Parámetros Para Selección de Sostenimiento en Minería

8/10/2019 Parmetros Para Seleccin de Sostenimiento en Minera

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

INGENIERIA DE MINAS.

CURSO:

SOSTENIMIENTO DE LABORESMINERAS

AO LECTIVO: 2014-II

PROFESOR: ING. PEDRO PRADO P.Agosto, 2014.1


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PARAMETROS PARA SELECCION DE

SOSTENIMIENTO EN MINERIA

El presente curso est dirigido a todas las personasrelacionadas ESPECIALMENTE con las operaciones en minas

subterrneas, y por qu no decirlo tambin, para lasoperaciones a cielo abierto.


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PARAMETROS PARA SELECCION DE

SOSTENIMIENTO EN MINERIA

El objetivo principal es dotar los parmetros desostenimiento a los futuros ingenieros de minas y,tambin, a los jefes de rea o lderes de todo nivel,capataces, perforistas que estn asesorados ycontrolados por la superintendencia de minas,

Departamento de Seguridad y Planeamiento.


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ES IMPORTANTE QUE TODO EL PERSONAL DE LAOPERACIN CONOZCA LOS DIFERENTES TIPOS DESOSTENIMIENTO, EL POR QU DE SU UTILIZACIN, LOS

PROCEDIMIENTOS DE SU INSTALACION Y DARSECUENTA CUNDO ES NECESARIO HACER AJUSTES YCAMBIOS PARA HACER MS SEGURA LAS LABORESMINERAS.


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El presente curso tiene la finalidad de proporcionar a todoESTUDIANTE DE INGENIERA DE MINAS Y AFINES unaherramienta til y sencilla para que pueda, en forma rpida,tener un conocimiento suficiente de las caractersticas,condiciones y comportamiento del macizo rocoso en el quese encuentran laborando y, en base a este conocimiento,determinar el tipo de soporte y en el tiempo en el que se debecolocar, para evitar la ocurrencia de desprendimiento de

bloques de roca, los que causan prdidas de vida oinhabilitacin del trabajador, y prdidas econmicas, muyperjudiciales en nuestros asientos mineros.

FINALIDAD


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Los pasos ms frecuentes para la seleccin del tipo desostenimiento se enumeran a continuacin, no siendo stasun camino absoluto, sino una gua para mejorar.

1- Conocimiento de la roca.2- Diseo del soporte y clasificacin geomecnica segnG.S.I. modificado.

3- Mapeo geomecnico.

4- Empleo de partes diarios de control.5- Los diferentes tipos de soporte a colocarse con susrespectivos procedimientos de colocacin y control.

PASOS A SEGUIR


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Los actores de primera lnea son los trabajadores directos,es decir, el personal que est laborando en el terreno,guiados y controlados permanentemente.

Para poder realizar es menester que el trabajador estcapacitado constantemente; su concientizacin en lasaplicaciones de la geomecnica, incluyendo, si es posible, elmapeo y la determinacin del soporte, apoyar a mejorarsignificativamente los objetivos y logros de esta rea,

controlando y mitigando los daos por desprendimiento derocas.

La capacitacin tiene que ser a todo nivel, ejecutado porprofesionales competentes.

EJECUTORES


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PARTICIPANTES

Para lograr todas las expectativas mencionadas anteriormente es

muy necesario la participacin activa y permanente de lasALTASGERENCIAS, ya que sin su participacin, cualquier esfuerzo quese realice en esta rea no tendr resultados favorables y quedarcomo una capacitacin no productiva, en otras palabras, no habr

ANULACIN O MITIGACIN del peligro geomecnico.


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CONOCIENDO LA

ROCA

Sostenimiento es colocar elsoporte adecuado en el

momento oportuno.


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GEOLOGIA

GEOMECNICA MECNICA DE ROCAS

EXCAVACIONES MINERASAPLICACIN EN LA MINERA

SEGURIDAD

OPERACIONESMINERAS

SOSTENIMIENTO

COSTOS

VOLADURAMETODOS DE MINADOOTROS

PLANEAMIENTO Y PROYECTOSOPTIMIZACION DE LA PRODUCCION


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CONOCIENDO LA ROCA

ES CONOCIDO POR TODOS, QUE LAS ROCAS SEGN SU GNESIS, SEHAN FORMADO POR PROCESOS GEOLGICOS.

ESTE TEMA NO SE VA PROFUNDIZAR POR SER DE AMPLIO

CONOCIMIENTO DE TODO FUTURO INGENIERO QUE LLEG HASTE ESTENIVEL DE FORMACIN.

1.- ROCAS GNEAS.

2.- ROCAS SEDIMENTARIAS.

3.- ROCAS METAMRFICAS.

4.- (ROCAS METERICAS).


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CONOCIENDO LA ROCA

El conocimiento del macizo rocoso nos permitir:

.-Escoger el tamao de la labor.

.-La voladura mas adecuada.

.-El tipo y tiempo de soporte a colocar.

.-En conclusin, saber si se est trabajando en zonasegura o zona insegura.


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AL DIA SIGUIENTE DE LA TRAGEDIA

CONOCIENDO LA ROCA

Los procesos geolgicos, como su composicin deminerales le han dado a las rocas unas caractersticasque las diferencian unas de otras al igual que a sucomportamiento cuando son excavadas.


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CONOCIENDO LA ROCA

Cada unidad minera tiene diferentes tipos de rocas,

que a su vez estn en diferentes condiciones, ya quecada yacimiento ha tenido su propia formacin yevolucin hasta llegar a la situacin actual en que la

explotamos.


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PRINCIPALESPARMETROS

Las caractersticas o parmetros ms significativosdel comportamiento de las rocas son:

1.- CONDICIONES DE FRACTURAMIENTO.

2.- CONDICIONES DE RESISTENCIA.


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CONDICIONES DE FRACTURAMIENTO

Las condiciones de fracturamiento se midenutilizando un flexmetro o una cinta mtrica y se

determina midiendo a lo largo de un metro, cuantasfracturas se presentan en la roca, para observarsemejor la pared rocosa de la labor debe estar bien

lavada. No se consideran las fracturas por disparo, ni las

fracturas muy pequeas, menores de 1.0 metro

lineal de longitud.


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CONDICIONES DE FRACTURAMIENTO

* MASIVA: Menos de dos (2) fracturas por metro.

*LEVEMENTE FRACTURADA:

Dos a cinco fracturas por metro.

* MODERADAMENTE FRACTURADA:

Seis a doce fracturas por metro.

*MUY FRACTURADA:

De doce a veinte fracturas por metro. INTENSAMENTE FRACTURADA:

Mas de 20 fracturas por metro

*TRITURADA: solo se obtienen fragmentos.


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MASIVA

LEVEMENTE

FRACTURADA


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ROCA REGULAR SEGN LASCONDICIONES DE LAS PAREDES


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CONDICIONES DE RESISTENCIA

En las condiciones de resistencia, se consideran dos

aspectos:

a- La resistencia a romperse o indentarse con la picota

b- Las condiciones de las paredes de las fracturas: (siestn abiertas, si son rugosas, lisas o estriadas, sitienen o no relleno de panizo).

DE ACUERDO A CMO SE ROMPEN O SE INDENTAN


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DE ACUERDO A CMO SE ROMPEN O SE INDENTAN

CON LA PICOTA SE CLASIFICAN EN

*MUY BUENA O EXTREMADAMENTE DURA:

Solo se astilla con golpes de picota.

*BUENA O MUY DURA:

Se rompe con ms de tres golpes.

*REGULAR O DURA:

Se rompe con uno a tres golpes de picota.

*POBRE O BLANDA:Se indenta superficialmente.

MUY POBRE O MUY BLANDA:

Se indenta profundamente con la punta de la picota.

DE ACUERDO A LAS CONDICIONES DE


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DE ACUERDO A LAS CONDICIONES DE

LAS PAREDES SE CLASIFICAN EN:

*MUY BUENA: Si est cerrada, es rugosa y fresca.*BUENA: Si est levemente abierta, tiene xido lazona y est moderadamente rugosa.

*REGULAR: Si est moderadamente abierta, es lisa ypresenta oxidacin.

*POBRE: Si est moderadamente abierta, lisa y

presenta relleno de limo o panizo.*MUY POBRE: Si est muy abierta(mayor de 10 cm)est estriada o rellena de panizo.


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CONDICIONES DE LAS PAREDES De acuerdo a las condiciones de las paredes se

clasifican en : MUY BUENA : Si est cerrada, es rugosa y fresca.

BUENA: Si est levemente abierta, moderadamente

rugosa y tiene oxidacin. REGULAR: Si est moderadamente abierta, es lisa y

presenta oxidacin.

POBRE: Si est moderadamente abierta, lisa ypresenta relleno de limo o panizo.

MUY POBRE: Si est muy abierta (mayor de 10cm),

est estriada y rellena de panizo.


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APLICANDO EL CONOCIMIENTO

a).- Con respecto al fracturamiento:

Si la roca est masiva, menos de unafractura/metro, el porcentaje de ocurrencia dedesprendimiento ser 0%.

Si la roca est levemente fracturada de una ados fracturas/metro, el porcentaje deocurrencia de casa de rocas ser de 0% a 20%.

Si la roca est moderadamente fracturada dedos a seis fracturas/metro, el porcentaje deocurrencia de desprendimiento ser entre

20% a 40%.


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Si la roca est muy fracturada de seis a docefracturas/metro, el porcentaje de ocurrencia dedesprendimiento ser entre 40% a 70%.

Si la roca est intensamente fracturada de doce aveinte fracturas/metro, el porcentaje de ocurrenciade cada de rocas estar entre 70% a 100%.

Si la roca est triturada, el porcentaje de ocurrenciade cada de rocas ser de 100%


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b).- Con respecto a la condicin de resistencia:

.Si la roca slo se astilla cuando la golpeo con unapicota muchas veces, el porcentaje de ocurrencia decada de rocas ser de 0% a 20%.

. Si la roca se rompe con ms de tres golpes depicota, el porcentaje de ocurrencia dedesprendimiento de roca ser de 20% a 40%.

. Si la roca se rompe con uno a tres golpes depicota, el porcentaje de ocurrencia dedesprendimiento ser de 40% a 60%.


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Si la roca se indenta superficialmente con la puntade la picota, el porcentaje de cada de rocas ser de60% a 80%.

Si la roca se indenta profundamente con la punta dela picota, el porcentaje de ocurrencia de cada derocas ser de 80% a 100%.


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POR CONDICIN DE FRACTURAS

Si la roca tiene fracturas cerradas y rugosas, elporcentaje de ocurrencia de cada ser de 0% a 20%

Si la roca tiene fracturas levemente abiertas y

rugosas con oxidacin, el porcentaje dedesprendimiento ser de 20% a 40%.

Si la roca tiene fracturas abiertas, lisas y con

oxidacin el porcentaje de ocurrencia de cadas serde 40% a 60%.


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POR CONDICION DE FRACTURAS

Si la roca tiene fracturas abiertas, con superficie lisa

y rellenas con panizo, el porcentaje de ocurrenciade cadas ser de 60% a 80%.

Si la roca tiene fracturas muy abiertas, con

superficie estriada y rellenas con panizo, elporcentaje de ocurrencia de desprendimiento serde 80% a 100%.

Si en cada una de estas condiciones hay presenciade agua, el porcentaje de cada de rocas aumentar,igualmente si hubiera presiones de montaa (zonas

profundas) o de relajamiento (cerca de superficie).


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CONDICIONES DE RESISTENCIA

Cuando se quiere conocer cmo se comportar la

roca, deber describirse ambas condiciones deresistencia.


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CONJUGANDO AMBAS CONDICIONES

Si nosotros queremos excavar y ya hemosdeterminado las condiciones de fracturamiento y deresistencia, debemos conocer que existen otros

parmetros naturales que pueden modificar sucomportamiento al ser excavadas, tales como losesfuerzos, la presencia de agua y la orientacin ytamao de la excavacin con respecto a laorientacin de las continuidades.

SUPERFICIES TIPICAS DE


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SUPERFICIES TIPICAS DEDISCONTINUIDADES


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FACTORES INFLUYENTES

Una vez determinada las condiciones defracturamiento y de resistencia, debemos conocerque existen otros parmetros naturales que pueden

modificar su comportamiento al ser excavadas, talescomo LOS ESFUERZOS, PRESENCIA DE AGUA Y LAORIENTACIN Y TAMAO DE LA EXCAVACIN CONRESPECTO A LA ORIENTACIN DE LASDISCONTNUIDADES. stas se observan durante elmapeo geomecnico y se van anotando en losregistros de control diario.

LABORES CERCANAS


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LABORES CERCANASPILAR PERTURBADO

BOCAMINA TIPICA DE LA PEQUEA


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BOCAMINA TIPICA DE LA PEQUEAMINERIA


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USO DE LOS VALORES GEOMECNICOS

Cuando se quiere conocer cmo se comportar laroca, deber describirse ambas condiciones deresistencia.


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INFLUENCIA DEL AGUA

En las rocas masivas o levemente fracturadas,

la presencia de agua no tiene influencia.significativa

INFLUENCIA DEL AGUA SUBTERRANEA


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En la roca fracturada o estratificada, la influenciadel agua en las fisuras es un aspecto importante aconsiderar. Cuando en las fisuras hay presencia deagua, sta ejerce presin y acta como lubricante,adems puede lavar el relleno dbil de las fracturas,

complicando la situacin de la excavacin.



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En las rocas severamente fracturadas, la presenciadel agua origina que tiendan a aflojarse con msfacilidad. En ambientes de altos esfuerzos elaflojamiento de la roca ser ms rpido.



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La observacin de cambios en la humedad en eltecho y paredes de la excavacin ayuda en elreconocimiento de posibles fallas de la roca, comoresultado de las variaciones de los esfuerzos. Si el

agua empieza a filtrarse a travs de la roca dentrode un rea que es normalmente seca, esto es unsigno de que la roca est pasando por cambios de

esfuerzos, estos cambios harn que las fracturas seabran o se extiendan, empezando a manifestarse lahumedad.



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Similarmente, si un rea normalmente conpresencia de agua empieza a secarse, esto tambin

deber tomarse como una indicacin de que la rocaest ganando esfuerzos.



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La presencia del agua en las fallas geolgicas yzonas de corte influyen significativamente en laestabilidad de la masa rocosa de una excavacin. La

presencia del agua en la roca intemperizada y dbilde estos rasgos geolgicos, puede acelerar elaflojamiento y puede actuar como lubricante para

producir deslizamientos. En ambientes de altosesfuerzos la situacin de estabilidad de la masarocosa se complica.



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Finalmente, en las rocas expansivas el agua es eldetonador del hinchamiento de las mismas, con la

consecuente generacin de altas presiones ydeformaciones que pueden llevarla a la falla odaar los sistemas de sostenimiento.



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Agua asociada al relleno hidrulico, causa losefectos que se han considerado en los prrafos

anteriores debido al agua infiltrada, por lo tanto, sino se controla adecuadamente este relleno, podradebilitar las cajas, si se presenta este caso, es

recomendable el relleno en pasta.

INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS


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INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS Toda la masa rocosa subterrnea, as como su

estruactura y materiales, son afectados por losesfuerzos, conforme se avanza con el minadose origina la concentracin de esfuerzos en laslabores causando desprendimientos ydescostramientos en los frentes, en lasparedes, cajas laterales y la caja techo, estosesfuerzos van apareciendo gradualmente y de

no ser detectados y controlados puedenacelerarse rpidamente hasta alcanzarproporciones catastrficas.



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Los efectos de los esfuerzos en la excavacinse incrementan con la profundidad, con la

cercana a estructuras geolgicas como fallas oejes de plegamientos y con la cercana a otraslabores, que hace fallar a puentes o pilares.



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Cuando una roca est falando, genera un ruido,cuando el ruido de la roca es escuchado en unarea de la mina que es normalmente silenciosa, el

rea debe ser rastreada, algunas excavacionesson ruidosas por que la reoca est continuamenterelajndose, tambin es importante considerarcuando estas reas se convierten en reassilenciosas, por que esta condicin implicara unpotencial fallamiento de la roca.



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A medida que las aberturas del minado se vanacercando se presentan mayores

concentraciones de esfuerzos en los puentes opilares que los separan, cuando estos esfuerzossuperan la resistencia de la masa rocosa se

presenta el desprendimiento violento de la roca.



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INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS Otra observacin de la concentracin de

esfuerzos son los cambios en la humedad enlas paredes y en el techo, si el agua empieza afiltrarse a travs de la roca dentro de un rea

que es normalmente seca, es un signo de quela roca est pasando por cambios de esfuerzos(relajamiento). Similarmente, si un reanormalment hmeda empieza a secarse,

tambin puede ser una indicacin de que laroca est siendo presionada.

ORIENTACIN DE LA EXCAVACIN


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Si una excavacin avanza paralela a fallasprincipales y zonas de corte, o a un sistema de

discontinuidades, o al rumbo de los estratos,el debilitamiento de la roca puede ocurrir,bien naturalmente o bien por el proceso de

minado



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El fallamiento de la excavacin es una constantepreocupacin, particularmente, si la excavacin

avanza cerca de la falla geolgica, la situacin sehace aun ms seria por que los esfuerzosconvergen y se concentran en el rea confinada

entre la falla geolgica y la excavacin.



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Si los esfuerzos de presin son ms grandesque los esfuerzos de la roca entonces va aocurrir una repentina y espectacular falla


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Lo ideal para tener condiciones de estabilidadfavorables de la masa rocosa de unaexcavacin es que sta avance en forma

perpendicular, es decir, cruzando, al sistemaprincipal de diaclasas, o al rumbo de losestratos, fallas principales y zonas de corte.

TAMAO DE LA EXCAVACIN


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TAMAO DE LA EXCAVACIN

PRIMERO:

En general, el crecimiento del tamao de unaexcavacin genera un peligro potencial, si esque no se adoptan medidas de control de laestabilidad de la masa rocosa.

TAMAO DE LA EXCAVACION


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Cuando el tamao de la excavacin crece, lostechos, paredes o cajas estn expuestos amayores rasgos estructurales de la masarocosa, luego los bloques y cuas que seautosostenan cuando la excavacin era anpequea, ahora tienen menos

autosostenimiento, lo cual representa unpeligro potencial.



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TAMAO DE LA EXCAVACION SEGUNDO

En rocas fracturadas en donde las familias dediaclasas u otras discontinuidades formanbloques rocosos de tamao mediano a grande,

stos tienden a presionarse uno contra el otroen el contorno de la excavacin, lograndoautosostenerse, especialmente en

excavaciones de tamao pequeo.



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Sin embargo, cuando las dimensiones de laexcavacin crecen, hay siempre la posibilidadde que la roca pueda deslizarse o caerse.


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TERCERO:

En masas rocosas de estratificaciones horizontales

planas, el agrandamiento de la excavacinafectar la estabilidad de la misma, debido a lacapacidad de auto-sostenimiento de los estratos ydebido tambin a los esfuerzos.



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CUARTO:

Si tenemos cuas bi-planares en el techo dondese est desarrollando la excavacin y sta seensanchara, la cua ir creciendo para llegarinevitablemente al colapso, debido alincremento de su peso. La misma conclusin sepuede establecer para las cuas tetra-hedrales.

Este ejemplo demuestra que el del incrementodel ancho de la excavacin pueda reducir lascondiciones de estabilidad de la excavacin.

CONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE


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CONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE El clculo y diseo del sostenimiento de

labores subterrneas se puede efectuar poralgunos de los siguientes mtodos:

1.-MTODOS ANALTICOS.

2.- MTODOS NUMRICOS.

3.- MTODOS OBSERVACIONALES.

4.- MTODOS EMPRICOS.

MTODOS ANALTICOS


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MTODOS ANALTICOS

Los mtodos analticos se basan en elcomportamiento elastoplstico de la roca,existiendo una correspondencia entre las

presiones internas y la deformacin radial dela excavacin, siendo el sostenimientoselecionado capaz de resistir la presin

interna.

MTODOS NUMRICOS


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MTODOS NUMRICOS

Estos mtodos parten de la discretizacin delmacizo rocoso mediante elementos finitos,

modelando los procesos de deformacin queafectan el terreno a consecuencia de laexcavacin y determinando el sostenimiento

que puede controlar.

METODOS NUMRICOS


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El mtodo de discretizacin es un mtodomatemtico donde los ejercicios en que seaplica haya que negar existenciales, y en

compaa de otros conceptos como el desucesiones y de funciones continuas encuentrasu utilidad mxima. Este mtodo supone negarla conclusin.

La forma clsica de probar la suficiencia por estemtodo es proceder por el mtodo de reduccinal absurdo.

METODOS OBSERVACIONALES


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METODOS OBSERVACIONALES

Este mtodo se basa en la medicin detensiones y convergencias en las excavaciones,

cuyos resultados son aplicados en los mtodosanalticos o numricos para el clculo delsostenimiento.

METODOS EMPIRICOS


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METODOS EMPIRICOS

Son mtodos aproximados para el diseo delsostenimiento basados en las clasificacionesgeomecnicas (ndices Q, RMR y GSI),adems de considerar los factores queinfluyen en su estabilidad (orientacin de

fracturas, presencia de agua, tensiones,aberturas, uso de labores, voladuras y otros).

METODOS IMPRICOS


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METODOS IMPRICOS Las clasificaciones estn basadas a su vez en

las condiciones que presenta el macizo rocosoal momento de su excavacin que pueden serdescritas y cuantificadas en forma rpida y

sencilla. Se relacionan entre s mediante lassiguientes funciones:

GSI = RMRSECO5.(1)

RMR = 44 + Ln (Q)..(2)

METODOS IMPRICOS


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METODOS IMPRICOS

La clasificacin GSI explicado en el primercaptulo, est basado principalmente en laidentificacin de los parmetros de

estructuras (fracturamiento) y condiciones(Resistencia de la masa rocosa- condicin dediscontnuidades) cuya forma de

determinacin se muestra en las siguientesdiapositivas.



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CONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE Determinacin de la cantidad de fracturas por

metro lineal (Condicin Estructural).



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En las vistas se muestra 22 fracturas en 60 cm.del flexmetro, equivalente a 30 en un metro,roca intensamente fracturada (IF) por tenerms de 20 fracturas por metro, la clasificacinGSI es IF/R.



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En la bocamina de la diapositiva anterior sehan determinado 18 fracturas por metro,

correspondiendo a una roca muy fracturada(MF) por tener de entre 12 a 20fracturas/metro; la clasificacin GSI es MF/R



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DETERMINACIN DE LA CONDICIN SUPERFICIALPOR LA RESISTENCIA DE LA MASA ROCOSA.



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La picota se indenta profundamente,correspondiendo a una roca muy pobre (MP)

cuya resistencia es muy blanda y relleno dearcillas; la clasificacin GSI de la roca es IF/MP.



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CONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE DETERMINACIN DE LA CONDICIN SUPERFICIAL

POR LA ABERTURA DE LAS FRACTURAS

ONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE


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ONOCIENDO EL TIPO DE SOPORTE

En el caso de la diapositiva anterior lasfracturas se encuentran muy abiertas (mayorde 5 cm.) y corresponde a una clasificacinmuy pobre (MP) a pesar que los bloques seanresistentes a muy resistentes (B), la

clasificacin de GSI es F/MP.



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La tabla de clasificacin cualitativa ycuantitativa del GSI se da a continuacin, en la

cual se pueden identificar tres tipos de rocaque se han definido en base a lasobservaciones de una labor:



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COLOR AMARILLO.- Roca moderadamentefracturada (8fract/m) y buena (fracturascerradas, frescas y se rompen con varios

golpes de picota) (F/B), su valoracin estentre 65 y 75, valor del RMR sera de 70 80en condiciones secas.



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COLOR AZUL.- Roca muy fracturada (15fract/m)y regular (fracturas ligeramente abiertas,moderamente fracturadas y se rompen con 1 a

3 golpes de picota) (MF/R); su valoracin estentre 45 a 55, valor de RMR sera de 50 a 60 encondiciones secas.



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COLOR ROJO.- Roca intensamente fracturada(25fract/m) y pobre (fracturas ligeramenteabiertas, con relleno arcilloso y se indenta

superficialmente la picota (IF/P), su valoracinest entre 25 y 35, valor de RMR sera de 30 -40 en condiciones secas.



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TABLA PARA EL DISEO DE SOSTENIMIENTO

EN LABORES MINERAS SUBTERRNEAS. Considera los tres ndices de clasificacin

geomecnica, relacionados mediante lasfunciones (1) y (2), su dimensin equivalenteque es el resultado de dividir, el ancho o alturade la labor entre una constante cuyo valordepende del uso de la labor y se denomina

E.S.R.



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En esta tabla el E.S.R. en labores permanentes(rampas, cruceros, galeras, etc.) es de 1.6; enlabores verticales (chimeneas, piques,

echaderos de mineral y desmonte) es de 2.0 yen labores de extraccin (tajeos de corte yrelleno, cmaras y pilares) es de 3.0.



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As mismo se incluye la longitud de pernos aser tomada en cuenta de acuerdo a las

dimensiones de la labor.



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La tabla se basa en el diseo de sostenimientode tneles segn el mtodo Noruego (NMT) ylas experiencias obtenidas en las minas

subterrneas del Per, incluyndose ademsel uso de madera, la aplicacin de la mismasirve de base para la elaboracin de las tablasde sostenimiento de cada unidad minera,dependiendo de las condicionesgeomecnicas y de minado de dicha unidad.

DISEO DE SOSTENIMIENTO ENLABORES MINERAS SUBTERRNEAS


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LABORES MINERAS SUBTERRNEAS



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Una vez definido el soporte en base a la tablamostrada, segn su clasificacin geomecnicay dimensin equivalente, se requiere deinmediato conocer el tiempo oportuno de sucolocacin, de manera que se pueda evitar elaflojamiento progresivo del macizo rocoso

excavado y su desprendimiento posterior.



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La tabla mostrada a continuacin correspondea los tiempos de autosoporte, propuesta porBieniaski (1979), se obtiene estos tiempos deacuerdo al intervalo de valores que tiene cadaclasificacin geomecnica, determinndose untiempo mnimo y mximo en el cual se debercolocar el soporte.



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El tiempo promedio para cada tipo de roca,segn la abertura, podr definirse en formaespecfica en cada unidad minera, de acuerdo

a la experiencia obtenida, capacidad instaladapara colocar soporte y su logstica, estetiempo promedio debe estar dentro del

intervalo considerado en la tabla de tiemposde autosoporte.



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En los casos de que un mismo tipo declasificacin geomecnica, presente dosalternativas de soporte, se podr considerar

un menor tiempo para el menor soporte, y unmayor tiempo para el mayor soporte, dentrodel intervalo de tiempo mencionado.

TABLA DE TIEMPO DE AUTOSOPORTE EN FUNCIN DELA ABERTURA DE LA LABOR Y CLASIFICACIN


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LA ABERTURA DE LA LABOR Y CLASIFICACINGEOMECNICA SEGN NDICES Q Y RMR


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En los ejemplos que se va desarrollar an nose han considerado los factores influyentes enla estabilidad del macizo rocoso, nicamentese ha considerado las condicionesestructurales (fracturas/m) y condicionessuperficiales (discontinuidades y resistencia

de masa rocosa, tamao de abertura y uso dela labor).



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La descripcin de las condiciones de la roca sehace tomando en cuenta las paredes o

hastiales y el techo o corona en labores dedesarrollo, las cajas, falsas cajas y vetas enzonas mineralizadas, en cuerpos se consideranlas aberturas entre pilares.



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EJEMPLO N1.- Labor de desarrollo (rampa,galera, crucero) de 4.5 m de ancho por 4.0mde altura en calizas, presenta 15 fracturas/m,cerradas, frescas y se rompen con dos golpesde picota en la pared derecha; presenta 8fracturas/m, ligeramente abiertas, levemente

alteradas y se rompen con un golpe de picotael techo y la pared izquierda.



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De acuerdo a la descripcin de campo,

primeramente se identifica en la tabla GSI ladescripcin cualitativa y valoracin cuantitativa.

PARED DERECHA: muy fracturada, regular (MF/R)

y su valoracin en la tabla ser de 45 55 y unRMR = 50-60.

TECHO Y PARED IZQUIERDA: fracturada, regular

(F/R) y su valoracin en tabla ser de 55- 65 y elRMR = 60 70.


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Una vez definida su descripcin cualitativa y elRMR mediante su valoracin cuantitativa, se va ala tabla del Sostenimiento Prctico Minero (SPM),

localizndose el intervalo que abarque laclasificacin cualitativa, as:

MF/R Pared derecha.

F/R Techo y pared izquierda



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Este intervalo se intercepta con la lnea quecorresponde al valor de la dimensinequivalente de esta labor, el mismo que se

determina dividiendo el ancho de la labor(4.5) entre la constante ESR (1.6) asignada alabores de desarrollo de carcter permanente.


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Luego se procede a determinar el tiempooportuno de su colocacin, utilizando la tabla detiempo de autosoporte en funcin de la calidad de

roca segn ndices Q o RMR, para lo cual se trazauna lnea horizontal a partir del ejecorrespondiente al ancho de aberturainterceptando las franjas que corresponden a losndices de calidad de roca.



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A partir de estas intercepciones se trazanlneas verticales que se intercepten a su vez

con los ejes que corresponden al tiempo deautosoporte.



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De acuerdo a esta ltima intercepcin sedetermina los tiempos mximos y mnimospara colocar el soporte antes de que inicie el

relajamiento del macizo rocoso: PARED DERECHA: entre 15 das a 150 das

(recomendado 30 das).

TECHO Y PARED IZQUIERDA: entre 6 meses atres aos (recomendado 1 ao).


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COMO APLICAR ESTE CONOCIMIENTO


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a.- Con respecto al fracturamiento:Si la roca est masiva , menos de una fractura/metro, el porcentaje de

ocurrencia de desprendimiento de roca ser 0%.

Si la roca est levemente fracturada de una a dos fracturas/metro, elporcentaje de ocurrencia de cada de rocas ser de 0% a 20%.

Si la roca est moderadamente fracturada de 2 a 6 fracturas/metro, el

porcentaje de ocurrencia de desprendimiento ser entre 20%a 40%.

Si la roca est muy fracturada de 6 a 12 fracturas/metro, el porcentaje

de ocurrencia de desprendimiento ser entre 40% a 70%.



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Si la roca est intensamente fracturada de 12 a 20fracturas/metro, el porcentaje de ocurrencia de cada

de rocas estar entre 70% a 100%.

Si la roca est triturada, el porcentaje de ocurrencia

de cada de rocas ser de 100%.



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b.- Con respecto a la condicin de resistencia:

Si la roca solo se astilla cuando la golpeo conuna picota muchas veces, el porcentaje deocurrencia de cada de rocas ser de 0% a 20%.

Si la roca se rompe con ms de 3 golpes depicota, el porcentaje de ocurrencia dedesprendimiento ser de 20% a 40%.

Si la roca se rompe con 1 a 3 golpes de picota,el porcentaje de ocurrencia de cada de rocasser de 40% a 60%.



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Si la roca se indenta superficialmente con lapunta de la picota, el porcentaje de ocurrencia decada de rocas ser de 60% a 80%.

Si la roca se indenta profundamente con lapunta de la picota, el porcentaje de ocurrencia decada ser de 80% a 100%.



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c.- Por condicin de fracturas:

Si la roca tiene fracturas cerradas y rugosas, elporcentaje de ocurrencia ser de 0% a 20%.

Si la roca tiene fracturas levemente abiertas y

rugosas con oxidacin, el porcentaje dedesprendimiento ser de 20%a 40%.

Si la roca tiene fracturas abiertas, lisas y con

oxidacin el porcentaje de ocurrencia de cadasde rocas ser de 40%a 60%.


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d.-Factores influyentes:

Presencia de agua subterrnea.

Presiones de montaa o de relajamiento.

Orientacin de la excavacin.Tamao de la excavacin.

Influencia de los esfuerzos.

Agua asociada al relleno hidrulico.Cercana de labores.

TIPO DE SOPORTE


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El clculo y diseo del sostenimiento de laboressubterrneas se puede efectuar por algunos de lossiguientes mtodos:

Analticos.Numricos.

Observacionales.

Empricos.

USO DE LAS TABLAS GEOMECANICAS


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GSI = RMR(89)seco - 5.(1)

RMR = 44 + Ln (Q)..................(2)

RMR=Rock Mass Rating (valor de lamasa rocosa)

GSI = ndice de Resistencia Geolgica


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TABLA PARA EL DISEO DE SOSTENIMIENTO EN LABORESMINERAS SUBTERRNEAS.


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Se consideran los tres ndices de clasificacingeomecnica, relacionados mediante las funciones (1)

y (2), su dimensin equivalente que es el resultado dedividir, el ancho o la altura de la labor entre unaconstante cuyo valor depende del uso de la labor y se

denomina E.S.R.

VALORES DEL E.S.R. (LUZ o RADIO DE LA SECCION EXCAVADA)


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En esta tabla el E.S.R. tiene los siguientes valores:>Labores permanentes (rampas, cruceros, galeras) = 1.6

Labores verticales (chimeneas, piques, echaderos) = 2.0

Labores de extraccin (tajeos de corte y relleno, cmaras ypilares) . = 3.0

ESR = Factor de modificacin. (Luz).

BASE TCNICA DE LAS TABLAS.


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La presente tabla se basa en el diseo desostenimiento de tneles segn el mtodo noruego(NMT) y las experiencias obtenidas en las diferentes

minas del Per del autor de dicha tabla el Ing. CarlosVallejo Torres, consultor y asesor de diferentes minas.

Estos valores es diferente para cada mina, porque

cada asiento minero tiene sus propias peculiaridades.


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La tabla mostrada a continuacin corresponde a lostiempos de auto-soporte, propuesta por Bieniaskydesde 1979 y sus posteriores correcciones.

Se obtiene estos tiempos de acuerdo al intervalo devalores que tiene cada clasificacin geomecnica,determinndose un tiempo mnimo y mximo en el

cual se deber colocar el soporte.

EFECTO DE FACTORES INFLUYENTES


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Se recomienda como promedio disminuir en DIEZ (10)unidades, el valor del RMR ante la presencia de agua.

Generalmente se hacen las correcciones por agua,orientacin de discontinuidades, presencia deesfuerzos o tensiones, demoras en la colocacin de

soporte.El mapeo geomecnico debe realizarse siempreinmediatamente despus de la limpieza de la labor

excavada


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Parámetros Para Selección de Sostenimiento en Minería

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