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21 doctubre
de 2014
ANLISIS DE ESTABILIDAD EN MINERA SUBTERRNEA POR CMARAS Y PILARES: CASO PRCTICO
LUIS JESS GARCIAMUOZ MIRAS
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ndice Introduccin Alcance y Objetivos Metodologa del estudio
Trabajos de campo. Trabajos de gabinete.
Caracterizacin del macizo Anlisis de Discontinuidades Caracterizacin Geomecnica del macizo. Resistencia y Deformabilidad del macizo rocoso
Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad Influencia del Agua Subterrnea Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores Influencia del Esquema y Secuencia del avance de las labores Estabilidad de cuas
Diseo y Evaluacin del Sostenimiento Estimacin del sostenimiento inicial Sostenimiento especfico de cuas
Conclusiones
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Introduccin Explotacin subterrnea: XAUXA (AYMAR S.A.U.) Localizacin: Gualba, Macizo del Montseny Recurso: Mrmol calctico/dolomtico Uso industrial Sistema de explotacin: Cmaras y pilares clsico Alcance y Objetivos
Nivel Medio-Sot2 Anlisis de las condiciones geotcnicas y geomecnicas del macizo rocoso en la zona de
extraccin, su comportamiento y estabilidad. Recomendaciones: diseo de labores, orientacin de galeras, esquema y planeamiento
de pilares, secuencias de desarrollo y el sostenimiento general y de cuas inestables.
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Metodologa del estudio Trabajos de campo.
Toma de datos de discontinuidades y estratificacin del macizo.
Ensayo de rebote en diversos materiales con el martillo Schmidt.
Trabajos de gabinete. Estimacin de los valores de resistencia a
compresin simple de la roca Estudio de la diaclasacin Caracterizacin geomecnica del macizo rocoso. Anlisis de estabilidad de los pilares y su factor
de seguridad a compresin y a deslizamiento Anlisis de la influencia de los esfuerzos en la
estabilidad Anlisis de la influencia en la estabilidad de la
forma, tamao y orientacin de las labores. Anlisis de la influencia en la estabilidad del
esquema y secuencia del avance de las labores Estudio de la estabilidad de las cuas formadas Anlisis del sostenimiento
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Anlisis de discontinuidades. Estudio de la diaclasacin (programa DIPS Rocscience Inc). Propiedades mecnicas de las familias de juntas predominantes.
FAMILIAS DE DISCONTINUIDADES PREDOMINANTES Designacin Buzamiento / Direccin buzamiento
J1 44/295 J2 46/161 J3 76/82 J4 53/343 J11 30/248 (localizada en el lmite este de la explotacin) S0 28/146; 52/155; 30/168 (Segn zona del macizo, evidenciado en bandeado en cotas superiores del estrato marmreo)
Caracterizacin del macizo
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Caracterizacin del macizo Caracterizacin Geomecnica del macizo.
Clculo del RQD Clasificacin Bieniawski - Clculo RMR (Bieniawski ,1989) Clasificacin de Barton - ndice de calidad Q Criterio de rotura de Hoek-Browm Modulo de deformacin, (Em) Estimacin del coeficiente de Poisson del macizo rocoso (M) Criterio de rotura de Mohr-Coulomb Resistencia a compresin del macizo rocoso
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CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO CON RELACIN AL NDICE RMR
Mrmol Pizarras Granito RMR 66 63 71
Clase de macizo II II II
Descripcin Roca Buena Roca Buena Roca Buena Q 10,21 3,56 10,46
Descripcin Roca Buena Roca Mala Roca Buena
PROPIEDADES GEOMECNICAS DE LOS LITOTIPOS, CLCULO MEDIANTE RMR
Litologa Roca intacta Macizo rocoso Sheorey, 1989
sci (MPa) mi RMR mb s a scm (MPa) E (MPa)
MRMOL 91,1 MPa 9 66 2,67 0,0229 0,5 16,64 MPa 32000 MPa
PIZARRAS 153,5 MPa 9 63 2,40 0,0164 0,5 24,14 MPa 26000 MPa
GRANITO 159,7 MPa 33 71 11,71 0,0399 0,5 37,46 MPa 42000 MPa
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Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares
Tensin sobre los pilares Mtodo del rea Atribuida
Capacidad portante de los pilares Correcciones de efecto escala y de forma del pilar
Factor de seguridad a compresin (FS) (Lunder & Pakalnis (1997) Factor de seguridad por deslizamiento (FSd)
COEFICIENTES DE SEGURIDAD APLICADOS AL DIMENSIONADO DE LOS PILARES
Estado Descripcin FS Fallado Falla total < 1
Rotura incipiente inestabilidad local 1 < FS < 1,4 Aceptable Pilar sano > 1,4
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Anlisis de Estabilidad Estabilidad de las Cmaras y Pilares
Determinada la idoneidad de las frmulas para el clculo de la tensin admisible utilizada y seleccionado la expresin ms idnea para fututos proyectos de desarrollo de las labores.
Gonzlez-Nicieza (2006) Determinada la estabilidad general de los talleres en explotacin segn FS y FSd
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Anlisis de Estabilidad Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad
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Anlisis de Estabilidad Influencia de los Esfuerzos en la Estabilidad
Anlisis de los esfuerzos Programa Examine2D (Rocscience Inc.)
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Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores
Forma de la excavacin
Tamao de la cmara
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Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores
Orientacin de las excavaciones
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Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores
Orientacin de las excavaciones Programa DIPS (Rocscience Inc.)
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Anlisis de Estabilidad Influencia de la Forma, Tamao y Orientacin de las Labores
Orientacin de las excavaciones Respecto a zonas de pliegues con anticlinales y sinclinales.
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Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores Diseo de los pilares
Factores que afectan su resistencia y que estn relacionados a los defectos o rasgos estructurales que estn presentes en el pilar y la forma y orientacin de los mismos
Tres sistemas de discontinuidades, dos de ellos de rumbos ms o menso paralelos y buzamientos opuestos, el tercero con rumbo ms o menso perpendicular a los anteriores y cualquier buzamiento
Anlisis de Estabilidad
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Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores
Diseo de los pilares Factores que afectan su resistencia y que estn relacionados a los defectos o rasgos
estructurales que estn presentes en el pilar y la forma y orientacin de los mismos Interseccin de los pilares por fallas geolgicas o zonas de corte
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Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores
Avance hacia estructuras principales Avance hacia excavaciones adyacentes Avance hacia rocas de diferente calidad
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Anlisis de Estabilidad Influencia del esquema y secuencia del avance de las labores
Secuencia de avance Analizar el esquema y secuencias de avance del proceso de excavacin durante la
explotacin
Simulacin de secuencia de desarrollo de pao de explotacin T21-T23, considerando las condiciones geomecnicas del terreno
establecidas.
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Sostenimiento especfico de cuas Identificacin de las cuas potenciales con riesgo de desprendimiento
(UNWEDGE- Rocscience Inc.) Eleccin del tipo de sostenimiento
Sistema de anclaje por friccin SWELLEX
Diseo y Evaluacin del Sostenimiento
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Conclusiones Los resultados obtenidos indican que el diseo del Nivel Medio-Sot2 es estable bajo las siguientes condiciones:
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ANLISIS DE ESTABILIDAD EN MINERA SUBTERRNEA POR CMARAS Y PILARES: CASO PRCTICO
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