02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO

Preparado por: E-Mining Technology S.A.

ANTOFAGASTA 1 & 2 OCTUBRE 2009

PARTE II GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO

OBJETIVOS Y ALCANCES Analizar el rol de la geotecnia en la minería subterránea y rajo abierto, introduciendo el concepto de Proceso Geotécnico mediante la integración de elementos geotécnicos básicos, revisión de etapas de análisis y la identificación de aspectos relevantes en la interacción de la geotecnia con otros procesos productivos de la minería.

Al final del curso los participantes lograrán familiarizarse con conceptos geotécnicos que les permitan dimensionar la importancia de la interacción de la geotécnica con otros procesos mineros y su impacto en el negocio minero. Se revisará además, oportunidades de mejora en los proyectos de explotación y herramientas para mantener de la continuidad operacional.

CONTENIDO Y PROGRAMA

DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA MAÑANA PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA • • •

Conversión de recurso en reserva Definición de métodos de explotación subterránea Bases geotécnicas para diseño

Coffee Break CONCEPTOS GENERALES • • • •

Mecanismos de inestabilidad Rol de las condiciones tensionales Análisis de estabilidad Herramientas de análisis

Almuerzo

CONTENIDO Y PROGRAMA (continuación)

DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA TARDE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO Y PLANIFICACIÓN SUBTERRÁNEA • • • • •.

Diseño minero Estimación de dilución. Definición de estrategias de explotación Secuencia de tronadura. Monitoreo Geotécnico

Coffee Break

GEOTECNIA DE RUTINA • •

Estimación de fortificación para labores mineras Seguimiento y geotecnia de rutina

DISCUSIÓN FINAL

PARTE I: INTRODUCCIÓN

ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA DOCUMENTO BANCABLE

PROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO

DEFINE UNA PROMESA PRODUCTIVA

8

100

7

90 80 70

5

60

4

50

3

40

Fine Copper, kt

Sulphide Plant Feed, Mt

6

30

2 20

1 UG

Rajo Extendido

Slags

0

10 0

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

YACIMIENTO MINERAL

PLANES DE PRODUCCIÓN

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN BASES DE DISEÑO PARAMETROS DE DISEÑO

OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN APOYO A OTROS PROCESOS SEGUIMIENTO Y CONTROL

CONTINUIDAD OPERACIONAL

PARTE I: INTRODUCCIÓN

ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA

RECURSOS

RESERVAS

INFERIDOS CONFIABILIDAD DE SUSTENTO GEOLOGICOMETALURGICO

INDICADOS

PROBABLE

MEDIDAS

PROBADAS

APLICACIÓN DE FACTORES TÉCNICOS, ECONÓMICOS, FINANCIEROS, LEGALES A LOS PROCEOS EXTRACTIVOS Y COMERCIALIZACIÓN

ESQUEMA IIMCH

PARTE I: INTRODUCCIÓN

ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA

MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS

ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.

SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES

PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA DETERMINAR LOS RECURSOS

APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT

DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE ALTURA. CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES. LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%

CUBICACIÓN DE RECURSOS MINEABLES: TONELAJE Y LEY MEDIA DE CUT X VETA

RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN RESERVAS MINERAS: TONELAJE Y LEY MEDIA CUT X VETA

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS

GEOMETRIA DEL YACIMIENTO

CONDICIÓN GEOTÉCNICA

PARÁMETROS DE DISEÑO

COSTOS DE OPERACION

FACTIBILIDAD TECNICA (LISTADO DE METODOS FACTIBLES)

FACTIBILIDAD ECONOMICA Referencia: NICHOLAS (1981)

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS

Métodos de Explotación Subterráneos Soportado Por Pilares

Room and Pilar

Artificialmente Soportado con Relleno

Sublevel and Longhole stoping

Bench and Fill stoping

Lonwall Mining

Cut and Fill Stoping

Shrinkage Stoping

Sin soporte o Hundimiento

Sublevel Caving

VCR Stoping

Desplazamiento de la roca de caja Energía de deformación almacenada en las proximidades de una excavación

Block Caving

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

BASES GEOTÉCNCAS DE DISEÑO E-5

BASES GEOTÉCNICAS PARA DISEÑO

Bases Geotécnicas para la construcción para el diseño; deben ser incorporadas en el Plan Minero. Incluye Parámetros Geotécnicos, Recomendaciones y Planes de Contingencia. Determina tipo y periodicidad de monitoreo de infraestructura clave (chimeneas principales, accesos, mineroducto, túneles) para Continuidad Operacional

Definidos los parámetros de diseño, se establecerán las condiciones y/o restricciones para la materialización del diseño, tales como necesidades de monitoreo, Drenaje, hitos de control, etc

PARAMETROS DE DISEÑO

E-4

Análisis geotécnico mediante, modelos empíricos, modelamiento numérico y análisis probabilístico. Incorpora información de monitoreo taludes y NF para calibración. Entrega Parámetros de Diseño para rajo, UG, botaderos e infraestructura.(ai, Hi, Ar, Hb, Ab, acb, FS, Pf) y consideraciones de Drenaje, Monitoreo, Descargas, etc.

CRITERIOS DE DISEÑO

E-3

Análisis de Diseño Geotécnico, que determina los Parámetros de Diseño para la confección de Bases Geotécnicas, tanto para caserones, rampas, botaderos, túneles o cualquier infraestructura que requiera soporte geotécnico. Define las consideraciones de drenaje, monitoreo de taludes, descargas, etc. Fase en la cual se definen los criterios bajo los cuales se realizarán los análisis geotécnicos. Esta etapa debe ser concensuada con el dueño, dado las definiciones a realizar.

 Estándares de la Industria  Aspectos Legales  Políticas medioambientales  Políticas de la Empresa

MODELO GEOTECNICO ACTUALIZADO & UNIDADES GEOTECNICAS Modelo Propiedades Geológico Mecánicas y Elásticas de la roca, Macizo Rocoso y Discont.

E-2    

Litología Roca Int. (Lab) Alteración Par. Índices Cl. RMR Mineralización RQD Ambiente Geol. GSI Min. Macizo Rocoso (Ens. In Situ) Mec. de Fall. Disc. gran Esc.  Disc. Esc. Lab.

Modelo Calidad Macizo Rocoso y Suelos  Parámetros Índices (RQD, FF, etc.)  Clas. Geot, (GSI, RMR, Índice Q, etc.)  Clasificación de Suelos.

Modelo Estructural

 Fallas Mayores  Fallas Interm.  Disc. menores  Dominios Estruc.

Modelo de Esfuerzos

 Gravitacional  Inducido Tectónico

Modelo Hidro

Modelo Geotécnico, el cual corresponde a la integración de modelos geológico, estructural, hidrogeológico, de calidad de rocas y de propiedades. Este modelo determina la base sobre la cual se realizaran los análisis geotécnicos.

Hidrológico ( Superficie) Mod. Hidrogeológico (UG)

Información geológica, hidrogeológica, geotécnica y de propiedades resistente, que junto con la topografía de superficie, y subterránea determina la base de sustentación de modelos particulares, los que finalmente integrados, configuran un modelo geotécnico

Mod.Hidraúlico Canalización Drenaje Su configuración debe ser la de un modelo predictivo

ESTÁNDARES

E-1   

Establecimientos de Normas y Estándares para:  Mapeo Geotécnico Sondajes  Toma y descripción Muestras Mapeo Geotécnico Banco  Ensayo Propiedades Resistentes e Índices   Mapeo Suelo  Ensayo Propiedades Suelos

Ensayos Propiedades Hidráulicas Roca y Suelo  Perforación Sondajes Geotécnicos  Perforación pozos y drenes hidrogeológicos

Informes Procedimientos Análisis Geot.

.Normas y Estándares que definen la formar de captura de información básica para los distintos modelos.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MACIZO ROCOSO Y MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN

MACIZO ROCOSO

MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZO ROCOSO • METODOS EMPÍRICOS QUE CUANTIFICAN LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO –ORIGINALMENTEPARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FORTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO EN TÚNELES. • CLASIFICA EL MACIZO ROCOSO EN GRUPOS SOBRE LA BASE DE SIMILAR COMPORTAMIENTO • PROVEE LA BASE PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y MECÁNICO DE CADA GRUPO •MÉTODOS CONOCIDOS: RMR (BIENIAWSKI, LAUBSCHER9, Q (BARTON), GSI (HOEK), RMI (PALMSTRÖM)

PROPIEDADES DE ROCA INTACTA

GRADO DE FRACTURAMIENTO

CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS Este potencial mecanismo esta controlado por la presencia de fallas intermedias, que en conjunto definen bloques o cuñas sensibles a desprenderse cuando se les genera cara libre.

DERRUMBE PROGRESIVO Este mecanismo se gatilla por el alto grado de fracturamiento y cuando se sobrepasa el radio hidráulico máximo de una cavidad (Área/Perímetro). CONDICIONES TENSIÓN –DEFORMACIÓN

Considera deformaciones del macizo rocoso generadas por concentraciones de esfuerzos

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MECANISMOS DE INESTABILIDAD – EFECTO DE ESCALA

MECANISMOS DE INESTABILIDAD CONTROLADOS ESTRUCTURALMENTE

TUNNEL

•DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS •DERRUMBE PROGRESIVO STOPE

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESFUERZOS

Un cuerpo sometido a un sistema de fuerzas en equilibrio estático (con velocidad nula) está sometido a tres condiciones de equilibrio : •Equilibrio externo •Equilibrio interno •Equilibrio entre fuerzas internas y externas En la mecánica de rocas (sólidos) la intensidad de las fuerzas internas actuando sobre diversas porciones de una sección transversal es de suma importancia. La resistencia a la deformación y a las fuerzas depende de dichas intensidades a las cuales se les denomina esfuerzos.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESFUERZOS

ESFUERZO = FUERZA / ÁREA F=m*a 1N = kg m/s2 1Pa = N/m2 106Pa = 1MPa = 145 psi Esfuerzos Naturales = Antes de la excavación Esfuerzos Inducidos = Después de la excavación Esfuerzos Naturales: Gravitacionales, Tectónicos, Residuales, Termales F = 30.000 lb F = 100.000 lb MUESTRA DE 2 PULGADAS DE DÍAMETRO

 = 66 MPa

MUESTRA DE 4 PULGADAS DE DÍAMETRO

 = 55 MPa

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

CAMPO DE ESFUERZOS

EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZOS CONTEXTO TECTÓNICO REGIONAL ESTRUCTURAS TECTÓNICAS CAMPOS DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES ESTIMACIONES EMPÍRICAS MEDICIONES DE ESFUERZO

CONDICIÓN DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES

V   h  0.027 MPa / m

  k   0.33 H

V

V

V: esfuerzo vertical H: esfuerzo horizontal h : altura de sobrecarga  :densidad de macizo rocoso K: razón H/ V

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DSITRIBUCIÓN DE ESFUERZOS

ESFUERZOS INDUCIDOS ENTORNO A UNA EXCAVACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

INFLUENCIA DE CONDICIONES “TENSIONALES” EN MACIZOS ROCOSOS FRATURADOS

CONDICIÓN COMPRESIVA

CONDICIÓN TENSIONAL

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES ESFUERZOS PRINCIPALES Y ENVOLVENTE DE RESISTENCIA

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES REDUCCIÓN DE ESFUERZOS Y CONDICIONES TENSIONALES “STRESS PATH” Y CONFIMAMIENTO

El comportamiento del macizo rocoso es fuertemente controlado por el confinamiento. En un macizo rocoso fracturado, la pared de un caserón o el techo de una labor podría colapsar o deteriorarse si el confinamiento es removido o disminuido.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

CAIDA O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS POR CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN

ESFUERZOS BAJOS POR CERCANÍA A SUPERFICIE

CONDICIÓN TENSIONAL POR DEFLEXIÓN DE TECHO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

ZONAS DE CONCENTACIÓN DEESFUERZO Y CONDICIONES TENSIONALES EN UN CASERÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

EXCAVACIÓN (PROYECTO MINERO)

MODELO GEOTÉCNICO

MECANISMO DE INESTABILIDAD MODELO CONCEPTUAL DE COMPORTAMIENTO

DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN GEOMETRÍAS ADMISIBLES ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

DEFINICIÓN DE TIPO DE ANÁLISIS

REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS DE MONITOREO

SELECCIÓN DE HERRAMIENTA

ESTIMACIONES DE DILUCIÓN OTROS

ANÁLISIS

RESULTADOS

VALIDACIÓN

RECOMENDACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

MECANISMO DE INESTABILIDAD

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

ANÁLISIS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD - “MRMR” DE LAUBSCHER - “N” DE MATHEW

DERRUMBE PROGRESIVO

DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN GEOMETRÍAS ADMISIBLES ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

COLAPSO O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS

- ANÁLISIS ESTRUCTURAL - TECNICAS DE EQUILIBRIO LÍMITE

DEFORMACIONES POR ESFUERZOS INDUCIDOS

MODELOS - NUMÉRICOS - ANALÍTICOS - EMPÍRICOS

REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS DE MONITOREO ESTIMACIONES DE DILUCIÓN OTROS

HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD

F

s

FUERZAS RESISTENTE S      FUERZAS ... DESESTABIL IZADORAS 

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS “Scaled Crown Pillar Span” (Carter, 1992,2000)

Un método empírico ampliamente usado en la industria minera para evaluar la estabilidad de crown pillars o losas, es el método “Scaled Crown Pillar Span” (Carter, 1992,2000), el cual se desarrolló a partir de una serie de casos que permitieron elaborar una base de datos de las condiciones geométricas, parámetros de macizo rocoso y estabilidad de un Crown Pillar.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Método Gráfico de Estabilidad de Mathews El Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y más tarde modificado por Potvin (1989) es una técnica ampliamente usada en el proceso de diseño de caserones o cámaras para definir las dimensiones de unidades de explotación en cuerpos tabulares. La versión más reciente del método, actualizado por C. Mawdesley y R. Trueman (2000), está basada en el análisis de más de 400 casos históricos recopilados de minas subterráneas Canadienses y Australianas, y permite estimar la probabilidad de falla para un determinado diseño de caserón. El método consiste en la determinación del “stability number (N)”, parámetro que depende de la calidad del macizo rocoso, coniciones estructurales y esfuerzos 21 13.5 presentes. El parámetro N es comparado con las 6.1 dimensiones de la excavación (radio hidráulico) para evalaur 1.7 la condición de estabilidad. N = Q’ x A x B x C Donde: Q’: Rock Tunnelling Quality Index de Barton (1974) con SRF=1 A: Factor de condición de esfuerzos B: Factor de orientación de estructuras C: Factor de componente gravitacional

0.9

1.4 2

2.3 3

5

5.3

12.5

31

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Método Gráfico de Estabilidad de Laubscher

MRMR = RMR x FE x FO x FT x FM Donde: RMR’: Rock Mass Ratng FE: Factor de ajuste por esfuerzos FO: Factor de orientación de estructuras FT : Factor de ajuste por tronadura FM :Factor de ajuste por meteorización

GRAFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER (1990) 80.0

70.0 ES-ARN-1 PU-ABUN

ES-VS

60.0 ES-CAT-11

ES-CAV-AR

ES-CAL ES-VN-INF ES-SC

MRMR (Mining Rock Mass Rating)

El método gráfico de estabilidad de Laubscher (1990, 2000), relaciona la calidad del macizo expresada a través del parámetro MRMR (Mining Rock Mass Rating) y el radio hidráulico (RH) de una excavación. El parámetro MRMR se obtiene ajustando el parámetro RMR según las condiciones de esfuerzo, calidad de tronadura, orientación de discontinuidades y meteorización presentes en el sector.

50.0 ES-CAT-30

PLACA SANTOS

40.0

II PANEL III PANEL I PANEL

I PANELSIN HUMTO ES-AR-28

30.0

MI-C1CAVING MI-C1ESTALE ES-CAL-16 ES-C-235 20.0

MI-C2

10.0

0.0 0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

RADIO HIDRAULICO = AREA EXCAVACION / PERIMETRO EXCAVACION

50.0

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

Concepto de radio hidráulico (RH)

Área

RH (m) =

Flujo

(m2)

Perímetro (m)

A

r

A

13

m 2

w

23.0

m

A

531

m2

A

531

m

P

82

m

P

92

m

RH

6.5

m

RH

5.8

m

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

Concepto de radio hidráulico (RH)

RADIO HIDRÁULICO EN UNIDADES DE EXPLOTACIÓN

L

W

L 2L

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS Estabilidad de pilares

EXCAVACIÓN

EXCAVACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS Estabilidad de pilares

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS Estabilidad de pilares

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS Gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis

1.2 S= FO 1.3 FOS= 0.56

2.3

2.75

La gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis (1997) es una herramienta eficiente para la estimación de la resistencia de pilares en roca competente. La gráfica está construida por una extensa bases de datos de pilares en “hard rock” (178 casos). La gráfica considera como con datos de entrada: la relación ancho (W) / alto (H) del pilar a evaluar, alcarga el en pillar (Pillar Stress) y laresistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta representativa del pilar (σc)

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS CONCEPTO

Calcular área bajo la curva en el rango a - b

y

y

d

d

c

c

a

b

x

a

b

DISCRETIZACIÓN

x

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS DESCRIPCIÓN GENERAL

FUNDAMENTOS BÁSICOS

FORMULACIÓN TEORICA

• DEFINICIÓN DE VOLUMEN DE MODELO

• ECUACIONES DE EQUILIBRIO

• DISCRETIZACIÓN

• ECUACIONES DE CONTIUIDAD

• ELEMENTOS Y NODOS

• FORMULISMOS DE LEYES CONSTITUTIVAS (LINEALES Y NO LINEALES)

• SISTEMAS DE ECUACIONES

• “CONDICIONES DE BORDE”(CAMPO DE ESFUERZOS)

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS

MÉTODOS DE CONTORNO

MÉTODOS DE DOMINIO

MODELOS CONTINUOS

MODELOS DISCONTINUOS

FEM / FDM

DEM/DDM

(FLAC, PHASES, OTROS)

(UDEC, 3DEC, FPC(*), ELFEN (*), OTROS)

BEM

DDM

(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)

(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)

(*) MÉTODOS HIBRIDOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

MODELOS CONTINUOS – MODELOS DISCONTINUOS

MODELO CONTINUO

MODELO DISCONTINUO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

PROCESO DE MODELAMIENTO Definición del problema (Modelo Conceptual)

Simulación (Proyecto)

Análisis de resultados

• Condiciones •Materiales •Mecanismos de inestabilidad

SI

•Respuestas esperadas

Selección del tipo de Modelamiento:

Conclusiones y recomendaciones

Evaluación

NO

• En 2D o 3D •Elástico-Inelástico •Continuo o discontinuo

Ajustes

•Leyes constitutivas Calibración : Construcción del Modelo: •Elementos geométricos

Elem. de Calibración (Terreno)

•Geometrías representativas

•Respuestas del modelo •Parámetros relevantes para evaluar estabilidad • Criterios de aceptabilidad

Macizo Rocoso

Roca intacta

Clasificación de Macizo Rocoso

Estimación de propiedades de los materiales

PARTE I: INTRODUCCIÓN

ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA DOCUMENTO BANCABLE

PROCESO DE INGENIERÍA DE MINAS: TRANSFORMA EL RECURSO MINERAL EN UN NEGOCIO PRODUCTIVO

DEFINE UNA PROMESA PRODUCTIVA

8

100

7

90 80 70

5

60

4

50

3

40

Fine Copper, kt

Sulphide Plant Feed, Mt

6

30

2 20

1 UG

Rajo Extendido

Slags

0

10 0

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

YACIMIENTO MINERAL

PLANES DE PRODUCCIÓN

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN BASES DE DISEÑO PARAMETROS DE DISEÑO

OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN APOYO A OTROS PROCESOS SEGUIMIENTO Y CONTROL

CONTINUIDAD OPERACIONAL

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO ECONOMICO: VALOR PRESENTE, FLUJO DE CAJA

ESTABILIDAD: FACTOR DE SEGURIDAD, CRITERIO DE ACEPTABILIDAD, PROBABILIDAD DE FALLA

PROCESO DE DISEÑO

SEGURIDAD: FORTIFICACIÓN, CONDICIÓN DE LABORES, PRACTICAS OPERATIVAS, CONTROL DE CAÍDA DE ROCAS.

OPERATIVO: EQUIPOS, ACCESOS, DIMENSIONES, PLANES DE CONTINGENCIA

OBJETIVO PROYECTAR LA INFRAESTRUCTURA Y DEFINIR LAS BASES NECESARIAS PARA GENERAR LAS CONDICIONES OPERATIVAS, AMBIENTALES Y DE SEGURIDAD REQUERIDAS PARA “ASEGURAR EL DESARROLLO DE LA

ESTRATEGIA DEL NEGOCIO MINERO”.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

SEGURIDAD V/S ESTABILIDAD

CONDICIÓN 1

CONDICIÓN 2

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO CRITERIO OPERACIONAL

NO CREO QUE AUI PASE ALGO !!

EL CRITERIO OPERACIONAL DEBE VELAR POR: - FACTIBILIDAD TÉCNICA DE DISEÑOS Y RECOMEDACIONES - CONTINUIDAD OPERACIONAL

- MÍNIMAS INTERFERANCIAS CON LAS ACTIVIDADES PRODUCTIVAS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DISEÑO MINERO ETAPAS PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

ETAPA DE DISEÑO

ESCALA

NIVEL DE INFORMACIÓN

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA CONCEPTUAL

MINA

BASES DE DATOS MODELO GEOTECNICO CONCEPTUAL

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA BÁSICA

SECTOR

NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS) MODELOS INTEGRADOS

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA DE DETALLE

UNIDAD DE EXPLOTACIÓN

NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS DURANTE PREPARACIÓN) MODELOS LOCALES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DISEÑO MINERO PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO CRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD

INGENIERÍA CONCEPTUAL

INGENIERÍA DE PERFIL

IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES

CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL

ANÁLISIS COMPARATIVOS (OTRAS EXPERIENCIAS)

INGENIERÍA BÁSICA

INGENIERÍA DE DETALLE

ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO

VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO

EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO

VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

DEFINICIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Y BASES DE DISEÑO

VALIDACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO

ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO

DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL

DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN

EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN

DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN

DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DILUCIÓN CONCEPTO DE DILUCIÓN

Contaminación de mineral con material estéril durante los procesos de explotación.

-Dilución primaria: es aquella dilución inherente al método de explotación usado; puede considerarse una dilución planificada.

% Dilución = Unidades de dilución x 100 Unidades de mineral

-Dilución secundaria: es aquella dilución que involucra material fuera de las dimensiones de la unidad de explotación; dilución no planificada. Esta dilución esta definida principalmente por las condiciones geotécnicas del macizo rocoso y su control se realiza asumiendo buenas prácticas operacionales (perforación y tronadura).

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

DILUCIÓN FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE CASERONES Y DILUCIÓN

1

CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

CARACTERÍATICAS DE LA EXCAVACIÓN

- ROCA INTACTA - GRADO DE FRACTURAMIENTO - CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES

- DIMENSIONES - FORMA - INCLINACÓN

2 CONDICIONES DE ESFUERZO - ESFUERZOS INSITU - ESFUERZOS INDUCIDOS - ALTAS CONCENTRACIONES - CONDICIONES TENSIONALES O RELAJACIÓN

ESTABILIDAD DE CASERONES ABIERTOS Y DILUCIÓN

3 TRONADURA

OTROS FACTORES

- DISEÑO DE TRONADURA - PERFORACIÓN - TRONADURA CONTROLADA

- CRITERIOS DE DISEÑO DE CASERONES - ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS - CONDICIONES DE AGUA - OTROS

CORTES DE LABORES Y/O GEOMETRÍAS DESFAVORABLES - “UNDERCUT” Y “OVERCUT” EN PAREDES - LABORES DEL ENTORNO AL CASERÓN

TIEMPO DE EXPOSICIÓN - TAMAÑO DE CASERÓN - RAZÓN DE EXTRACIÓN

1

FACTORES ESTIMADOS POR MÉTODS EMPÍRICOS EN ETAPAS INICIALES DE DISEÑO

2

FACTORES ESTIMADOS Y/O MODELADOS POR ESTUDIOS ESPECÍFICOS Y DISEÑO MINERO

3 FACTORES EVALUADOS COMO CONDICIONES PARTICULARES Y/O LOCALES DEL CADA PROYECTO DE EXPLOTACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

SECUENCIA DE TRONADURA E2 E3 E5 E6

SECUENCIA DE TRONADURA

2

E7

DEFINICIÓN DE EVENTOS SUCESIVOS DE TRONADURA Y EXPLOTACIÓN ORIENTADOS A MANTENER CONDICIONES DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD, Y SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO:

1

3

E4

- MÁXIMA RECUPERACIÓN - MÍNIMA DILUCIÓN - MÍNIMO DAÑO EN MACIZO ROCOSO - MÍNIMO IMPACTO EN INFRAESTRUCTURA DE ENTORNO - CONTINUIDAD OPERACIONES

Secuencia de Tronadura Caserón SLS - C1 E-MINING TECHNOLOGY S.A.

LA SECUENCIA DE TRONADURA DEBE : - DEFINIR GEOMETRÍA DE ETAPAS DE EXPLOTACIÓN. - ESTABLECER ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN Y/O TRONADURA - IDENTIFICAR RIESGOS Y ALERTAS ASOCIADOS

Abril 07, 2004

- NE -

- SW -

Bases de la secuencia de tronadura

Nv 366

E6 E5 C B

E7 Nv 350

Etapas de tronadura

E6 E5 E2 C B E4 Nv 332

E6 E5 B A

E1

Nv 318

E0: Cavidad actual E1: Slot y corridas 24, 23 y 22 de Nivel 332. Esta etapa se quema en dos eventos (ver planta Nivel 332) E2: Slot parcial de Nivel 350 E3: Resbalín y caserón C3. Esta etapa se quema en tres eventos (ver plantas Nivel 350 y Nivel 366) E4: Remanente de slot Nivel 350. E5: Corridas de producción Nivel 318 corridas 18, 19 y 20 Nivel 332 corridas 19, 20 y 21 Nivel 350 corridas 2,3 y 4 Nivel 366 corridas 1, 2 y 3 Idealmente tronar etapa 5 en un sólo evento. Como alternativa tronar etapa 5 A antes que etapa 5 B.

E6 E5 A A

Nv 295

E3

1. Reducir dilución por potencial caving. 2. Tronadura masiva final. 3. Cavidad estable previa a tronadura masiva (cavidad en etapas E0 a E6). 4. Mínima exposición de placas. 5. Descarga de cuñas y bloques con la tronadura. 7. Mìnimo daño a acceso Nivel 318.

E0

E6: Corridas de producción Nivel 318 corridas 16 y 17 Nivel 332 corridas 17 y 18 Nivel 350 corridas 5 y 6 Nivel 366 corridas 4 y 5 Idealmente tronar etapa 6 en un sólo evento. Sin embargo, es factible tronar en tres eventos E6 A, E6 B y E6 C. La tronadura E6 C, necesarimente debe quemarse en un evento debido a la presencia de cuñas en el nivel 350.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

LA DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN TIENEN UNA IMPORTANTE COMPONENTE GEOTÉCNICA, EN PARTICULAR EN LO REFERENTE A:

•

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN

•

DEFINICIÓN DE SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN

•

DIRECCIONES DE AVANCE DE EXPLOTACIÓN

•

RITMO DE PRODUCCIÓN

•

DISEÑO, SECUENCIA Y TAMAÑO TRONADURA

•

EVALUACIÓN DE RECUPERACIÓN DE RESERVAS

•

DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE APOYO A LA PLANIFICACIÓN

•

OTROS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO CONCEPTO DE EXPLOTACIÓN •Área de explotación sobrepasa ampliamente las máximas dimensiones estables admisibles, las etapas finales deberán considerar una explotación con hundimiento. •La estrategia general de explotación concibe una recuperación parcial mediante cavidades iniciales estables y, una recuperación final mediante eventos de tronadura masiva que aceptan el derrumbe progresivo en una extracción con hundimiento. •Para esto se hace necesaria la preparación de múltiples estocadas de extracción para aumentar el n° de puntos de extracción .

A

E 73350

E 73300

E 73250

E 73200

N 57350

- SW -

- NE -

CONTORNO ESPERADO DE CAVING

MATERIAL DE CAVING

N 57300

NV 3

NV 2 MINERAL TRONADO N 57250

NV 1

A´

PUNTOS DE EXTRACCIÓN

PERFIL REPRESENTATIVO A-A´

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN Se definieron tres alternativas de explotación (Alternativas 1, 2 y 3). Todas la alternativas se basan en un explotación inicial con cavidades estables a escala global (es decir pueden permitir sobrexcavación manteniéndose estables), y luego una explotación con hundimiento. Alternativa 1: consiste en la ampliación de los caserones Cas-01 y Cas-05, y una tronadura masiva desde el centro (cas-03) Alternativa 2: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 3 y se ubican en el área del caserón Cas-03. Alternativa 3: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 2 y se ubican en el área del caserón Cas-03. NIVEL265 265 CENTRAL B CONTORNOS DE EXPLOTACIÓN NIVEL

     

C2

LO NG .

N

CAS 05

CAS 05

Chim.265-225

CAS 03 CHIME NEA 225

do na Ve

CAS 01

- 265

CAS 01 ALTERNATIVA 2

ALTERNATIVA 1

ALTERNATIVA 3 GE

V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN ALTERNATIVA 1 Estrategia • Etapa 1: Tronadura hacia cavidades existentes (pared NE de Cas-01 y pared SW de Cas05) • Etapa 2: Apertura de UC central, y extracción parcial. • Etapa 3: Apertura de UC induciendo caving (no considera tronadura masiva desde nivel 2. Las paredes quedan muy sensibles para desarrollar una perforación y tronadura desde en sector central, esto considerando que sería necesario abril espacios en el centro para una tronadura masiva) • Etapa 4: Recuperación de Stot de Cas04 en retroceso. Alertas • Generación de zonas sensibles a derrumbe en E1. Las dimensiones de cavidades existentes ya presentan problemas de sobrexcavación importante. • Dilución temprana. • Granulometría gruesa. Ventajas • No requiere fortificación. • Recuperación de mineral en el corto plazo. • Uso de infraestructura existente.

- SW -

- NE -

CONTORNO CAVING MAYOR

DERRUMBE E-01

DERRUMBE E-01

NV 3

E-01

CAS-06 CAS-01

CAS-10 CAS-05

E-03

NV 2

E-01

E-02

E-02

E-04

NV 1

PERFIL TRANSVERSAL

V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN ALTERNATIVA 2 Estrategia • Etapa 1: Explotar Cas 3 entre niveles 1 y 3, manteniendo pilar central estable (dos cavidades iniciales estables en sector de Cas-03). • Etapa 2: Explotar UC Cas-02 y realizar extracción parcial. • Etapa 3: Tronadura masiva junto a pilar central. • Etapa 4: Extracción de UC Cas-04 en retroceso. Alertas • Etapa 1 paredes sensibles a sobreexcavación. • Mantener pilar Central y pilar hacia acceso 2. • Fortificación acceso (GPX) hacia cavidades 3 y cavidad 1. • Tronadura masiva desde NV 265. • Requiere un estricto control de las etapas de perforación y tronadura Ventajas • Mayor control de la dilución.

- SW -

- NE -

CONTORNO CAVING MAYOR

NV 3

E-03

CAS-10 CAS-05

CAS-06 CAS-01

E-01

E-02

E-04

• Recuperación temprana de mineral de mejores leyes. • Diferenciación granulométrica entre mineral tronado y material de caving.

NV 2

NV 1

PERFIL TRANSVERSAL

VI. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Riesgos y alertas geotécnicas Condición Geotécnica

Alternativa 1

Alternativa 2

Alternativa 3

Estabilidad de paredes

Ampliación de cavidades que ya sobrepasaron dimensiones máximas admisibles. Se espera reactivación de derrumbes.

Paredes estables con RH menores a 10 m y probabilidades de falla menores a 5 %

Paredes estables con RH menores a 8 m y probabilidades de falla cercanas a cero.

Estabilidad de Techos

Ampliación de cavidades que ya sobrepasaron dimensiones máximas admisibles. Se espera reactivación de derrumbes.

Techos estables con RH menores a 7 m.

Techos estables con RH menores a 7 m. Esta alternativa deberá asegurar la estabilidad de los techos dado que la preparación de una tronadura masiva requerirá el tránsito por nivel 290.

Estabilidad de pilares

No aplica

Pilar Central estable con FS igual a 1.5. Potencial adelgazamiento del pilar por condiciones estructurales podría comprometer estabilidad de pilar y/o acceso a su tronadura. Pilar hacia cavidad Cas-10 con FS 1.15; puede sufrir deterioro y comprometer estabilidad; requiere fortificación con cables.

Pilar Central estable con FS igual a 2.0. Potencial adelgazamiento del pilar por condiciones estructurales no compromete estabilidad de pilar ni acceso a su tronadura.

Condición estructural

Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques Estructuras mayores en conjunto sensibles a desprenderse, principalmente en a discontinuidades menores paredes NW y SE. Se deben complementar forman bloques sensibles a estudios estructurales detallados que descarten desprenderse. bloques sensibles en paredes SW y SE que comprometan accesos y transito por nivel 265.

Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse, principalmente en paredes NW y SE.

Monitoreo

Principalmente orientado a techos de cavidades cas-06 y cas-10 para evaluar comportamiento de potenciales derrumbes y estimar dilución.

Principalmente orientado a techos de cavidades iniciales estables, para dar seguridad a tránsito por nivel 290.

Principalmente orientado a potencial adelgazamiento de pilar central y a techos de cavidades para evaluar caving y estimación de dilución.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

MONITOREO GEOTÉCNICO

OBJETIVOS Implementar un sistema que permita la detección del inicio y avance del un potencial mecanismo de inestabilidad, de tal modo de contar con un oportuno control de las condiciones de estabilidad de la placa. Garantizar la continuidad operacional y condiciones de seguridad para instalaciones, equipos y personal involucrados en el proyecto de explotación desde un punto de vista de riesgo geomecánico, anticipando eventos.

Calibrar modelos de comportamiento del macizo rocoso, mediante la evaluación de variables relevantes (deformaciones y desplazamientos) y realizar seguimiento a parámetros geotécnicos utilizados en diseño de unidades de explotación. Evaluación de niveles de dilución.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO TDR La tecnología TDR (Time Domain Reflectometry) es una forma simple de detectar la respuesta de la masa rocosa tanto en minería a rajo abierto como subterránea. El TDR permite ubicar movimientos de la masa rocosa en profundidad a través de la instalación de un cable coaxial en una perforación lechada con cemento. La continuidad, deformación o daño del cable es medido a través del equipo TDR, el cual genera un pulso eléctrico a lo largo del cable y recibe la señal reflejada. Cada reflejo esta asociado a una anomalía en el cable producida por un cambio en el macizo en profundidad. El cambio producido en el cable puede ser interpretado según el tipo de señal. El sistema puede ser combinado con equipos de recolección automática (Datalogger), los cuales permiten la lectura remota de múltiples cables. MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PROFUNDIDAD

CABLE CONECTOR

DATALOGGER

(A) CLIP DE REFERENCIA MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PROFUNDIDAD

LECHADA SEÑAL DE SALIDA

(B) MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PROFUNDIDAD

(C)

FIGURA 2 ESQUEMA SISTEMA MEDICIÓN DEFORMACIONES CON TECNOLOGÍA TDR (A). CIZALLE LOCALIZADO; (B) ZONA DE CIZALLE; (C) GRAN ZONA DE CIZALLE

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

BRED El sistema BERD tiene por objetivo proveer de una alarma de corte de cable a diferentes profundidades en sectores de riesgo de desprendimiento de terreno. Este sistema consta de múltiples cables de longitudes variables y pequeño diámetro, a lo largo de un tiro lechado, en caso de corte de cables este es mostrado en un indicador LED la profundidad donde se presenta el desprendimiento de terreno. Ver Figura. El sistema se puede conectar directamente a la red de 220 V AC o a baterías de 6V A/H, tiene dos sistemas de alerta baliza y sirena que se activan en el momento que ocurre una alarma.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

SISC La celda de carga SISC (Soft Inclusion Stress Cell), consiste en un anillo flexible, provisto de dos topes externos en posición diametralmente opuesta. Estos topes sirven para fijar el anillo a una perforación circular en la roca. Uno de los topes es móvil permitiendo el aumento o disminución de la distancia entre sus extremos, con lo cual se consigue fijar y dar apriete previo al momento de la instalación. Perpendicular al eje definido por los topes (uniendo los puntos opuestos del perímetro del anillo), se tiene fijo un dispositivo de cuerda vibrante, que permite medir la deformación del anillo; y por lo tanto, la deformación de la perforación que lo contenga. Esta deformación se producirá por una variación de esfuerzos sobre la roca investigada. En la Figura se muestra una aplicación típica de SISC en pilares formados por caserones.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

MONITOREO MICROSISMICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Y SOPORTE JUEGAN UN IMPORTANTE ROL EN EL MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD EN LAS EXCAVACIONES, TANTO EN EL CAMPO DE LAS OBRAS CIVILES COMO EN LA MINERÍA. Los conceptos de fortificación y soporte de excavaciones subterráneas presentan diferencias. Mientras fortificación se refiere a un sistema “activo” generalmente constituido por elementos –pernos, cables u otros- introducidos en el macizo rocoso del entorno de una excavación para aumentar sus propiedades resistentes, soporte se refiere a un sistema “pasivo”, consistente en elementos instalados en la periferia de una excavación con objeto de sostener la deformación y fallamiento progresivo del material rocoso del entorno de la excavación. Para simplificar el diálogo y dada la complejidad del comportamiento de algunos de estos sistemas, en adelante se tratarán indistintamente los conceptos de fortificación y soporte.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION ASPECTOS RELEVANTE EN LA DEFINICIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION TIPO Y USO DE LABOR

CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

TIEMPO DE EXPOSICIÓN

ESTÁNDARES DE FORTIFICACIÓN Y ACUÑADURA

CONDICIONES DE TRONADURA • LARGO DE DISPARO • DIAGRAMA DE DISPARO • EXPLOSIVO

CONDICIONES PARTICULARES - ESTRUCTURALES - GEOLÓGICAS

TRONADURAS CERCANAS

DEFINICIÓN DE

SISTEMA DE FORTIFICACIÓN FORTIFICACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

MÉTODOS EMPÍRICOS PARA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

RMR DE BIENIAWSKI Q DE BARTON MRMR DE LAUBSCHER RMI DE PALMSTRÖM

Si bien, las técnicas empíricas entregan una muy buena referencia para la selección de los elementos de fortificación, deben ser usadas sólo como guía, puesto que el diseño de los sistemas de fortificación debe siempre estar sujeto a las condiciones locales de cada proyecto de excavación subterránea.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

DISCUSIÓN

RMR = 50, Q= 4.3

RMR = 50, Q= 3.0

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

DISCUSIÓN

RMR = 50, Q= 4.3

RMR = 50, Q= 3.0

ESTIMACIÓN SRF (STRESS REDUCTION FACTOR) V/S CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

CONDICIONES DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN OBJETIVOS - MANTENER CONDICIONES DE SEGURIDAD EN LAS ACTIVIDADES OPERATIVAS EN TODAS LAS ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN - MINIMIZAR DESVIACIONES DEL PROYECTO Avance en Condición Favorable - EVITAR PÉRDIDAS OPERACIONALES Fallas observadas

DO

NG

A

O

CO

ND EL

L

Predecible formación de cuñas

FA

LL

A

CO

VA

Avance Sur-Norte

A

LL FA VI

Falla no observada

FAL

LA

RO

SIT

AO

RO

SA

-BE

RT A

A

RI

O CT

Avance en Condición Desfavorable Formación de Cuñas

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

CALIDAD DE INSTALACIÓN DE FORTIFICACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

OBJETIVOS 1. Mantener CONTINUIDAD OPERACIONAL & SEGURIDAD: Detectar potenciales inestabilidades y definir una recomendación a la operación 2. Asegurar el CUMPLIMIENTO DE LAS PRÁCTICAS recomendadas durante el desarrollo de un proyecto minero: Soporte y/o Fortificación, Método excavación, secuencia de tronadura, etc.

3. Revisión de datos de MONITOREO DE RUTINA 4. Apoyar a SERVICIOS GEOTÉCNICOS. Tomas de datos geotécnicos, instalación de instrumentos 5. Establecer interacción y apoyo a otros procesos a través de RECOMENDACIONES DE RUTINA

6. Realizar un CONTROL DE CALIDAD

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN

REVISIÓN DE CASO

NE

SW

900

DISEÑO DE LABORES MODELO GEOTÉCNICO MODELO DE FALLAS MAYORES ALERTAS GEOTÉCNICAS A LA RUTINA REQUERIMIENTO D EFORTIFICACIÓN MAYOR

800

REQUERIMIENTO DE MONITOREO C1

700

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

AVANCE DE LABORES

NE

SW

900

MAPEOS PROYECCIÓN DE CONDICIONES

800

C1

700

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

AVANCE DE LABORES

NE

SW

900

MAPEOS PROYECCIÓN DE CONDICIONES ALIMENTACIÓN A MODELO GEOTÉCNICO DE RUTINA NUEVAS ALERTAS GEOTÉCNICAS 800

C1

700

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

AVANCE DE LABORES

NE

SW

900

SEGUIMIENTO A ALERTAS GEOTÉCNICAS DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE COSNTRUCCIÓN IMPLEMENTACIÓN DE MONITOREO 800

C1

700

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

ETAPAS DE TRONADURA DE PRODUCCIÓN

NE

SW

900

EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN CAMPAÑAS DE ACUÑADURA 800

SANEAMIENTOS

C1

700

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

GEOTECNIA DE RUTINA

FIN DE ETAPAS DE TRONADURA

NE

SW

900

EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN CAMPAÑAS DE ACUÑADURA 800

SANEAMIENTOS PLAN DE TOMA DE DATOS DE MONITOREO C1

700

FIN