GEOMECANICA APLICADA AL PLANEAMIENTO Y EXPLOTACION DE YACIMIENTO DE MINERIA SUBTERRANEA PARTE 6

62 SISTEMA RMR TIPO ROCA I

RMR

DESCRIPCION

81‐90

Muy Buena “B”

II‐A

71‐80

Buena “A”

Con varios golpes con el martillo de geólogo Roca dura con pocas fracturas, leve se puede romper pequeños fragmentos de alteración, terreno seco con cierta humedad la muestra

II‐B

61‐70

Buena “B”

Roca dura con regular cantidad de fracturas. Se requieren varios golpes con el martillo Leve alteración, húmedo en algunos casos de geólogo para romper la muestra.

III‐A

51‐60

Regular “A”

Roca de regular dureza con regular a mayor Se requiere tres golpes firmes con el cantidad de fracturas. Ligeramente a martillo de geólogo para romper la moderadamente alterada, pequeñas fallas muestra. con panizo, terreno con ligero

III‐B

41‐50

Regular “B”

Roca poco blanda con regular a mayor cantidad de fracturas, ligeramente a Con dos golpes con el martillo de geólogo moderadamente alterada, pequeña fallas con se puede producir fracturamiento panizo, terreno

IV‐A

31‐40

Mala “A”

Roca blanda que presenta muchas fracturas, No se puede rayar o desconchar con una roca muy alterada, fallas significativa con navaja. La muestra se puede romper con panizo dos golpes firmes del martillo. martillo

IV‐B

21‐30

Mala “B”

Se puede rayar con dificultad con una Roca blanda que presenta muchas fracturas, navaja. La muestra se puede romper con un roca alterada, fallas significativa con panizo golpe firme del martillo de geólogo.

III

IV

123

RESIST. DE LA ROCA

I‐B

II

V

CARACTERISTICAS

Roca dura con muy pocas fracturas, leve Solo se puede romper esquirlas de la alteración, terreno seco muestra con el martillo de geólogo.

V‐A

0‐20

Muy Mala “A”

Roca muy blanda, intensamente deleznable con muchas fracturas. Roca intensamente fracturada, fallas significativas con mucho panizo, flujo continuo de agua en las fracturas

Puede desconcharse con dificultad con una navaja. Se puede hacer marcas poco profundas golpeando firmemente con el martillo de geólogo.

III. Cut and fill stopping

TIEMPOS DE AUTOSUPORTE 30

80

Rool Span, m

20

Immediete Collepse

10 8

CK RO

6 5 4 3

90

70 60

NG TI RA

50

SS MA 40

30

20

80

70 60

2 40

1

50 ING RAT ASS M K ROC

No Support Required

30

20

10 -1

10 0

10 1

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

Stand-up Time, hrs

124

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

63 GRAFICO DE ESTABILIDAD 1000 500

ZONA ESTABLE D NA ZO

20 10 5

CO N

2

ES TA BL E

1 0,5

0,1

125

SIN

S

R ET

ZONA DE HUNDIMIENTO

ZO NA

0,2

ION SIC AN

SO TR ST AN EN SI IM CI IE ON NT O CO N SO ST EN IM IE NT O

50

TO EN IMI EN T OS

DE

Numero de estabilidad N

200 100

0

5

15 10 Radio hidráulico S - mt

20

25

III. Cut and fill stopping

EJEMPLO DE MODELO DE UN TAJEO DE CORTE Y RELLENO

126

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

64 ANALISIS DE ESTABILIDAD

Figura N° 6. En un macizo rocoso de calidad regular los resultados del modelamiento muestran una aceptable condicion de estabilidad en el techo y piso de la labor, mientras que en los hastiales superiores los factores de seguridad indican una zona traccionada por lo que estas zonas requieren de algún refuerzo de fortificación. 127

III. Cut and fill stopping

ANALISIS DE ESTABILIDAD

Figura N° 7. El gráfico representa el comportamiento tensodeformacional del método de explotación a lo largo de la estructura mineralizada. Observar que debajo del Tajeo la abertura ha sido rellenada con relleno detritico en su totalidad con lo que se obtiene curvas de factores de seguridad bastantes estables en el entorno, lográndose garantizar la estabilidad de post‐ minado. 128

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

65 SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO

Foto N5, Se observa la máquina Robolt colocando pernos cementados aprox de 60 pernos/guardia. 

129

III. Cut and fill stopping

SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO

Foto N6, Se observa una labor en interior mina sostenida con pernos cementados.

130

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

66 CABLE BOLTING Sujetador Del Cable

Cable

Tubo de Desenfoque  de Aire

Tapón

Tubo de Inyección De pasta de  cemento

Collar

Método del  tubo  respiradero

131

III. Cut and fill stopping

CABLE BOLTING Calculo de Longitud de Pernos: Mediante la ecuación de Barton ((1980)) sobre el cálculo de la longitud de los pernos se tiene lo siguiente. La longitud L de los pernos de roca pueden estimarse a partir del ancho de excavación de la labor B y la Relación de Sostenimiento de la Excavación ESR:

L  2

132

0.15B ESR

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

67 CABLE BOLTING Cálculo de Capacidad de Soporte del Perno Helicoidal cementado: La resistencia a la tracción mínima de la Barras Helicoidales de Aceros Arequipa S.A. están á fabricadas f b d bajo b la l norma ASTM A615 Grado d 75. La capacidad de soporte de un acero se determina por la siguiente ecuación:

P  Rc x S

S   x d2 / 4 Donde: D d P = Capacidad de apoyo del perno (Kg.) Rc = Resistencia a la tracción mínima del perno = 7030 Kg/cm2. S = Área del perno (cm2) d = Diámetro del perno 133

III. Cut and fill stopping

MALLA METALICA

Foto N14, Sostenimiento con la malla electro soldada en zonas fracturadas y húmedas

134

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

68 SHOTCRETE DISEÑO DE MEZCLA PARA SHOTCRETE Por Metro Cúbico de Concreto 10 Bolsas 10 Bolsas 0.5 Relación Agua/Cemento 2.50% Respecto al peso del cemento

Calculo de Volumen de los Materiales Item

Peso (Kgs)

Pesos Específicos de los Materiales

425.0

0.1371

Item

Kg/m3

producto

Agua

212.5

0.2125

Cemento

3100

Andino tipo V

Aditivo acelerante

10.6

0.0071

Agua

1000

Corriente

0.6095

Aditivo acelerante

1500

Gunitoc L 33

0.0038

Arena

2590

Cantera

0.0300

Fibra de acero

7850

drámix

Arena

1578.6

Fibra de acero

30.0

Aire Volumen total

135

Volumen (m3)

Cemento

1.00000

III. Cut and fill stopping

SHOTCRETE Cálculo de Aditivo Aditivo Acelerante: Calculo Volumen de Arena Volumen requerido (m3) Peso unitario suelto (kg/m3) Volumen de agregado suelto (m3) Pies cúbicos de arena (pie3/m3) Tandas por metro cubico (bls cem/m3) Pies cúbicos por tanda (pie3/bls cem) Número lampadas por pie cubico Número lampadas por pie cubico Numero lampadas por tanda

1.87 Gls 7.1 Lts 0.6095 1505 1.72 37.04 10 3.70 6 22.2

Nota: 1 tanda de arena es para 1 bolsa de  cemento

136

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

69 CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LA MINA  ANDAYCHAGUA Litología

GSI

0  MPa

Densidad  (KN/m3)

“mi”

mrr

Sxx

E Mpa

V

Volcárico

57

100

2.8

20

2.933

0.0048

10597

0.25

Intrusivo

57

100

2.8

20

2.933

0.0048

10597

0.25

Metavolcán ico

42

50

2.8

20

1.501

0.0006

2022

0.27

Filita

35

30

2.8

15

0.824

0.0002

976

0.28

Mineral

33

20

3.5

10

0.502

0.0002

348

0.30

Volcánico (f l (falsa caja) j )

30

15

2.8

10

0.439

0.0001

221

0.30

Filita (falsa  caja)

25

10

2.7

7

0.246

0.0001

116

0.30

Nota (“) GSI = RMR ‐ 5

137

III. Cut and fill stopping

EJEMPLO DE MODELAÇÃO DE CUT AND FILL DESCENDENTE  – MINA ANADAYCHAGUA

138

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

70

DESING OF UNDERCUT SILL SPANS 10 4c

4b

8

2m THI CK SIL L

4a

2a 126 3

4

TH IC K

6

SI LL

2b

m 10

K IC TH

2c

LL SI

m 15

5m

UNCONF FINED COMPRESSIVE STRENGTH (Mpa)

COMPORTAMENTO AS LOZAS EN EL CUT AND FILL  DESCENTENTE

ICK TH

L SIL m 20

L SIL ICK H T

5 7h 11

7g 7f

2 7a

7b 7c

7d

1

7e

0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 MINIMUN APAN WIDTH (m)

18

20

22

24

26

UNDERHAND CUT AND DILL OPERATIONS

139

III. Cut and fill stopping

EJEMPLO DE LA IMPLEMENTACION DE LA LOZA COM  REFUERZO ESTRUCTURAL

140

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

71 OBJECTIVOS Estimación de la calidad del macizo rocoso y de los parámetros de resistencia; Definir las necesidades de sostenimientos; Estimar el tiempo de auto sostenimiento; Evaluar la estabilidad de las excavaciones; Facilitar la planificación y el diseño de estructuras en roca, proporcionando datos cuantitativos necesarios para la solución real de los problemas de ingeniería.

141

III. Cut and fill stopping

DATOS RESISTENCIA DE LA ROCA: Tiene una valoración máxima de 15 puntos, y puede utilizarse como criterio el resultado del ensayo de resistencia a la compresión simple o bien del ensayo de carga puntual (Point Load). RQD: Tiene una valoración máxima de 20 puntos. Se denomina RQD de un cierto tramo de un sondeo a la relación en tanto por ciento entre la suma de las longitudes de los trozos de testigo mayores de 10 cm y la longitud total del sondeo.

142

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

72 DATOS SEPARACION ENTRE DISCONTINUIDADES: Tiene una valoración máxima de 20 puntos. El parámetro considerado es la separación en metros entre juntas de la familia principal de diaclasas la de roca. ESTADO DE LAS DISCONTINUIDADES: Es el parámetro que más influye, con una valoración máxima de 30 puntos. Pueden aplicarse los criterios generales, en la que el estado de las diaclasas d ac asas se desco descomponen po e een o otros os ccinco co pa parámetros: á e os persistencia, apertura, rugosidad, relleno y alteración de la junta.

143

III. Cut and fill stopping

DATOS PRESENCIA DE AGUA.‐ La valoración máxima es de 15 puntos. La ofrece tres posibles criterios de valoración: estado general, caudal cada 10 metros de túnel y relación entre la presión del agua y la tensión principal mayor en la roca. ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES.‐ Este parámetro tiene una valoración negativa, y oscila para aberturas tipo túnel entre O y ‐12 puntos. En función del buzamiento de la familia de diaclasas y de su rumbo, rumbo en relación con el eje del excavación (paralelo o perpendicular), se establece una clasificación de la discontinuidad en cinco tipos: desde muy favorable hasta muy desfavorable.

144

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

73 CALCULO DEL RMR El RMR se obtiene como suma de unas puntuaciones que corresponden a los valores de cada uno de los seis parámetros enumerados El valor del RMR oscila entre O y 100, enumerados. 100 y es mayor cuanto mejor es la calidad de la roca. Teniendo como dato el índice de rebote promedio hallado con el martillo de Smith que en nuestro caso es 64,3 buscamos en la tabla que relaciona el índice de rebote y la resistencia a la compresión simple (según K. K DEERE y MILLER), MILLER) y observamos k no hay valor para este índice de rebote(solo existe para índices menores o iguales a 60), entonces utilizamos la siguiente relación:

145

III. Cut and fill stopping

CALCULO DEL ESFUERZO A COMPRESION Teniendo de datos:  Ir ((índice de rebote) = 64,3 ) , Pe (peso especifico) = 26 KN/m3

c = 302 MPa 146

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

74 INDICES DE BIENIAWSKY Con este valor del esfuerzo a la compresión y los datos obtenidos en campo, completamos la siguiente cuadro hallando los índices en la de BIENIAWSKI: VALORES PARAMETROS

DESCRIPCION

RESISTENCIA A LA COMPRESION

302,84 MPa

15

RQD(%)

74%

13

ESPACIAMIENTO EN DISCONTINUIDADES

18.5

10

CONDICION DE DISCONTINUIDAD

SUPERFICIES SUPERFICIES  LIGERAMENTE  RUGOSAS Y DURAS,  SEPARACION150 mm con bulonado y arcos armados reforzados con hormigón proyectado. S(fr)+RRS+B. Revestimiento de hormigón, CCA

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

77 DISEÑO DEL SOSTENIMIENTO SEGUN EL INDICE Q DE  BARTON

Categoría de la excavación

ESR 

A. Excavaciones mineras de carácter temporal 

2 ‐ 5 

B.  Galerías  mineras  permanentes,  túneles  de  centrales  hidroeléctricas,  túnel  piloto,  galerías  de avance en grandes excavaciones, cámaras de compensación hidroeléctrica 

1,6 ‐ 2 

C.  Cámaras  de  almacenamiento,  planta  tratamiento  de  agua,  túneles  de  carreteras  y  ferrocarriles, acceso a túneles. 

1,3 – 1,6 

D. Centrales eléctricas subterráneas, túneles de carreteras y ferrocarriles primarios, cámaras  para defensa civil, acceso e intersección de túneles. 

0,9 ‐1,2 

E. Centrales de energía nuclear subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones públicas  y deportivas, fábricas, túneles para tuberías principales de gas. d i fáb i ú l b í i i l d

0,5 – 0,8  , ,

 

153

III. Cut and fill stopping

SOSTENIMIENTO Obteniendo: categ. de sostenimiento =21, con este valor buscamos el categoría en las tabla con los siguientes datos:

RQD Jr  8.22  0.5 Jn Ja Para la cual nos indica el tipo de sostenimiento a utilizar, siendo esta: S 2.5 ‐ 5.0cm Esto quiere decir que debemos aplicar Schotcrete con un espesor entre 2.5 y 5.0 cm .

154

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

78 RECOMENDACIONES Debemos tomar en campo las distancia entre las discontinuidades de la familia mas representativa o caso contrario, si tenemos varias considerables cambiamos de método como por ejemplo el de Hookk y Brown Para la obtención del índice de rebote con el martillo de Smith debemos tomar las muestras en lo posible en toda nuestra área de trabajo, y para tomar el valor promedio debemos quitar los valores k se encuentren muy diferenciados.

155

III. Cut and fill stopping

RECOMENDACIONES Debemos tener bien en claro la construcción que se va realizar ya que esto varia mucho en nuestro RMR corregido Ser muy observador, ya que esto es muy factor muy importante al momento de hacer consideraciones para el cálculo de RMR y demás..

156

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

79 CONCLUSIONES Tenemos un tiempo de autosoporte aproximado de 1 semana, esto nos da plazo para poder hacer el sostenimiento debido a la zona y saber que tan propenso con respecto al tiempo puede ser nuestra zona de d trabajo. b j La luz = 3m nos quiere decir que tenemos aproximadamente 3m de sin sostenimiento entre el ultimo elemento de sostenimiento y el frente, esto nos espacio para trabajar libremente en le frente como por ejemplo las labores de perforación.

157

III. Cut and fill stopping

CONCLUSIONES Como se puede observar el valor del Span es relativamente grande (12m de ancho o altura) para construcciones subterráneas, lo cual nos facilita para poder trabajar son seguridad ya que en casos excepcionales i l se lleva ll a esta dimensión. di ió El sostenimiento sugerido por este método es el esperado ya que la calidad de la roca observada con simple inspección, refiere poco sostenimiento moderado Schotcrete con un espesor entre 2.5 y 5.0 cm.

158

III. Cut and fill stopping

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org