EVALUACION GEOMECANICA

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS METALURGIA

EVALUACIÓN GEOMECÁNICA DEL

MACIZO ROCOSO PARA EL

SOSTENIMIENTO DE LAS LABORES DE EXPLOTACIÓN EN MINA SAN CRISTÓBAL – COMPAÑÍA MINERA VOLCÁN S.A.A. – 2015-2016

PRESENTADO POR: CACERES MALCA EDUIN MICHEL NAZCA -ICA –PERÚ 2017



CARATULA



DEDICATORIA



A G R A DE C IMI E NT O



ÍNDICE



INTRODUCCIÓN

ÍNDICE

Contenido

CAPITULO I

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................ 9 1.1. Descripción de la realidad problemática ................................................. 9 1.2.

Delimitación de la investigación .................................................................. 10

A)

Delimitación espacial..................................................... ........................ 10

B)

Delimitación temporal ............................................................ ................10

C)

Delimitación social ................................................................................. 10

D)

Delimitación conceptual ........................................................................ 11

1.3.

Variables.......................................................................................................12 1.3.1. Variable independiente ...................................................................... 12

1.3.2. Variable dependiente ........................................................................... 12 1.4. Formulación del problema ....................................................................... 13 1.4.1. Problema principal.............................................................. ................ 13 1.4.2. Problema secundario ......................................................................... 13

1.5. Objetivos de la investigación ................................................................... 13 1.5.1. Objetivo general .......................................................... ........................13 1.5.2. Objetivos específicos ......................................................................... 14 1.6. Justificación e importancia del estudio .................................................. 14 1.6.1. Justificación ......................................................................................... 14 1.6.2. Importancia .......................................................................................... 15 1.7. Hipótesis ..................................................................................................... 16 CAPITULO II

2. Antecedentes de la investigación .............................................................. 17 2.1. Bases legales ............................................................................................... 18 CAPITULO III

3. GENERALIDADES..................................................................... ........................21 3.1. Ubicación ..................................................................................................... 21 3.2. Acceso .................................................................................. ........................22 3.3. Clima............................................................................. ................................ 22 3.4. Reseña histórica ........................................................................ ................23 3.5. Topografía .................................................................................................. 24 3.6. Recursos naturales ................................................................................... 24 CAPITULO IV

4. GEOLOGÍA.................................................................. ........................................25 4.1. Estudio Geología general ............................................................................. 25 4.2. Geomorfología..............................................................................................26 4.3. Litología y estratigrafía ............................................................................... 27 4.4. Rocas intrusivas........................................................... ................................ 29 4.5. Geología estructural .................................................................................... 30 4.6. Yacimientos minerales ........................................................ ........................33 4.6.1. Mantos.......................................................................... ........................33 4.6.2. Cuerpos ........................................................................ ........................ 34

4.6.3. Rocas encajonantes...........................................................................35 4.6.4. Yacimientos del distrito .............................................. ........................35 CAPITULO V

5. ASPECTOS Y SISTEMA DE MINADO ................................... ........................37 5.1. Estructura de la mina .................................................................................. 37 5.1.1. Rampas ................................................................................................ 37 5.1.2. By passes ............................................................................................ 38 5.1.3. Accesos........................................................................ ........................38 5.2. Método de minado .................................................................................... 38 5.3. Perforación y voladura..............................................................................40 5.4. Geomecánica ............................................................................................. 40 5.5. Sostenimiento ............................................................................................ 41 5.6. Accidentes por desprendimiento de rocas en mina San Cristóbal ... 42 5.7.

Influencia de las prácticas de perforación y voladura ................................. 42

CAPITULO VI 6.0. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ........................................... ........................44

6.1. Fundamentación teórica (GEOMECÁNICA) .................................. ...... 45 6.1.1. Clasificación de la masa rocosa ...................................................... 45 6.1.2. Rock Mass Rating (RMR) ................................................................. 46 6.1.3

Clasificación de Hoek y Brown (GSI) ................................................ 55 CAPITULO VII

7.0 ESTABILIDAD .................................................................................................. 57 7.1. Influencia de la litología, intemperización y alteración en la estabilidad de los macizos rocosos ............................................................. 57 7.2. Influencia de las estructuras en la masa rocosa ................................... 58 7.2.1. Excavaciones en roca masiva ............................................................ 59 7.2.2. Excavaciones en roca fracturada ....................................................... 60 7.2.3. Excavaciones en roca intensamente fracturada y débil ................. 64 7.2.4. Excavaciones en roca estratificada ................................................... 64

7.2.5. Excavaciones con presencia de fallas y zonas de corte ................ 66 CAPITULO VIII

8.0. SOSTENIMIENTO EN MINERÍA SUBTERRÁNEA ................................... 67 8.1. Tipos de sostenimiento ......................................................................... ...... 68 8.1.2. Sostenimiento con cuadros de madera ....................................... ...... 68 8.1.2. Pernos de roca ...................................................................................... 69 8.1.3. Pernos de anclaje mecánico ............................................................... 70 8.1.4. Split sets ................................................................................................. 71 8.1.5. Swellex....................................................................................................72 8.1.6. Malla metálica ................................................................ ........................ 74 8.1.7. Concreto lanzado shotcrete ................................................................ 75 CAPITULO IX

9.0. ESTRATEGIA METODOLÓGICA ................................................................ 76 9.1. Tipo de investigación ................................................................................ 76 9.2. Nivel de la investigación ................................................... ........................ 77 9.3. Diseño de la investigación ....................................................................... 77 9.4. Población .................................................................................................... 78 9.5. Muestra ....................................................................................................... 78 9.6. Técnicas de recolección de información .................................................. 80 9.6. Instrumentos de recolección de información ........................................ 80 CAPITULO X 10.0. PRESENTACIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ..................................... 81

10.1. Geomecánica ............................................................................................. 81 10.1.1. Análisis geomecánico de la mina San Cristóbal ........................... 82 10.1.2. Resistencia de la roca intacta ................................................... ........ 83 10.1.3. Resistencia de las discontinuidades................................................ 84 11.0. Análisis y discusión de los resultados ............................................................... 84

11.1. Estabilidad estructuralmente controlada ............................................... 84

11.2. Aberturas máximas y tiempo de auto soporte ...................................... 86 11.3. Diseño del sostenimiento ......................................................................... 88 CONCLUSIONES ................................................................................................... 90 RECOMENDACIONES .......................................................................... ................91 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 92 ANEXOS................................................................................................................... 93 Matriz de consistencia ........................................................................................ 93 Otros ...................................................................................................................... 97

DEDICATORIA EL PRESENTE TRABAJO ES DEDICADO A MIS PADRES QUE DÍA A DÍA ME BRINDAN SU

APOYO

INCONDICIONAL PARA VERME FORJAR COMO UN PROFESIONAL.

AGRADECIMIENTO MI AGRADECIMIENTO ES PARA LA UNIVERSIDAD SAN LUIS GONZAGA DE ICA

POR

BRINDARME

LA

OPORTUNIDAD DE CONTINUAR CON MIS

ESTUDIOS

SUPERIORES,

ASIMISMO AL ING. VÍCTOR FLORES MARCHAN

QUIEN

NOS

ASESORA,

ORIENTA Y NOS BRINDA SUS MEJORES CONOCIMIENTOS PARA REALIZAR EL PRESENTE

TRABAJO,

TAMBIÉN

AGRADECER A LOS INGENIEROS DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS Y METALURGIA QUIENES DÍA A DÍA SE ESFUERZAN PARA FORTALECER LOS CONOCIMIENTOS ESTUDIANTES.

DE

LOS

INTRODUCCIÓN La explotación de un yacimiento minero se realiza mediante una explotación subterránea cuando su extracción a cielo abierto no presenta las condiciones favorables esto debido a motivos económicos, sociales, o ambientales

o

condiciones mineralógicas. Para el ciclo de minado en minería subterránea es necesario la realización de túneles, pozos, chimeneas y galerías, empleando los diferentes métodos de explotación. A diferencia de otras excavaciones subterráneas las excavaciones mineras presentan características especiales en cuanto a su ubicación, estas tienen que ser llevadas a cabo donde se ubica el mineral y no donde las condiciones geológicas del terreno pudieran ser las más favorables. La zona donde se va realizar el estudio de macizo rocoso (mina San Cristóbal) no es la excepción pues esta presenta condiciones desfavorables como diferentes tipos de discontinuidades composición mineralógica entre otras. Para lo cual en el presente trabajo, se investigó sobre la toma de datos de campo de la Mina San Cristóbal realizados por terceros como por ejemplo Mapeo Estructural (Dirección de buzamiento y Buzamiento de las principales estructuras geológicas (discontinuidades)) para así, tener una idea del arreglo estructural en el depósito de mineral con una planificación adecuada y disminuir algunos riesgos o efectos contradictorios para la mina san Cristóbal contribuyendo así con una mejor producción y rentabilidad. Finalmente recalcar que el presente trabajo tiene como finalidad que el lector se encuentre familiarizado con la metodología para el estudio geomecánico considerando las diferentes variables encontradas en cualquier tipo de explotación subterránea y su interacción con los rasgos geológicos presentes.

1.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.

Descripción de la realidad problemática

Uno de los principales problemas para la construcción de un túnel minero o para realizar la excavación, es el tipo de macizo que se presenta en el área (mina San Cristóbal) donde se desarrollan los trabajos concernientes de dicha actividad, para lo cual se debe realizar una buena identificación de los diferentes tipos de roca que se pueden presentar con el fin de realizar una buena selección del sostenimiento, es imprescindible un análisis previo del macizo para realizar las actividades con una mayor seguridad. Entonces para ello se debe realizar una caracterización geomecánica del macizo rocoso de la mina San Cristóbal esto con la finalidad de adicionar más datos geológicos y físico-mecánicos que permitan conocer el comportamiento geomecánica de este macizo lo cual ofrece la posibilidad de que los resultados obtenidos en la investigación sean utilizados, como base para realizar un adecuado sostenimiento una buena voladura para no generar sobre excavaciones a la roca circundante. Actualmente los proyectos mineros y las empresas mineras subterráneas que se encuentran en operación, realizan sus actividades en estricto cumplimiento de los requisitos legales del país y de las exigencias internas establecidas por la organización, tomadas de las mejores prácticas de clase mundial y estándares internacionales. Por tal motivo las actividades comprendidas en sus procesos productivos, son monitoreadas a través de un sistema de gestión de seguridad que logra

cumplir en forma

simultánea la exigencia legal, y los requisitos internos de la organización, relacionados a seguridad y salud ocupacional. Entonces todo lo mencionado anteriormente lo podemos resumir que los problemas generados en la mina San Cristóbal pueden conllevar a una serie de accidentes o incluso pérdidas humanas perjudicando muchas veces

también la producción y rentabilidad de la empresa, para no llegar más allá de lo no deseado es imprescindible desarrollar trabajos de una manera ordenada y cumpliendo con los diversos factores y estándares establecidos que

conllevan a realizar trabajos seguros. Dentro de los problemas

identificados en la mina San Cristóbal podemos mencionar los siguientes: fracturamiento del shotcrete deformación de pernos en zonas de falla, No se realiza una planificación para realizar las excavaciones es por ello que muchas veces las excavaciones se realizan en zonas de condiciones geométricas adversas: convergencia con fallas y orientaciones paralelas con el eje de la excavación, también la Inadecuada elección de los métodos de sostenimiento conlleva a problemas de seguridad y rentabilidad.

A)

Delimitación espacial

El presente trabajo se realiza en la mina San Cristóbal, dedicada a la extracción de oro y plata, la mina San Cristóbal forma parte de la U.E.A. YAULI de compañía minera Volcán S.A.A.; se encuentra ubicado en el distrito de Yauli, provincia del mismo nombre, departamento de Junín, localizada sobre el flanco oriental de la cordillera occidental a 110 kilómetros al Este de la ciudad de Lima.

B)

Delimitación temporal

La investigación correspondiente es desde el año 2016 – 2017

C)

Delimitación social

El correspondiente estudio va dirigido a los dirigentes y personal de la mina San Cristóbal con la finalidad de que consideren algunos puntos importantes del presente trabajo y a todos los alumnos de la facultad de ingeniería de minas y metalurgia como una base para fortalecer sus conocimientos acerca de la minería subterránea y a otras universidades en específico de las escuelas de minas, a los docentes de la escuela de minas de la UNICA.

D)

Delimitación conceptual

La investigación de las propiedades geomecánicas y la calidad del macizo rocoso de la mina San Cristóbal, cuyos resultados permiten obtener una visión realista del estado actual del macizo rocoso. Consiste en emplear una metodología de investigación que consta de trabajos analíticos y experimentales, para su investigación se realizaron investigaciones de campo, ensayos de laboratorio, procesamiento y análisis de los parámetros geomecánicos. Basados en el estudio de los sistemas de clasificación geomecánica: Rock Quality Designation (RQD) sistema Q, Slope Mass Rating (SMR) se determinó la calidad del macizo rocoso. La calidad del macizo rocoso está controlado por variables litológicas, esfuerzos in situ, meteorización, resistencia a la comprensión uniaxial y las múltiples familias de discontinuidades. El RMR clasifica el macizo rocoso como bueno, el SMR clasifica el macizo rocoso de malo y bueno. La geomecánica está dando a la construcción de obras subterráneas un creciente soporte científico y técnico que ha encontrado su máximo exponente en la última década, hasta el punto de que hoy en día la mayoría d los túneles se hacen bajo supervisión de un experto en geotecnia, siendo uno de los objetivos caracterizar geomecanicámente

los macizos,

constituyendo esto el estudio integral del macizo en cuestión, que incluye tanto el modelo geológico, como el geomecánico, abarcando aspectos tales como , estructura del macizo, litología, contactos y distribución de litologías,

geomorfología,

cartografía

geológica,

estudio

hidrogeológico,

levantamiento de discontinuidades, técnicas geofísicas, sondeos, ensayos in

situ,

de

laboratorio

clasificaciones

geométricas,

entre

otros.

Convirtiéndose la caracterización geomecánica de los macizos rocosos en una herramienta indispensable para pronosticar su comportamiento

Una parte importante de la caracterización geomecánica de los macizos, lo constituye sin dudas, las clasificaciones geomecánicas, que surgieron de la necesidad de parametrizar observaciones y datos empíricos, de forma integrada, para evaluar las medidas de sostenimiento en túneles. Las mismas son un método de ingeniería geológica que permite evaluar el comportamiento geomecánico de los macizos rocosos, y a partir de estas estimar los parámetros geotécnicos de diseño y el tipo de sostenimiento de un túnel (Palmstrom, 1998).

1.3.1.

Variable independiente

GEOMECÁNICA





Discontinuidades Análisis geomecánico

1.3.2. Variable dependiente SOSTENIMIENTO



Protección



1.4.

Estabilidad

Formulación del problema

1.4.1.

Problema principal

¿Cómo la aplicación de la geomecánica influirá en los

elementos de

sostenimiento que se usará para estabilizar la masa rocosa en la mina San Cristóbal-compañía minera volcán S.A.A. 2015 – 2016?

1.4.2.

Problema secundario

¿En qué medida las discontinuidades influyen en la estabilidad del macizo rocoso en la mina San Cristóbal – compañía minera volcán S.A.A. 2015– 2016?

¿Cómo el análisis geo mecánico incide en proteger los accidentes del personal y al equipo en la mina San Cristóbal – compañía minera volcán S.A.A. 2015 - 2016?

1.5.

Objetivos de la investigación

1.5.1.



Objetivo general

realizar una evaluación geomecánica

del macizo rocoso para el

sostenimiento de las labores de explotación subterránea en la minera san Cristóbal compañía minera volcán S.A.A. 2015-2016

1.5.2.



Objetivos específicos

conceder criterios orientativos sobre los aspectos geológicos,

geotécnicos, que se deben de tener en cuenta para minimizar los problemas de inestabilidad en las labores durante el ciclo de minado y en base a lo anteriormente mencionado recurrir a un posible sostenimiento del macizo. 

brindar algunas recomendaciones para colocar adecuadamente los

distintos tipos de sostenimiento, tomando en cuenta la naturaleza del cuerpo mineralizado, los esfuerzos in situ, la geometría, secuencia de excavación y posición de la estratificación.



diagnosticar las características geo mecánicas del macizo rocoso a

través de la aplicación de los sistemas de clasificación geomecánica RMR y Q en la mina San Cristóbal



Conocer el comportamiento geomecánico del terreno, relacionado con

la estabilidad de la excavación.



Presentar recomendaciones para colocar adecuadamente los distintos

tipos de sostenimiento, teniendo en cuenta la geometría de la excavación y la posición de la estratificación.



Proporcionar la información necesaria para interpretar los resultados

de la auscultación básica del conjunto terreno-sostenimiento.

1.6.

Justificación e importancia del estudio

1.6.1.

Justificación

Esta investigación se efectúa con el propósito de definir de una manera detallada los alineamientos que nos permitirán obtener un sistema de información geomecánica necesaria a ser procesada y analizada; y así, obtener parámetros geomecánicos que nos permita plantear alternativas para garantizar una estabilidad del macizo rocoso mediante métodos de sostenimiento adecuados y seguros de acuerdo al tipo de roca que se presente y de modo que contribuya con la reducción de los costos y se afiance con la seguridad del personal y protección de los equipos empleados, garantizando condiciones seguras. Mediante análisis e intuiciones se ha llegado a

tener conocimiento de Las causas que

generalmente generan problemas de estabilidad entre los más importantes se tiene: calidad del terreno, perforación y voladura el cual se inicia con una correcta evaluación geomecánica, con la finalidad de que el proceso productivo sea rentable para la empresa, dado que actualmente, se manifiestan fallas en el proceso, pérdidas de tiempo y dinero en resanar los tramos debilitados, además de suscitarse algún evento no deseado con pérdidas humanas. Por ello es necesario una evaluación geomecánica y un adecuando sostenimiento si esta lo requiere.

1.6.2.

Importancia

La importancia del estudio se encuentra en la identificación de las causas que generan inestabilidad a fin de prevenir la caída de rocas con una aplicación de medidas correctivas que minimicen los accidentes mortales durante las operaciones dichas causas están determinadas por la caracterización del macizo rocoso y la calidad del mismo, las medidas tomadas nos servirá para mejorar la estabilidad de macizo haciendo uso de algún tipo de sostenimiento de las labores mineras subterráneas de la zona lidia de la mina San Cristóbal. El presente estudio también es importante por lo siguiente:

Contribuir al diseño adecuado en el planeamiento de las operaciones



mineras. Mayor difusión de la geomecánica entre los trabajadores, con el fin de



mejorar la cultura de prevención, y así controlar la estabilidad del macizo rocoso.



Mayor difusión del sistema integrado

de seguridad y salud

ocupacional, una herramienta que permitirá realizar trabajos en forma segura, cumpliendo normas internacionales

y controlar los riesgos

existentes en las zonas de trabajo en mina.



Mayor difusión del planeamiento estratégico, una herramienta también

muy importante, que permitirá realizar trabajos de calidad, conociendo las fortalezas de la organización, mejorando las debilidades y aprovechando las oportunidades para una operación eficaz.

1.7.

Hipótesis La aplicación de la geomecánica antes de la realización de un minado es muy fundamental debido a que de esta manera se tendrá una mejor estabilidad de las labores por ende una mayor seguridad de los trabajadores que operan en el área, entonces recalcar que la geomecánica es una ciencia muy fundamental para mantener la estabilidad de la masa rocosa ya que determinando todos los parámetros geomecánicos se puede decir que ya estamos más seguros de la calidad de roca que tenemos a trabajar y de acuerdo a ello determinar el sostenimiento o determinar un arreglo estructural adecuado. Por otro lado tenemos el sostenimiento que es de gran importancia dentro de la actividad minera subterránea debido a que la producción de

esta se encuentra muy ligada con el sostenimiento de las labores, se puede decir que “si no existe un sostenimiento a decuado en la roca

alterada o de mala calidad no existirá una producción o beneficio favorable a la empresa” entonces de aquí se deduce que el sostenimiento en la minería subterránea es de gran importancia, pero esta también va a depender de la geomecánica para su correcta ejecución. Para nuestro estudio nos centraremos en realizar investigaciones sobre la mina San Cristóbal y de acuerdo a ello realizar interpretaciones y generar soluciones a nuestra situación problemática, que está en relación a la geomecánica y al sostenimiento de las labores entonces

CAPITULO II 2. Antecedentes de la investigación Existen estudios relacionados a la evaluación de macizo rocoso como son los siguientes:

NACIONALES -

Universidad Nacional de Ingeniería, título de la tesis ; “ geomecánica en el minado subterráneo caso mina condestable” cuyo autor es: Néstor David

Córdova rojas que presentó y sustentó para obtener el grado de maestro en ciencias con mención en Ingeniería de Minas en el año 2008 de dicho trabajo se concluye con lo siguiente “ en dicho estudio se hace referencia a la

importancia geomecánica debido a que es muy fundamental para un minado subterráneo el cual nos va a permitir determinar las condiciones favorables y desfavorable y de acuerdo a ello determinar la estabilidad del macizo rocoso, en dicho estudio se desarrollan los ensayos correspondientes para posteriormente realizar un análisis y determinar las mejores condiciones de trabajo”

LOCALES -

También existen estudios realizados por el depto. De geomecánica de la mina San Cristóbal los cuales se realizaron para dar inicio a la explotación, en dicho estudio se hace referencia a los tiempos de auto-soporte de las excavaciones, también se hace referencia a los tipos de ensayos de laboratorio para determinar el sostenimiento más adecuado de las excavaciones.

2.1. Bases legales 

Artículo 75. Medidas para prevenir derrumbes. El titular del derecho minero, el explotador minero y el empleador minero, deben adoptar las medidas que sean necesarias para asegurar que las labores mineras subterráneas no presenten derrumbes ni desprendimientos de rocas que pongan en peligro la vida e integridad de las personas.



Artículo 76. Definición, implementación e inspección del plan de sostenimiento. El titular del derecho minero, el explotador minero y el empleador minero debe definir e implementar un plan de sostenimiento de la explotación, de acuerdo con el estudio geomecánico del área y con lo aprobado en el Programa de Trabajos y Obras (P.T.O.) del proyecto, cuando se trate de labores mineras.



Artículo 77. Área mínima de excavación minera. El área mínima libre de una excavación minera debe ser de tres metros cuadrados (3 m2) con una altura mínima de uno coma ochenta metros (1,80 m).



Parágrafo. El titular del derecho minero, el explotador minero y el empleador minero debe garantizar que el área de las labores definidas para

el transporte, sea suficientemente amplia, de tal forma que los equipos utilizados puedan circular sin tocar los respaldos (paredes), ni el techo, para no alterar el sostenimiento en dichas labores. 

Artículo 78. Sostenimiento adecuado. El responsable técnico de la labor subterránea y el supervisor de turno deben asegurar la existencia de sostenimiento adecuado y en la densidad requerida, en los frentes de explotación o recuperación, de acuerdo con el avance de los trabajos y las presiones existentes en la zona.



Parágrafo. Los trabajos subterráneos deben ser provistos sin retardo del sostenimiento temporal en los frentes de avance y solamente podrán quedar sin sostenimiento los sectores en los cuales las mediciones, los ensayos y su análisis, hayan demostrado su condición de auto-soporte consecuente con la presencia de presiones que se mantienen por debajo de los limites críticos que la roca natural es capaz de soportar.



Artículo 79. Disponibilidad de material de sostenimiento. El titular del derecho minero, el explotador minero y el empleador minero debe mantener a disposición elementos de sostenimiento, de material y resistencia según los requerimientos de las labores existentes apropiados, en cantidad suficiente y en lugares previamente establecidos dentro de la mina, donde puedan ser utilizados inmediatamente sin obstaculizar el espacio de vías de circulación de personal y equipos de transporte.



Artículo 80. Prohibición de circulación de personas. Se prohíbe la circulación de personas en aquellas labores mineras subterráneas donde el sostenimiento no cumpla con las disposiciones del presente Reglamento.



Artículo 81. Medios de sostenimiento. Cuando el fracturamiento del techo o las presiones en las labores mineras subterráneas lo exijan, el titular del

derecho minero, el explotador minero y el empleador minero debe implementar medios de sostenimiento o mecanismos temporales para asegurar el avance, tales como: arcos de acero, sistemas de pernado (certificados bajo un estándar nacional o internacionalmente aceptado), instalación de mallas, canastas en madera o cualquier otro medio de sostenimiento idóneo. 

Artículo 82. Relleno de cavidades. Cuando se utilice sostenimiento en madera o arcos de acero, se debe asegurar que todos los espacios que queden entre el capíz y el techo sean rellenados para conseguir que la presión del techo sea transmitida uniformemente.



Artículo 83. Medidas de seguridad con método de explotación minera subterránea. Cuan- Reglamento de Seguridad en las Labores Mineras Subterráneas 57 do se realice actividad minera subterránea, las labores de sostenimiento deben garantizar la seguridad, tanto de las personas, como de los equipos. Igualmente, se debe garantizar que en superficie, tanto las obras civiles como la infraestructura existente, no se vean afectadas por la subsidencia. Para lo anterior, se debe realizar un diseño con los cálculos respectivos que sirva para establecer las dimensiones mí- nimas y la localización.



Decreto Supremo Nº 014-92-EM, se aprueba el Texto Único Ordenado de la Ley General de Minería, estableciéndose en su Título Décimo Cuarto, denominado Bienestar y Seguridad, ciertas obligaciones que los titulares de la actividad minera tienen frente a sus trabajadores; Que, mediante el artículo 1 del Decreto Supremo Nº 055-2010-EM, se aprobó el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería, el cual tuvo como objetivo prevenir la ocurrencia de incidentes, accidentes y enfermedades ocupacionales, promoviendo una cultura de prevención de riesgos laborales

en la actividad minera, contando con la participación de los trabajadores, de los empleadores y del Estado.(PERÚ)

“habiendo analizado la constitución política del Perú debo presentar como

base legal que respalda a mi tesis, la cual se ha desarrollado en base a las disposiciones establecidas en los diversos artículos, y se relacionan con el tema de investigación”

CAPITULO III 3. GENERALIDADES

3.1. Ubicación La mina San Cristóbal, que forma parte de la E.U.A. YAULI de Volcán Compañía Minera S.A.A. se encuentra situada en el flanco este de la Cordillera de los Andes Centrales del Perú a 110 kilometros al Este de la ciudad de Lima posee una ubicación geográfica de 76°05’ de longitud Oeste y 11°43’de latitud sur, ubicada en el distrito de Yauli- la oroya departamento

de Junín, con altitudes promedio entre los 4,150-4700 m.s.n.m y abarca una extensión de aproximadamente 35 km2. (GEOLOGIA)

Sus límites son los siguientes:



Por el norte; con la compañía minera VOLCÁN Por el sureste; con la unidad de producción de Andaychagua



Por el este, con la comunidad campesina de Huayhuay



Por el sur, con la laguna de Páncar



Por el oeste, con la laguna de Pomacocha



3.2. Acceso El acceso desde la ciudad de lima a la EUA Yauli, donde se realizara la investigación, se realiza a través de la ruta principal siguiendo la carretera central “Lima-La Oroya” “La Oroya-Mina San Cristóbal” el tiempo promedio de

viaje en la ruta indicada varia aproximadamente entre 4 a 6 horas dependiendo mucho de las condiciones climatológicas y tráfico en la ruta indicada.

3.3. Clima El clima de la zona es generalmente frío y seco, como corresponde a la región Puna, con presencia estacional de grandes precipitaciones pluviales, se reseña las condicione climáticas tomadas de los estudios y monitoreo anteriormente desarrollados por el área de medio ambiente:



Temperatura máxima 17°C



Temperatura promedio en verano 15°C



Temperatura promedio en invierno 10°C



Velocidad máxima del viento es de 36 km/h



Evaporación de 3.3 cc/h

Durante los meses comprendidos entre noviembre y abril se producen grandes precipitaciones pluviales, nevadas y granizadas. En los meses de mayo a octubre las condiciones son de sequía.

3.4.

Reseña histórica

La compañía minera volcán inicio sus operaciones en el año 1943, en la cordillera de los Andes (Ticlio-Lidia) el continuo esfuerzo y la dedicación desempeñados por sus directivos y colaboradores le han permitido convertirse en una de las principales productoras de zinc, plomo, y plata del Perú. Así mismo volcán está posicionada dentro de las diez principales empresas productoras de zinc, plata y plomo del mundo. Inicialmente las operaciones de Volcán se circunscribieron a la mina Ticlio, un conjunto de 30 concesiones otorgadas por el Estado Peruano, y cuyo mineral extraído era vendido a la concentradora Mahr Túnel, en esa época propiedad de la empresa de capitales estadounidenses Cerro de Pasco Copper Corporation, que fue expropiada por el gobierno militar a comienzos de la década de 1970. Fue en la década de 1990, en un contexto de reformas económicas aplicadas por el gobierno de ese entonces, orientadas a promover la inversión privada en las empresas públicas, cuando Volcán expandió sus operaciones mediante la adquisición de áreas mineras y sus correspondientes activos. La visión del Directorio y el liderazgo del Dr. Roberto Letts, fueron fundamentales para el crecimiento de la Compañía. En 1997, mediante subasta pública internacional, Volcán Compañía Minera S.A. adquirió de Centromin Perú la Empresa Minera Mahr Túnel S.A., propietaria de las operaciones mineras Mahr Túnel, San Cristóbal y Andaychagua, y de las plantas Mahr Túnel y Andaychagua. El monto de la transacción ascendió a USD 128 millones más un compromiso de inversión de USD 60 millones, el cual se cumplió en el tercer año. Un año después se llevó adelante un proceso de fusión de ambas empresas, Empresa Minera Mahr

Túnel S.A. y Volcán Compañía Minera S.A., y se creó Volcán Compañía Minera S.A.A. En el 2014 la Compañía puso en operación la nueva unidad de Alpamarca y la planta de Óxidos en Cerro de Pasco, esta última alcanzó plena capacidad en junio 2015 con una inversión total de USD 280 MM. Entre ambas produjeron 3.3 millones de onzas de plata en el 2014 y 6.3 millones de onzas de plata en el 2015. A 73 años de su fundación Volcán cuenta con más de 323 mil hectáreas de concesiones mineras, 12 minas y 7 plantas concentradoras, una planta de lixiviación, siendo una empresa minera diversificada y líder mundial de zinc, plomo y plata. (S.A.A, 2016)

3.5.

Topografía

El relieve de las cumbres se caracteriza por tener una superficie de moderada a intensa erosión, con laderas abruptas, las quebradas relativamente inclinadas y profundas, los valles glaciares se encuentran en las partes altas con un típico modelo glaciar, estos valles están separados por cadenas de cumbres. Fisiográficamente se puede diferenciar únicamente la Cordillera Occidental, esta área se encuentra emplazada longitudinalmente se sureste a noroeste, y se encuentra mayormente definido por altitud, relieve, el clima y la geología.

3.6.

Recursos naturales

Por las características topográficas de clima, la vegetación es muy escasa, localmente se siembra papas, cebada, yuca, que abastecen parcialmente las necesidades alimentarias del poblador andino. La crianza de vacunos, ovinos, y caballos es mínima.

CAPITULO IV 4. GEOLOGÍA 4.1. Estudio Geología general

El distrito minero San Cristóbal se caracteriza por un marcado intemperismo de las formaciones geológicas que han determinado una topografía suave y abrupta. En el valle del río Yauli la topografía es bastante extendida formando planicies con extensiones importantes, especialmente en las cercanías de la planta concentradora Marh Túnel. La morfología en la zona presenta relieves suaves y accidentados sus pendientes elevadas 35° a 48° en zonas rocosas, el distrito minero de San Cristóbal está localizado en la parte Sur Oeste de una amplia estructura regional del domo que abarca casi íntegramente los distritos de Morococha, San Cristóbal y Andaychagua. Esta estructura inicialmente fue denominada Complejo Domal de Yauli, actualmente recibe el nombre de Domo de Yauli y presenta una ventana de formaciones paleozoicas dentro de la faja intracordillerana de formaciones mesozoicas. El paleozoico tiene dos pisos, el inferior formado por el grupo Excélsior y el superior por un grupo Mitu; el Excélsior está formando a lo largo del anticlinal de Chumpe en la parte Oeste del Domo y en el anticlinal de ultimátum hacia el Este, el Mitu aflora en la mayor parte del Domo. Litológicamente las rocas que afloran en el área de estudio están comprendidas en edades

desde el Paleozoico Inferior, Cretáceo Medio,

Terciario y depósitos del Cuaternario. Los Intrusivos de composición intermedia y básicos han cortado enteramente la secuencia estratigráfica del anticlinal de Chumpe dando srcen a la mineralización, la cual se encuentra rellenando tanto fracturas de tensión y cizallamiento en el núcleo y flancos del pliegue de Chumpe como también remplazando capas calcáreas en el flanco Occidental de la misma estructura.

Estructuralmente las fallas y fracturas transversales al Domo de Yauli fueron importantes para los depósitos tipo veta y cuerpos los que están localizados en fallas normales con rumbo general Noreste-Suroeste y Noroeste- Sureste respectivamente. El Domo de Yauli está constituido por rocas sedimentarias cuyas edades fluctúan entre el Paleozoico Inferior y el Cretácico Medio arregladas en una serie de anticlinales y sinclinales de ejes aproximadamente paralelos; así los depósitos minerales de San Cristóbal y carahuacra se localizan dentro del llamado “Anticlinal de Chumpe”, cuyo eje se alinea en dirección N° 45º

mostrando doble hundida hacia el Norte y hacia el Sur.

4.2. Geomorfología Las unidades geomorfológicas

en las zonas de estudio han sido

clasificadas en geomorfología de erosión y geomorfología de acumulación. Entre ellos se tiene:

Valle glaciar y lomadas

Este tipo de geomorfología, está constituida por típicos valles glaciares en forma de U que discurren en dirección NW y SE controladas por las estructuras de rumbo andino, con un relieve suave y moderado y con pendientes mayormente menores a 30 %

en el sector noroeste que

corresponden a las cabeceras de las quebradas; en algunos sectores como en la parte intermedia de la quebrada Andaychagua las pendientes son mayores, aproximadamente entre 30 % y 40 %, formada por depósitos morrénicos o fluvioglaciares, y en muy reducidos sectores como en la quebrada Pacchapuquipampa, quebrada victoria y la quebrada Ayamachay

la pendiente se presenta más pronunciada, aproximadamente entre 40 % y 60 %.

Cerros y zonas de escarpas

Esta zona, tiene pendientes mayores de 45º, está constituida por zonas de escarpas y probablemente controlada por una falla longitudinal a lo largo de la quebrada Andaychagua. La litología de este tipo de afloramiento corresponde a los volcánicos del Grupo Mitu y a las filitas del Grupo Excélsior en el área de Andaychagua además de las calizas del Grupo Pucará resistentes a la erosión, en los volcánicos del Grupo Mitu se aprecia roca desnuda generalmente sin suelo, con acumulación de materiales coluviales a lo largo de las faldas de los cerros en la margen derecha de la quebrada Ayamachay.

4.3. Litología y estratigrafía En los alrededores del área de estudio se observan un conjunto de unidades litológicas cuyas edades van desde el Paleozoico inferior hasta el cuaternario, ver plano TES-PTI-2015-IB-003. A continuación se describen los grupos y formaciones geológicas:

Grupo Excélsior (silúrico devónico)

Representan las rocas más antiguas aflorantes en el área y conforman el núcleo del Domo de Yauli. La potencia total de este grupo es desconocida, sin embargo J. Harrison (1943), determinó una potencia de 1,800 metros para una secuencia equivalente en los alrededores de Tarma. En San Cristóbal las pizarras son de color gris a negro y localmente son conocidas como filitas. Las filitas están fuertemente dislocadas y contienen numerosos lentes de cuarzo, los que han sido interpretados como el resultado del metamorfismo regional. Las filitas ocurren finamente estratificadas,

mientras que los lentes de cuarzo presentan mayor espesor generalmente en los núcleos de anticlinales. Al Sureste de San Cristóbal las filitas contienen algunos horizontes no muy potentes de calizas metamorfizadas a mármol. En base a los pocos fósiles encontrados las series Excélsior han sido determinadas como de edad Devoniana o más antigua.

Grupo Mitu (pérmico)

Las rocas del grupo Mitu yacen discordantemente sobre las filitas Excélsior, cuyo grupo está constituido principalmente por sedimentos continentales de color rojo tales como conglomerados y brechas volcánicas. Localmente han sido encontradas algunas calizas. El grupo Mitu está ausente alrededor de San Cristóbal pero a pocos kilómetros al Norte, en la mina Carahuacra, estos sedimentos han sido encontrados tanto en superficie como en el interior de la mina.

Volcánicos catalina Constituye la parte superior del grupo Mitu. En los alrededores del Domo de Yauli estos volcánicos yacen sobre el grupo Mitu y sobre las filitas Excélsior en donde el Mitu está ausente. A lo largo del extremo Oeste del Anticlinal de Chumpe, en Carahuacra y San Cristóbal, los volcánicos Catalina consisten de derrames andesíticos variando en composición desde dacitas a andesitas, mientras que más hacia el Este cerca de Andaychagua están compuestos de una serie de aglomerados irregulares y brechas piroclásticas que cambian gradualmente también a derrames andesíticos. Dentro de la volcánica Catalina ocurren también lutitas oscuras. Debido a la naturaleza irregular de los volcánicos la potencia total del grupo Mitu y de los volcánicos Catalina es muy variable. Al Este de San Cristóbal la potencia de los volcánicos Catalina es alrededor de 800 metros. La edad, tanto del Mitu como de los volcánicos Catalina fue considerada como del Carbonífero superior (McLaughlin 1940) y posteriormente asignada al Pérmico.

Grupo pucara (jurásico)

Este grupo yace discordantemente ya sea sobre los sedimentos del Mitu o sobre la volcánica Catalina. Alrededor de La Oroya la potencia del grupo Pucará ha sido determinada en más de 1,400 metros (J. Y. Harrison, 1943), hacia el lado Este del anticlinal de Chumpe, las calizas contienen algunos derrames basálticos en su base, los mismos que no ocurren en el flanco Oeste del mismo. Aquí, en lugar de basaltos, se encuentran calizas conteniendo nódulos de cuarzo de más o menos 20 centímetros de diámetro. Encima de este horizonte las calizas están finamente estratificadas siendo en parte lutáceas y conteniendo algunas capas de tufos que varían en espesor de 10 centímetros a 3 metros. La edad de las calizas ha sido determinada como liásicos habiendo sido correlacionada con la formación Aramachay. 4.4. Rocas intrusivas

Figura N°1

En las áreas de Carahuacra, San Cristóbal y andaychagua ocurren dos tipos de intrusivos: intensivo ácido y básico.

Intrusivos ácidos

Las rocas intrusivas ácidas están representadas en el área por stocks de monzonita cuarcífera y diques de alaskita ubicados a lo largo o cerca de la zona axial del anticlinal de Chumpe. Los stocks más importantes en el área son: el intrusivo de Carahuacra y el intrusivo de Chumpe. El primero es un stock de 1. 5 por 1 kilómetro que aflora en el límite NO del área de San Cristóbal, en contacto con las filitas del grupo Excélsior y los volcánicos Catalina. El intrusivo de Chumpe conforma el pico más alto en el área de San Cristóbal y se ubica a lo largo de la zona axial del anticlinal que lleva sus nombres. Una serie de diques irregulares, paralelos y con buzamientos verticales, conocidos localmente como "diques de alaskita", se encuentran intruyendo filitas del grupo Excélsior a lo largo de la zona axial del anticlinal de Chumpe. Estos diques parecen estar conectados en profundidad con el intrusivo de Chumpe. Petrográficamente los diques son granitos pórfidos.

Intrusivos básicos

Los intrusivos de carácter básico han sido encontrados cerca del intrusivo de Carahuacra y en el área de Andaychagua. Los que se encuentran cerca al intrusivo de Carahuacra son diques de diabasa que se ubican casi perpendicularmente al eje del anticlinal. En Andaychagua, dentro de la volcánica Catalina, ocurre una intrusión de gabro tipo chimenea de forma elipsoidal. Su tamaño es de 70 x 250 metros. De este conducto se desprenden diques de pocos metros de potencia que atraviesan los volcánicos. (Estos diques son de naturaleza ácida y parecen haberse derivado del gabro en mención) Cerca a la veta Andaychagua estos diques están fuertemente alterados por lo que su identificación exacta no ha sido determinada.

4.5. Geología estructural

Los afloramientos de la zona de estudio presenta fuerzas comprensivas de dirección E-W que se srcinaron durante el Cretáceo (Plegamiento "Peruano"), comenzaron a formar el anticlinal Morococha, que tiene una orientación NW – SE, y forma una ventana estructural con exposición del basamento paleozoico, mesozoico y cenozoico; perturbado por las diferentes orogenias e intrusivos generando un área estructuralmente compleja, la misma que llevó a esta zona a convertirse en una de las áreas más propicias para el desarrollo de varios yacimientos de depósitos minerales como vetas, mantos, cuerpos de reemplazamiento y mineralización. Estructuralmente las unidades Carahuacra y San Cristóbal se encuentran afectados por plegamientos y fallamientos, los cuales han ocasionado la formación de anticlinales y sinclinales, srcinando el fracturamiento y reordenamiento de la estructura srcinal de las unidades rocosas, causando fracturas y diaclasas que a su vez han generado una porosidad secundaria, lo cual es un elemento importante para la geomecánica e hidrogeología por ocasionar aumento en la permeabilidad de las rocas srcinarias. A continuación se describen algunas estructuras:

Plegamiento

Dentro del Domo de Yauli fueron formados 3 anticlinales paralelos. Los ejes de estos anticlinales tienen un rumbo entre N 35° - 40°O. El anticlinal que está más al Oeste de los tres es el anticlinal de Chumpe, el cual está directamente relacionado a la mineralización del distrito de Carahuacra, San Cristóbal y Andaychagua. Su mayor dimensión que es de NO á SE tiene alrededor de 16 kilómetros mientras que de NE a SO tiene 4 kilómetros. El flanco Occidental tiene un buzamiento de 55° al SO, mientras que el flanco Oriental tiene un buzamiento de 30° al NE. El núcleo del anticlinal de Chumpe está formado por las filitas Excélsior y el grupo Mitu del Paleozoico. El flanco Occidental está compuesto por calizas Pucará y areniscas Goyllarisquizga, mientras que en el

flanco Oriental se extienden los volcánicos Catalina por varios kilómetros al Este (ver figura 03). El anticlinal de Chumpe debe ser considerado como el extremo sureste del Domo de Yauli, donde la mayor acción del plegamiento ha tenido lugar; en esta área las pizarras del grupo Excélsior del Paleozoico han sido levantadas en su mayor extensión.

Figura N° 2 Fracturamiento

Todo el fracturamiento en el área de Carahuacra, San Cristóbal y Andaychagua es el resultado de las mismas fuerzas compresivas que dieron lugar al arqueamiento del domo de Yauli. Alrededor y dentro del anticlinal de Chumpe se distinguen tres conjuntos de sistemas de fracturamiento (información extraída de la geología del Túnel Victoria):



El sistema con mayor presencia (80 %) tiene rumbo Noroeste a Suroeste y

buza gran parte al Noroeste.



El segundo sistema (15%) tiene rumbo de Este a Oeste y buza al Norte y

otro al Sur.



El tercer sistema (5%) tiene rumbo Noroeste a Sureste. Algunos buzan al

Noreste y otros al Suroeste.

4.6. Yacimientos minerales

Los minerales más comunes que ocurren en el sistema de vetas son: Sulfuros: blenda, esfalerita, galena, argentita, calcopirita, estibina. Sulfosales: pirargirita (plata roja oscura) Sulfatos: baritina Carbonatos: grupo de la calcita Oxidos: grupo de hematita (Oligisto), especularita

Es importante tener en cuenta la distribución y comportamiento de las principales vetas desde el punto de vista estructural y de las alteraciones hidrotermales de sus rocas encajonantes tendrán incidencia para el mayor o menor grado de sostenimiento durante la ejecución del Proyecto Túnel de Integración.

4.6.1.

Mantos

Los encontramos en las calizas Pucara, se srcinaron por la inyección de mineral transportados por las vetas de E a W al encontrar zona favorable para el reemplazamiento metasomático en el contacto Mitu-Pucara donde se tiene un paquete de dolomía permeable que ha permitido la recepción del mineral, formando los mantos Viejecita, 570, Toldorrumi, etc. Controlados en la caja techo por tobas o cenizas volcánicas, presentan un rumbo promedio en la misma dirección de los estratos N45º W, longitudinalmente se extiende 13 Km de los cuales solo 4 Km están reconocidos.

Mineralización

Los minerales más comunes que ocurren en los mantos son: Sulfuros: blenda, esfalerita, Galena, argentita, calcopirita, calcopirita, pirita, marcasita. Sulfatos: baritina (BaSO4) Carbonatos: grupo de la calcita, magnesita, siderita, rodocrosit, grupos de la dolomita, ankerita. Óxidos: hematita y especualrita.

4.6.2.

Cuerpos

Se encuentran localizados aproximadamente entre 50 y 100 m del contacto Mitu- Pucará, se srcinaron por la inyección de mineral transportados por las vetas y vetillas de E a W continuando en las calizas hasta encontrar una nueva zona favorable para el reemplazamiento metasomático, donde se emplazó en varios estratos de dolomías controlados por tufos o tobas volcánicas dando lugar a la formación de cuerpos irregulares que varían de forma y tamaño de nivel a nivel, presenta un rumbo promedio en la misma

dirección de los estratos N45º W, los cuerpos que se conocen son: Principal techo, Huaripampa, Lidia, 423, 658, Toldorrumi.

Mineralización

Los minerales más comunes que ocurren en los cuerpos son: Sulfuros: blenda, esfalerita, galena, argentita, calcopirita, pirita, marcasita Sulfatos: baritina (BaSO4) Carbonatos: grupo de la calcita, magnesita siderita Óxidos: grupo de la hemetita (oligisto, especularita, magnetita)

4.6.3.

Rocas encajonantes

En las vetas se tienen volcánicos (dacitas, andesitas) y filita. La alteración es silificacion, seritizacion y cloritizacion. En los mantos y cuerpos dolomías, calizas margosas (arcillosas), tobas (cenizas volcánicas y polvo volcánico)

4.6.4.

Yacimientos del distrito

La mineralización en las minas Carahuacra y San Cristóbal Andaychagua se presentan en dos tipos: como relleno de fracturas que cruzan el anticlinal de Chumpe (vetas), y como reemplazamiento de las calizas Pucará, encima de los volcánicos Catalina (mantos). En Andaychagua solo como vetas. Mineralización en vetas

El anticlinal de Chumpe es extensamente atravesado por fracturas perpendiculares a su eje, prolongándose algunas desde el flanco occidental

hasta el flanco oriental del anticlinal, mientras que otras ocurren sólo en los flancos. Alguna de estas fracturas han sido mineralizadas en mayor o menor grado, pero solo unas pocas contienen mineralización económicamente explotable. Son importantes estructuralmente las vetas principales del distrito como la veta 658, 722, 755, San Cristóbal y Andaychagua. Veta San Cristóbal

La veta San Cristóbal es la estructura más extensa que se conoce en el área y ha sido mineralizada a lo largo de 3 kilómetros. El movimiento principal de toda la estructura ha sido normal con un desplazamiento de aproximadamente 200 metros. Además, por acción rotacional la caja piso de la veta ha tenido un movimiento en el sentido de las agujas del reloj comparado con la caja techo de la veta. Aunque la estructura consta de una fractura continua, su rumbo cambia en relación al tipo de roca, debido probablemente a su naturaleza (tensión o de cizalla) o en su defecto debido a una refracción de la fractura al entrar en diferente tipo de roca. En los volcánicos del flanco Occidental el rumbo es de NE 60°-70°SO. El buzamiento de la veta a lo largo de toda su extensión varía de 45° á 60°SE. El ancho varía fuertemente a lo largo de toda su extensión. Estas potencias tan variables podrían reflejar las competencias variables de las rocas y los diferentes orígenes de las fracturas. a)

Alteración de las rocas encajonantes

La alteración de las rocas encajonantes varía de acuerdo al tipo de roca y de mineralización. En las filitas, la alteración consiste, de la veta hacia afuera, de una zona de silicificación, de caolinización y/o sericitización y finalmente cloritización. Diseminación de pirita ocurre entremezclada con todos los tipos de alteración. En los volcánicos, la zona de silicificación es

reducido y la zona de caolinización alcanza escasos metros, mientras que la zona de cloritización hacia el contacto con las filitas decenas de metros. b)

Controles de mineralización

La mineralización en la veta San Cristóbal tiene un control estructural y litológico. El control estructural está determinado por la falla San Cristóbal que permitió la circulación de soluciones mineralizantes; y además, las diferentes reaperturas, durante la formación de la veta, dieron lugar a las diferentes bandas de minerales. El control litológico está determinado por los diferentes tipos de rocas encajonantes a lo largo de la veta San Cristóbal, los cuales probablemente han influido en la distribución espacial de los minerales. (David, 2002)

CAPITULO V 5. ASPECTOS Y SISTEMA DE MINADO

5.1. Estructura de la mina En la zona que se realizó el estudio, se pueden definir los siguientes tipos de excavaciones para el desarrollo, preparación y explotación del mineral:

5.1.1. Rampas

Las rampas son las principales excavaciones de accesos y servicios para todos los niveles de un determinado tajeo. Por las cuales transitan los equipos utilizados para el minado y los volquetes que transportan mineral desde el interior de la mina hasta las canchas situadas en superficie. Son construidas con sección 4.0 x 4.0 m y con gradiente promedio de 12 % aproximadamente. En la zona motivo de estudio, la rampa está construida en la zona de roca volcánica, que presenta mejor calidad geomecánica el sostenimiento empleado está compuesto por pernos tipo barras

helicoidales de 7´, en algunos casos según el requerimiento, se emplea shotcrete de 2” reforzado con fibra.

5.1.2. By passes

Son construidos en roca competente y en forma paralela al rumbo de la veta, en este caso, en forma paralela al rumbo de los mantos y cuerpos. Los by passes son los que conforman los niveles principales, los cuales por lo general tienen una diferencia de cotas de 50 m. tienen sección aproximada de 4.0 x 4.0 m. su función principal es servir como excavaciones de acceso y servicios para los tajeos ubicados en los diferentes niveles de la mina. El sostenimiento es con pernos en roca tipo barra helicoidal de 7´, y en algunos casos según la calidad del terreno, shotcret 2’’ reforzados con fibra.

5.1.3. Accesos

Son las excavaciones que nos permiten acceder

a la estructura

mineralizada. Asi como la extracción de mineral de mineral hasta las zonas de carguío con Scoop Diesel. Parten desde las rampas o by passes en forma de brazos con una gradiente negativa hasta llegar a la estructura mineralizada, a medida que termina la explotación de cortes inferiores, estos accesos se van modificando. La sección aproximada es de 3.5 x 3.5 m. en la zona motivo de estudio se tiene tres accesos por la longitud de los mantos y cuerpos. El sostenimiento se realiza conshotcrete 2’’ reforzado

con fibra y pernos hidrabolt ó splits set de 7´ según las condiciones geomecánicas de la masa rocosa.

5.2. Método de minado La Mina San Cristóbal Tiene 3 Zonas definidas de producción: Zona Lidia que produce un promedio de 920 Ton/día; la Zona Alta: 1150 Ton/día y la Zona

Baja: 2,250 Ton/día produce en promedio 4300 Tcs/día con producción programada de 133,000 Ton /mes. Las leyes promedio son: 5.5 % de Zn, 1.5% de Pb, 3.8 Onzas de Ag y 0.30 % de Cu. Para su concentración, los minerales son transportados a Planta Mahr Tunel ubicado en el pueblo del mismo nombre y a Planta Victoria ubicado en mina Carahuacra y en menor escala a planta de Andaychahua. El método de explotación principal es el de “Corte y Relleno Mecanizado con Relleno Detrítico e Hidráulico”. Usualmente las vetas en San Cristóbal tienen

una potencia que varía de 3.5m a 4.0m para lo cual se realiza el método de corte y relleno ascendente normal, para ello, en el segundo Corte se hace una perforación en Breasting (cara libre) ya que el primer corte se hace con perforación en avance lineal, con taladros de alivio. Al tener vetas que varían entre 6.0m y 7.0m, el procedimiento es, una vez terminado el tajo siguiendo la caja techo se recupera mineral haciendo desquinche en la caja piso, extraído el mineral , se prosigue con el relleno en retirada a medida que se desquincha. Para el caso de vetas con potencias mayores a 8.00m, se realizan ventanas y estocadas, espaciadas según la ley del mineral, esto se realiza con perforación de avance. Para vetas entre 16.0m y 20.0m, se procede como Cámaras y Pilares (pilares irregulares de aproximadamente 4.0m x 4.0m). Un método de aplicación reciente es el Hundimiento sub niveles cortos el cual viene dando mejores beneficios económicos y es más seguro. Se aplica en vetas con buzamiento sobre los 65° y el RMR de roca caja entre 25 y 50. Labores para aplicación del método: 1. 2.

accesos horizontales de 30 metros ejecución de chimenea central de nivel a nivel entre rampas

3.

desarrollo de dos rampas de nivel a nivel separadas 300 metros

4.

desarrollo de subniveles en sección de 3.5x3.5mts, hasta llegar al nivel

superior. Proceso ejecución método

Concluido ejecución de sub niveles se procede perforación con Jumbo



Simba. 

Carguío y disparo de taladros, solo se carga tres filas.



Acarreo con Scooptram y el transporte se realiza con Dumper y camiones

volvo. 

5.3.

Las aberturas dejadas por extracción de mineral se rellenadas con relave.

Perforación y voladura La perforación para avances lineales se realiza con equipos jumbos que perforan longitudes de 12 pies en sección de 3.5 x 3.5 para subniveles 3.5 x 4; 4.0 x 4.0; 4.50 x 4.50 mts para labores de desarrollo y producción tales como rampas, accesos, cruceros y subniveles. En la aplicación de taladros largos se usa un equipo simba que perfora taladros verticales en positivo, negativo y en abanico con longitudes hasta 12 metros gracias a las características de la roca. Para la voladura de la roca se usan diferentes productos de Exsa entre ellas Semexa de 45, 65 y 75 % asi como gelatina especial de 75% usado para los cebos y los arrastres de su alta potencia, la distribución de taladros debe ser la más adecuada al tipo de terreno y los explosivos distribuidos por tipo de taladros de tal manera atenuar las vibraciones.

5.4.

Geomecánica

Las zonas que constituyen la mina San Cristóbal presentan tipo de rocas III (Regular calidad Geomecánica), la Zona Alta que comprende los Niveles 500, 580 y 630 presentan regular flujo de agua soportan cargas litostáticas de 200 metros, la rocas encajonantes son filitas foliadas; La Zona Baja que comprende los niveles 870,920 ,1020 y 1070 presentan cajas más competentes pero más intenso el flujo de agua los cuales son bombeados

constantemente hacia niveles superiores y recepcionados en pozas de sedimentación después del cual son bombeados hasta la superficie para su posterior retorno ; la presión Litostaticas en este nivel se incrementa hasta 400 metros por la profundización , aspecto que debe ser considerado para el cálculo de esfuerzos . La Zona Lidia Baja corresponde a los niveles 580, 630, 730 y 780 y Lidia Alta 870,920 ,970 y 1120 respectivamente para el lado Este. Presentan estructuras de menos Rating con inclusiones de Panizados en su estructura, alto grado de fracturamientos y humedad permanente el RMR es de 30-50, y su GSI: MF/R-P, IF/P por lo que la aplicación de los elementos de soporte deben ser inmediato a fin de eliminar los riesgos por caída de rocas.

5.5.

Sostenimiento Los elementos de soporte más usados en esta unidad son el Shotcrete con fibras de polipropileno por su bajo costo y su resistencia a la Flexotracción (anteriormente se usaba fibra metálica Dramix). En el diseño de mezcla se aplica aditivos retardantes para mantener el Slum por el lento y largo recorrido hacia niveles de profundización, asimismo aditivos plastificantes para mayor reologia (trabajabilidad) y acelerantes (Meyco) en caso de presencia de agua. El shotcrete para su función como elemento de soporte en terrenos de regular calidad debe ser asociado con pernos Split, Hidrabolt o Helicoidales dependiendo del tipo de labor. En terrenos de buena calidad tipo II por ejemplo el shotcrete es aplicado como refuerzo ante la caída de pequeños bloques sobre todo en Rampas, galerías y cruceros. En terrenos más deleznables o de mayor relajación como Zona Lidia se aplica Shotcrete estructural es decir asociado con mallas electrosoldada y pernos. El shotcrete es aplicado con Robots lanzadores los cuales son alimentados por Mixer (Hurones) de 4m3 de volumen. El relleno hidráulico es considerado también como elemento estabilizador de las cajas; los pernos son aplicados manualmente o con los equipos Boltec (Robot). (ROJAS)

5.6.

Accidentes por desprendimiento de rocas en mina San Cristóbal

Dentro de las causas localizadas presente análisis podemos señalar los siguientes



La influencia de la calidad de la masa rocosa



La calidad de perforación y voladura



La aplicación del sostenimiento

La influencia de la calidad de la masa rocosa

La zona alta y la zona baja, niveles 820 hasta el 1120 están constituidas por rocas tipo III Filitas sericiticas y calizas como roca caja, con un RMR entre 4050 consideradas de regular calidad geomecánica. La zona de Lidia está constituida por mantos que tienen buzamiento promedio de 45° y estratos de roca encajonante paralelos al manto con buzamientos que oscilan entre 28° y 48°. En base a las clasificaciones geomecánicas usadas (Bieniawsky, Barton y GSI) indican que el macizo es de regular a mala calidad, RMR: 35-40 estructuras desde F/MP, MF/P y IF/R con una abertura máxima de hasta 3 metros y un tiempo de autosoporte de máximo de 3 días, en este tipo de terreno es mejor la instalación inmediata del soporte.

Voladura



Un mal diseño en las mallas, no existe estándares de carguío, existen

problemas en la secuencia de salida generando espacios, muertos lo que convierte en una mala efectividad de las cargas explosivas. 

Perdida efectiva de cargas explosivas producto de diferencial de

tiempo inadecuado de salida por diseño lo que genera estrangulamiento entre taladros próximos. 

Empleo inadecuado de explosivos, no se logra tener el tipo de

explosivo para cada roca y se realizan voladuras sin tener en cuenta una distribución adecuada de ellos por tipo de taladros con el fin de minimizar el daño al macizo rocoso. 

Se aplica voladura controlada sin criterios técnicos y geomecanicos.



Existen problemas por cambios bruscos del terreno no existen

estudios o información de las estructuras a proteger y no se realizan los análisis de vibraciones y frecuentes dominantes para obtener parámetros que permitan diseñar esquemas de voladura que minimicen los daños perimetrales. Perforación Perforación sin criterios geomecánicos: 

Distribución inapropiada de taladros en la malla de perforación



Taladros no paralelos, asimétricos y de variadas longitudes



Taladros rimados y de alivio insuficiente

Influencia de la aplicación del sostenimiento Instalación de soportes 

Instalación de soportes sin realizar un buen desatado de rocas por

parte de las EE contratistas. 

Las empresas especializadas se apresuran en instalar pernos sin

considerar el tiempo minimo para secado de shotcrete (4-6) horas lo que se traduce en la interrupción del desarrollo de las resistencias tempranas del concreto.



Adicionalmente se omítelas técnicas para el lanzado de shotcrete y se

realiza con muchas deficiencias en las que involucra desde los servicios hasta la pericia del operador. 

Falta de mantenimiento mecanico de los equipos Scaller (desatador

mecánico), Boltec (robot empernador) los Alfa (robot lanzadores) y Hurones (mixer) buen porcentaje de estos equipos se encuentra inoperativo. 

Otro aspecto a considerar es la consideración del sostenimiento fuera

de los límites del autosoporte del macizo. (R)

CAPITULO VI 6.0. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Evaluación geomecánica San Cristóbal

El levantamiento de información en campo de las características del macizo rocoso está dado por los siguientes valores geomecánicos: Resistencia baja a la comprensión uni-axial simple de la roca, entre 25-50 Mpa espaciamiento medio a pequeño entre las discontinuidades, suave rugosidad, en cuanto a la condición de las juntas, línea de persistencia media-alta, aberturas ligeramente abiertas de 0.1-1mm, relleno suave < 5mm moderada a muy alterada. En cuanto a la orientación de las discontinuidades la familia principal muestra un rumbo paralelo al eje de la excavación muy desfavorable. Usando la clasificación geomecánica GSI, en la zona lidia, se tiene las siguientes características: por el grado de fractura, es un macizo rocoso que va de un rango de muy fracturado en algunos tramos, así mismo por la dureza de la roca pobre con moderada alteración se estima una baja resistencia a la comprensión uniaxial simple de la roca, y se estima según evaluación con aplicación del software una principal familia de discontinuidades definido por la estratificación de las calizas, una secundaria definida por las discontinuidades transversales que

intersectan a la primera, una baja rugosidad en los planos de las juntas, altercion moderada, presencia de agua de muy bajo caudal como goteo. (UNI)

6.1.

Fundamentación teórica (GEOMECÁNICA)

6.1.1.

Clasificación de la masa rocosa

Una clasificación provee comparaciones de propiedades masivas de la roca dentro de una mina así como también una comparación entre diferentes minas. La clasificación deberá indicar

algunas características del

comportamiento en una manera contabilizada y detallada. La clasificación se usa para predecir el comportamiento masivo de la roca en un área donde el sistema de clasificación es identificable, permitiendo la mejor planificación y diseño antes de iniciar el minado. Existen varios tipos de clasificación para macizos rocosos sin embargo en el desarrollo de un trabajo se utilizan los más adecuados y correspondientes de acuerdo al tipo de macizos y labores que se desarrollaran. En una clasificación geomecánica deben estar reconocidas las propiedades más significativas que se consideren las más comunes y fácilmente determinables como: la resistencia de sustancia de roca, las características de deformación de la sustancia de roca antes y después de la falla, la homogeneidad anisotrópica, en este último inciso quedan comprendidas las características generales del macizo rocoso. La clasificación de los macizos rocosos se viene dando desde los años 70, los cuales se determinan a través de un índice de calidad geomecánica para calificar el macizo rocoso, y de acuerdo a esta calificación o “rating”,

clasificarlo según su calidad geomecánica. (prof. KARZULOVIC)

El

doctor

Z.T.

Bieniawski

en

su

libro

“Engineering

Rock

Mass

Classifications”, plantea los siguientes objetivos para las clasificaciones

geomecánicas. (Bieniawski, 1989) 

Identificar los parámetros más significativos que influencian el

comportamiento del macizo rocoso Dividir una formación particular del macizo rocoso en grupos de similar comportamiento, es decir, clases de macizos rocosos con diversas 

calidades. 

Proporcionar una base para el entendimiento de las características de

cada clase de macizo rocoso. Las clasificaciones geomecánicas son una herramienta muy útil en el diseño y construcción de obras subterráneas, pero debe ser usada con cuidado para su correcta aplicación, pues exige conocimientos y experiencia por parte de quien la utiliza.

6.1.2.

Rock Mass Rating (RMR) Indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros: 1.

Resistencia a la comprensión simple de la roca intacta, es decir de la

parte de la roca que no presenta discontinuidades estructurales. 2.

R.Q.D. este parámetro se considera de gran interés, para seleccionar

el revestimiento de los túneles. 3.

Espaciado de las diaclasas o discontinuidades, que es la distancia

medida entre los planos de discontinuidades de cada familia. 4. Naturaleza de las diaclasas el cual consiste en considerar los siguientes parámetros: - Apertura de las caras de la discontinuidad - Continuidad de las diaclasas o discontinuidad según su rumbo y

buzamiento

- Rugosidad - Dureza de las caras de la discontinuidad - Relleno de las juntas

5.

Presencia de agua, en un macizo rocoso diaclasado, el agua tiene

gran influencia sobre su comportamiento, la descripción utilizada para este criterio son: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada y agua a presión fuerte. 6.

Orientación de las discontinuidades.

Para obtener el índice RMR de Bieniawski se reliza lo siguiente: 1.

Se suman la 5 variables o parámetros calculados, eso da como

resultado un valor índice. 2. El parámetro 6 que se refiere a la orientación de las discontinuidades, esta clasificación considera que este parámetro es desfavorable, por lo tanto, cuando se obtiene el valor índice de la orientación de las discontinuidades, este se les sustrae al valor índice obtenido cuando se suma los 5 primeros parámetros, al realizar dicha operación se obtiene el ÍNDICE RMR y se busca ese valor en la tabla que más adelante se describe.

PRIMER PARÁMETRO CLASIFICACIÓN POR RESISTENCIA DE ROCAS SANAS

La resistencia de la matriz rocosa (roca intacta) se determina con ensayos de comprensión simple en laboratorios y puede ser estimada en los afloramientos rocosos mediante índices de campo.

DESCRIPCIÓN

RESISTENCIA DE LA

ÍNDICE DE

COMPRENSIÓN

RESISTENCIA

MUY ALTA

>200

>8

ALTA

100-200

4-8

MEDIA

50-100

2-4

BAJA

25-50

1-2

MUY BAJA

10-25

3mts. 1-3mts. 3-10mts.

TIPOS DE MACIZO ROCOSO Solido Masivo En bloques

50-300mm

Fracturado

5mm 1-5mm

RANGO RMR 0 1

0.1-1mm

4

20mts

1 0

Cuadro N°5 Muestra de clasificación según la rugosidad de las discontinuidades

GRADO

DESCRIPCIÓN

1

Muy rugosa

2 3

4 2

4

rugosa Ligeramente rugosa suave

5

Espejo de falla

0

Cuadro N° 6

RANGO RMR 6

1

Muestra de clasificación según el relleno de las discontinuidades

GRADO

DESCRIPCIÓN

1

Relleno blando >5mm Relleno blando 5mm Relleno duro