Itscvo Software Dips - Olaya Suárez Fernández

 

DIPLOMADO EN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA Y SUPERFICIAL

INFORME TÉCNICO DE SUSTENTACIÓN DE CURSO VIRTUAL OFFLINE (ITSCVO) CURSO SOFWARE DIPS ESTUDIO   ESTUDIO  ANÁLISIS CINEMÁTICO CINEMÁTICO DE ESTABILIDAD E EN N LABOR SUNTERRÁNEA Y SUPERFICIAL ALUMNA: OLAYA SUÁREZ FERNÁNDEZ ALUMNA: DOCENTE: ING. GUILLERMO RODRIGUEZ CAYLLAHUA DOCENTE: SANTIAGO DE CHI CHILE, LE, OCTUBRE 2017 

 

 

INDICE 1. INTRODUCC INTRODUCCION ION ....................... ................................................ ................................................... ........................................... .................4 4 2. RESUMEN RESUMEN EJEC EJECUTIVO UTIVO ............................. ...................................................... ................................................... ..........................5 5 3. OBJETIVOS OBJETIVOS Y ALC ALCANCE ANCES S ........................ ................................................. ................................................... ..........................5 5 3.1 OBJE OBJETIVO TIVO GENE GENERAL RAL .......................... ..................................................... .................................................... .........................5 5 3.1 OBJE OBJETIVO TIVO ESPE ESPECIFI CIFICO CO ..................... ................................................ .................................................... .........................5 5 4. UBICACIÓN UBICACIÓN DEL PROYEC PROYECTO TO ........................................ ................................................................. .............................. .....6 6 5. ASPECTOS ASPECTOS GEOL GEOLOGICOS OGICOS ........................................ ................................................................. .................................. .........6 6 6. INVESTIGAC INVESTIGACIONE IONES S BASIC BASICAS AS .................................... ............................................................. .................................. .........7 7 6.1. CASO SUBTERRÁ SUBTERRÁNEO NEO…………………………………………………………7   6.2. CASO SUPERFICIAL……………………………………………………………8  

7. METODOLOGI METODOLOGIA A DE ANAL ANALISIS ISIS ...................... ................................................ ............................................. ...................10 10 7.1. CASO SUBTERRÁ SUBTERRÁNEO NEO……………………………………………………… ..10 7.2 CASO SUPERFICIAL…………………………………………………………. ..15 7.2.1 ANÁLISIS CINEMÁTICO TALUD A………………………………...19 A………………………………...19  

7.2.2 ANÁLISIS CINEMÁTICO TALUD B………………… B………………………………...22 ……………...22 

8. CONCLUSI CONCLUSIONES ONES ...................... ............................................... .................................................. ....................................... .............. 105 105 9. RECOMEND RECOMENDANCI ANCIONES ONES ...................... ................................................ ................................................... ........................... 2 25 55 10. BIBL BIBLIOGRA IOGRAFIA FIA ......................................... ........................................... .. ¡Error! Marcador no definido. 6

2

 

 

INDICE DE CUADROS Tabla 1: …………………………….……………………………………………….8  Tabla 2: ……………………….…………………………………………………….9 

INDICE DE FIGURAS Figura 1: ……………………………………….…………………………………….10  Figura 2: ………………………….………………………………………………….11  Figura 3: ……………………………………….…………………………………….12  Figura 4: ………………………….………………………………………………….12  Figura 5: ……………………………………….…………………………………….13  Figura 6: ………………………….………………………………………………….14  Figura 7: ……………………………………….…………………………………….15 Figura 8: ………………………….………………………………………………….16  Figura 9: ……………………………………….…………………………………….17 Figura 10: ……………………….…………………….…………………………..…17 Figura 11: …………………………………….………..…………………………….18 Figura 12………………………….……………………………………………….…19 Figura 13: …………………………………….………………………………………20  Figura 14: ……………………….………………………………………………..…..21 Figura 15: …………………………………….……………………………………....22 Figura 16: ……………………….……………………………………………………23 Figura 17: ……………………….……………………………………………………24 3

 

 

1. INTRODUCCION En la mina Sta. Elvira se lleva extrayendo cobre y oro desde principios del siglo XX en explotación a rajo abierto. Actualmente se está desarrollando el Proyecto Sta. Elvira Subterránea para asegurar la continuidad de la explotación del yacimiento de Sta. Elvira. Este proyecto considera un cambio de una explotación a rajo abierto a una subterránea, debido al término de la vida económica del primer método a finales de la década. Dentro las fases de este proyecto está la construcción del túnel de acceso principaldeCrucero Norte Nv 500 y la ventana de acceso Túnel Ventana Norte Nv.500, así como también la construcción de su respectivos emboquilles con el previo diseño de taludes (Talud A y Talud B).

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2. RESUMEN EJECUTIVO En el presente informe se realiza el estudio cinemático de las discontinuidades del macizo rocoso a través del software Dips del Túnel Crucero Norte Nv 500 y del Túnel Ventana Norte Nv.500 a partir de 65 datos tomados en el campo. También se realiza el análisis cinemático de los taludes A y B pertenecientes a los emboquilles de dichos túneles. Para el estudio de los taludes con el software Dips se utilizan 50 datos tomados en el campo.  

3. OBJETIVOS Y ALCANCES 3.1 OBJETIVO GENERAL - Determinar la posible formación de cuñas formadas en el Túnel Crucero Norte Nv 500 y en el Túnel Ventana Norte Nv 500 con el software Dips. - Determinar el tipo de falla formada en los Taludes A y B con dicho software.

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO -Con la ayuda del Software Dips realizar las gráficas de polos, de dispersión, de contorno, de rosetas y de planos principales para los túneles y los taludes. -Realizar el análisis cinemático de cuñas, en clave y hastiales y determinar su forma de caída (gravedad o deslizamiento). d eslizamiento). -Realizar el análisis cinemático para cada tipo de falla: planar, cuña o vuelco de los taludes A y B.

5

 

 

4. UBICACIÓN DEL PROYECTO La mina Sta. Elvira se encuentra localizada en la precordillera de la II región de Chile (Antofagasta), al Oeste del arco volcánico moderno de la Cordillera de los  Andes a 3000 msnm. msnm. 

5. ASPECTOS GEOLOGI GEOLOGICOS COS En el área donde se ubican los túneles Crucero Norte Nv 500, Ventana Norte Nv 500 y los taludes A y B se distinguen dos Unidades Geotécnicas Básicas (UGTB): -Complejo Intrusivo Félsico: en esta unidad se agrupan todos t odos los tipos litológicos que presentan características leucocráticas (Félsicas) como la Granodiorita Este y Granito Mesa del basamento ígneo metámorfico. -Complejo Intrusivo Máfico: en esta unidad se agrupan todos los tipos litológicos que presentan características melanocráticas (máficas) como anfibolitas. Presentan bajo grado de argilización.

6

 

 

6. INVESTIGACIONES BÁSICAS Partimos de 65 datos de mapeo estructural para realizar re alizar el estudio cinemático de los túneles y 50 datos para el estudio cinemático de los taludes.

6.1 CASO SUBTERRÁNEO. TÚNELES CRUCERO NORTE Nv. 500 Y VENTANA NORTE Nv. 500 Los datos generales de la excavación subterránea son: -Crucero de acceso principal: -Nombre del túnel: Crucero Norte Nv. 500 -Trend del eje crucero: 53º -Plunge del eje del crucero: 5º -Ventana de acceso: -Nombre del túnel: Ventana Norte Nv. 500 -Trend del eje crucero: 325º -Plunge del eje del crucero: 5º Datos del mapeo estructural: N°

Dip

Dip Direction

1

76

11

16

78

161

2

81

15

17

62

5

3

79

292

18

66

198

4

56

275

19

82

216

5

77

5

20

80

54

6

87

44

21

82

223

7

88

28

22

53

214

8

85

214

23

77

294

9

67

225

24

57

262

10

85

38

25

77

192

11

61

232

26

57

246

12

79

225

27

52

324

13

70

230

28

55

315

14 15

82 76

164 201

29 30

77 41

350 80 7

 

 

Nº

Dip

Dip Direction

48

87

3

31

62

294

49

73

48

32

52

321

50

84

186

33

83

224

51

78

21

34

78

8

52

82

180

35

50

27

53

76

191

36

74

202

54

79

183

37

77

185

55

82

175

38

57

28

56

77

185

39

56

37

57

71

207

40

86

194

58

75

179

41

56

168

59

55

36

42

55

181

60

56

42

43

74

19

61

57

55

44

73

139

62

83

188

45

60

335

63

89

170

46 47

80 84

145 16

64 65

75 81

164 146

Tabla 1. Datos del mapeo

El ángulo de fricción de la masa rocosa es de 35º.

6.2 CASO SUPERFICIAL. TALUDES A Y B Para el análisis de los taludes A y B se han registrado 50 datos estructurales obtenidos en campo. Además contamos con un ángulo de fricción de 38º. Los datos generales de los taludes son: -Talud A: -Dip direction: 87º -Dips: 75º

8

 

 

-Talud B: -Dip direction: 260º -Dips: 65º Datos del mapeo estructural: N°

Dip

Dip Direction

26

70

312

1

26

32

27

57

338

2

71

309

28

89

68

3

53

321

29

82

68

4

89

317

30

73

328

5

68

92

31

62

240

6

54

232

32

66

331

7

74

183

33

49

319

8

60

302

34

63

79

9

62

29

35

43

240

10

89

311

11

77

95

36 37

68 67

171 86

12

69

331

38

76

180

13

84

328

39

64

316

14

90

307

40

66

317

15

73

87

41

87

23

16

70

320

42

75

181

17

72

36

43

88

147

18

88

316

44

72

163

19

79

89

45

72

182

20

67

187

46

65

91

21

55

323

47

80

95

22

54

126

48

63

192

23 24

62 80

126 203

49

75

164

50

58

321

25

73

166

Tabla 2. Datos del mapeo 

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7. METODOLOGIA DE ANÁLISIS El Dips es un programa diseñado para el análisis interactivo de orientaciones de las discontinuidades basadas en datos geológicos.

7.1 ANÁLISIS CINEMÁTICO EN LOS TÚNELES CRUCERO NORTE Nv. 500 Y VENTANA NORTE Nv. 500 Para el análisis cinemático de cuñas utilizamos el Software Dips el cual nos permite representar las familias principales de juntas, los planos estructurales con sus polos, las orientaciones principales y el cono de fricción. -Gráfica de polos: En esta gráfica se observa la representación estereográfica de polos (Pole Plot) haciendo uso de la red de Schmidt. Sch midt. 

Figura 1. Distribución de polos (Pole Plot).  

10

 

 

-Gráfica de dispersión: En esta gráfica se analiza la distribución de polos por los símbolos que representan el número de polos aproximadamente coinciden coincidentes tes en una dirección dada. 

Figura 2. Dispersión de polos (Scatter Plot).  

-Gráfica de contorno: En esta gráfica podemos analizar la concentración máxima de polos por el el agrupamiento de los mismos.  En este gráfico podemos ver que existen 3 tipos de familias principales de de discontinuidades.

11

 

 

Figura 3. Gráfica de contorno (Contour Plot).  

-Gráfica de planos mayores mayores:: En esta gráfica vemos los planos principales y la posible formación for mación de una cuña en la clave del túnel.

Figura 4. Planos mayores (Major Planes Plot).  

12

 

 

-Gráfica de rosetas: En la gráfica de rosetas se realiza el análisis estadístico hacia donde están orientadas las principales discontinuidades. Lo más recomendable es que el rumbo del túnel sea perpendicular al sistema de discontinuidades.

Figura 5. Gráfico de rosetas (Rossete Plot).  

El eje del Túnel Ventana Ventana Norte Nv.500 discurre paralelo a la o orientación rientación de las discontinuidades por lo que su condición es desfavorable y se puede presentar problemas de inestabilidad. En el caso del Túnel Crucero Norte Nv.500, su eje es prácticamente perpendicular a la orientac orientación ión de las dis discontinuidades, continuidades, po porr lo que su co condición ndición es más favorable.

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-Representac Representación ión del cono de fricción: El cono de fricción nos permite realizar el análisis cinemático de las cuñas que podrían formarse en la clave o en los hastiales del túnel. En el caso del Túnel Crucero Norte Nv.500 y Ventana Norte Nv.500 el ángulo de fricción es de 35º.

Formación de cuña en clave

Figura 6. Cono de fricción y principales familias de discontinuidades. En la figura nº 6 observamos que se forma una cuña en la clave. Esta cuña tiene un potencial desprendimiento por caída libre.

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7.2 ANÁLISIS CINEMÁTICO EN LOS TALUDES A Y B Con los datos estructurales obtenidos en el campo realizamos el análisis cinemático correspondiente correspondiente a los ttaludes aludes A y B. -Gráfica de polos: En esta gráfica se observa la representación de polos de cada una de las discontinuidades. 

Figura 7. Distribución de polos (Pole Plot).  

-Gráfica de dispersión: En esta gráfica se analiza la distribución de polos por los símbolos que representan el número de polos aproximadamente coinciden coincidentes tes en una dirección dada. 

15

 

 

Figura 8. Dispersión de polos (Scatter Plot).

-Gráfica de contorno: En esta gráfica podemos analizar la concentración máxima de polos por el agrupamiento de los mismos.  Con este gráfico podemos ver que existen 3 tipos de familias principales de discontinuidadess y algunas ocasionales, por lo q discontinuidade que ue se podrían formar diferentes tipos de fallas en los taludes. Se pueden formar tres tipos de fallas principales en el análisis de taludes: planar, cuña y vuelco.

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Figura 9. Gráfica de contorno (Contour Plot).

-Gráfica de planos mayores mayores:: En esta gráfica vemos las trazas de las familias principales.

Figura 10. Planos mayores (Major Planes Plot).   17

 

 

-Gráfica de rosetas: En la gráfica de rosetas se realiza el análisis estadístico hacia donde están orientadas las principales discontinuidades. En este caso ambos taludes tienen una orientación casi perpendicular a las orientaciones principales lo cual que es una condición favorable.

Figura 11. Gráfico de rosetas r osetas (Rossete Plot). 

18

 

 

7.2.1 ANÁLISIS CINEMÁTICO EN EL TALUD A -ANÁLISIS

DE FALLA PLANAR PARA EL TALUD A

Realizamos el análisis en el Sofware Dips.

Falla planar

Figura 12. Análisis cinemático de falla tipo planar en talud A.

En la gráfica tenemos representadas las tres familias principales de juntas (rojo, verde y azul), la cara del talud, t alud, color morado y su cono de fricción con un ángulo de 38º. Se representa también un cono de fricción en la cara del talud, cuyos datos son: Trend: 87+180=267 Plunge: 90-75/2=52.5  Ángulo: 75/2= 37.5 37.5 

La tolerancia del talud tiene que tener de +- 20º con la familia que se está analizando.

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Realizamos la interpretación de la gráfica y en ella vemos que la familia de discontinuidadess 2 cae dentro de la zona de perturbación, por lo que tenemos la discontinuidade formación de una falla de tipo planar.

-ANÁLISIS

DE FALLA EN CUÑA PARA EL TALUD A

Para el caso de tipo cuña se deben de ingresar los siguientes datos del cono de fricción: Trend: 0 Plunge:90  Angle: 90-38=52

Figura 13. Análisis cinemático de falla tipo cuña en talud A  

En la gráfica se observa que hay una intersección (familia 1 y 3) dentro de la zona de influencia pero pero tiene poca relevancia po porr lo que podemos de decir cir que en este caso no existe falla de tipo cuña. 20

 

 

-ANÁLISIS

DE FALLA EN VUELCO PARA EL TALUD A

Realizamos el análisis del Software Dips para el análisis tipo vuelco. Primeramente introducimos un plano límite con un dips de 75-38=37º y un azimut igual al talud 87º. El cono de fricción para este caso es: Trend: 87+90 = 177º Plunge: 0º  Angle: 90-30= 60º

cinemático de falla tipo vuelco e en n talud A Figura 14. Análisis cinemático En este caso ninguna familia se encuentra de la zona potencial de falla por tipo vuelvo, por lo que podemos concluir que no se producirá la formación de una falla tipo vuelvo.

21

 

 

7.2.2 ANÁLISIS CINEMÁTICO EN EL TALUD B -ANÁLISIS

DE FALLA PLANAR PARA EL TALUD B

Realizamos el análisis en el Sofware Dips para determinar si hay falla planar.

cinemático de falla tipo planar en talud B Figura 15. Análisis cinemático

En la zona de intersección no hay polos contenidos en la zona de falla, por lo tanto no hay potencial de falla planar en dicho talud.

-ANÁLISIS

DE FALLA EN CUÑA PARA EL TALUD B

Realizamos el análisis con nuestro Sofware para determinar si existe falla tipo cuña. Tras observar la gráfica se observa que hay una intersección de la familia 3 con la familia 1 dentro de la zona potencial de falla, por lo existe la formación de una falla en cuña. 22

 

 

Falla tipo cuña

Figura 16. Análisis cinemático de falla tipo cuña en talud B

-ANÁLISIS DE FALLA EN VUELCO PARA EL TALUD B

Realizamos el análisis del Software Dips para el análisis tipo vuelco. Primero representamos en la gráfica el plano límite de vuelvo con un dips 6538=27 y un dip direction igual al talud 260 y un cono de fricción con unos valores de: Trend: 260-90 =170º Plunge: 0  Angle: 90-30=60º 

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Falla tipo vuelco

cinemático de falla tipo vuelco en talud talud B. Figura 17. Análisis  Análisis cinemático

La familia 2 se encuentra dentro de la zona de perturbación, por lo que se el Talud B presenta un potencial de falla tipo vuelco.

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8. CONCLUSIONES - 

El software Dips e ess u una na herramienta m muy uy im importante portante en e ell an análisis álisis de de estructuras geológicas ya que nos facilita f acilita una rápida interpretación

de los datos. Los túneles de nuestro estudio presentan cuñas en la cl clave ave que tienen alto potencial de caer por gravedad. porr falla tipo plana planar, r, mientras que en -  El talud A tiene potencial de caer po el talud B presentan un modo de rotura en cuña y vuelco (mixto). - 

9. RECOMENDACIONES GEOMECÁNICAS - 

Es recomenda recomendable ble verificar los datos obtenidos en el Software Dips con otros programas de la casa Rocscience para una mayor fiabilidad de los resultados. -  El túnel Ventana Norte Nv. 500 tiene un rumbo paralelo a las principales orientaciones de juntas por lo que se recomienda reforzar el sostenimiento para evitar en lo posible cualquier evento geólogico. -  Se recomienda aplicar un so sostenimiento stenimiento a llos os ta taludes ludes A y B para para que no se produzca la caída de los mismos.

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10. BIBLIOGRAFIA  BIBLIOGRAFIA  -Ingeniería Geológica, Luis González Vallejo -Manual de geomecánica aplicada   -Curso Mapeo Geomecánico para excavaciones subterráneas y superficiales, Centro Geotécnico Internacional. Ing. Guillermo Rodríguez C 2016.

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