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CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO Preparado por: E-Mining Technology S.A. ANTOFAGASTA 1 & 2 OCTUBRE 2009

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Page 1: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CURSO DE GEOTECNIA APLICADA AL

DISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO

Preparado por:E-Mining Technology S.A.

ANTOFAGASTA 1 & 2 OCTUBRE 2009

Page 2: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE II

GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

Page 3: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

OBJETIVOS Y ALCANCES

Analizar el rol de la geotecnia en la minería subterránea y rajo abierto,

introduciendo el concepto de Proceso Geotécnico mediante la integración de

elementos geotécnicos básicos, revisión de etapas de análisis y la identificación de

aspectos relevantes en la interacción de la geotecnia con otros procesos

productivos de la minería.

Al final del curso los participantes lograrán familiarizarse con conceptos

geotécnicos que les permitan dimensionar la importancia de la interacción de la

geotécnica con otros procesos mineros y su impacto en el negocio minero. Se

revisará además, oportunidades de mejora en los proyectos de explotación y

herramientas para mantener de la continuidad operacional.

CURSO DE GEOTECNIA APLICADA ALDISEÑO MINERO RAJO ABIERTO Y SUBTERRÁNEO

Page 4: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CONTENIDO Y PROGRAMA

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA

ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA

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

Coffee Break

CONCEPTOS GENERALES

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

Almuerzo

DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA MAÑANA

Page 5: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

GEOTECNIA APLICADA AL DISEÑO Y PLANIFICACIÓN SUBTERRÁNEA

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

Coffee Break

GEOTECNIA DE RUTINA

• Estimación de fortificación para labores mineras• Seguimiento y geotecnia de rutina

DISCUSIÓN FINAL

CONTENIDO Y PROGRAMA (continuación)

DIA 2: VIERNES 2 DE OCTUBRE JORNADA DE LA TARDE

Page 6: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

BASES DE DISEÑO

PARAMETROS DE DISEÑO

APOYO A OTROS PROCESOS

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA

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

DEFINE UNA PROMESA

PRODUCTIVA

YACIMIENTOMINERAL

PLANES DEPRODUCCIÓN

PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN

SEGUIMIENTO Y CONTROL

OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO

CONTINUIDAD OPERACIONAL

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

Page 7: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

RECURSOS RESERVAS

INFERIDOS

INDICADOS

MEDIDAS

PROBABLE

PROBADAS

CONFIABILIDAD DE SUSTENTO GEOLOGICO-

METALURGICO

APLICACIÓN DE FACTORES TÉCNICOS, ECONÓMICOS, FINANCIEROS, LEGALES

A LOS PROCEOS EXTRACTIVOS Y COMERCIALIZACIÓN

CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA

ESQUEMA IIMCH

Page 8: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS

APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE

RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT

ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.

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

RESERVAS MINERAS: TONELAJ E Y LEY MEDIA

CUT X VETA

RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES

PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA

DETERMINAR LOS RECURSOS

DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE

ALTURA.

CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES.

LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%

MODELO DE BLOQUES DE RECURSOS GEOLÓGICOS

APLICACIÓN DE LEY DE CORTE AL MODELO DE

RECURSOS PARA DEFINIR GRADE SHELL ≥ 0.3% DE CUT

ENVOLVENTES MINERALIZACIÓN CON LEYES ≥ 0.3% DE CUT.

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

RESERVAS MINERAS: TONELAJ E Y LEY MEDIA

CUT X VETA

RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

SÓLIDOS EXPLOTABLES QUE DEFINEN LOS RECURSOS MINEABLES

PROCESO GEOESTADÍSTICO PARA

DETERMINAR LOS RECURSOS

DIVISIÓN EN PANELES MINEROS DE 90 M DE

ALTURA.

CONTORNEO DE SÓLIDOS MINEABLES.

LEY MÍNIMA DEL SÓLIDO 1%

PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

CONVERSIÓN DE RECURSO EN RESERVA

Page 9: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARÁMETROS DE DISEÑO

FACTIBILIDAD ECONOMICA

GEOMETRIA DEL YACIMIENTO

CONDICIÓN GEOTÉCNICA

COSTOS DE OPERACION

Referencia: NICHOLAS (1981)

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS

FACTIBILIDAD TECNICA(LISTADO DE METODOS FACTIBLES)

Page 10: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Métodos de Explotación Subterráneos

SoportadoPor Pilares

Artificialmente Soportado con Relleno

Sin soporte o Hundimiento

Room and PilarSublevel and

Longhole stoping

Bench and Fillstoping

Cut and Fill Stoping

Shrinkage Stoping

VCRStoping

LonwallMining

SublevelCaving

BlockCaving

Desplazamiento de la roca de caja

Energía de deformación almacenada en las proximidades de una excavación

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS

Page 11: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

BASES GEOTÉCNICAS PARA DISEÑO

ModeloHidro

CRITERIOS DE DISEÑO

MODELO GEOTECNICO ACTUALIZADO &

UNIDADES GEOTECNICASPropiedades Mecánicas y Elásticas de la roca, Macizo Rocoso y Discont.

Modelo Calidad Macizo

Rocoso y Suelos

ModeloEstructural

Modelo Geológico

ESTÁNDARES

Litología Alteración Mineralización Ambiente Geol.

Min.

Fallas Mayores Fallas Interm. Disc. menores Dominios Estruc.

Roca Int. (Lab)Par. Índices Cl.

RMRRQDGSI

Macizo Rocoso (Ens. In Situ)Mec. de Fall.Disc. gran Esc. Disc. Esc. Lab.

Hidrológico ( Superficie)

Mod. Hidrogeológico (UG)

Mod.Hidraúlico Canalización Drenaje

Parámetros Índices (RQD, FF, etc.)

Clas. Geot, (GSI, RMR, Índice Q, etc.)

Clasificación de Suelos.

PARAMETROS DE DISEÑO

Establecimientos de Normas y Estándares para: Mapeo Geotécnico Sondajes Mapeo Geotécnico Banco Mapeo Suelo

Toma y descripción Muestras Ensayo Propiedades Resistentes e Índices Ensayo Propiedades Suelos

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

Informes Procedimientos Análisis Geot.

Modelode

Esfuerzos

Gravitacional InducidoTectónico

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

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

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

Análisis de Diseño Geotécnico, que determina los Parámetros de Diseño para la confección de Bases Geotécnicas, tanto para caserones, rampas, botaderos, túneles o cualquier infraestructura que requiera soporte geotécnico. Define las consideraciones de drenaje, monitoreo de taludes, descargas, etc.

Fase en la cual se definen los criterios bajo los cuales se realizarán los análisis geotécnicos. Esta etapa debe ser concensuada con el dueño, dado las definiciones a realizar.

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

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

.Normas y Estándares que definen la formar de captura de información básica para los distintos modelos.E-1

E-2

E-3

E-4

E-5

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

de monitoreo, Drenaje, hitos de control, etc

Su configuración debe ser la de un modelo predictivo

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA BASES GEOTÉCNCASDE DISEÑO

Page 12: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

• METODOS EMPÍRICOS QUE CUANTIFICAN LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO –ORIGINALMENTE- PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FORTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO EN TÚNELES.

• CLASIFICA EL MACIZO ROCOSO EN GRUPOS SOBRE LA BASE DE SIMILAR COMPORTAMIENTO

• PROVEE LA BASE PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y MECÁNICO DE CADA GRUPO

•MÉTODOS CONOCIDOS: RMR (BIENIAWSKI, LAUBSCHER9, Q (BARTON), GSI (HOEK), RMI (PALMSTRÖM)

PROPIEDADES DE ROCA INTACTA

GRADO DE FRACTURAMIENTO

CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MACIZO ROCOSO Y MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN

MACIZO ROCOSO MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZO ROCOSO

Page 13: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS

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

DERRUMBE PROGRESIVO

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

CONDICIONES TENSIÓN –DEFORMACIÓN

Considera deformaciones del macizo rocoso generadas por concentraciones de esfuerzos

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MECANISMOS DE INESTABILIDAD

Page 14: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

MECANISMOS DE INESTABILIDAD CONTROLADOS

ESTRUCTURALMENTE

•DESLIZAMIENTO O COLAPSO DE BLOQUES O CUÑAS

•DERRUMBE PROGRESIVO

STOPE

TUNNEL

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MECANISMOS DE INESTABILIDAD – EFECTO DE ESCALA

Page 15: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Un cuerpo sometido a un sistema de fuerzas en equilibrio estático (con velocidad nula) está sometido a tres condiciones de equilibrio :

•Equilibrio externo •Equilibrio interno •Equilibrio entre fuerzas internas y externas

En la mecánica de rocas (sólidos) la intensidad de las fuerzas internas actuando sobre diversas porciones de una sección transversal es de suma importancia.La resistencia a la deformación y a las fuerzas depende de dichas intensidades a las cuales se les denomina esfuerzos.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESFUERZOS

Page 16: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ESFUERZO = FUERZA / ÁREA

F = m * a

1N = kg m/s2

1Pa = N/m2

106Pa = 1MPa = 145 psi

Esfuerzos Naturales = Antes de la excavación

Esfuerzos Inducidos = Después de la excavación

Esfuerzos Naturales: Gravitacionales, Tectónicos, Residuales, Termales

F = 30.000 lb

MUESTRA DE 2 PULGADAS DE DÍAMETRO

= 66 MPa

F = 100.000 lb

MUESTRA DE 4 PULGADAS DE DÍAMETRO = 55 MPa

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESFUERZOS

Page 17: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

VVH k 33.0

CONTEXTO TECTÓNICO REGIONAL

ESTRUCTURAS TECTÓNICAS

CAMPOS DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES

ESTIMACIONES EMPÍRICAS

MEDICIONES DE ESFUERZO

mMPahV /027.0

V: esfuerzo verticalH: esfuerzo horizontalh : altura de sobrecarga :densidad de macizo rocosoK: razón H/ V

CONDICIÓN DE ESFUERZOS GRAVITACIONALES

EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA CAMPO DE ESFUERZOS

Page 18: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ESFUERZOS INDUCIDOS ENTORNO A UNA EXCAVACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DSITRIBUCIÓN DE ESFUERZOS

Page 19: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CONDICIÓN COMPRESIVA

CONDICIÓN TENSIONAL

INFLUENCIA DE CONDICIONES “TENSIONALES” EN MACIZOS ROCOSOS FRATURADOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 20: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ESFUERZOS PRINCIPALES Y ENVOLVENTE DE RESISTENCIA

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 21: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

REDUCCIÓN DE ESFUERZOS Y CONDICIONES TENSIONALES

“STRESS PATH” Y CONFIMAMIENTO

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

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 22: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

ESFUERZOS BAJOS POR CERCANÍA A SUPERFICIE

CONDICIÓN TENSIONAL POR DEFLEXIÓN DE TECHO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 23: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ZONAS DE CONCENTACIÓN DEESFUERZO Y CONDICIONES TENSIONALES EN UN CASERÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 24: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 25: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA EL ROL DE LAS CONDICIONES TENSIONALES

Page 26: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

MODELO GEOTÉCNICO

EXCAVACIÓN

(PROYECTO MINERO)

MECANISMO DE INESTABILIDAD

DEFINICIÓN DE TIPO DE ANÁLISIS

SELECCIÓN DE HERRAMIENTA

MODELO CONCEPTUAL DE COMPORTAMIENTO

ANÁLISIS RESULTADOS VALIDACIÓN RECOMENDACIÓN

DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN

GEOMETRÍAS ADMISIBLES

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN

REQUERIMIENTOS DE MONITOREO

ESTIMACIONES DE DILUCIÓN

OTROS

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DERRUMBE PROGRESIVO

MECANISMO DE INESTABILIDAD

COLAPSO O DESLIZAMIENTO DE BLOQUES O CUÑAS

DEFORMACIONES POR ESFUERZOS INDUCIDOS

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

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

- ANÁLISIS ESTRUCTURAL- TECNICAS DE EQUILIBRIO LÍMITE

MODELOS- NUMÉRICOS - ANALÍTICOS- EMPÍRICOS

DIMENSIONES DE UNIDADES DE EXPLOTACIÓN

GEOMETRÍAS ADMISIBLES

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

REQUERIMIENTOS DE FORTIFICACIÓN

REQUERIMIENTOS DE MONITOREO

ESTIMACIONES DE DILUCIÓN

OTROS

HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD

IZADORASDESESTABILFUERZAS

SRESISTENTEFUERZASF s ...

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

Page 28: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

“Scaled Crown Pillar Span” (Carter, 1992,2000)

Page 29: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

31

13.521

1.4 2 2.3 3 5 5.3

6.1

1.7

0.9

12.5

El Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews Método Gráfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y más tarde modificado por Potvin (1989) es una técnica ampliamente usada en el proceso de diseño de caserones o cámaras para definir las dimensiones de unidades de explotación en cuerpos tabulares.La versión más reciente del método, actualizado por C. Mawdesley y R. Trueman (2000), está basada en el análisis de más de 400 casos históricos recopilados de minas subterráneas Canadienses y Australianas, y permite estimar la probabilidad de falla para un determinadodiseño de caserón.

El método consiste en la determinación del “stability number (N)”, parámetro que depende de la calidad del macizo rocoso, coniciones estructurales y esfuerzos presentes. El parámetro Nes comparado con las dimensiones de la excavación (radio hidráulico) para evalaur la condición de estabilidad.

N = Q’ x A x B x C Donde:Q’: Rock Tunnelling Quality Index de Barton (1974) con SRF=1A: Factor de condición de esfuerzosB: Factor de orientación de estructurasC: Factor de componente gravitacional

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Método Gráfico de Estabilidad de Mathews

Page 30: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

GRAFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER (1990)

ES-CAT-30

ES-ARN-1

ES-C-235ES-CAL-16

ES-VS

ES-SC

MI-C2

I PANEL

II PANELIII PANEL

ES-CAL

ES-CAV-AR

ES-VN-INF

PLACA SANTOS

PU-ABUN

ES-CAT-11

ES-AR-28

MI-C1ESTALE

MI-C1CAVING

I PANELSIN HUMTO

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0

RADIO HIDRAULICO = AREA EXCAVACION / PERIMETRO EXCAVACION

MR

MR

(Min

ing

Roc

k M

ass

Rat

ing)

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

MRMR = RMR x FE x FO x FT x FM Donde:RMR’: Rock Mass RatngFE: Factor de ajuste por esfuerzosFO: Factor de orientación de estructurasFT : Factor de ajuste por tronadura FM :Factor de ajuste por meteorización

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Método Gráfico de Estabilidad de Laubscher

Page 31: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

RH (m) = Área (m2)

Perímetro (m)Flujo

r 13 m

A 531 m2

P 82 m

RH 6.5 m

A A

w 23.0 m

A 531 m2

P 92 m

RH 5.8 m

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

Concepto de radio hidráulico (RH)

Page 32: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

RADIO HIDRÁULICO EN UNIDADES DE EXPLOTACIÓN

L W

L

2 L

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

Concepto de radio hidráulico (RH)

Page 33: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

EXCAVACIÓN EXCAVACIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Estabilidad de pilares

Page 34: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Estabilidad de pilares

Page 35: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Estabilidad de pilares

Page 36: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

0.56

FOS=1.2

2.3 2.75

FOS=1.3

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

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS EMPÍRICOS

Gráfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis

Page 37: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

CONCEPTO

x

y

a b

c

d

x

y

a b

c

d

Calcular área bajo la curva en el rango a - b

DISCRETIZACIÓN

Page 38: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

DESCRIPCIÓN GENERAL

FORMULACIÓN TEORICA

• ECUACIONES DE EQUILIBRIO

• ECUACIONES DE CONTIUIDAD

• FORMULISMOS DE LEYES CONSTITUTIVAS (LINEALES Y NO LINEALES)

• “CONDICIONES DE BORDE”(CAMPO DE ESFUERZOS)

FUNDAMENTOS BÁSICOS

• DEFINICIÓN DE VOLUMEN DE MODELO

• DISCRETIZACIÓN

• ELEMENTOS Y NODOS

• SISTEMAS DE ECUACIONES

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

Page 39: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS

FEM / FDM(FLAC, PHASES, OTROS)

DEM/DDM(UDEC, 3DEC, FPC(*), ELFEN (*),

OTROS)

BEM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)

DDM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)

MODELOS CONTINUOS

MODELOS DISCONTINUOS

TO

DO

S D

E

DO

MIN

IOM

ÉT

OD

OS

DE

C

ON

TO

RN

O

(*) MÉTODOS HIBRIDOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

Page 40: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

MODELOS CONTINUOS – MODELOS DISCONTINUOS

MODELO CONTINUO MODELO DISCONTINUO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

Page 41: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Definición del problema (Modelo Conceptual)

• Condiciones

•Materiales

•Mecanismos de inestabilidad

•Respuestas esperadas

Selección del tipo de Modelamiento:

• En 2D o 3D

•Elástico-Inelástico

•Continuo o discontinuo

•Leyes constitutivas

Construcción del Modelo:

•Elementos geométricos

•Geometrías representativas

Clasificación de Macizo Rocoso

Macizo Rocoso

Estimación de propiedades de los materiales

Calibración :

•Respuestas del modelo

•Parámetros relevantes para evaluar estabilidad

• Criterios de aceptabilidad

Roca intacta

Elem. de Calibración (Terreno)

Ajustes

Simulación (Proyecto)

Análisis de resultados

Conclusiones y recomendaciones

Evaluación NO

SI

PROCESO DE MODELAMIENTO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS – MÉTODOS NUMÉRICOS

Page 42: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

BASES DE DISEÑO

PARAMETROS DE DISEÑO

APOYO A OTROS PROCESOS

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINERA

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

DEFINE UNA PROMESA

PRODUCTIVA

YACIMIENTOMINERAL

PLANES DEPRODUCCIÓN

PARTE I: INTRODUCCIÓN ROL DE LA GEOTECNIA EN LA MINERÍA

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN

SEGUIMIENTO Y CONTROL

OPTIMIZACIÓN DE ESTRATEGIA DE NECOGIO

CONTINUIDAD OPERACIONAL

ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

Page 43: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

OBJETIVO

PROYECTAR LA INFRAESTRUCTURA Y DEFINIR LAS BASES NECESARIAS

PARA GENERAR LAS CONDICIONES OPERATIVAS, AMBIENTALES Y DE

SEGURIDAD REQUERIDAS PARA “ASEGURAR EL DESARROLLO DE LA

ESTRATEGIA DEL NEGOCIO MINERO”.

PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO

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

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

ECONOMICO: VALOR PRESENTE, FLUJO DE CAJA

OPERATIVO: EQUIPOS, ACCESOS, DIMENSIONES, PLANES DE CONTINGENCIA

PROCESO DE DISEÑO

Page 44: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

SEGURIDAD V/S ESTABILIDAD

CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2

PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO

Page 45: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CRITERIO OPERACIONAL

EL CRITERIO OPERACIONAL DEBE VELAR POR:

- FACTIBILIDAD TÉCNICA DE DISEÑOS Y RECOMEDACIONES

- CONTINUIDAD OPERACIONAL

- MÍNIMAS INTERFERANCIAS CON LAS ACTIVIDADES PRODUCTIVAS

NO CREO QUE AUI

PASE ALGO !!

PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO

Page 46: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ETAPAS PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO

ETAPA DE DISEÑO ESCALA NIVEL DE INFORMACIÓN

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA

CONCEPTUAL

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA

BÁSICA

ANÁLISIS GEOTÉCNICO PARA INGENIÉRÍA DE

DETALLE

MINA

SECTOR

UNIDAD DE EXPLOTACIÓN

BASES DE DATOS MODELO GEOTECNICO

CONCEPTUAL

NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS)

MODELOS INTEGRADOS

NUEVA INFORMACIÓN (TOMA DE DATOS

DURANTE PREPARACIÓN) MODELOS LOCALES

Page 47: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CRITERIOS ECONÓMICOS – CRITERIOS OPERACIONALES – CRITERIOS DE ESTABILIDAD – CRITERIOS DE SEGURIDAD

INGENIERÍA CONCEPTUAL

IDENTIFICACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RELEVANTES

CONSTRUCCIÓN DE MODELO CONCEPTUAL DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO

ANÁLISIS COMPARATIVOS(OTRAS EXPERIENCIAS)

DEFINICIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Y BASES DE DISEÑO

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD GLOBAL

INGENIERÍA BÁSICA

ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO

EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE ESFUERZO

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE INESTABILIDAD LOCAL Y GLOBAL

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

VALIDACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO

DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

INGENIERÍA DE DETALLE

EVALUACIÓN DE GEOMETRÍAS DE EXPLOTACIÓN

VALIDACIÓN DE PROPIEDADES DE MACIZO ROCOSO Y MODELOS DE COMPORTAMIENTO

VALIDACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD LOCAL

DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓN

DEFINICIÓN DE SECUENCIAS DE EXPLOTACIÓN

DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL

PROCESO DISEÑO MINERO - GEOTECNICO

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DISEÑO MINERO

ESTIMACIÓN DE PARÁMETOS DE DISEÑO

ING

EN

IER

ÍA D

E P

ER

FIL

Page 48: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

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

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

% Dilución = Unidades de dilución x 100 Unidades de mineral

CONCEPTO DE DILUCIÓN

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DILUCIÓN

Page 49: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CALIDAD DE MACIZO ROCOSO- ROCA INTACTA- GRADO DE FRACTURAMIENTO- CONDICIÓN DE DISCONTINUIDADES

CARACTERÍATICAS DE LA EXCAVACIÓN- DIMENSIONES- FORMA- INCLINACÓN

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

TRONADURA- DISEÑO DE TRONADURA- PERFORACIÓN- TRONADURA CONTROLADA

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

TIEMPO DE EXPOSICIÓN- TAMAÑO DE CASERÓN- RAZÓN DE EXTRACIÓN

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

ESTABILIDAD DE CASERONES ABIERTOS

Y DILUCIÓN

1

2

3

FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE CASERONES Y DILUCIÓN

1

2

3

FACTORES ESTIMADOS POR MÉTODS EMPÍRICOS EN ETAPAS INICIALES DE DISEÑO

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

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

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA DILUCIÓN

Page 50: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

SECUENCIA DE TRONADURA

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

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

LA SECUENCIA DE TRONADURA DEBE :

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

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA SECUENCIA DE TRONADURA

Page 51: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN

• EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN

• DEFINICIÓN DE SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN

• DIRECCIONES DE AVANCE DE EXPLOTACIÓN

• RITMO DE PRODUCCIÓN

• DISEÑO, SECUENCIA Y TAMAÑO TRONADURA

• EVALUACIÓN DE RECUPERACIÓN DE RESERVAS

• DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE APOYO A LA PLANIFICACIÓN

• OTROS

LA DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN TIENEN UNA IMPORTANTE

COMPONENTE GEOTÉCNICA, EN PARTICULAR EN LO REFERENTE A:

Page 52: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CONCEPTO DE EXPLOTACIÓN

•Área de explotación sobrepasa ampliamente las máximas dimensiones estables admisibles, las etapas finales deberán considerar una explotación con hundimiento.

•La estrategia general de explotación concibe una recuperación parcial mediante cavidades iniciales estables y, una recuperación final mediante eventos de tronadura masiva que aceptan el derrumbe progresivo en una extracción con hundimiento.

•Para esto se hace necesaria la preparación de múltiples estocadas de extracción para aumentar el n° de puntos de extracción .

PUNTOS DE EXTRACCIÓN

N 57250

N 57300

N 57350

E 73200

E 73250

E 73300

E 73350

CONTORNO ESPERADO DE CAVING

MATERIAL DE CAVING

A

PERFIL REPRESENTATIVO A-A´

MINERAL TRONADO

- SW - - NE -

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO

NV 1

NV 2

NV 3

Page 53: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Se definieron tres alternativas de explotación (Alternativas 1, 2 y 3).

Todas la alternativas se basan en un explotación inicial con cavidades estables a escala global (es decir pueden permitir sobrexcavación manteniéndose estables), y luego una explotación con hundimiento.

Alternativa 1: consiste en la ampliación de los caserones Cas-01 y Cas-05, y una tronadura masiva desde el centro (cas-03)

Alternativa 2: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 3 y se ubican en el área del caserón Cas-03.

Alternativa 3: explota dos cavidades iniciales estables separadas por un pilar central y una tronadura masiva del mineral remanente. Las cavidades iniciales se explotan desde nivel 1 a nivel 2 y se ubican en el área del caserón Cas-03.

ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN

NIVEL 265 CENTRAL B

Chim.265-225

N

CONTORNOS DE EXPLOTACIÓN NIVEL 265

ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2

ALTERNATIVA 3

CAS 05

CAS 01

CAS 05

CAS 01

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTRATEGIAS DE EXPLOTACIÓN – REVISIÓN DE CASO

CAS 03

Page 54: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Estrategia

• Etapa 1: Tronadura hacia cavidades existentes (pared NE de Cas-01 y pared SW de Cas05)

• Etapa 2: Apertura de UC central, y extracción parcial.

• Etapa 3: Apertura de UC induciendo caving (no considera tronadura masiva desde nivel 2. Las paredes quedan muy sensibles para desarrollar una perforación y tronadura desde en sector central, esto considerando que sería necesario abril espacios en el centro para una tronadura masiva)

• Etapa 4: Recuperación de Stot de Cas-04 en retroceso.

Alertas

• Generación de zonas sensibles a derrumbe en E1. Las dimensiones de cavidades existentes ya presentan problemas de sobrexcavación importante.

• Dilución temprana.

• Granulometría gruesa.

Ventajas

• No requiere fortificación.

• Recuperación de mineral en el corto plazo.

• Uso de infraestructura existente.

ALTERNATIVA 1

V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN

E-01

E-01

E-02E-02 E-04

E-03

DERRUMBE E-01 DERRUMBE

E-01

CONTORNO CAVING MAYOR

CAS-06 CAS-10

- SW - - NE -

PERFIL TRANSVERSAL

CAS-01CAS-05

NV 1

NV 2

NV 3

Page 55: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

Estrategia

• Etapa 1: Explotar Cas 3 entre niveles 1 y 3, manteniendo pilar central estable (dos cavidades iniciales estables en sector de Cas-03).

• Etapa 2: Explotar UC Cas-02 y realizar extracción parcial.

• Etapa 3: Tronadura masiva junto a pilar central.

• Etapa 4: Extracción de UC Cas-04 en retroceso.

Alertas

• Etapa 1 paredes sensibles a sobreexcavación.

• Mantener pilar Central y pilar hacia acceso 2.

• Fortificación acceso (GPX) hacia cavidades 3 y cavidad 1.

• Tronadura masiva desde NV 265.

• Requiere un estricto control de las etapas de perforación y tronadura

Ventajas

• Mayor control de la dilución.

• Recuperación temprana de mineral de mejores leyes.

• Diferenciación granulométrica entre mineral tronado y material de caving.

ALTERNATIVA 2

V. ALTERNATIVAS DE EXPLOTACIÓN

E-01

E-02

E-03

E-04

CONTORNO CAVING MAYOR

CAS-10CAS-06

- SW - - NE -

PERFIL TRANSVERSAL

CAS-01 CAS-05

NV 1

NV 2

NV 3

Page 56: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

VI. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVASRiesgos y alertas geotécnicas

Condición Geotécnica

Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3

Estabilidad de paredes

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

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

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

Estabilidad de Techos

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

Techos estables con RH menores a 7 m.

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

Estabilidad de pilares

No aplica

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

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

Condición estructural

Estructuras mayores en conjunto a discontinuidades menores forman bloques sensibles a desprenderse.

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

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

Monitoreo

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

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

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

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Implementar un sistema que permita la detección del inicio y avance del un potencial mecanismo de inestabilidad, de tal modo de contar con un oportuno control de las condiciones de estabilidad de la placa.

Garantizar la continuidad operacional y condiciones de seguridad para instalaciones, equipos y personal involucrados en el proyecto de explotación desde un punto de vista de riesgo geomecánico, anticipando eventos.

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

Evaluación de niveles de dilución.

OBJETIVOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA MONITOREO GEOTÉCNICO

Page 58: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

DATALOGGERCABLE CONECTOR

CLIP DE REFERENCIA

LECHADA

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

MAGNITUD DE REFLEXIÓN

PR

OF

UN

DID

AD

(A)

(B)

(C)

SEÑAL DE SALIDA

FIGURA 2 ESQUEMA SISTEMA MEDICIÓN DEFORMACIONES CON TECNOLOGÍA TDR

(A). CIZALLE LOCALIZADO; (B) ZONA DE CIZALLE; (C) GRAN ZONA DE CIZALLE

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

TDR

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

Page 59: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

El sistema BERD tiene por objetivo proveer de una alarma de corte de cable a diferentes profundidades en sectores de riesgo de desprendimiento de terreno.

Este sistema consta de múltiples cables de longitudes variables y pequeño diámetro, a lo largo de un tiro lechado, en caso de corte de cables este es mostrado en un indicador LED la profundidad donde se presenta el desprendimiento de terreno. Ver Figura.

El sistema se puede conectar directamente a la red de 220 V AC o a baterías de 6V A/H, tiene dos sistemas de alerta baliza y sirena que se activan en el momento que ocurre una alarma.

BRED

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

Page 60: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

SISC

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

Page 61: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA HERRAMIENTAS DE MONITOREO GEOTÉCNICO

MONITOREO MICROSISMICO

Page 62: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Y SOPORTE JUEGAN UN

IMPORTANTE ROL EN EL MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES

DE ESTABILIDAD Y SEGURIDAD EN LAS EXCAVACIONES, TANTO

EN EL CAMPO DE LAS OBRAS CIVILES COMO EN LA MINERÍA.

Los conceptos de fortificación y soporte de excavaciones subterráneas presentan diferencias. Mientras fortificación se refiere a un sistema “activo” generalmente constituido por elementos –pernos, cables u otros- introducidos en el macizo rocoso del entorno de una excavación para aumentar sus propiedades resistentes, soporte se

refiere a un sistema “pasivo”, consistente en elementos instalados en la periferia de una excavación con objeto de sostener la deformación y

fallamiento progresivo del material rocoso del entorno de la excavación.

Para simplificar el diálogo y dada la complejidad del comportamiento de algunos de estos sistemas, en adelante se tratarán indistintamente los

conceptos de fortificación y soporte.

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

Page 63: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

ASPECTOS RELEVANTE EN LA DEFINICIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

ESTÁNDARES DE FORTIFICACIÓN Y

ACUÑADURA

CONDICIONES PARTICULARES

- ESTRUCTURALES

- GEOLÓGICAS

DEFINICIÓN DE

SISTEMA DE FORTIFICACIÓN

DEFINICIÓN DE

SISTEMA DE FORTIFICACIÓN

CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

TIPO Y USO DE LABORTIPO Y USO DE LABOR

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

CONDICIONES DE TRONADURA

• LARGO DE DISPARO

• DIAGRAMA DE DISPARO

• EXPLOSIVO

CONDICIONES DE TRONADURA

• LARGO DE DISPARO

• DIAGRAMA DE DISPARO

• EXPLOSIVO

TIEMPO DE EXPOSICIÓNTIEMPO DE EXPOSICIÓN

TRONADURAS CERCANASTRONADURAS CERCANAS

Page 64: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

MÉTODOS EMPÍRICOS PARA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

RMR DE BIENIAWSKI

Q DE BARTON

MRMR DE LAUBSCHER

RMI DE PALMSTRÖM

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

Page 65: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

DISCUSIÓN

RMR = 50, Q= 4.3 RMR = 50, Q= 3.0

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

Page 66: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

DISCUSIÓN

RMR = 50, Q= 4.3 RMR = 50, Q= 3.0

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

Page 67: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

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

Page 68: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

CONDICIONES DE ESTABILIDAD LOCAL Y SECUENCIAS DE CONSTRUCCIÓNSECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN

OBJETIVOS- MANTENER CONDICIONES DE SEGURIDAD EN LAS ACTIVIDADES OPERATIVAS EN TODAS LAS ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN- MINIMIZAR DESVIACIONES DEL PROYECTO- EVITAR PÉRDIDAS OPERACIONALES

Avance Sur-Norte

Formación de Cuñas

Avance en Condición Favorable

Avance en Condición Desfavorable Falla no observada

Predecible formación de cuñas

Fallas observadas

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

Page 69: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA ESTIMACIÓN DE SOPORTE O FORTIFICACION

CALIDAD DE INSTALACIÓN DE FORTIFICACIÓN

Page 70: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

1. Mantener CONTINUIDAD OPERACIONAL & SEGURIDAD: Detectar potenciales inestabilidades y definir una recomendación a la operación

2. Asegurar el CUMPLIMIENTO DE LAS PRÁCTICAS recomendadas durante el desarrollo de un proyecto minero: Soporte y/o Fortificación, Método excavación, secuencia de tronadura, etc.

3. Revisión de datos de MONITOREO DE RUTINA

4. Apoyar a SERVICIOS GEOTÉCNICOS. Tomas de datos geotécnicos, instalación de instrumentos

5. Establecer interacción y apoyo a otros procesos a través de RECOMENDACIONES DE RUTINA

6. Realizar un CONTROL DE CALIDAD

OBJETIVOS

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

Page 71: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA REVISIÓN DE CASO

C1

NESW

900

800

700

PROYECTO DE EXPLOTACIÓN

DISEÑO DE LABORES

MODELO GEOTÉCNICO

MODELO DE FALLAS MAYORES

ALERTAS GEOTÉCNICAS A LA RUTINA

REQUERIMIENTO D EFORTIFICACIÓN MAYOR

REQUERIMIENTO DE MONITOREO

Page 72: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

NE

900

800

700

C1

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

SWAVANCE DE LABORES

MAPEOS

PROYECCIÓN DE CONDICIONES

Page 73: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

NE

900

800

700

C1

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

SWAVANCE DE LABORES

MAPEOS

PROYECCIÓN DE CONDICIONES

ALIMENTACIÓN A MODELO GEOTÉCNICO DE RUTINA

NUEVAS ALERTAS GEOTÉCNICAS

Page 74: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

NE

900

800

700

C1

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

SWAVANCE DE LABORES

SEGUIMIENTO A ALERTAS GEOTÉCNICAS

DEFINICIÓN DE ESTRATEGIAS DE COSNTRUCCIÓN

IMPLEMENTACIÓN DE MONITOREO

Page 75: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

NE

900

800

700

C1

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

SWETAPAS DE TRONADURA DE PRODUCCIÓN

EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA

REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD

CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN

CAMPAÑAS DE ACUÑADURA

SANEAMIENTOS

Page 76: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

NE

900

800

700

C1

PARTE III: GEOTÉCNIA APLICADA A MINERÍA SUBTERRÁNEA GEOTECNIA DE RUTINA

SWFIN DE ETAPAS DE TRONADURA

EVALUACIONES DE IMPACTO DE TRONADURA

REVISIÓN DE CONDICIONES DE SEGURIDAD

CONTROL DE CALIDAD DE FORTICICACIÓN

CAMPAÑAS DE ACUÑADURA

SANEAMIENTOS

PLAN DE TOMA DE DATOS DE MONITOREO

Page 77: 02 Subterranea GECAMIN E-Mining Technology

F I N