“AÑO DE LA INTEGACION Y RECONOCIMIENTOS DE NUESTRAS DIVERSIDADES” UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA”DE GONZAGA”DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIA ESCULA DE: ING. MINAS
“El PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL OCUPACIONAL EN LA REDUCCIÓN DE ACCIDENTE MINEROS EN LA PROVINCIA DE NASCA”
Presen!"# $#r:
PUMA C%O&UE AYU'EN
TESIS DE METODOLOG(A DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACI ÓN
TESIS DE METODOLOG(A DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACI ÓN
A mis padres TEOFILO TEOFILO e DIGNA, WALDIR y FLOR, mis hermanos y A JULIO, mi apoyo incondicional, A Mis maesros de la UNI!A, alma maer y A Mis ami"os de la E#!UELA DE INGENIERIA DE MINA# a ellos les dedico la presene como como ri$%o a s% con&ian'a y amisad(
RESUMEN
El presene ra$a)o iene como o$)ei*o ampliar el conocimieno del %so de las cim$ras me+licas en el sosenimieno en minera s%$err+nea, mediane el conrol y re"isro de las mediciones de con*er"encia, lo -%e nos permiir+ me)orar n%esra meodolo"a de dise.o inicial y omar medidas de conrol apropiadas en el iempo opor%no a %n coso /pimo c%ando se en"an pro$lemas de alos es&%er'os o deerioro de cim$ras por in&l%encia de &acores hidro"eol/"icos ad*ersos( Asimismo en el presene ra$a)o se indica las principales medidas de conrol omados &rene a los pro$lemas del a"%a s%$err+nea ales como0 Taladros de ras*ase, aladros de drena)e, impermea$ili'aci/n y c%neas de coronaci/n en s%per&icie alrededor del cono de s%$sidencia( La in&ormaci/n recolecada 1e/rica 2 campo3 y anali'ada nos permie conocer0 dise.os e/ricos para sosenimieno con cim$ras 1arcos de acero3 y ele"ir a-%el -%e m+s se a)%se a n%esra realidad, el comporamieno de las cim$ras &rene a las presiones de la e4ca*aci/n 1principalmene laerales3( 5 deerminar0 el iempo de *ida se"6n el ipo de cim$ras y condici/n hidro"eol/"ica presene 17aria de seco a &l%)o li"ero3, la in&l%encia -%e in*iere en el iempo de *ida de las cim$ras y el e&eco de inermediar con cim$ras adicionales para e4ender la *ida de la e4ca*aci/n( 8ara poder enender la ineracci/n roca sopore, se ha ad)%nado a la presene esis la sim%laci/n en el pro"rama 8hases 9(:, del comporamieno de las cim$ras m+s %sadas en la mina Rosa%ra 1T;N2 <=, 9;<:3, reali'ado por la cons%lora #er"io >rio, en %n ipo de roca de malo a m%y malo( Lo -%e nos ay%d/ a lo"rar mayor e&eci*idad en el %so de n%esras alernai*as de conrol para las de&ormaciones aceleradas( !onsiderando los an+lisis de campo y la sim%laci/n se p%do opimi'ar el sosenimieno con cim$ras en la mina Rosa%ra( 8ara poder il%srar esa opimi'aci/n se presena al &inal del presene ra$a)o %na sim%laci/n de opimi'aci/n de cosos en el #osenimieno de %n >y 8ass(
INDICE GENERAL 8?GINA A!E8TA!I@N 8?GINA DEDI!ATORIA RE#MEN BNDI!E GENERAL !A8BTULO I0 INTRODU!!I@N C(C(28LANTEAMIENTO DEL 8RO>LEMA C(<(2O>JETI7O# a3 O$)ei*os Generales $3 O$)ei*os Espec&icos C((2JU#TIFI!A!I@N C((2;I8@TE#I# C((27ARIA>LE# C(9(2LIMITA!IONE# DEL E#TUDIO !A8BTULO II0 MAR!O TE@RI!O !ON!E8TUAL <(C(2IM8ORTAN!IA DEL A!ERO <(<(2!ARA!TERB#TI!A# INGENIERILE# DE A!ERO <(<(C(2 Esr%c%ra %mica <(<(<(2 !aracersicas Mec+nicas <(<((2 !aracersicas De Los Elemenos Esr%c%rales de #osenimieno <((2!IM>RA# DE A!ERO <((C Generalidades
2.3.2.- Cimbras Rígidas a) Descripción de las cimbras Componentes y calidades Control de calidad b) Diseño de arcos rígidos 2.3.3.-Cimbras Cedentes o Deslizantes a) Descripción de los arcos cedentes b) Diseño de las cimbras deslizantes 2.4-DE!"!C!#" $%ER&C!$"&' DE (R*!"$+ • •
!A8BTULO III0 ANTE!EDENTE# DE LA MINA RO#AURA (C(2 LO!ALIHA!I@N (<(2 ;I#T@RIA DEL 5A!IMIENTO !A8BTULO I70 GEOLOGBA
(C(2 GEOLOGBA LO!AL Minerali'aci/n (C( !onrol mineral/"ico !A8BTULO 70 GEOME!?NI!A (C(2 A#8E!TO# LITOL@GI!O# (<(2 !LA#IFI!A!I@N DE LA MA#A RO!O#A ((2 RE#I#TEN!IA DE LA RO!A ((2 !ONDI!IONE# E#8E!IALE# DE LA MA#A RO!O#A ((2 !ONDI!IONE# DE AGUA #U>TERR?NEA (9(2 E#FUERHO# !A8BTULO 7I0 !ARA!TERIHA!I@N DEL ?REA DE TRA>AJO 9(C(2 RAM8A :: 9(<(2 N7 =: >8 NW 9((2 N7 =: >8 #E 9((2 N7 =: >8 #E 9((2 N7 =: >8 #E2I 9(9(2 N7 =C: >8 #E !A8BTULO 7II( METODOLOGBA DE LA IN7E#TIGA!I@N (C(2 DE#!RI8!I@N DEL 8RO!E#O O8ERA!IONAL (<(2RE!OLE!!I@N DE DAT# ((<(2 !omparaci/n de cim$ras0 Oco"onal, 9;<:, ;C, !A8ITULO 7III0 AN?LI#I# E INTER8RETA!I@N DE RE#ULTADO# (C( AN?LI#I# DE RE#ULTADO#
,...- &nlisis y res/ltados del control de cimbras &. Comparación Entre Cimbras0 $ctogonal1 21 431 ("2 5. Comparación Entre Cimbras 2 6 (" - 27 C. Comportamiento típico de las cimbras 2 y (" 8 27 ,..2.- E9ecto de los 9actores in9l/yentes en la d/ración de las cimbras.2 &. !nestabilidad de la masa rocosa 5. *:todo de minado ,.2. &";'!+!+ DE C$+($+ ,.2. *atriz De Costos Del +ostenimiento Con Cimbras C&%!(<'$ !=. +!*<'&C!$" 6 $%(!*!>&C!$" DE RE+<'(&D$+
7..- +!*<'&C!#" C$" '$+ D&($+ DE C&*%$ 7...- &plicación Del %rograma %?ases . En 'a +im/lación Del Comportamiento De 'as Cimbras 7..2.- +im/lación De $ptimización Del +ostenimiento C&%@(<'$ =0 C$"C'<+!$"E+ C&%@(<'$ =!0 REC$*E"D&C!$"E+ C&%@(<'$ =!!0 5!5'!$AR&@&
CAPITULO I INTRODUCCIÓN
..-%'&"(E&*!E"($ DE' %R$5'E*& La Mina Rosa%ra %ili'ando el mKodo de minado h%ndimieno por s%$ni*eles( Ac%almene se ienen pro$lemas de inesa$ilidad de la masa rocosa en las la$ores s%$err+neas y am$iKn en el +rea de s%$sidencia en s%per&icie( Esos e&ecos se de$en por %n lado, a la calidad M%y Mala de la esr%c%ra *ea &alla, a las caracersicas e4pansi*as y de ala de&orma$ilidad de la roca, y a la presencia del a"%a( 8or oro lado, a los es&%er'os ind%cidos por el proceso del minado, -%e no o$sane ser de ma"ni%des relai*amene $a)as, sin em$ar"o *encen a las m%y $a)as resisencias de la masa rocosa( Ac%almene la mina Rosa%ra, ha enconrado en las cim$ras la 6nica alernai*a de sosenimieno -%e "arani'a la relai*a esa$ilidad de las la$ores, eso es, manener la la$or lo me)or posi$le d%rane el iempo de *ida -%e se le asi"ne( Al decir lo me)or posi$le nos re&erimos a poder manener las necesidades de *enilaci/n e in&raesr%c%ra con %nas "aranas deerminadas de se"%ridad y a %n coso /pimo( Las cim$ras se enc%enran e4endidas en poco mas del : de las la$ores, sin em$ra"o el iempo de *ida de las la$ores m%chas *eces es m%y in&erior al iempo re-%erido, lo -%e nos o$li"a a reali'ar monioreo de con*er"encia de las cim$ras( Esas mediciones son omadas y re"isradas de al manera -%e nos m%esra las dos 6limas mediciones de la cim$ra, in&ormaci/n parcial -%e nos permie omar decisiones inmediaas y a predecir el iempo de *ida de la cim$ra con ciero mar"en de error ya -%e el rimo de de&ormaci/n p%ede *ariar( Lo -%e se planea como o$)ei*o el presene ra$a)o es ampliar la %ilidad del mKodo de con*er"encia, con*iriKndola de %na herramiena in&ormai*a de las oc%rrencias momen+neas, en %n mKodo de an+lisis -%e nos permie correlacionar el re"isro cronol/"ico de las *elocidades de de&ormaci/n de la cim$ra con los &acores in&l%yenes ales como0 calidad de roca, condici/n del a"%a s%$err+nea y la sec%encia de minado( Eso nos permiir+ conocer0 el comporamieno pico, iempo de *ida, m+4ima con*er"encia esperada y el iempo en el c%al oc%rrir+ eso, para cada cim$ra en la %$icaci/n en la -%e se
enc%enre y con el accesorio adicional -%e se insal/( As podremos adelanarnos a los s%cesos, omando medidas pre*eni*as para el conrol de las de&ormaciones en cim$ras recienemene insaladas( A s% *e' nos permiir+ conocer el $ene&icio del in*er y la cim$ra inermedia en el iempo de *ida de las cim$ras &rene a las presiones laerales( La &iloso&a del deparameno de Geomec+nica de la mina Rosa%ra es0 “Conocer al enemigo para poder derrotarlo”. En $ase a esa premisa si lo"ramos enender el comporamieno de las cim$ra, podremos opimi'ar sosenimieno de n%esras la$ores( Ac%almene en 8er6 se conoce al"%nos casos de minas -%e am$iKn presenan pro$lemas de deerioro acelerado de s%s cim$ras y no c%enan con in&ormaci/n -%e ay%de a s%perar ese pro$lema, denro de las c%ales es+n0 Mina Orcopampa !M>#AA( En s% ra$a)o Kcnico presenado en el 9o !on"reso nacional de Minera 2 <::9 dice0 “…Todo el ra$a)o de me)oramieno en el rendimieno de los sisemas de sosenimieno de Mina !hipmo, paric%larmene el re&erido al sosenimieno con cim$ras, ha enido %n dise.o inicial y l%e"o %na $ase e4perimenal de pr%e$a y error, no disponiKndose al momeno de %na $ase e/rica -%e s%sene los res%lados o$enidos .” Mina 5AURI!O!;A2 #O!IEDAD MINERA !ORONA #(A( En s% ra$a)o Kcnico presenado en la PP7II !on*enci/n Minera 2 <:: recomienda0 “Se requieren estudios g eomec+nicos m+s inensos para me)orar el %so de cimbras en el sostenimiento.” !omo podemos *er, el pro$lema del rendimieno inadec%ado del sosenimieno con cim$ras es %n pro$lema comparido por di&erene minas per%ana y -%e se e4ender+ a medida -%e la minera per%ana incremene la endencia por los mKodos masi*os de e4ploaci/n s%$err+nea(
OBJETIVOS
Objetivos Generales 2 Enconrar n%e*as alernai*as para prolon"ar la *ida del elemeno de sosenimieno 1cim$ra3 &rene a las presiones ind%cidas( 2 Enconrar %n mKodo de predicci/n de re-%erimienos de re&or'amieno yQo reempla'o de cim$ras para la ela$oraci/n de %n adec%ado planeamieno de preparaciones, desarrollo y e4ploaci/n de la mina( Objetivos Espec!icos 2 Deerminar la meodolo"a de dise.o de sosenimieno con cim$ras -%e m+s se a)%se a la realidad de la mina Rosa%ra( 2 Esa$lecer la medici/n de con*er"encias como mKodo e*al%aci/n y an+lisis del comporamieno de las cim$ras, -%e nos permia predecir el iempo de *ida de las cim$ras y la e&eci*idad de las medidas de conrol omadas, &rene a las de&ormaciones aceleradas de las cim$ras. -Enconrar n%e*as alernai*as -%e nos permian mii"ar el deerioro acelerado de las cim$ras en la mina Rosa%ra, mediane las o$ser*aciones2an+lisis de los daos de campo y las sim%laciones en el pro"rama 8hases 9(:(
J"sti!icaci#n La comple)idad del yacimieno y las condiciones "eomec+nicas cam$ianes, la calidad de roca de mala a m%y mala, presencia de a"%a s%$err+nea, presencia de cim$ras en mas de %n : de las la$ores, permien e*al%ar el comporamieno de las cim$ras mediane la medici/n de con*er"encias $a)o disinos escenarios y con m%cha &acilidad ya -%e las de&ormaciones son e*idenes y percepi$les a simple *isa -%e solo se re-%ieren el %so de e-%ipos simples de mediana precisi/n ales como0 el Disanciomeer y el Tape E4ensomeer 1para casos de mayor precisi/n3( Adem+s nos permie pro$ar di&erenes ipos de cim$ras y accesorios -%e $%scan e4ender el iempo de *ida de las cim$ras(
$ip#tesis % $ip#tesis General #i implemenamos la e*al%aci/n y opimi'aci/n de sosenimienos con cim$ras de acero, enonces conri$%iramos con la se"%ridad del personal o$rero y el c%idado da la mina Rosa%ra( % $ip#tesis Especi!ico #i implemenamos la e*al%aci/n y opimi'aci/n en el sosenimieno con cim$ras en las di&erenes la$ores s%$err+neas, mediane eso conoceremos el comporamieno de la de&ormaci/n d%rane la con*er"encia de las cim$ras y esimar el iempo de *ida de las cim$ras, enonces conri$%iramos con la mina Rosa%ra(
VARIABLES
Las *aria$les a considerar son0 - Variables Independientes:
E*al%aci/n y Opimi'aci/n - Variables Dependientes:
#osenimienos con cim$ras.
&imitaciones del est"dio.
Un conrol de con*er"encias adec%ado es lle*ar el conrol de las mediciones de las cim$ras en por lo menos dimensiones, -%e nos permian enender el comporamieno de las cim$ra &rene a las presiones laerales y *ericales( #in em$ar"o eniendo en c%ena la *elocidad de la e4ploaci/n y la canidad de cim$ras -%e de$en de ser conroladas, 8or lo c%al nos limiamos a omar el re"isro en la mayora de los casos solo en la dimensi/n laeral 1ancho de la cim$ras3, lo -%e limia la e*al%aci/n a las presiones laerales, -%e es la principal ca%sa del deerioro de las cim$ras anes de c%mplir el iempo re-%erido de sosenimieno(
C'(IT)&O II II(2 MAR!O TEORI!O !ON!E8TUAL <(C(2 IM8ORTAN!IA DEL A!ERO Las c%alidades del acero como maerial de sosenimieno lo han lle*ado a despla'ar a la madera en m%chas minas, especialmene en las de car$/n en donde las "aleras se manienen a$ieras hasa C: a.os como "aleras de arrasre y reorno para el aire de *enilaci/n( Las caracersicas $+sicas del acero se p%eden res%mir como si"%e0 C( Es %n maerial m%y homo"Kneo, man%&ac%rado meal6r"icamene, li$re de de&ecos na%rales, por lo -%e se p%eden %sar en el dise.o &acores de se"%ridad m+s $a)os( <( El acero iene m/d%lo de 5o%n" 1E
Silicio: A%mena moderadamene la empla$ilidad( #e %sa como elemeno deso4idane, a%mena la resisencia de los aceros $a)os en car$ono( /"el: 8rod%ce "ran enacidad, permie descender los p%nos cricos, incremena el lmie de elasicidad, desaca en los aceros !r2 Ni, !r2Ni2Mo, %ili'ado en la &a$ricaci/n de aceros ino4ida$les, se enc%enra en %n 2<: en los aceros( Cromo: Elemeno especial m+s %ili'ado en la aleaci/n de aceros, 7ara de :(2:, incremena la d%re'a y la resisencia a la racci/n, me)ora la empla$ilidad, A%mena la resisencia al des"ase, Forma car$%ros m%y d%ros, 8roporciona caracersicas ino4ida$les y re&racarias( -olibdeno0 A%mena la pro&%ndidad de end%recimieno, a%mena la enacidad, a%mena la resisencia a la corrosi/n( 8ara los ademes de acero en las minas, se %sa %n acero com6n de resisencia 2< Ssi y -%e sais&ace la mayora de las especi&icaciones esr%c%rales( Las aleaciones se %ili'an para sais&acer condiciones especiales( La a$la de composici/n -%mica se"6n la norma de acero se m%esra en la a$la <(C( <(<(<(2 Caractersticas -ec0nicas. En el es%dio so$re las caracersicas mec+nicas del acero se ienen -%e considerar la relaci/n es&%er'o2de&ormaci/n, la resisencia, los ipos de r%p%ra, la d%re'a y el dise.o( Relación esfuerzo-deformación. La &i"%ra <(C m%esra %na c%r*a pica de es&%er'o2de&ormaci/n( Esa es la c%r*a com6n en donde el m/d%lo de elasicidad de 5o%n" se oma como E <(C 4 C:9 "Qcm<( La proporci/n lineal conin6a hasa el p%no :(< de de&ormaci/n( Desp%Ks de ese p%no, iene l%"ar %n espacio de &l%encia con de&ormaciones consanes, y la &alla s%cede desp%Ks -%e se ha alcan'ado esos lmies( 1Cemal Biron & Ergin Arioglu3(
La resisencia a la r%p%ra por ensi/n del acero se proporciona en la &/rm%la emprica si"%iene0 :(::: 1::: V ! ::V<(=Mn3 V :Mn V MnQ<::1V<(!3 V C:::8 V :#iX 1#nde2 Es&%er'o a la r%p%ra por ensi/n, #I ! !ar$ono, :(:C Mn Man"aneso, :(:C 8 Fos&oro, :(:C #i #ilicio, :(:C El car$ono es el &acor m+s imporane en la resisencia a la ensi/n denro de los lmies el+sicos del acero y la elon"aci/n en el p%no de r%p%ra( Esas propiedades se m%esran en la &i"%ra <(<( Las propiedades &sicas del acero y s%s %sos, se presena en la a$la <(, el %so de la &/rm%la emprica de c+lc%lo de resisencia a la ensi/n para la mina Rosa%ra se m%esra en la &i"(<(( Tipo de Falla. El acero se &rac%ra ano por la endencia a la
d%cilidad como a la &ra"ilidad( En el caso de la d%cilidad, la de&ormaci/n de r%p%ra es de C:: a <:: *eces la de&ormaci/n de &l%)o 1p%no de &l%encia3( El maerial alcan'a la de&ormaci/n pl+sica( 8or lo "eneral, eso s%cede en aceros con $a)o conenido de car$ono y es
%na caracersica con*eniene para el dise.o( La &alla por &ra"ilidad se presena en aceros con alo conenido de car$ono en donde la de&ormaci/n es $asane pe-%e.a y las s%per&icies de r%p%ra son r%"osas( No e4ise p%no de&inido de cadencia 1&l%encia3( Y&a 3esiliencia, en in"eniera es %na ma"ni%d -%e c%ani&ica la canidad de ener"a, -%e a$sor$e %n maerial al romperse $a)o la acci/n de %n impaco, por %nidad de s%per&icie de ro%ra( La c%ani&icaci/n de la resiliencia de %n maerial se deermina mediane ensayo por el mKodo I'od o el pKnd%lo de !harpy, res%lando %n *alor indicai*o de la &ra"ilidad o la resisencia a los cho-%es del maerial ensayado( Un ele*ado "rado de resiliencia es caracersico de los aceros a%senicos, aceros con alo conenido de a%senia( En aceros al car$ono, los aceros s%a*es 1con menor conenido porcen%al de car$ono3, ienen %na mayor resiliencia -%e los aceros d%ros( En el #isema Inernacional de Unidades se e4presa en )%lios por mero c%adrado 1JQmZ3(Ora %nidad m%y empleada en in"eniera para la resiliencia es el Silo"ramo2&%er'a mero por cenmero c%adrado 1S"&[mQcmZ3, o Silopondio mero por cenmero c%adrado 1Sp[mQcmZ3(
Y1"re4a. La d%re'a es %na propiedad relai*a, se mide se"6n la resisencia a la peneraci/n( De a c%erdo con la ciencia de los maeriales, la d%re'a >rinell se de&ine como el +rea de peneraci/n 1milmeros c%adrados3 de %na $ola es&Krica someida a %na &%er'a o presi/n conocida( #e"6n la &/rm%la emprica0
5k = 6.78$B En donde0 HB = N%mero de >rinell
59 : Resisencia a la r%p%ra por enci/n, en Silo"ramos por milimero c%adrado( 1Cemal Biron & Ergin Arioglu3
Las caracersicas mec+nicas se"6n la norma de acero se m%esran en la a$la <(< y <(9( <(<((2 !aracersicas De Los Elemenos Esr%c%rales Del #osenimieno( Las caracersicas -%e se de$en considerar en los elemenos esr%c%rales de %n sosenimieno o %na &ori&icaci/n son0 el per&il del maerial 1?rea de s% secci/n rans*ersal3, los momenos de las &%er'as, la relaci/n de RanSin y los es&%er'os permisi$les( (er!il del material. La resisencia en %na *i"a es proporcional a s% per&il 1+rea de secci/n rans*ersal3( El peso y el *alor 1!oso3 de la *i"a son am$iKn proporcionales al +rea de la secci/n( El %so de per&iles pesados iene cieras limiaciones en las minas -%e necesian de maeriales li"eros a medianamene pesados( El +rea de la secci/n y el peso de las *i"as Wide &lan"e ” se dan en la a$la <(( Las secciones rans*ersales To%ssain2;ein'mann 1 T%$3 se a$%lan en la a$la <( y se la o$sr*a en la &i"(<( -omentos de inercia ; m#d"los de secci#n . Las a$las <( y <( am$iKn dan *alores para el momeno de inercia I 1en cenmeros ele*ados a la c%ara poencia3 y para m/d%los de secci/n 1en cenmeros c6$icos3( Esos *alores *aran se"6n los e)es 424 y y2y, como se m%esra en la &i"%ra <(, y se %sa en el dise.o( 3elaci#n 3an9in. Esa es la relaci/n enre el es&%er'o de compresi/n y el es&%er'o de &lam$eo 1pandeo3 en %na *i"a de
3 iene %n es&%er'o permisi$le de C:: S"Qcm< y %n es&%er'o -%e ori"ina de&ormaci/n pl+sica de <:: S"Qcm<( El &acor de se"%ridad es <::QC::C(C( 8ara %n acero de calidad s%perior 1resisencia <3 el lmie de &l%encia es de 9::, C( *eces mayor -%e el acero de resisencia ( #i al acero se %ili'a en los pro$lemas de dise.o el es&%er'o permisi$le es0 s& = C( 4 C::
*.7.% '3COS 1E 'CE3O
*.7.+.% Generalidades Ese pico sosenimieno pasi*o o sopore es %ili'ado "eneralmene para el sosenimieno permanene de la$ores de a*ance, en condiciones de masa rocosa inensamene &rac%rada yQo m%y dK$il, -%e le con&ieren calidad mala a m%y mala, someida a condiciones de alos es&%er'os( 8ara lo"rar %n conrol e&eci*o de la esa$ilidad en ales condiciones de erreno, las cim$ras son %ili'adas de$ido a s% e4celene resisencia mec+nica y s%s propiedades de de&ormaci/n, lo c%al conrarresa el cierre de la e4ca*aci/n y e*ia s% r%p%ra prema%ra( La *ena)a es -%e ese sisema conin6a proporcionando sopore desp%Ks -%e hayan oc%rrido de&ormaciones imporanes( Las cim$ras son consr%idas con per&iles de acero, se"6n los re-%erimienos de la &orma de la secci/n de la e4ca*aci/n, es decir, en &orma de $a6l, herrad%ra o incl%so circ%lares, siendo recomenda$le -%e Ksos sean de alma llena( ;ay dos ipos de cim$ras, las denominadas r"idas y las desli'anes o &l%yenes( Las primeras %san com6nmene per&iles como la W, ;, e I, con&ormadas por dos o res se"menos -%e son %nidos por plainas y pernos con %erca( Las se"%ndas %san per&iles como las 7 y U, con&ormadas %s%almene por dos o res se"menos -%e se desli'an enre s, s%)eados y a)%sados con %niones de ornillo( En la mina Rosa%ra se %ili'an los dos ipos de cim$ra siendo la m+s %ili'ada d%rane el a.o <:: hasa la &echa las cim$ras desli'anes de per&il ome"a por las ra'ones -%e se *er+n m+s adelane(
Las cim$ras WC per&iles Wide &lan"e 1pan ancho3 o per&il W\ de 4 y C l$Qpie, espaciadas de :( a C m, las mismas -%e corresponden a cim$ras li"eras para e4ca*aciones de m de a$iero( En caso de alas presiones del erreno, esas cim$ras podran consr%irse a secci/n complea, colocando %na solera 1in*er3 cenre las paas 1#e"6n las condiciones del erreno3( En los casos -%e las cim$ras indicadas no &%eran s%&icienes, por las alas presiones de la roca, p%eden %ili'arse cim$ras medianas como las del ipo 9W<:( Las cim$ras 9W<: am$iKn son com6nmene %ili'adas para e4ca*aciones con a$ieros de hasa m( 8ara -%e el sisema de sopore p%eda ac%ar de$idamene, es necesario considerar al"%nos aspecos imporanes en s% insalaci/n( (rocedimiento de instalaci#n 2 La &iloso&a del sosenimieno por la condiciones "eomec+nicas de la masa rocosa en la mina Rosa%ra es0 mero a*an'ado, mero sosenido( Es pre&eri$le -%e el sopore se insalelo anes posi$le, p%es c%al-%ier reraso se rad%ce en a%menos de la presi/n so$re el echo( 2 8ara iniciar la colocaci/n de %na cim$ra, se de$e proceder a ase"%rar el echo, lo c%al se podr+ reali'ar mediane la colocaci/n de +n"%los o marcha*anes de ser necesario( 2 Todas las cim$ras de$en esar correcamene apoyadas al piso mediane las plainas de $ase de$idamene %$icadas a %na pro&%ndidad de <: cm, 1se de$e ca*ar pre*iamene con el echo( proe"ido3 y correcamene s%)eas a la cim$ra inmediaa anerior con disanciadores de acero 1 %nid(3, de$iKndose manener s% *ericalidad( De ser necesario se de$e ase"%rar la cim$ra ancl+ndola con c+ncamos a las paredes( o #e ase"%rar+ el echo ena$lando el espacio enre las < 6limas cim$ras insaladas( Ese ena$lado se inicia a C( meros del ni*el del s%elo hasa c%$rir oda la corona de la e4ca*aci/n( El ena$lado de$e esar apoyado por la s%per&icie e4erna de la cim$ra( 2 El $lo-%eo de la cim$ra conra las paredes rocosas es esencial para -%e p%eda ha$er %na rans&erencia %ni&orme de las car"as rocosas so$re las cim$ras( #i no se reali'a %n $%en $lo-%eo las cim$ras no ser+n e&eci*as( 8or lo ano es imporane reali'arlo correcamene( 2 Es m%y imporane -%e la insalaci/n sea cim$ra por cim$ra y no *arias cim$ras a la *e', es decir, complear la insalaci/n de %na cim$ra para comen'ar con la si"%iene0
Control de calidad 8ara -%e ese ipo de sosenimieno &%ncione $ien, de$en c%mplirse las si"%ienes condiciones0 2 Las cim$ras de$en esar compleamene *ericales, acep+ndose %na inclinaci/n m+4ima de VQ2 ] con respeco a la *erical( 2 Las cim$ras se de$en insalar de manera perpendic%lar al e)e de la la$or( 2 Todos los iranes o disanciadores de$en esar colocados, ya -%e de eso depende -%e el con)%no de cim$ras resisa adec%adamene( 2 Esrecho o apreado conaco enre el conorno de la e4ca*aci/n y la cim$ra la c%al de$e disri$%ir la presi/n en odo s% permero, a &in de desarrollar empranamene s% capacidad de sosenimieno, anes de -%e las presiones se ac%m%len p%n%almene y de&ormen las cim$ras anes de -%e esa haya soporado en oda s% capacidad( 2 La s%per*isi/n de la mina no apro$ar+ nin"%na cim$ra -%e esK mal cimenada, no conser*e s% *ericalidad ni s% alineamieno^ asimismo, si Ksas no se enc%enran correcamene opeadas a la s%per&icie de la roca( 1ise>o de arcos rgidos 8ara poder sa$er c%ano de car"a de$er+ soporar las cim$ras primero de$emos calc%lar la presi/n de la roca circ%ndane a la e4ca*aci/n( Adem+s se -%iere deerminar el espaciamieno adec%ado para cada ipo de cim$ra( Los dise.os se orienaron a deerminar el ipo cim$ra -%e se %sar+ se"6n la 'oni&icaci/n "eomec+nica reali'ada en la mina Rosa%ra, denro del c%al enemos0 C( Hona A <( Hona > ( Hona ! La meodolo"a de c+lc%lo ac%almene %sada la de Ter4ag?i <+@8A= para el c+lc%lo de la presi/n *erical del erreno y la &orm%la de (rotodia9onov para el c+lc%lo de las presiones laerales, por considerarse -%e me)or se adec%a a las condiciones del erreno( #in em$ar"o en la presene esis se es+ %ili'ando meodolo"a de !emal >iron 1C=3, lo c%al nos permiir+ comparar c%al mKodo de dise.o se apro4ima m+s a n%esra realidad(
1ISEO +0 Meodolo"a de Ter'a"hi 1C=93 Ter'a"hi 1C=93 &orm%l/ el primer mKodo racional de e*al%ar las car"as -%e aplica la roca so$re las cerchas( >as+ndose en s% e4periencia en 6neles &errocarrileros de NoreamKrica( !a$e resalar -%e s% aplicaci/n se limia a esimar la car"a so$re las cerchas de acero en 6neles y no es aplica$le en los mKodos modernos de %nelera con aplicaci/n de concreo lan'ado 1#hocree3 y pernos de roca( Ter'a"hi maniene -%e desde %n p%no de *isa in"enieril, p%ede ser m%cho m+s imporane %n conocimieno del ipo y &rec%encia de los de&ecos de la roca -%e del ipo de roca -%e *a a aparecer en la o$ra( En esa clasi&icaci/n se di*iden los maci'os rocosos en = ipos se"6n el "rado de &rac%raci/n de la roca Ta$la <(<( #e de$e ener en c%ena la disposici/n de la esrai&icaci/n respeco al 6nel desde el p%no de *isa de desprendimienos( As se iene0 2Estrati!icaci#n Vertical, en "eneral el echo ser+ esa$le, e4isiendo ries"o de cada de $lo-%es en %na al%ra de :(< > 1> es la anch%ra del 6nel3( Estrati!icaci#n ?ori4ontal, pero de "ran poencia, con pocas )%nas, el 6nel es esa$le( Estrati!icaci#n ?ori4ontal, de pe-%e.a poencia o con m%chas )%nas, ya no e4ise esa$ilidad, desarroll+ndose ro%ras en el echo, &orm+ndose %n arco so$re el 6nel, con %na anch%ra i"%al a la del 6nel y %na al%ra i"%al a la miad de la anch%ra( Esa inesa$ilidad prose"%ir+ s% c%rso hasa -%e se deen"a por medio de %n sosenimieno( La disri$%ci/n de las car"as para el dimensionamieno del sosenimieno se hace s%poniendo0 8resi/n %ni&orme *erical so$re la $/*eda, de *alor0 8* ;p( _ 8resi/n %ni&orme hori'onal so$re las paredes, de *alor0 8h :( 8*
Deerminaci/n De La !ar"a De Roca
#e deerminar+ la car"a -%e de$en soporar las cim$ras para cada 'ona "eomec+nica anes de&inida( #e calc%la por0 8* ;p 4 8e 8e 8eso Espec&ico 1on Qm3 ;p Al%ra de car"a 1m3 Hona A0 1#iendo > y ;, el ancho y la al%ra de la la$or respeci*amene3 ;p :(< 4 (< :( m 8e <, TonQm 8* :( 4 <( < TnQm< 8h :( 4 < :(9 TnQm< 8 9 on Hona >0 ;p :( 4 1(< V (<3 <(< m 8e <, TonQm 8* <(< 4 <( (9 TnQm< 8h :( 4 (9 C(9 TnQm< 8 C9( on Hona !0 ;p C(C 4 1(< V (<3 (: m 8e <( TonQm 8* (: 4 <( C(9 TnQm< 8h :( 4 :(= (< TnQm< 8 <( on
DI#E`O <0 Meodolo"a de 8roodyaSono* 1C=93
M%y %sada en los pases del ese de E%ropa, en los -%e se %ili'a para el dimensionamieno del sosenimieno de 6neles( F%e acepada en Francia en C=9 )%no con la clasi&icaci/n de Deere( 8roodyaSono* clasi&ica los errenos asi"n+ndoles %n &acor & llamado coe&iciene de resisencia, a parir del c%al y de las dimensiones del 6nel, de&inen las car"as de c+lc%lo para dimensionar el sosenimieno( Ta$la del coe&iciene de resisencia de 8roodyaSono*(
8roodyaSono* deermina el *alor de & en &%nci/n de la resisencia a la compresi/n simple, el +n"%lo de &ricci/n inerna y la cohesi/n( 8ARA RO!A#0 & cQC: 8ARA #UELO#0 & " V !Qc Donde: σc = esistencia com!resi"n sim!le #$!a% = Angulo de ro'amiento interno C = Co(esi"n a largo !la'o #$!a%.
La disri$%ci/n de car"as so$re el 6nel para el dimensionamieno del sosenimieno se hace s%poniendo0 8resi/n %ni&orme *erical so$re la $/*eda 8* _(h 8resi/n %ni&orme laeral( 8h _( 1h V :((m3 "< 1]V Q<3 Donde: b = Anc(ura de la labor m = Altura del t)nel * = Coe*iciente de resistencia + = ,eso es!eci*ico de la roca = Angulo de ro'amiento interno B = b - m.tg #/0 1 2% ( = B2*
DI#E`O 0 Meodolo"a de !emal >iron 1C=3 A di&erencia del mKodo de Ter'a"hi y 8roodyaSono*, esa meodolo"a es m%cho m+s analica y deallada -%e oma en consideraci/n el per&il de la *i"a y s% resisencia( 8ara el c+lc%lo de la car"a -%e de$e soporar la cim$ra %sa la &orm%laci/n de E*erlin"( An+lisis de es&%er'os para %n arco r"ido( M%chos arcos r"idos p%eden simpli&icarse d+ndoles &orma semicirc%lar, arri$a de ciera disancia *erical( #e s%pone -%e las
pares de cone4i/n son m%y r"idas y se m%esran como conin%as en la &i"%ra <(( El an+lisis es+ico se da en la &i"%ra <(= 1a3 y 1$3(
'plicaci#n en 3osa"ra. 8ondremos el per&il 1I apropiado para %n arco r"ido de %n 6nel, c%ya +rea de secci/n es de =(< m <, espaciado a iner*alos de C m, $a)o condiciones picas del yacimieno Rosa%ra #3 = :(, C,C( _ <(, <(<, <( onQm 3(
ona “'”2 4 !laro del 6nel (< m( r = C( m( (5 C(m(
a = C(: m 1espaciamieno de los arcos3(
b :( 1roca re"%lar3( _ <( onQm - bL_a car"a %ni&orme en el echo( :( 4 (< m 4 <( onQm 4 C(:m (:onQm <(((2 !im$ras !edenes a3 Descripci/n de los arcos cedenes Componentes ; calidades Los arcos cedenes se componen de dos o res secciones( 8ara los arcos de < secciones, am$as miades desli'an %no respeco a la ora( En el caso de secciones, la secci/n s%perior se desli'a enre los elemenos laerales( Apro4imadamene cada C das, los elemenos ensores se a&lo)an y los arcos se desli'an y con*er"en^ de esa manera, los es&%er'os se aminoran en ellos y se eliminan las de&ormaciones( 8ara el ran"o de los ama.os de las e4ca*aciones de la mina Rosa%ra, las cim$ras desli'anes com6nmene %ili'adas son0
Las cim$ras T;N2
Pr!edi"ient de instala!i#n$ El procedimieno y las consideraciones de se"%ridad para la insalaci/n de las cim$ras desli'anes son m%y similares a las indicadas para las cim$ras r"idas( o La di&erencia radica -%e esas cim$ras %saran a$ra'aderas y pernos -%e %nir+n a las pares adyacenes raslapadas, y no solo ser+ s%&iciene pernos y %ercas como en el caso de las cim$ras r"idas( o
Control de calidad Los par+meros -%e se de$en ener en c%ena para la per&eca colocaci/n de %n c%adro son los si"%ienes0 2 Las de$en esar compleamene *ericales,acep+ndose %na inclinaci/n m+4ima de VQ2 ] con respeco a la *erical( 2 Las cim$ras se de$en insalar de manera perpendic%lar al e)e de la la$or( 2 #i los per&iles s%p%esos son paralelos, el desli'amieno -%e dase"%rado, y las dimensiones del c%adro colocado ser+n las correcas( 8or el conrario si los per&iles s%perp%esos no son paralelos, p%ede s%ceder -%e le c%adro a$ra la $oca hacia &%era o hacia adenro( En el primer caso la disancia enre los pies del c%adro es menor, en el se"%ndo caso, la disancia enre los pies del c%adro es mayor( 2 #olape adec%ado en las %niones( 2 En c%ano a la lon"i%d del solape, hay -%e ener en c%ena, -%e si es la correca, los c%adros endr+n dimensiones pre*isas( #i la s%perposici/n es menor de la de$ida, la disancia enre los pies ser+ menor -%e la pre*isa, si la s%perposici/n es mayor -%e la pre*isa, la disancia enre los pies ser+ mayor( 2 Apriee adec%ado en las "rapas de %ni/n( 2 !olocado el c%adro con las dimensiones correcas, es necesario aornillar &%eremene las "rapas(
<((2 DEFINI!I@N O8ERA!IONEL DE TRMINO# (E3DI& 1E& 'CE3O0 Forma o &i"%ra del core en secci/n rans*ersal de %na *i"a de acero( Enre las %sadas en la mina Rosa%ra enemos el per&il ; y ome"a( -'3C$'V'TES0 8%eden ser a$las o rieles de meros de lon"i%d, con %n e4remo en p%na, -%e sir*e para conrolar los derr%m$es del echo de %na la$or en a*ance, se %sa anes de colocar el sosenimieno( IVE3T0 #olera in*erida -%e sir*e a%menar la resisencia de las cim$ras &rene a las presiones laerales( C'C'-OS0 Esacas de &ierro, acero o madera, denro de %n aladro de < pies -%e se anclan con la &inalidad de ser*ir de p%no de ancla)e, apoyo o s%)eci/n(
ECOSTI&&'1O 1E -'1E3'0 Ena$lado de la pare laeral de %na cim$ra con la &inalidad de conrolar el desplome de la roca de las paredes de %na la$or TI3'TES O 1IST'CI'1O3ES0 Fierro corr%"ados de di+mero , de Cm de lon"i%d -%e sir*e para disanciar de manera homo"Knea y %nir %na a %na las cim$ras adyacenes( TO(E'1O 1E CI-B3'S0 Es el rellenado del espacio enre el ena$lado de las cim$ras y las paredes de la e4ca*aci/n( De al manera -%e -%ede lleno y apreado( COVE3GECI'0 Tendencia de %na e4ca*aci/n a cerrarse por e&eco de las presiones circ%ndane a la la$or(
C'(IT)&O III
III.% 'TECE1ETES 1E &' -I' 3OS')3' (C(2 LO!ALIHA!I@N El 5acimieno Mineral de Rosa%ra es+ %$icado en el disrio mealo"enKico de !asapalca y "eo"r+&icamene esa en los para)es de la -%e$rada #ana Rosa y -%e$rada 5a%liyac%, disrio de !hicla, pro*incia de ;%arochiri, deparameno de Lima, alrededor de las si"%ienes coordenadas UTM0 9<= E^ :9 N( El acceso se reali'a de Lima a Rosa%ra por la carreera cenral recorriendo %na disancia de CC: Sil/meros(
(<(2 ;I#TORIA DEL 5A!IMIENTO Una $re*e hisoria del yacimieno inicia en C=: c%ando &%e re-%erido el re"isro de la concesi/n minera de la Mina Rosa%ra( De C=9 hasa J%lio de C= &%eran e4radas aresanalmene <<: de mineral( En la dKcada del cinc%ena la !IA(!erro de 8asco !orporaion reali'/ ra$a)os e4ploraorios sisem+icos en c%aro ni*eles( El primer ni*el a$iero &%e el ni*el : 1<<m3( Ese ni*el &%e desarrollado en mineral y s%&ri/ di*ersas parali'aciones de$ido a "ran di&ic%lad para el sosenimieno de la "alera ca%sada por el car+cer e4remamene &ria$le del mineral( Eso lle*/ a -%e los cosos de aper%ra y manenimieno de la "alera &%eran m%y alos( M+s arde &%eron a$ieros el Ni*el : 1<:m3 y los ni*eles C: 1C=:m3 y C: 1Cm3( Esos ni*eles &%eron a$ieros pare en desmone y pare en mineral $%scando siempre me)ores condiciones "eomec+nicas para hacer el desarrollo( El mineral era accesado por pe-%e.os cr%ceros( Esos ra$a)os &%eron parali'ados en mayo de C= de$ido a los $a)os precios de los meales y a los alos cosos de aper%ra de las "aleras( En C= &%e presenado el plan para ra$a)ar la pare s%perior del dep/sio como a)o a$iero( Ese minado empe'/ en diciem$re de C= y se prolon"/ hasa a$ril de C=( #% parali'aci/n &%e moi*ada por pro$lemas de esa$ilidad en el al%d noroese del a)o y de$ido a las $a)as leyes del mineral -%e esa$a siendo prod%cido en ese periodo( En C== &%eron reomados los ra$a)os de e4ploraci/n siendo desarrollado el Ni*el :=: y reali'ado per&oraci/n diamanina en s%per&icie y en ese ni*el( En C== %na n%e*a campa.a de e4ploraci/n &%e reali'ada, inici+ndose esa *e' en el Ni*el C:, complemenado con aladros diamaninos( En el lapso C=== a <::: &%eron reomados los ra$a)os de e4ploraci/n, reali'+ndose compilaci/n de los daos ani"%os, n%e*os mapeos "eol/"icos en s%per&icie, m%esreo de las esr%c%ras, le*anamienos opo"r+&icos m+s precisos y campa.a de aladros diamaninos a parir del ni*el :=:( Ese ra$a)o &%e reali'ado por 8er%$ar #(A( El a.o <::: se reali'o la e*al%aci/n econ/mica del yacimieno y se inicio la e4ploaci/n del yacimieno mineral de Rosa%ra(
C'(IT)&O IV
IV.% GEO&OG' (C GEOLOGBA LO!AL (C(C Esrai"ra&a La sec%encia lioesrai"r+&ica -%e a&lora en el disrio mineral de !asapalca, esa !omprendido desde el !re+ceo hasa el !%aernario( La col%mna "enerali'ada es0 Fi"((C0 #ec%encia Lioesai"r+&ica Mina Rosa%ra
a3 Terciario Formaci/n !asapalca !onsi%ye la &ormaci/n m+s ani"%a y no a&lora en el +rea de la mina, s% presencia es re"ional y comprende %na serie de rocas sedimenarias de am$iene coninenal( Esa &ormaci/n ha sido di*idida en dos miem$ros( Capas 3ojas0 Ese miem$ro se caraceri'a por inercalaciones de l%ias y areniscas calc+reas, presenando el con)%no coloraciones ro)i'as de$ido a &inas diseminaciones de hemaia( Las areniscas son de "rano &ino a "r%eso y com6nmene presenan %na dK$il esrai&icaci/n( No han sido de&inido s% relaci/n con la Fm( !elendn, ni &/siles denro de las capas ro)as -%e ha"an posi$le la asi"naci/n de
%na edad precisa^ sin em$ar"o por s% correlaci/n esrai"r+&ica se le ha asi"nado %na edad -%e p%ede esar enre &ines del !re+ceo y comien'os del Terciario 1T(#( #'eSely C=93( Conglomerado Carmen0 #o$reyaciendo a las capas ro)as se enc%enra %na serie de pa-%ees de con"lomerado y cali'as inercaladas con capas de areniscas y l%ias de %na poencia -%e *aria de : a <:: m denominado miem$ro !armen( Los con"lomerados -%e am$iKn se presenan en lenes, es+n comp%esos de "%i)arros y rodados de c%arcias y cali'as con %na mari' areno2arcillosa y cemeno calc+reo( Dormaci#n Carlos Drancisco #o$re las rocas sedimenarias se enc%enra %na poene serie de rocas *olc+nicas a las -%e se ha denominado &ormaci/n !arlos Francisco( Esa &ormaci/n ha sido di*idida en res miem$ros0 7olc+nicos Ta$lachaca0 #o$re yaciendo al miem$ro !armen y separado de Kse, por l%ias de poencia *aria$le, se enc%enra %na s%cesi/n de rocas *olc+nicas consi%idas por %&os, $rechas, con"lomerados, a"lomerados y rocas por&iricas e&%si*as -%e &orman el miem$ro Ta$lachaca( 7olc+nicos !arlos Francisco0 #o$re el miem$ro Ta$lachaca se enc%enra el *olc+nico !arlos Francisco con&ormado por &l%)os andesicos masi*os y &ra"menados 1$recha3( Las capas de $recha consisen de &ra"menos por&iricos an"%lares, "eneralmene *erdosos, incl%idos en %na mari' de roca por&irica ro)i'a( Inercaladas con las $rechas es+n las andesias por&iricas -%e *aran de "ris osc%ro a *erde( Los &enocrisales de &eldespaos son conspic%os y alerados a cloria y calcia( T%&os 5a%liyac%0 Los %&os 5a%liyac% so$reyacen a los *olc+nicos !arlos Francisco concordanemene( Ese miem$ro consise de %&os ro)i'os de "rano &ino( A&lora en el +rea de la mina Rosa%ra, y consise de %na sec%encia de rocas *olc+nicas consi%ida por %nidades de %&os andesicos ro)os y *erdosos inercalados con i"nim$rias y $rechas piro cl+sicas( Los %&os ro)os ienen %na poencia de C:m, mienras -%e s% $ase no es conocida( Las i"nim$rias se presenan mayormene con color "ris y a'%lado( 8resenan capas de (:m de espesor( Las $rechas piro cl+sicas es+n &ormadas por &ra"menos an"%losos a s%$ redondeados con %na mari' ro)i'a( El ama.o de los &ra"menos lle"a hasa :(Cm(
Formaci/n >ella*isa Es+ &ormaci/n consise de capas del"adas de cali'as de color "ris con al"%nas inercalaciones de cali'as "ris osc%ra con n/d%los de slice, %&os de "rano &ino y l%ias ro)i'as( A&lora en el +rea de la mina Rosa%ra, esa consi%ida por inercalaciones de calc+reos sedimenarios y &+cies *olc+nicas( Las cali'as son &ormadas por esraos masi*os de color "ris claro, con n/d%los de cher( La poencia p%ede alcan'ar hasa C(: m am$iKn p%ede oc%rrir cali'as laminadas, de color "ris claro, con conenido de slice( En pare son dele'na$les y de&ormadas( Es &rec%ene am$iKn la o$ser*aci/n de cali'as porosas y $rechadas con anchos de :(m a C(:m respeci*amene( Las rocas silceas -%e oc%rren en esa &ormaci/n es+n con&ormadas por areniscas de "rano &ino, con alo conenido de c%ar'o y hemaia, con C(: m de poencia, p%eden oc%rrir am$iKn inercalaciones de areniscas de "rano &ino, de color *erde osc%ro, con :(: m de "rosor y con"lomerados "rises hasa <(: m de espesor( Los silsones son raros y p%eden presenar capas de :(:m de color ro)o y *erdoso( Las inercalaciones *olc+nicas de la Formaci/n >ella*isa son consi%das por %&os ro)i'os y *erdosos, con :(:m a C:(:m de ancho, andesias de color *erde osc%ro, con C(:m a C(:m de ancho y dacias mayormene micro crisalina en capas de :(m a C:(:m( Formaci/n Ro >lanco #o$re la &ormaci/n >ella*isa so$reyace %na poene serie de *olc+nicos $ien esrai&icados -%e consisen de %&os de lapilli de color ro)i'o con inercalaciones de $rechas y riolias( Al"%nas capas de cali'as oc%rren en la pare in&erior de la &ormaci/n( En el +rea a&loran hacia el s%doese, pero s% mayor e4posici/n se enc%enra en !hicla y Ro >lanco a C< m al s%roese de !asapalca( A&lora en el area de la mina Rosa%ra, esa so$reyaciene a las rocas calc+reas y *olc+nicas de la Formaci/n >ella*isa y esa consi%ida por %&os lapillis, en capas claras de C(:m a <:(:m de poencia( En esa &ormaci/n oc%rren res capas de dacias con (:m, 9(:m y <(:m de poencia, con conaco *reo en la $ase( Tam$iKn areniscas y con"lomerados de C(:m a 9(:m de "rosor, %&os ro)os y *erdosos de (:m de poencia y &inalmene andesias con &enocrisales de pla"ioclasa, an&$oles y principalmene epidoa( El lmie s%perior de esa &ormaci/n no ha sido che-%eado pero la poencia apro4( es de ::(:m( #e presenan am$iKn del"ados di-%es andesicos de
car+cer +cido a dacico( Al"%nos es+n de&ormados( Las rocas e4p%esas con&orman %na sec%encia 7%lcanosedimenaria -%e esa ple"ada( En la pare nore e4ise %n pe-%e.o socS inr%si*o de composici/n diorica -%e esa relacionado con %n "ran inr%si*o de composici/n "ranodiorica( Un sisema de &rac%ras principales con r%m$o N9:2:W y $%'amieno de alo "rado ano para NE como para #W son las esr%c%ras m+s imporanes( A ese sisema perenecen las &allas Rosa%ra, el #pli Rosa%ra y las *eas Linda%ra, Marhia, ay y #ano Domin"o( Las *eas GKnesis, Talia, Adela y !armen corresponden a %n sisema con)%"ado con r%m$o N:2:E, con $%'amieno de 9:2:NW y con caracersicas similares al sisema de *eas de la Mina 5a%liyac% y Mina !asapalca( a= C"aternario El c%aernario es+ represenado en la re"i/n por %na serie de dep/sios "laciares y conos de escom$ros de &ormaci/n reciene( 8leisoceno0 De$a)o de los dep/sios "laciares recienes e4isen poenes series de morrenas erminales a ele*aciones apro4imadas de ,:: a ,:: msnm( No han sido enconrados si"nos de "laciaci/n de$a)o de esas ele*aciones en el *alle del Rmac^ sin em$ar"o en oros *alles, dep/sios "laciares &%eron enconrados en ele*aciones de =:: msnm( 1;(E( McSinsry y J(A( No$le, C=<3( Reciene0 !onsise de maeriales in consolidados comp%esos por clasos an"%losos de di*ersos ama.os, -%e &orman conos y al%des( 2 Inr%si*os En el disrio a&loran *arios c%erpos inr%si*os -%e son de composici/n inermedia, -%micamene similares con alo conenido de soda, a%n-%e *aran en la e4%ra y aleraci/n( 2 8le"amieno 5 Frac%ramieno Las %nidades esrai"r+&icas en el disrio es+n ple"adas, eniendo s%s e)es %n r%m$o "eneral de N <:] W(
C'(IT)&O V V.% GEO-ECFIC' (C(2 A#8E!TO# LITOL@GI!O# El c%erpo minerali'ado de Rosa%ra se enc%enra empla'ado denro de %na $recha de &alla ec/nica( Esa $recha ena %n espesor -%e *aria$a enre < a : meros en los ni*eles s%periores 1N*( ==:3 e incremen+ndose hasa : meros apro4imadamene en los ni*eles in&eriores, prod%co de %na "ran &alla re"ional( La roca enca)onare es %n derrame l+*ico de ori"en andesico, inercaladas con lenes calc+reos de cali'as mar"osas( 8or indicios de campo, se p%ede a&irmar -%e la minerali'aci/n se inrod%)o por la ca)a piso de la $recha, reempla'+ndola con %na poencia de <: meros de promedio, espesor -%e comen'/ a crecer a parir del ni*el =: hasa apro4imadamene : meros( 8or le*anamienos ec/nicos re"ionales, la &alla enro en reaci*aci/n de&ormando y alerando el c%erpo minerali'ado d+ndole %na &orma irre"%lar con poencias *aria$les( #e aprecia -%e en el conaco de la $recha de &alla y la roca ca)a echo 1donde se desarrollan los accesos y rampa3, la aleraci/n es m%y &%ere lle"ando a red%cir considera$lemene s% calidad hasa los C primeros meros de conaco( La $recha de &alla -%e se enc%enra enre el ope de la roca ca)a echo y la minerali'aci/n, iene propiedades e4pansi*as, en ese ramo se re"isran las mayores de&ormaciones por presiones laerales( Esas de&ormaciones se dan en los Dra 8oin -%e oda*a no se e4ploan, por lo ano se endr+ -%e conrolar esas de&ormaciones por medio de descar"%e de los hasales( En la 'ona minerali'ada, la mayor de&ormaci/n se da por presiones *ericales, prod%co de la car"a m%era -%e se prod%ce por el mKodo de minado( Esa de&ormaci/n reciKn se da c%ando se empie'a con la e4ploaci/n, por lo -%e re-%iere %na adec%ada *elocidad de minado( No se aprecia m%cha aleraci/n en la ca)a piso y ampoco se o$ser*a %na 'ona pani'ada en el conaco, por lo -%e pres%me -%e la inr%si/n del mineral se dio por la ca)a piso(
(<(2 !LA#IFI!A!I@N DE LA MA#A RO!O#A 8ara clasi&icar "eomec+nicamene a la masa rocosa se %ili'/ la in&ormaci/n desarrollada precedenemene, aplicando los crierios de clasi&icaci/n "eomec+nica de >ieniasSi 1RMR 7aloraci/n del Maci'o Rocoso C==3, >aron y !ola$oradores 1#isema C=3 y Marinos f ;oeS 1G#I Geolo"ical #ren"h Inde4 <::<3( Los *alores de resisencia compresi*a de la roca inaca, &%eron o$enidos con&orme a los procedimienos se.alados mas adelane( Los *alores del ndice de calidad de la roca 1RD3 &%eron deerminados mediane el re"isro lineal de disconin%idades, %ili'ando la relaci/n prop%esa por 8ries f ;%dson 1C=93, eniendo como par+mero de enrada principal la &rec%encia de &rac%ramieno por mero lineal( RE#I#TEN!IA DE LA RO!A Resisencia De La Roca Inaca Uno de los par+meros m+s imporanes del comporamieno mec+nico de la masa rocosa, es la resisencia compresi*a no con&inada de la roca inaca 1c3( D%rane los ra$a)os de campo, como pare del mapeo "eoKcnico, se inen/ reali'ar ensayos de d%re'a con el Marillo #chmid para esimar la resisencia compresi*a de la roca inaca, sin lo"rarse resp%esa de la roca a la medici/n de esa propiedad, de$ido a s% inenso "rado de &rac%ramieno y de$iliamieno( #e inen/ am$iKn e4raer m%esras para ensayos de la$oraorio, pero por las mismas ra'ones, no &%e posi$le o$ener m%esras adec%adas^ solo se o$%*ieron m%esras de la ca)a piso inmediaa y de la ca)a echo ale)ada, pero en condiciones -%e represenan el ran"o s%perior, por lo -%e no necesariamene son represenai*as de las condiciones promedio( Lo -%e &inalmene se hi'o, es esimar la resisencia compresi*a con el mKodo del marillo de "e/lo"o de ac%erdo a las normas s%"eridas por I#RM(
Resisencia De Las Disconin%idades Desde el p%no de *isa de la esa$ilidad esr%c%ralmene conrolada, es imporane conocer las caracersicas de resisencia al core de las disconin%idades, p%eso -%e esas consi%yen s%per&icies de de$ilidad de la masa rocosa y por ano planos poenciales de &alla( La resisencia al core en ese caso es+ re"ida por los par+meros de &ricci/n y cohesi/n de los crierios de &alla Mohr2!o%lom$( 8or los di&erenes aspecos se.alados aneriormene 1Honi&icaci/n "eomec+nica3, la esa$ilidad esr%c%ralmene conrolada pasa a se"%ndo plano, siendo de mayor imporancia la resisencia de la roca inaca y de la masa rocosa( 8ara el caso de los al%des del +rea de s%$sidencia, los par+meros de Mohr !o%lom$ ser+n esimados a parir del reroan+lisis 1$acS an+lisis3 -%e se lle*ar+ a ca$o m+s adelane( Resisencia de la masa rocosa Las propiedades de resisencia de la masa rocosa, re&eridas a la compresi/n, racci/n, par+meros de core y consanes el+sicas, &%eron esimadas %ili'ando el crierio de &alla de ;oeS f >ron 1;oeS e(al(, C==<3 y 1;oeS e(al(, <::< 8ro"rama RocLa$3( !ONDI!IONE# E#8E!IALE# DE LA MA#A RO!O#A Esas condiciones es+n re&eridas a las caracersicas de e4pansi/n 1sellin" rocS3 en presencia de a"%a y a las caracersicas de ala de&orma$ilidad 1s-%ee'in" rocS3 de la masa rocosa del yacimieno Rosa%ra( 3ocas Epansivas2 En J%lio del a.o <::, se reali'aron pr%e$as de hinchamieno en m%esras rocosas de mineral y ca)as de la *ea &alla Rosa%ra( Los res%lados de esas pr%e$as indicaron -%e el mineral 1m%esra M2C3 presen/ *alores de :( y C 8a, respeci*amene para la e4pansi/n li$re y para la presi/n de conrol de la e4pansi/n, lo c%al indica -%e ese maerial iene caracersicas de $a)o hinchamieno( El desmone de ca)a, presen/ *alores de ( y = 8a, respeci*amene para la e4pansi/n li$re y para la presi/n de
conrol de la e4pansi/n, lo c%al indica -%e ese maerial iene caracersicas de moderado hinchamieno( 8or oro lado, los an+lisis por di&racomera de rayos P lle*ados a ca$o am$iKn en a-%ella &echa, indicaron la presencia de monmorrillonia 1 en el mineral y en el desmone3, maerial picamene e4pansi*o( Tam$iKn indicaron la presencia de clinocloro 1<< en el mineral y en el desmone3, -%e son arcillas de capas mi4as correspondienes al "r%po de las clorias y p%eden rans&ormarse a monmorrillonia por hidr/lisis y acci/n del +cido s%l&6rico na%ral, &ormado por la hidr/lisis de los s%l&%ros y reacci/n con los car$onaos de calcio( 8or oro lado, los an+lisis de las m%esras de a"%a indicaron p;s ne%ros, sin em$ar"o, la presencia de canidad de s%l&aos 1$a)a en el N*( C=:, ala en el N*( C: y moderada en el N*( :=:3, podra indicar la presencia de +cido s%l&6rico na%ral, a%n-%e m%y dil%ido pero s%&iciene para ca%sar la rans&ormaci/n del clinocloro a monmorrillonia( El a"%a m%esreada ya ha$ra sido ne%rali'ada por los car$onaos( !onsiderando esos aspecos mineral/"icos y -%micos, se p%ede concl%ir -%e el erreno de Rosa%ra y principalmene las ca)as, iene caracersicas e4pansi*as 1sellin" rocS3 y el hinchamieno de los mismos es+ in&l%yendo en pare so$re la ala de&ormaci/n del erreno y de las cim$ras( 3ocas 1e 'lta 1e!ormabilidad2 Las rocas de ala de&orma$ilidad o conocidas am$iKn como s-%ee'in" rocS, son a-%ellas rocas circ%ndanes a las e4ca*aciones -%e m%esran de&ormaciones en &%nci/n del iempo^ a-%, los es&%er'os han e4cedido la resisencia de la masa rocosa o el lmie de &l%encia, oc%rriendo enonces -%e esa se de&orme pl+sicamene( Ese hecho e4plica la ala de&orma$ilidad de la masa rocosa de Rosa%ra( Ac%almene, no hay Kcnicas de dise.o c%aniai*o para raar los pro$lemas de e4pansi/n y ala de&orma$ilidad de las rocas de e4ca*aciones s%$err+neas de %n yacimieno( Lo -%e se s%ele hacer es permiir -%e la roca se de&orme %n ano, anes de insalar el sosenimieno, pero el pro$lema radica en la deerminaci/n de la ma"ni%d de la de&ormaci/n -%e p%ede ser permiida anes -%e se dK %na pKrdida si"ni&icai*a de la resisencia de la masa rocosa(
((2 !ONDI!IONE# DE AGUA #U>TERR?NEA Es ind%da$le -%e la presencia del a"%a es desde odo p%no de *isa da.ina para las condiciones de esa$ilidad de las la$ores mineras( Lo -%e se o$ser*a en el campo es e*idene( Las +reas de la mina con mayor presencia de a"%a son m+s inesa$les -%e a-%ellas d/nde la presencia del a"%a es menor( A%n i"norando el posi$le pro$lema del hinchamieno del erreno, el a"%a e)erce %n e&eco m%y ne"ai*o en la esa$ilidad de las la$ores mineras, desde -%e inceni*a la ala de&orma$ilidad en ese ipo de erreno( En los ni*eles s%periores pr+cicamene no h%$o presencia de a"%a, con&orme el minado &%e a*an'ando en descenso, el a"%a apareci/ en &orma de &l%)o si"ni&icai*o en el e4remo NW del yacimieno( Ac%almene se re"isra %n &l%)o de C: lQs( En los ni*eles in&eriores del minado ac%al, el a"%a es+ mi"rando hacia el #E por percolaci/n a ra*Ks de la masa rocosa( !omo consec%encia de eso, en los ni*eles in&eriores se es+ o$ser*ando cada *e' condiciones "eomec+nicas de la masa rocosa m+s di&ciles -%e los ni*eles s%periores, -%e complican el minado( 8or ello en 8ERU>AR #(A( se han reali'ado hasa la &echa C< aladros de drena)e -%e han ay%dado a red%cir el ni*el &re+ico del a"%a(, pero adem+s se e&ec6an peri/dicamene 18ara la Kpoca de ll%*ias3 o$ras de drena)e en s%per&icie, p%eso -%e se ha o$ser*ado en el +rea de s%$sidencia si"nos imporanes de escorrenas 1c+rca*as3, -%e podran complicar m+s el pro$lema de las inesa$ilidades ano s%$err+neas como en s%per&icie( ESD)E3OS La 'ona de la presene e*al%aci/n es+ relai*amene a poca pro&%ndidad respeco a la s%per&icie del erreno, por lo -%e se esperara -%e los es&%er'os sean de ma"ni%d relai*amene pe-%e.os( #e ha esimado el es&%er'o *erical a parir del crierio de car"a lios+ica 1;oeS f >ron, C=3, considerando pro&%ndidades de e4ca*aciones de <:: a :: m, -%e es la pro&%ndidad conocida de la minerali'aci/n^ se"6n ese crierio, el es&%er'o *erical in2si% res%la apro4imadamene en el ran"o de a = M8a( La consane S 1relaci/n de los es&%er'os hori'onal a *erical3 para deerminar el es&%er'o in2si% hori'onal, &%e esimado %ili'ando el crierio de
#heorey 1C==3, se"6n eso S sera apro4imadamene :(9, con el -%e se o$iene %n es&%er'o hori'onal in2si% enre <( a ( M8a( #in em$ar"o, es necesario aclarar -%e los es&%er'os indicados en el p+rra&o anerior no consideran el e&eco de la opo"ra&a del erreno s%per&icial, lo c%al es imporane para ese caso, por enconrarse el +rea de minado al pie de %n "ran al%d na%ral de casi : m de al%ra( !omo se *er+ m+s adelane, en los modelamienos n%mKricos e&ec%ados, ese hecho si"ni&ica es&%er'os hori'onales por car"a "ra*iacional en el ran"o de C: a C M8a y es&%er'os *ericales de a C: M8a, es decir el es&%er'o hori'onal es mayor -%e el es&%er'o *erical en el +rea de minado( !onsiderando los *alores se.alados de es&%er'os y la resisencia de la roca inaca, el Facor de compeencia Resisencia compresi*a %nia4ialQ Es&%er'o *erical es g < o li"eramene <^ el primer caso indica -%e esos es&%er'os prod%cen %n so$rees&or'amieno inmediao desp%Ks de e)ec%ada la e4ca*aci/n, re-%iriendo sosenimieno permanene^ y el se"%ndo indica -%e se prod%cira en la masa rocosa 6nicamene de&ormaciones pl+sicas( Esos aspecos son e*idenes a simple o$ser*aci/n en mina Rosa%ra(
C'(IT)&O VI
7I(2 !ARA!TERIHA!I@N DEL AREA DE TRA>AJO 8ara la reali'aci/n de esa esis se eli"ieron las 'onas de mayor de&ormaci/n %$ic+ndose esos "eneralmene en el >8 #E de cada ni*el y en la 'ona de la rampa a&ecada por el +n"%lo de desplome o &rac%ramieno de s%$sidencia( Las la$ores consideras para la presene esis se deallan a conin%aci/n0 2 RAM8A 123 :: La rampa ne"ai*a :: se enc%enra enre los ni*eles :=: al :: se enc%enra e4ca*ada denro de la 'ona A se"6n la 'oni&icaci/n de la mina Rosa%ra 1G#I MFQR y RMR :3( En esa rampa se o$ser*an desde +reas secas a &l%)os li"eros 1 : < lQs3 -%e se in&ilran por las &rac%ras ind%cidas por la s%$sidencia( Ac%almene esa rampa se enc%enra enre los +n"%lo de &rac%ramieno y desplome del cono de s%$sidencia( Al de no*iem$re del <::9 se ienen en la rampa :: apro4imadamene C: cim$ras en ese ramo, de las c%ales se seleccionan a < cim$ras en donde se incl%yen m%esras de cada ipo de la si"%iene manera C del ipo 9;<: T;N28 NW Las 'onas donde se reali'/ esa e4ca*aci/n esa denro de las 'onas ! y >( #%s condiciones hidro"eol/"icas *aran desde +reas secas a h6medas( 1 : 2 :( lQs3( U$icado en el ni*el =: al lado Nor Oese del >y pass de ese ni*el( #e conrolaron las 9 primeras cim$ras de ese >8, ya -%e dicho ramo se conser*/ hasa los 6limos das de e4ploaci/n de ni*el( Las cim$ras insaladas son en s% mayora de ipo 9;<: y al"%nas del ipo ;C(
2 N7 =: >8 #E Las cim$ras es+n insaladas en la 'ona !( Las cim$ras son del ipo 9;<:( #%s condiciones hidro"eol/"icas *aran desde +reas secas a h6medas( 1 : 2 :( lQs3( U$icado en el ni*el =: al lado #%r Ese del >y 8ass de ese ni*el( #e conrol/ las primeras cim$ras ya -%e ese se conser*/ hasa los 6limos das de la e4ploaci/n de ese ni*el( 2 N7 =: >8 #E Las cim$ras es+n insaladas en la 'ona !( Las cim$ras de sosenimieno son del ipo 9;<: y T;N <= como re&or'amieno( #%s condiciones hidro"eol/"icas *aran desde +reas h6medas a Goeo( 1 :( C lQs3( U$icado en el ni*el =: al lado #%r Ese del >y 8ass de ese ni*el( #e conrol/ las C:: primeras cim$ras ya -%e ese se conser*/ hasa los 6limos das de la e4ploaci/n de ese ni*el( N7 =: >8 #E2I Las cim$ras se enc%enran insaladas en la 'ona !( #%s condiciones hidro"eol/"icas *aran desde +reas h6medas a Goeos( 1 :( C lQs3( U$icadas a conin%aci/n del >8 #E de ese ni*el donde se conrolaron las primeras cim$ras en s% mayora &%eron TN;2<= y al"%nas del ipo 9;<:( 2 N7 =C: >8 #E Las cim$ras es+n %$icadas en la 'ona ! y son del ipo T;N2<=( 8resena desde "oeos a &l%)os li"eros de a"%a con %n 1 :( < lQs3 lo c%al ocasiona -%e en esa 'ona de roca calc+rea se espon)e a mayor *elocidad s%&riendo las cim$ras de&ormaciones por presiones laerales de ma"ni%des m%cho mayores a las aneriormene *isas( U$icado en el ni*el =C: en el >y 8ass 123 del lado #%r Ese(
C'(IT)&O VII
VII.% -ETO1O&OG' 1E &' IVESTIG'CIH #e"6n la hip/esis es ra$a)o e4perimenal( #e"6n la &%nci/n de la in*esi"aci/n es descripi*a( #e"6n el "rado de "enerali'aci/n es el espec&ico( (C(2 DE#!RI8!I@N DEL 8RO!E#O O8ERA!IONAL Dada la imporancia del sosenimieno en la mina Rosa%ra por las condiciones rocosas de mala a m%y mala, se iene especial c%idado en el dise.o, elecci/n de la cim$ra y monioreo de s%s de&ormaciones( El dise.o del sosenimieno nos permie deerminar la car"a rocosa a la c%al esa someida el elemeno de sosenimieno y nos permiir+ enconrar la cim$ra -%e p%eda soporar esa car"a( La elecci/n del ipo de cim$ra a %sar depender+ del crierio del in"eniero a car"o -%ien endr+ en consideraci/n el iempo de *ida re-%erido para la e4ca*aci/n y el coso del sosenimieno, de al manera -%e "aranice condiciones operai*as y de se"%ridad adec%adas d%rane el iempo re-%erido( El monioreo de las de&ormaciones de las cim$ras nos permiir+0 conocer s% comporamieno pico $a)o la condici/n "eomec+nica en la -%e se enc%enre, esimar el iempo de *ida apro4imado de las cim$ras y medir la e&eci*idad de las medidas de conrol de las de&ormaciones( El monioreo de las de&ormaciones es la $ase de la presene esis, ya -%e para poder opimi'ar, primero de$emos conocer las &orale'as y de$ilidades iniciales(
-onitoreo de Convergencia de las Cimbras Al reali'ar %na e4ca*aci/n s%$err+nea se rompe el e-%ili$rio de &%er'as denro del maci'o rocoso, apareciendo %na serie de ensiones radiales en el permero de la s%per&icie e4ca*ada( Dichas ensiones ienden a cerrar el h%eco a$iero, esa endencia se llama !ON7ERGEN!IA( Tano las cim$ras r"idas como desli'ane lle"ado a s% limie de de&ormaci/n el+sica, m%esran de&ormaciones laerales yQo *ericales( El conrol y se"%imieno de esas de&ormaciones en Rosa%ra se llama Monioreo de !on*er"encias( En la mina Rosa%ra la principal ca%sa del deerioro de las cim$ras son las presiones laerales por lo -%e monioreo de con*er"encias consise en la oma de medidas de la dimensi/n laeral A! 1ancho de las cim$ras3, e*en%almene se han reali'ado conroles de las dimensiones A> y >! 1&i"((<3, el c%al nos o&rece res%lados a coro y a mediano pla'o( Res%lados a coro pla'o0 Los res%lados a coro pla'o son esimaciones y ded%cciones a parir de s%cesos del momeno, para lo c%al se reali'an mediciones de manera peri/dica y se re"isra en %n &ormao en E4cel, donde se m%esran las < 6limas medidas 1&i"( (3, con esas medidas se deermina la 7DL 17elocidad de De&ormaci/n Laeral3 y se esima el iempo de *ida de las cim$ra s(
Fi"( (0 Formao para re"isro de mediciones 1;o)a En Microso& E4cel3 COVE3GECI' 1E &' SE-'' 68 % EE3O *66 FEC%A ))*ene N+ ,-/ LA0OR 0P SE
Denro del &ormao de re"isro se ha esa$lecido %n c/di"o de colores, -%e nos permie ideni&icar a simple *isa a-%ellas cim$ras con "randes de&ormaciones yQo 7DL aceleradas y omar medidas de conrol(
Fi"( (0 Leyenda del &ormao para re"isro de mediciones(
!im$ra con ancho crico0 !im$ra con %n ancho in&erior a <(m !im$ra n%e*a0 !im$ra recienemene insalada 1menos de C mes3( 7elocidad m+4ima0 La -%e presena la mayor *elocidad de de&ormaci/n( De&ormaci/n acelerada0 Las cim$ras -%e presenan 7DL C cmQda( !on In*er0 A-%ella cim$ra a la -%e se ha insalado solera in*erida( 8r/4imos al ancho crico0 !%ando se calc%la -%e el iempo de *ida de la cim$ra es menor -%e el iempo re-%erido( #e ha esa$lecido por crierio operai*os -%e el ancho mnimo acepa$le de %na cim$ra es <( m( Una cim$ra con ancho in&erior esa en condici/n s%$es+ndar(
C'(IT)&O VIII
VIII.% ''&ISIS E ITE3(3ET'CIH 1E 3ES)&T'1OS (C(2ANALI#I# DE RE#ULTADO# (C(C(2 An+lisis 5 Res%lados Del !onrol De !im$ras A( !omparaci/n Enre !im$ras0 Oco"onal, 9;<:, ;C y T;N2 y >! al como se p%ede esperar de %na cim$ra r"ida( El es&%er'o principal -%e prod%ce el deerioro acelerado de las cim$ras es la presi/n laeral( 8or lo -%e en la a$la (C se ha clasi&icado a los ipos de cim$ra comparados en orden descendiene a la 7DL 1*elocidad de de&ormaci/n laeral3(
Ta$la (C0 Ta$la res%men del iempo de *ida de las cim$ras en la rampa ::
8or los res%lados mosrados se ha de)ado de %sar la cim$ra oco"onal( La cim$ra T;N2( !omparaci/n Enre !im$ras 9;<: y T;N <=( De las a$las (C, (C, (C9 y (C se o$iene la a$la (<, donde se m%esran las di&erencias en el iempo de *ida de las cim$ras 9;<: y T;N2<=( Ta$la (<0 In&l%encia del In*er, espaciamieno y ipo de cim$ra en el iempo de *ida de %na la$or en la 'ona ! (
El %so del in*er y la cim$ra inermedia nos permien red%cir la *elocidad de de&ormaci/n &rene a las presiones laerales, eso se aprecia en la e4ensi/n del iempo de *ida de las cim$ras( Asimismo se o$ser*a o$ser*a claramene claramene -%e las las cim$ras T;N2<= T;N2<= ienen mayor iempo de *ida -%e la cim$ra 9;<:( !a$e resalar -%e las e4ensiones e4ensiones en el iempo de *ida son solo e&eci*as mienras la condici/n de a"%a ese en el ran"o de h6medo a "oeo, &%era de esos ran"os de condici/n hidro"eol/"ica las me)oras no son percepi$les a la meodolo"a de conrol empleada( !( !omporamieno Tpico De Las !im$ras 9;<: 5 T;N2<= En el "ra&ico de comporamieno pico de las cim$ras &i"( (C y (C se o$ser*a -%e, ano para las cim$ras 9;<: como para las cim$ras T;N2<= m%esran %n comporamieno m%y similar( #e"6n esa "r+&ica se sa$e -%e d%rane el iempo de *ida de %na cim$ra pasa por eapas0 !on*er"encia r+pida0 !a%sada de presiones iniciales pro*ocadas por redisri$%ci/n de es&%er'os( #e o$ser*an las mayores 7DL en las cim$ras( Eapa de !on*er"encia lena0 8eriodo en -%e la cim$ra esa esa$le pero la de&ormaci/n conin%a, a%n-%e lena pero conin6a( 5 la eapa en la -%e se enc%enra in&l%enciada por la sec%encia de minado( Eapa en la -%e inicia el colapso de las la$ores de manera "rad%al por in&l%encia del mKodo #L!( De las eapas en la *ida de la cim$ra la eapa de con*er"encia r+pida es la eapa de mayor imporancia ya -%e en esa se p%ede red%cir o e4ender de manera si"ni&icai*a la *ida de las cim$ras(
Los res%lados o$enidos se m%esran en si"%iene a$la res%men ((
La in&ormaci/n de las a$las ( y ( nos permien conocer enender la ineracci/n roca sopore( (C(<(2 E&eco De Los Facores In&l%yenes En La D%raci/n de !im$ras A( Inesa$ilidad Inesa$ilidad de la masa masa rocosa Los &acores ari$%i$les a -%e los pro$lemas de inestabilidad de masa rocosa se acen6en son0 La calidad M%y Mala de la masa rocosa minerali'ada y calidad Mala de las rocas enca)onanes( Las caracersicas de de&ormaci/n de la masa rocosa del yacimieno, -%e la ipi&ican como rocas de m%y ala de&orma$ilidad 1s-%ee'in" rocS3( Las caracersicas e4pansi*as de la masa rocosa del yacimieno 1sellin" rocS3, principalmene las rocas -%e ienen aleraci/n ar"lica y en menor "rado las -%e ienen aleraci/n propilica( La presencia del a"%a s%$err+nea, -%e aci*a el hinchamieno de la roca y prod%ce mayor de&orma$ilidad( De esos &acores, solo el a"%a p%ede ser conrola$le, el reso de los &acores se.alados consi%yen condiciones na%rales del yacimieno a los c%ales de$emos adec%ar el mKodo de minado( >( MKodo de minado #e"6n las o$ser*aciones de campo y la in&ormaci/n disponi$le en los in&ormes de los cons%lores de la mina Rosa%ra, los &acores -%e son minado son principalmene0 ari$%i$les al mtodo de minado son Los es&%er'os ind%cidos por el proceso del minado, -%e no o$sane ser de ma"ni%des relai*amene $a)as, sin em$ar"o *encen a las $a)as resisencias de la masa rocosa del yacimieno( El es-%ema y sec%encia de a*ance del minado( El primero, -%e iene -%e *er enre oros, con la %$icaci/n, &orma, ama.o y orienaci/n de las e4ca*aciones y de oros componenes esr%c%rales, como pilares y p%enes( El se"%ndo, -%e iene -%e *er con el orden en -%e es e4rado el mineral de los a)eos( Las Kcnicas de per&oraci/n y *olad%ra %ili'adas, -%e no es+n permiiendo %na &ra"menaci/n homo"Knea de odo el $lo-%e de minado, lo c%al res%la en %n &l%)o no conin6o del mineral -%e in&l%ye en el da.o a las cim$ras y represena si%aci/n de ries"o para el personal y los e-%ipos(
C'(IT)&O IK
IK.% SI-)&'CIH L O(TI-I'CIH 1E 3ES)&T'1OS =(C(2 #IMULA!I@N !ON LO# DATO# DE !AM8O( =(C(C(2 Aplicaci/n Del 8ro"rama 8hases 9(: En La #im%laci/n Del !omporamieno De Las !im$ras 1por0 #er"io >rio !ons%lora Lda( J%ly :h <::3 C( !omparaci/n !im$ras Desli'anes 7s R"idas El %so adec%ado de las cim$ras R"idas y desli'anes ome"a ipo T; en la mina Rosa%ra &%e anali'ado %sando el pro"rama de elemenos &inios 8;A#E# <(: de Rocscience !o 1*ersi/n 9(: (rocscience(com3 >asado en la con*er"encia deerminada en los modelos &%e posi$le e*al%ar la dimensi/n inicial necesaria mnima para a-%ellas la$ores donde el iempo de *ida de la cim$ra es in&erior al re-%erido de al manera -%e la e4ca*aci/n lo"re la dimensi/n &inal necesaria, sin -%e la cim$ra se rompa( La dimensi/n mnima &%e considerada (: m( General La idea $+sica &%e sim%lar %na e4ca*aci/n an "rande -%e anicipe y nos permia *eri&icar c%ana de&ormaci/n p%ede ser esperada( Dos con&i"%raciones "eomKricas di&erenes &%eron inicialmene considerados0 Galeras de 4 m y 4 m( >asados en la con*er"encia deerminada en el modelo &%e posi$le e*al%ar la dimensi/n inicial mnima para -%e la e4ca*aci/n lo"re %na dimensi/n &inal apropiada, sin -%e la cim$ra se rompa( La dimensi/n &inal considerada &%e m( #e p%eden reali'ar sim%laciones &%%ras para dimensiones m+s pe-%e.as si es necesario(
=(C(<(2#im%laci/n De Opimi'aci/n Del #osenimieno A conin%aci/n se sim%lar+ el procedimieno de "esi/n del sosenimieno -%e nos permie opimi'ar n%esros cosos( 8ara eso se ha deerminado la a$%ndancia de cim$ras se"6n s% 7DL mediane %n an+lisis esadsico de &rec%encias en los >8 #E de los ni*eles conrolados, de donde se o$iene la a$la =(C(
-MTO1OS 1E EK(&OT'CIH O31E'1OS (O3 COSTOS
En la mina Rosa%ra el coso del s%$le*el ca*in" es de (< jQ( "racias rendimieno /pimo del sosenimieno( #in em$ar"o inicialmene en el a.o <:: esos cosos ascendan a CC(= jQ siendo el coso m+s alo en la hisoria de la mina Rosa%ra( !omo se o$ser*a en el "r+&ico si"%iene los cosos de mina &%eron descendiendo en el iempo( #iendo eso consec%encia de la red%cci/n de cosos en sosenimieno2Re&or'amieno(
Los cosos de sosenimieno en Rosa%ra se ele*an de$ido al %so de cim$ras en el : de las la$ores de inerior mina( 7ARIA!ION DE !O#TO# UNITARIO# !IM>RA# <::2<:: 1U#jQTM#3
La meodolo"a para aplicar el sosenimieno, nos permien dar a n%esras la$ores el sosenimieno )%so y necesario, eli"iendo el ipo y calidad de cim$ra adec%ada a la calidad de roca y al ipo de la$or( Eso nos ha lle*ado a dismin%ir "rad%almene los cosos( La dismin%ci/n de cosos en el re&or'amieno es consec%encia direca de %n adec%ado monioreo de con*er"encias -%e nos permie dar el re&or'amieno adec%ado, necesario y opor%no de ac%erdo al iempo de *ida de las la$ores(
C'(IT)&O K
K.%COC&)SIOES La meodolo"a de dise.o de me)or aplica$ilidad a la mina Rosa%ra es la de !emal >iron( 8ara lo"rar n%esro o$)ei*o de opimi'ar el sosenimieno con cim$ras se re-%iri/ de %n proceso sec%encial -%e nos lle*/ a0 Ideni&icar los &acores in&l%yenes -%e lo a&ecan, ales como la sec%encia de minado y el a"%a s%$err+nea para las c%ales se omaron medidas de conrol( E*al%ar y seleccionar las cim$ras0 !onocer el comporamieno de las cim$ras &rene a las presiones del erreno $a)o di&erenes condiciones de insalaci/n 1ipo de cim$ras, con in*er o sin in*er e inermediado3( Minimi'ar los e&ecos ne"ai*os para el sosenimieno, ari$%i$les al mKodo de minado, esa$leciendo el 8lan EsraK"ico de 8ERU>AR #(A(, Reali'ar %n proceso de selecci/n de las cim$ras a %sar0 La cim$ra oco"onal es la -%e &%e descarada de$ido alo coso y a s% escasa capacidad de sosenimieno( !%ani&icar el $ene&icio de los accesorios %sados para el conrol de las alas presiones( Tales como el In*er y el inermediado de cim$ras( Deerminar y enender la ineracci/n roca sopore( 5 &inalmene Esa$lecer %n crierio es+ndar para el %so de las cim$ras se"6n la 'ona a sosener, el modelo y ipo de *i"a, -%e por la relaci/n $ene&icio coso nos "aranice %n sosenimieno /pimo( Los lo"ros y res%lados de las medidas omadas y mediciones reali'adas se deallan a conin%aci/n0 El a"%a s%$err+nea, -%e aci*a el hinchamieno de la roca y prod%ce mayor de&orma$ilidad se conrol/ mediane aladros de drena)e y ras*ase esraK"icamene %$icados, y se p%do red%cir el ni*el &re+ico del a"%a del <:: al <:: del ni*el :=: al =:, e*iando los derr%m$es en los &renes de a*ance y desplomes inempesi*os de lodos 1soplos3 d%rane la eapa de e4ploaci/n( #e &%e el ni*el &re+ico al como se m%esra en las &oos si"%ienes0
6oto 7.8: A"%a en la $ocamina N*
Foo (<0 >ocamina N* :=: A.o <::9
:=: A.o <::
D%rane la Kpoca de ll%*ias 1Diciem$re2Mar'o3 "ran canidad de a"%a pl%*ial in"resa hacia los conos de s%$sidencia per)%dicando las la$ores de e4racci/n en inerior mina, conri$%yendo a la posi$ilidad de oc%rrencia de &l%)os inempesi*os de lodos 1soplos3( 8or esa ra'/n se *io con*eniene reali'ar %na serie de ra$a)o de c%neas de coronaci/n en los $ordes del +rea en s%$sidencia para red%cir el in"reso de a"%a hacia los conos de s%$sidencia( La consr%cci/n del di-%e nore ay%do a red%cir el pro$lema(
8ara minimi'ar los &acores ari$%i$les a mKodo de minado se han esa$lecido el 8lan EsraK"ico de 8ERU>AR #(A(, ac%almene se ha implemenando %na sec%encia de minado esandari'ado el c%al permie minar en *arios s%$ni*eles en sim%l+neo( 8ara esa$lecer la sec%encia de minado se han enido las consideraciones si"%ienes0 #e de$e di*idir el n6mero de drapoins de cada s%$ni*el en "r%pos de < a drapoins coni"%os( 8ara reali'ar el )ale de mineral en m+s de dos ni*eles, se pro"raman sim%l+neamene "r%pos -%e &ormen lon"i%dinalmene al e)e de la *ea, %na &i"%ra similar al per&il de %nas "radas( Los "r%pos -%e se minar+n sim%l+neamene de$en ener como mnimo %na separaci/n hori'onal de <:m enre s%s e4remos m+s pr/4imos para e*iar -%e el ira)e del ni*el in&erior de)e sin piso al ni*el s%perior( Esa sec%encia de minado e4i"e %n esrico c%mplimieno de los pro"ramas de desarrollos y preparaciones para ener drapoins disponi$les opor%namene y a s% *e' no a$rir con m%cha anicipaci/n, e4poniendo innecesariamene el sosenimieno aplicado( #e de$e manener como mnimo : s%$ni*eles compleamene desarrollados y la preparaci/n de ac%erdo al planeamieno de prod%cci/n( Al reali'ar la selecci/n de cim$ras -%edaron descaradas las cim$ras Oco"onales por s% $a)o rendimieno y las cim$ra desli'ane T;N2
$ene&iciosamene el iempo de *ida del 9( de las cim$ras del >y 8ass #%r Ese de la mina Rosa%ra La capacidad del conrol de las presiones *ericales por pare de la cim$ra inermedia es m%y e&eci*a ya -%e d%plica la capacidad de sopore de la 'ona inicialmene sosenida( #in em$ar"o s% capacidad de conrolar las presiones laerales es m%cho menor a la del in*er y el alo coso de la insalaci/n de %na cim$ra no )%si&ica s% aplica$ilidad( La c%ani&icaci/n de la con*er"encia r+pida de las cim$ras mediane el an+lisis de los daos de campo, ha sido comparada con la con*er"encia m+4ima -%e p%ede ser alcan'ada %na cim$ra en las sim%laciones del pro"rama 8hases( Lle"+ndose a las si"%ienes concl%siones0 La #im%laci/n en el pro"rama 8hases9(: y la deerminaci/n de la con*er"encia r+pida y s% d%raci/n nos permien enender la ineracci/n rocasopore( 8ara rocas de la 'ona ! con condici/n hidrol/"ica h6meda, se p%ede alcan'ar %na con*er"encia r+pida de hasa C(< cm en %n iempo de C a <: das( La sim%laci/n en el pro"rama 8hases 9(: represena la 'ona donde &%eron insaladas el <=( de las cim$ras en la mina Rosa%ra, en las c%ales es+n insaladas en %na roca ipo ! con "oeo( Donde el alcance m+4imo de la con*er"encia r+pida lle"a a los cm en %n lapso de << 2 < das( #in em$ar"o de las mediciones de campo se sa$e -%e para condiciones hidrol/"icas de &l%)o li"ero ese alcance p%ede lle"ar a 9 cm en los primeros < 2 das( #e"6n la sim%laci/n en el pro"rama 8hases 9(:, ampliar el ancho de la secci/n de la e4ca*aci/n nos permie e4ender el iempo de *ida de las cim$ras &rene a las presiones laerales( 8or lo c%al ac%almene en la mina Rosa%ra se *iene %sando cim$ras de (< 4 (: en la 'ona ! en condici/n hidro"eol/"ica h6meda a &l%)o li"ero( A%n-%e no se iene c%ani&icado el periodo de e4ensi/n del iempo de *ida se o$ser*a res%lados m%y &a*ora$les(
C'(IT)&O KI
PI(2RE!OMENDA!IONE# Las cim$ras 9;<: insaladas en la 'ona ! de la mina Rosa%ra, "eneralmene lle"an roas a s% ancho crico de <( m pero las cim$ras T;N2<= lle"an a s% ancho crico en s% mayora solo de&ormadas( Lo -%e *alidara la sim%laci/n de -%e al ampliar li"eramene el ancho de la e4ca*aci/n se p%ede e4ender el iempo de *ida de la cim$ra( Ac%almene en la mina Rosa%ra se esa mi"rando de las cim$ras T;N2<= y 9;<: 4 m a las de (< 4 m( -%e ienen pr+cicamene el mismo coso( A%n-%e a%n no se en"a c%ani&icada la me)ora, se o$ser*a $%enos res%lados( !a$e resala -%e los in*er desli'anes es m+s caros -%e el in*er r"ido por lo c%al se recomienda a manera de sim%lar %n in*er desli'ane, permiir %na de&ormaci/n laeral inicial de <: cm anes de insalar el in*er r"ido( Al momeno de insalar las cim$ras desli'anes se de$e ener en c%ena es la disposici/n de los pies de los c%adros -%e p%eden ser *ericales, li"eramene con*er"enes o li"eramene di*er"enes( #e emplea %n modelo % oro se"6n la na%rale'a del erreno y la &orma en -%e ac6an las presiones( #i s%ponemos el caso de %n erreno en el c%al las ensiones -%e sopora la "alera son ele*adas de$emos ir a c%adros desli'anes en los c%ales el pie de apoyo sea *erical o en odo caso con*er"ene( El c%adro con las paas di*er"enes se aseme)ara a %na secci/n pena"onal, -%e como se sa$e iene imporanes es&%er'os a racci/n en el echo y la $ase 1ca%sanes de los hinchamienos de los m%ros3( En c%ano al n6mero de elemenos y a la disposici/n de los mismos depende de la pendiene del erreno ya -%e los con)%nos desli'anes de$en disponerse de al &orma -%e las &%er'as e)ercidas so$re el c%adro iendan al desli'amieno del con)%no y no a la &le4i/n de la cim$ra( Frene a las presiones laerales se ha o$enido %n comporamieno acepa$le al emplear los arcos desli'anes de dos elemenos( Adem+s de ener en c%ena los crierios Kcnicos se de$e ener en c%ena los
crierios operai*os( Las cim$ras en la mina Rosa%ra poseen cieras *ena)as y des*ena)as operai*as las c%ales pasamos a indicar0 !im$ras r"idas 9entaas:
Las cim$ras r"idas son mas r+pidas de insalar -%e las cim$ras desli'anes( 8or s% &orma de *i"a, ay%da a empa-%ear y desempa-%ear las maderas las cim$ras, m%y imporane en la 'ona de mineral 1'ona D3( Des;entaas:
No son propicias para 'onas de alas de&ormaciones de campo por e4pansi*idad y presiones de car"a ya -%e las desli'anes poseen me)or per&ormance( !im$ras Desli'anes0 9entaas0
#on propicias para 'onas de alas de&ormaciones de campo( En los D8ks ienen mayor iempo de de&ormaci/n -%e las cim$ras r"idas, maneniendo %n mayor iempo el ancho criico de la secci/n( Des;entaas0
Operai*amene demora m+s s% insalaci/n( Di&ic%lad para empa-%ear y desempa-%ear las cim$ras, por lo ano, no es aconse)a$le s% insalaci/n en la 'ona de mineral 1'ona D3( En "eneral se iende a ir a c%adros de <= S"Qm 1&rene a los c%adros de
CAPITULO %II
KII.%BIB&IOG3'D' !EMAL, >irn y ERGIN, Ario"l%, Dise(!(, !anada, Decem$er <:::, p( <:2<ELTRAN 7ILLANUE7A, R%dy, #osenimieno en rocas e4pansi*as y de&orma$les, 8er6, Tr%)illo, 9o !on"reso Nacional de Minera, <::9,p ( E#8INOHA HEGARRA, !arlos Erneso, Mecani'aci/n del #%$le*el !a*in"25a%ricocha, 8er6, Are-%ipa, PP7II !on*encion Minera, <::,p( C=( D!R INGENIERO#( E*al%aci/n "eomec+nica del minado en la mina Rosa%ra, Lima, D!R In"enieros, <::, p( ( 1In&orme de cons%lora3( #RGIO >RITO !ON#ULTORIA( Relaorio de *isia mina Rosa%ra, >elo ;ori'one, : de )%lio <::, p( C( 1In&orme de cons%lora3( TA8IA AGUIRRE, Jaime G%illermo( La "eomec+nica aplica a la
