21 doctubre

de 2014

ANLISIS DE ESTABILIDAD EN MINERA SUBTERRNEA POR CMARAS Y PILARES: CASO PRCTICO

LUIS JESS GARCIAMUOZ MIRAS

ndice Introduccin Alcance y Objetivos Metodologa del estudio

Trabajos de campo. Trabajos de gabinete.

Caracterizacin del macizo Anlisis de Discontinuidades Caracterizacin Geomecnica del macizo. Resistencia y Deformabilidad del macizo rocoso

Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad Influencia del Agua Subterrnea Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores Influencia del Esquema y Secuencia del avance de las labores Estabilidad de cuas

Diseo y Evaluacin del Sostenimiento Estimacin del sostenimiento inicial Sostenimiento especfico de cuas

Conclusiones

Introduccin Explotacin subterrnea: XAUXA (AYMAR S.A.U.) Localizacin: Gualba, Macizo del Montseny Recurso: Mrmol calctico/dolomtico Uso industrial Sistema de explotacin: Cmaras y pilares clsico Alcance y Objetivos

Nivel Medio-Sot2 Anlisis de las condiciones geotcnicas y geomecnicas del macizo rocoso en la zona de

extraccin, su comportamiento y estabilidad. Recomendaciones: diseo de labores, orientacin de galeras, esquema y planeamiento

de pilares, secuencias de desarrollo y el sostenimiento general y de cuas inestables.

Metodologa del estudio Trabajos de campo.

Toma de datos de discontinuidades y estratificacin del macizo.

Ensayo de rebote en diversos materiales con el martillo Schmidt.

Trabajos de gabinete. Estimacin de los valores de resistencia a

compresin simple de la roca Estudio de la diaclasacin Caracterizacin geomecnica del macizo rocoso. Anlisis de estabilidad de los pilares y su factor

de seguridad a compresin y a deslizamiento Anlisis de la influencia de los esfuerzos en la

estabilidad Anlisis de la influencia en la estabilidad de la

forma, tamao y orientacin de las labores. Anlisis de la influencia en la estabilidad del

esquema y secuencia del avance de las labores Estudio de la estabilidad de las cuas formadas Anlisis del sostenimiento

Anlisis de discontinuidades. Estudio de la diaclasacin (programa DIPS Rocscience Inc). Propiedades mecnicas de las familias de juntas predominantes.

FAMILIAS DE DISCONTINUIDADES PREDOMINANTES Designacin Buzamiento / Direccin buzamiento

J1 44/295 J2 46/161 J3 76/82 J4 53/343 J11 30/248 (localizada en el lmite este de la explotacin) S0 28/146; 52/155; 30/168 (Segn zona del macizo, evidenciado en bandeado en cotas superiores del estrato marmreo)

Caracterizacin del macizo

Caracterizacin del macizo Caracterizacin Geomecnica del macizo.

Clculo del RQD Clasificacin Bieniawski - Clculo RMR (Bieniawski ,1989) Clasificacin de Barton - ndice de calidad Q Criterio de rotura de Hoek-Browm Modulo de deformacin, (Em) Estimacin del coeficiente de Poisson del macizo rocoso (M) Criterio de rotura de Mohr-Coulomb Resistencia a compresin del macizo rocoso

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CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO CON RELACIN AL NDICE RMR

Mrmol Pizarras Granito RMR 66 63 71

Clase de macizo II II II

Descripcin Roca Buena Roca Buena Roca Buena Q 10,21 3,56 10,46

Descripcin Roca Buena Roca Mala Roca Buena

PROPIEDADES GEOMECNICAS DE LOS LITOTIPOS, CLCULO MEDIANTE RMR

Litologa Roca intacta Macizo rocoso Sheorey, 1989

sci (MPa) mi RMR mb s a scm (MPa) E (MPa)

MRMOL 91,1 MPa 9 66 2,67 0,0229 0,5 16,64 MPa 32000 MPa

PIZARRAS 153,5 MPa 9 63 2,40 0,0164 0,5 24,14 MPa 26000 MPa

GRANITO 159,7 MPa 33 71 11,71 0,0399 0,5 37,46 MPa 42000 MPa

Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares

Tensin sobre los pilares Mtodo del rea Atribuida

Capacidad portante de los pilares Correcciones de efecto escala y de forma del pilar

Factor de seguridad a compresin (FS) (Lunder & Pakalnis (1997) Factor de seguridad por deslizamiento (FSd)

COEFICIENTES DE SEGURIDAD APLICADOS AL DIMENSIONADO DE LOS PILARES

Estado Descripcin FS Fallado Falla total < 1

Rotura incipiente inestabilidad local 1 < FS < 1,4 Aceptable Pilar sano > 1,4

Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares

Determinada la idoneidad de las frmulas para el clculo de la tensin admisible utilizada y seleccionado la expresin ms idnea para fututos proyectos de desarrollo de las labores.

Gonzlez-Nicieza (2006) Determinada la estabilidad general de los talleres en explotacin segn FS y FSd

Anlisis de Estabilidad Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad

Anlisis de Estabilidad Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad

Anlisis de los esfuerzos Programa Examine2D (Rocscience Inc.)

Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores

Forma de la excavacin

Tamao de la cmara

Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores

Orientacin de las excavaciones

Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores

Orientacin de las excavaciones Programa DIPS (Rocscience Inc.)

Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores

Orientacin de las excavaciones Respecto a zonas de pliegues con anticlinales y sinclinales.

Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores Diseo de los pilares

Factores que afectan su resistencia y que estn relacionados a los defectos o rasgos estructurales que estn presentes en el pilar y la forma y orientacin de los mismos

Tres sistemas de discontinuidades, dos de ellos de rumbos ms o menso paralelos y buzamientos opuestos, el tercero con rumbo ms o menso perpendicular a los anteriores y cualquier buzamiento

Anlisis de Estabilidad

Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores

Diseo de los pilares Factores que afectan su resistencia y que estn relacionados a los defectos o rasgos

estructurales que estn presentes en el pilar y la forma y orientacin de los mismos Interseccin de los pilares por fallas geolgicas o zonas de corte

Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores

Avance hacia estructuras principales Avance hacia excavaciones adyacentes Avance hacia rocas de diferente calidad

Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores

Secuencia de avance Analizar el esquema y secuencias de avance del proceso de excavacin durante la

explotacin

Simulacin de secuencia de desarrollo de pao de explotacin T21-T23, considerando las condiciones geomecnicas del terreno

establecidas.

Sostenimiento especfico de cuas Identificacin de las cuas potenciales con riesgo de desprendimiento

(UNWEDGE- Rocscience Inc.) Eleccin del tipo de sostenimiento

Sistema de anclaje por friccin SWELLEX

Diseo y Evaluacin del Sostenimiento

Conclusiones Los resultados obtenidos indican que el diseo del Nivel Medio-Sot2 es estable bajo las siguientes condiciones:

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LUIS JESS GARCIAMUOZ MIRAS luisjesusgarciamunoz@gmail.com