abreviatura
Relleno
Actinolita
AC
Especularita
ES
Oro
Abreviatura OR
Anhidrita
AN
Feldespato
FD
Ox. Cobre
OXC PL
Arcillas
AR
Goethita
GO
Plata
Baritina
BA
Granate
GT
Pirolusita
PI
Biotita
BT
Hematita
HT
Salbanda
SB
Calcita
CC
Jarosita
JS
Sericita
SC
Cataclasita
CT
Limonita
LM
Sulf Cobre
SFC TM
Clorita
CL
Magnetita
MT
Turmalina
Cuarzo
QZ
Molibdenita
MO
Yeso
YS
Epidota
EP
Oligisto
OL
Sin relleno
SR
Espesor: Corresponde al espesor promedio del relleno. Estos valores fueron referenciados de Laubscher (1990).
Calidad: Corresponde al comportamiento geotécnico del material o mineral de relleno. Los valores definidos son Suave y Duro.
7.2.7. OBSERVACIONES Las observaciones tienen un carácter netamente descriptivo y se orientan a entregar información adicional sobre los tramos mapeados.
8. REFERENCIAS Laubscher, D. H. 1990. A geomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. Volume 90, Issue 10, 257-273 pp.
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Bieniawski, Z. T. 1989. Engineering rockmass classifications. John Wiley and Sons, Inc.
