inf geom zona de brechas dcr

DCR Ingenieros S.R. Ltda. Geomecnica en Minera y Obras Civiles Lima, 17 de Noviembre del 2011 Seor Ingeniero Ysaac Cruz Ramrez Gerente General Sociedad Minera El Brocal S.A.A. Presente.-

Ref. Informe Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado Mina Marcapunta Norte

Estimado Ingeniero: Es grato dirigirme a Ud. para remitirle adjunto a la presente el informe tcnico Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado ejecutado como parte de la Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Norte. En este informe se presentan el desarrollo y los resultados de los trabajos realizados por encargo de ustedes a mi representada. Sin otro particular y a la espera de sus gratas rdenes, les saluda, Muy atentamente, MSc. Ing. David Crdova Rojas Gerente Tcnico c.c. Jos Luis Glvez - Superintendente General Enrique Lpez - Superintendente de Planeamiento Eder Salazar - Superintendente de Mina

Calle Altamira 124 Urbanizacin Camino Real La Molina Lima 12 Telefax 3587791 Cel. 992734704 E-mail: [email protected]

___________________________________________________

SOCIEDAD MINERA EL BROCAL S.A.A.

_________________________________________________________

EVALUACION GEOMECANICA INTEGRAL DEL MINADO

ETAPA 2

EVALUACION GEOMECANICA DE LA ZONA DE BRECHAS Y ALTERNATIVAS DE METODOS DE

MINADO

MINA MARCAPUNTA NORTE

INFORME TECNICO

ELABORADO PARA:

Sociedad Minera El Brocal S.A.A.

ELABORADO POR:

DCR Ingenieros S.R. Ltda. Geomecnica en Minera y Obras Civiles

NOVIEMBRE 2011 LIMA-PERU

SOCIEDAD MINERA EL BROCAL S.A.A. Noviembre 17, 2011 Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Norte Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado

DCR Ingenieros S.R.Ltda. Pgina I

CONTENIDO

1. RESUMEN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1

1.1 Resumen 1 1.2 Conclusiones 3 1.3 Recomendaciones 7

2. INTRODUCCION 10

2.1 Objetivo y alcance 10 2.2 Enfoque de la evaluacin 11 2.3 Aspectos tcnicos 11 2.4 Actividades realizadas 13

2. MINA MARCAPUNTA NORTE - ZONA DE BRECHAS 16

3.1 Ubicacin y acceso 16 3.2 Marco geolgico 16

3.2.1 Geomorfologa 16 3.2.2 Geologa regional 16 3.2.3 Estratigrafa 17 3.2.4 Geologa local 19 3.2.5 Geologa estructural 20 3.2.6 Geologa econmica 20

3.3 El Proyecto Zona de Brechas 21

4. INVESTIGACIONES GEOMECANICAS 23

4.1. Caracterizacin de la masa rocosa 23

4.1.1 Registro de datos 23 4.1.2 Aspectos litolgicos 24 4.1.3 Distribucin de discontinuidades 24 4.1.4 Aspectos estructurales 25

4.2 Clasificacin de la masa rocosa 26 4.3 Zonificacin geomecnica de la masa rocosa 28 4.4 Resistencia de la roca 30

4.4.1 Resistencia de la roca intacta 30 4.4.2 Resistencia de las discontinuidades 32 4.4.3 Resistencia de la masa rocosa 33

4.5 Condiciones del agua subterrnea 33 4.6 Esfuerzos in-situ 35


DCR Ingenieros S.R.Ltda. Pgina II

5. EVALUACION DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD 36

5.1 Generalidades 36 5.2 Direccin preferencial de avance de las excavaciones 36 5.3 Aberturas mximas de las excavaciones y sostenimiento 37 5.3.1 Excavaciones permanentes 37 5.3.2 Excavaciones temporales 40

5.3.3 Tajeos 40 5.4 Estabilidad estructuralmente controlada 43 5.5 Estabilidad controlada por esfuerzos 45 5.6 Diseo convencional de cmaras y pilares 46 5.7 Requerimientos de resistencia del relleno cementado 47

6. METODO DE MINADO 50

6.1 Seleccin del mtodo de minado 50 6.2 Mtodos de minado alternativos 52 6.3 Parmetros de los mtodos de minado 54 6.3.1 Ubicacin de las labores de acceso y servicios 54 6.3.2 Esquemas de minado y dimensiones de tajeos 54 6.3.3 Secuencia de avance del minado 55 6.3.4 Relleno 58 6.4 Consideraciones finales 59

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 61

ANEXOS

Anexo 1 Data base del mapeo geomecnico de labores subterrneas Anexo 2 Data base del mapeo geotcnico de testigos rocosos convencionales Anexo 3 Data base del mapeo geotcnico de testigos rocosos orientados Anexo 4 Resultados de ensayos de laboratorio de mecnica de rocas Anexo 5 Resultados de aplicacin del MGE Anexo 6 Resultados del anlisis de estabilidad estructuralmente controlado Anexo 7 Resultados del anlisis numrico con el programa PHASE2 Anexo 8 Resultados del diseo convencional de cmaras y pilares Anexo 9 Esquemas y secuencias de avance del minado


DCR Ingenieros S.R.Ltda. Pgina III

FIGURAS

Figura 4.1 Histograma de distribucin de valores de calidad RMR de la masa rocosa Figura 5.1 Gua para el sostenimiento de excavaciones permanentes (Segn Grimstad

y Barton, 1993) Figura 5.2 Grfico de estabilidad. Segn Potvin (1988) y Nickson (1992) Figura 5.3 Grfico de estabilidad de pilares. Segn Lunder (1994)

RELACION DE CUADROS Cuadro 4.1 Sistemas de discontinuidades estructurales Cuadro 4.2 Criterio para la clasificacin de la masa rocosa Cuadro 4.3 Zonificacin geomecnica y calidades de masa rocosa Cuadro 4.4 Resultados de los ensayos con el Martillo Schmidt Cuadro 4.5 Resultados de los ensayos de carga puntual Cuadro 4.6 Resultados de los ensayos de compresin triaxial Cuadro 4.7 Resultados de los ensayos de resistencia a la traccin Cuadro 4.8 Propiedades fsicas de la roca intacta Cuadro 4.9 Resultados de ensayos del tablero inclinable Cuadro 4.10 Valores de la cohesin y ngulo de friccin de las discontinuidades Cuadro 4.11 Parmetros de resistencia de la masa rocosa Cuadro 5.1 Aberturas mximas de las excavaciones permanentes Cuadro 5.2 Sostenimiento para labores de avance permanentes (4.0 a 4.5 m) Cuadro 5.3 Sostenimiento para labores de avance temporales Cuadro 5.4 Aberturas mximas y tiempos de auto sostenimiento para tajeos Cuadro 5.5 Dimensionamiento de tajeos en Zona de Brechas Caso Techos

(Longitud m) Cuadro 5.6 Dimensionamiento de tajeos en Zona de Brechas Caso Paredes

(Longitud m) Cuadro 5.7 Requerimientos de resistencia del relleno cementado (kPa) Cuadro 6.1 Mtodos de minado subterrneo en orden de costos

RELACION DE LAMINAS Lmina 1 Plano de ubicacin - Mina Marcapunta Norte Lmina 2 Plano geolgico geomecnico del Nv. 4203 Lmina 3 Plano geolgico geomecnico del Nv. 4182 Lmina 4 Plano geolgico geomecnico del Nv. 4162 Lmina 5 Seccin geolgica geomecnica 610 Lmina 6 Seccin geolgica geomecnica 612 Lmina 7 Seccin geolgica geomecnica 614 Lmina 8 Seccin geolgica geomecnica 616 Lmina 9 Seccin geolgica geomecnica 618 Lmina 10 Seccin geolgica geomecnica 620


DCR Ingenieros S.R.Ltda. Pgina IV

Lmina 11 Seccin geolgica geomecnica 622 Lmina 12 Seccin geolgica geomecnica 624 Lmina 13 Seccin geolgica geomecnica 626


DCR Ingenieros S.R.Ltda. Pgina 1

1. RESUMEN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1.1 Resumen Sociedad Minera El Brocal S.A.A., encarg a DCR Ingenieros S.R.Ltda., la ejecucin de una Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Norte. Esta evaluacin se llev a cabo en dos etapas: la Etapa 1 estuvo relacionada a la Recuperacin de Pilares Corridos y Evaluacin Geotcnica del Relleno de la Zona de Mantos, la Etapa 2 est relacionada a la Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado. El informe tcnico correspondiente a la Etapa 1 fue entregada a Sociedad Minera El Brocal S.A.A. en el mes de Febrero del presente ao. En este informe se presenta el desarrollo de los trabajos realizados y los resultados obtenidos en la Etapa 2. El objetivo del estudio de la Etapa 2, fue realizar una evaluacin geomecnica de la masa rocosa del yacimiento Zona de Brechas de Mina Marcapunta Norte, a fin de buscar las mejores alternativas de minado y dimensionar los diferentes componentes estructurales asociados al mismo, de tal manera de contribuir a la definicin del mtodo de minado seguro y eficiente, y dar continuidad a la produccin de Mina Marcapunta Norte. Para cumplir con el objetivo mencionado, se realizaron trabajos de campo, laboratorio y gabinete. En una primera fase el estudio fue orientado a la ejecucin de investigaciones bsicas, con el fin de obtener la informacin necesaria, que permiti evaluar los factores principales del control de la estabilidad, y estimar los parmetros geomecnicos bsicos. En una segunda fase, se integr la informacin obtenida durante la primera fase de investigaciones bsicas, con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad de las excavaciones subterrneas asociadas con el minado del rea de estudio. Segn los resultados que se obtuvieron en las dos fases precedentes, se han definido las alternativas del mtodo de minado y finalmente se dimensionaron geomecnicamente los mtodos de minado alternativos. En resumen se puede sealar que las condiciones geomecnicas de la masa rocosa de la Zona de Brechas son variables, estn relacionadas al grado de alteracin a que ha sido sometida la masa rocosa. Por este motivo, se debern utilizar variados mtodos de minado, aparejados a las condiciones naturales encontradas en el yacimiento. As, para las rocas del dominio Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA) las alternativas de mtodos de minado son: corte y relleno con pilares (P-R&P-M) y subniveles con pilares corridos y relleno (SPC&R); para las rocas del dominio Mala A (DE-IVA) las alternativas son: corte y relleno ascendente y pilares corridos (OC&FM&P) y galeras y pilares (drift & fill D&F); y para la rocas del dominio Mala B (DE-IVB) el mtodo de minado propuesto es corte y relleno descendente (UC&FM).



Los mtodos de minado sealados en el prrafo anterior han sido definidos desde el punto de vista de su factibilidad tcnica y con un enfoque geomecnico. Ser importante que el personal de Planeamiento y Diseo de Sociedad Minera El Brocal S.A.A., lleve a cabo una evaluacin econmica comparativa de cada uno de los mtodos de minado definidos en este informe, de tal manera que se llegue a una factibilidad tcnica y econmica ptima; para ello, en el Captulo 6 se suministran los diferentes parmetros geomecnicos asociados al diseo del minado. En este trabajo ser importante que haya una interaccin entre el grupo tcnico de Planeamiento y Diseo y el grupo tcnico de Geomecnica, de esta manera habr un apoyo ms efectivo de parte de este ltimo.



1.2 Conclusiones 1. Regionalmente en el rea de estudio se presenta una secuencia de rocas sedimentarias,

siendo las ms antiguas las limoarcilitas del Grupo Mitu. Sobre estas estn las rocas del Miembro Shuco de la Fm. Pocobamba conformadas por arenas, tobas y limoarcilitas (secuencia detrtica fina) y brechas (secuencia conglomerdica). Sobreyaciendo se encuentran las rocas de la Fm. Calera, constituidas por una secuencia mixta: carbonatada, detrtica y piroclstica, en la que se intercalan calizas, margas y dolomas, con horizontes limoarcilticos, adems de rocas tobceas de fracciones gruesas a finas; esta formacin tiene tres miembros: Superior, Medio e Inferior, estando relacionada la mineralizacin de Marcapunta Norte a los dos ltimos miembros.

2. Localmente, la brecha mineralizada (Zona de Brechas) se ubica dentro de

conglomerados y vulcanoclsticos de la Formacin Pocobamba (Miembro Shuco secuencia conglomerdica). En la parte inferior, debajo del vulcanoclstico, se encuentran areniscas, y en la parte superior, encima del vulcanoclstico, se encuentra la caliza silicificada de la Formacin Calera, donde se ubican los mantos mineralizados (Zona de Mantos). Encima de la caliza se encuentran limoarcilitas. Hacia el lado Este se presenta el intrusivo dactico perteneciente al domo de diatrema. La Zona de Brechas se caracteriza por presentar en general alteracin arglica moderada y en algunos tramos intensa, tambin existen tramos aislados con silicificacin. Estas caractersticas de alteracin crean una masa rocosa de condiciones geomecnicas heterogneas.

3. La geoestructura ms importante del rea de estudio es la Falla Longitudinal, de rumbo

NS. Existen tambin diversas fallas y estructuras de direccin NW-SE, E-W y NE-SW las cuales son relevantes para el emplazamiento de la mineralizacin. En el interior de la mina Marcapunta Norte se observan estructuras tipo fallas con poco desplazamiento, de direccin E-W, y sistemas de diaclasas y zonas de cizallamiento. Adicionalmente, existe en interior mina un control secundario en la mineralizacin, el sistema de microfracturas verticales E-W pre-mineralizacin, en microvetillas. Finalmente, estn los estratos con orientacin sub-horizontal.

4. Marcapunta Norte es un yacimiento de tipo Cordillerano de Au-Cu (Zn-Pb-Ag),

emplazado en rocas carbonatadas dentro de un sistema epitermal de alta sulfuracin, con mineral potencial aproximado de 50 millones de toneladas y una ley de 1.9% Cu, 24g/t Ag, y 0.35g/t Au. El mineral se emplaz alrededor del conducto principal del domo de diatrema, en la Unidad Inferior (Zona de Brechas) y en la Unidad Superior (Zona de Mantos), esta ltima en los carbonatos de la Formacin Calera.



5. El anlisis de distribucin de discontinuidades ha indicado que el arreglo estructural de la masa rocosa de la Zona de Brechas est conformado por tres sistemas principales de discontinuidades: Sistema 1, de rumbo NS y buzamiento bajo al W, conformado por los estratos; Sistema 2, de rumbo NW y buzamiento moderado a alto al NE, conformado por diaclasas; y el Sistema 3, de rumbo NWW y buzamiento moderado a alto al SW, conformado tambin por diaclasas. Los Sistemas 1 y 2 son los dominantes. En cada tipo de roca adicionalmente hay un cuarto sistema de discontinuidades cuyas orientaciones pueden verse en el Cuadro 4.1. Tambin hay presencia de discontinuidades aleatorias.

6. Las caractersticas estructurales de las discontinuidades, se establecieron mediante

tratamiento estadstico de la informacin registrada en el mapeo geomecnico de las labores mineras subterrneas y en el mapeo geotcnico de los testigos rocosos de los sondajes diamantinos, tratando de compatibilizar los resultados con las observaciones in-situ. Segn esto, las caractersticas estructurales de las discontinuidades: fallas, estratos y diaclasas estn descritas en detalle en el Acpite 4.1.4.

7. Los resultados de la clasificacin geomecnica de la masa rocosa de la Zona de Brechas de Mina Marcapunta Norte, efectuada utilizando el criterio de Bieniawski (1989), han indicado que el 45% de la masa rocosa es de calidad Mala A (IVA) y Mala B (IVB), correspondiendo el 30 % y 15% a calidad Mala A y Mala B respectivamente. El 20% corresponde a calidad Regular B (IIIB) y el 29 % corresponde a calidad Regular A (IIIA). Las rocas de calidad Muy Mala (V) representan el 2% y las de calidad Buena (II) corresponden el 4%. Mayores detalles sobre la distribucin de calidades de masa rocosa se dan en la siguiente conclusin.

8. Los resultados de la zonificacin geomecnica realizada para la Zona de Brechas han

indicado lo siguiente:

R La calidad de la masa rocosa de la zona en estudio se presenta de manera variable, relacionada directamente al grado de alteracin a la que ha sido sometida, puede observarse que en cortas distancias, la calidad de la masa rocosa vara de manera significativa.

R La masa rocosa de la zona mineralizada, presenta calidades Mala B (DE-IVB),

Mala A (DE-IVA), Regular B (DE-IIIB) y Regular A (DE-IIIA). R Hacia el extremo Sur (Sec-610, Sec-612 y Sec-614), el mineral que se halla dentro

del vulcanoclasto presenta calidad Mala A (DE-IVA) a Regular B (DE-IIIB) en los Nvs. 4203 y 4182 y calidad Regular A (DE-IIIA) en el Nv. 4162.



R En la parte Central (Sec-618, Sec-620 y Sec-622), la calidad de la masa rocosa mineralizada, que se ubica dentro del conglomerado y vulcanoclasto, vara de Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA) en los Nvs. 4203 y 4182 y calidad Mala B (DE-IVB) a Mala A (DE-IVA) en el Nv. 4162.

R Hacia el extremo Norte (Sec-626), la calidad del mineral, que se encuentra dentro del conglomerado y vulcanoclasto, en los Nvs. 4203, 4182 y 4162 est variando de Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA).

R La calidad de la masa rocosa que se halla encima de la Zona de Brechas presenta

calidad que vara de Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA) para el caso de las calizas y Mala B (DE-IVB) para el caso de las limoarcilitas.

R Debajo de la zona brechas, la calidad de la masa rocosa vara de Mala A (IVA) a calidad Regular B (DE-IIIB), ocurriendo este hecho para el caso del vulcanoclasto y las areniscas.

Los resultados sealados para la zonificacin de la Zona de Brechas, tambin se presentan grficamente en las secciones geolgicas geomecnicas (ver Lminas 5 a 13).

9. En el Acpite 4.4 (Resistencia de la roca) se presentan los parmetros de resistencia de la roca intacta, de las discontinuidades y de la masa rocosa, determinados a partir de ensayos realizados en campo y en laboratorio y a partir de la utilizacin de criterios de falla apropiados. De arriba hacia abajo: las limoarcilitas tienen resistencia baja, las calizas resistencia moderada a alta, el vulcanoclasto resistencia de baja a moderada, el mineral (conglomerado y vulcanoclasto) resistencia de baja a moderada, la arenisca tiene resistencia baja.

10. En la Zona de Brechas las caractersticas de presencia del agua subterrnea

corresponden a condiciones de mojado a goteo. Dado que en esta zona la calidad de la masa rocosa es variable, el agua puede tener influencia significativa en la estabilidad de las labores subterrneas en donde la masa rocosa sea de calidad mala. Es necesario tomar en cuenta este hecho para la seleccin del mtodo de minado y para el sostenimiento. Segn estudios previos, se anticipa que el caudal mximo de agua que sera evacuado por el Socavn Smelter es de 6.69 l/s. Este socavn constituye la labor minera de drenaje de Mina Marcapunta Norte.

11. En relacin a los esfuerzos in-situ, se anticipa que estos sern de magnitudes bajas a

moderadas debido al rango de profundidades (110 a 170 m) a la que se encuentra el



rea mineralizada. El esfuerzo vertical determinado segn el concepto de carga litosttica estar en el rango de 2.8 a 4.4 MPa. La constante k (relacin de los esfuerzos horizontal a vertical) estimada es 1.0, con lo cual, el esfuerzo in-situ horizontal es similar al vertical.

12. Utilizando toda la informacin geolgica y geomecnica desarrollada en los Captulos

3 y 4 y utilizando herramientas de clculo de la mecnica de rocas, se ha llevado a cabo un nmero de anlisis, mediante los cuales se han determinado las direcciones preferenciales de avance de las excavaciones, las aberturas mximas y el sostenimiento de las excavaciones (permanentes, temporales y tajeos); tambin se ha evaluado la influencia del arreglo estructural de la masa rocosa y la influencia de los esfuerzos sobre las condiciones de estabilidad local y global asociados a la futura explotacin de la Zona de Brechas de Mina Marcapunta Norte.

13. Utilizando toda la informacin desarrollada en el presente estudio, se concluye que

para las rocas del dominio Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA) las alternativas de mtodos de minado son: corte y relleno con pilares (P-R&P-M) y subniveles con pilares corridos y relleno (SPC&R); para las rocas del dominio Mala A (DE-IVA) las alternativas son: corte y relleno ascendente y pilares corridos (OC&FM&P) y galeras y pilares (drift & fill D&F); y para la rocas del dominio Mala B (DE-IVB) el mtodo de minado propuesto es corte y relleno descendente (UC&FM).

14. En el Captulo 6 del presente informe se dan los parmetros geomecnicos del diseo

del minado subterrneo correspondiente a cada mtodo de minado nombrado en la conclusin anterior: ubicacin de las labores permanentes, esquemas de minado, secuencia de avance del minado y relleno. Estos parmetros servirn para el planeamiento y diseo del minado subterrneo, que debe ser realizado mediante un trabajo interactivo entre el grupo de Planeamiento y Diseo y el grupo de Geomecnica.

15. Los mtodos de minado sealados en la Conclusin 15 han sido definidos desde el

punto de vista de su factibilidad tcnica y con un enfoque geomecnico. Ser importante que el personal de Planeamiento y Diseo de Sociedad Minera El Brocal S.A.A., lleve a cabo una evaluacin econmica comparativa de cada uno de los mtodos de minado definidos en este informe, de tal manera que se llegue a una factibilidad tcnica y econmica ptima.



1.3 Recomendaciones 1. La calidad de la masa rocosa de la zona en estudio se presenta de manera variable,

relacionada directamente al grado de alteracin a la que ha sido sometida, puede observarse que en cortas distancias la calidad de la masa rocosa vara de manera significativa. Por ello es recomendable que a medida que avancen las labores de desarrollo y preparacin de la Zona de Brechas, el personal de Geomecnica afine cada vez ms la zonificacin geomecnica, a fin de delimitar reas de aplicacin de diferentes mtodos de minado.

2. Siempre que sea posible, es recomendable que las excavaciones asociadas al minado

de la Zona de Brechas sigan una direccin de avance alineado con el SW a NE, en donde ocurre la condicin ms favorable del arreglo estructural de la masa rocosa para la estabilidad de dichas excavaciones.

3. Una alternativa de ubicacin de labores mineras permanentes puede ser el Sector Oeste

de la Zona de Brechas, en particular hacia el Norte. En este sector se puede aprovechar la presencia de calizas silicificadas de la Zona de Mantos y la calidad Regular A y B de la parte superior de la Zona de Brechas.

4. El sostenimiento de la masa rocosa de las excavaciones asociadas al minado ser un

componente importante de la explotacin de la Zona de Brechas, por tal razn es importante que esta operacin unitaria sea mecanizada, tanto en la instalacin de los pernos de roca como en la aplicacin del shotcrete. Tambin se deber mecanizar el desatado.

5. El estudio de relleno cementado en la Etapa 1 del estudio Zona de Mantos (Ref. 8), es

vlido para esta Etapa 2 de Zona de Brechas. Actualmente, Sociedad Minera El Brocal S.A.A. est viendo diferentes alternativas de relleno para la Mina Marcapunta Norte, dentro de estas alternativas est el relleno en pasta (Paste Fill), el relleno hidrulico solo y el relleno hidrulico cementado. El presente estudio contribuir a la adopcin de la mejor alternativa de relleno desde un punto de vista integral de la operacin de Mina Marcapunta Norte (Zona de Mantos y Zona de Brechas).

6. Los valores de resistencia del relleno dados en el Captulo 6 para los diferentes

mtodos de minado corresponden a mnimos obligatorios. El satisfacer estas resistencias mnimas obligatorias depender del trabajo del personal encargado del relleno de Mina Marcapunta Norte, y esto tiene una base netamente experimental en Laboratorio de Relleno Cementado. Las minas cuando inician sus operaciones, generalmente adoptan valores iniciales de resistencia del relleno y en el transcurso del



tiempo van mejorando la resistencia y disminuyendo el consumo de cemento, en base a investigaciones netamente experimentales de laboratorio y tomando en cuenta todos los factores involucrados con el relleno cementado.

7. Adems del sostenimiento y del relleno, tambin hay otras herramientas para controlar

adecuadamente la estabilidad de las excavaciones asociadas al minado, como la voladura y la velocidad en el ciclo de minado. En este caso, particularmente en la masa rocosa mineralizada donde las condiciones geomecnicas son desfavorables, es recomendable realizar cuidadosos diseos y ejecuciones de voladuras controladas y/o en breasting y minar con mayor velocidad en el ciclo de minado.

8. Dado que el mtodo subniveles con pilares corridos y relleno (SPC&R) ser uno de

los principales opciones de minado de la Zona de Brechas, es necesario tomar en cuenta las siguientes recomendaciones. R Todos los casos de anlisis han indicado que no se puede dejar las cmaras vacas

con los pilares soportando el techo, como se viene haciendo en la Zona de Mantos. En la Zona de Brechas, toda cmara que se ejecute deber ser rellenada de inmediato con relleno cementado topeado al techo, para lograr condiciones adecuadas de estabilidad local y global. El relleno cementado adyacente a un pilar mejora las condiciones de estabilidad del pilar de mineral, lo cual favorece su recuperacin.

R Por ningn motivo deber funcionar como pilares aislados ni el pilar de mineral ni

el relleno cementado porque las condiciones geomecnicas del yacimiento no lo permiten y el diseo no ha sido realizado para ello. Los tajeos secundarios sern rellenados con una mnima cantidad de cemento para disminuir las cargas de cizalla o empuje lateral.

R Los diferentes aspectos tratados en el estudio de la Zona de Mantos (Etapa 1 Ref.

8) pueden ser adecuados para ser aplicados a la recuperacin de los pilares de mineral de la Zona de Brechas. Si bien, los dos casos (Zona de Mantos y Zona de Brechas) no son idnticos, sin embargo, los conceptos que rigen los principios del control de la estabilidad de las excavaciones son los mismos.

9. Similar a lo recomendado para la Zona de Mantos (Etapa 1 Ref. 8), en la Zona de

Brechas tambin deber realizarse el monitoreo de la estabilidad de las excavaciones subterrneas asociadas al minado, este monitoreo bsicamente ser efectuado con mediciones de convergencia para la estabilidad local, y con mediciones de movimientos de puntos de control topogrficos en superficie.



10. Los resultados de este estudio tienen validez para el rea comprendida entre las secciones Secc-EW_610_N9637.50 y Secc-EW_626_N9837.50 (ver Lminas 2, 3 y 4), que corresponde al sector Norte del rea mineralizada de Zona de Brechas. Esta rea representa aproximadamente el 50 % de toda el rea mineralizada que se extiende hacia el Sur. Por tanto, es recomendable complementar el presente estudio con la evaluacin geomecnica de la parte Sur del cuerpo mineralizado de la Zona de Brechas.



2. INTRODUCCION La Mina Marcapunta Norte, viene actualmente produciendo minerales de cobre a un ritmo de 4,000 tpd, procedentes de la Zona de Mantos, mediante el mtodo de minado masivo tajeos por subniveles con taladros largos y con pilares corridos, pilares estos que posteriormente sern recuperados cuando se tenga implementado el sistema de relleno cementado. Debajo de la Zona de Mantos se ubica la Zona de Brechas, la cual en el futuro dar continuidad a la explotacin subterrnea de Mina Marcapunta Norte. Para ello se requiere definir y dimensionar el mtodo de minado, previa evaluacin geomecnica, y para realizar este trabajo Sociedad Minera El Brocal S.A.A., contrat los servicios de DCR Ingenieros S.R.Ltda. El presente, constituye el informe del desarrollo y los resultados de los trabajos efectuados, el mismo que se pone a consideracin de Sociedad Minera El Brocal S.A.A. 2.1 Objetivo y alcance El servicio de DCR Ingenieros S.R.Ltda., a Sociedad Minera El Brocal S.A.A., involucra la Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Norte que a su vez comprende dos etapas: Etapa 1: Recuperacin de Pilares Corridos y Evaluacin Geotcnica del Relleno. Etapa 2: Evaluacin Geotcnica Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado. El presente estudio est relacionado a la Etapa 2, cuyo objetivo es realizar una evaluacin geomecnica de la masa rocosa del yacimiento Zona de Brechas de Marcapunta Norte, a fin de buscar las mejores alternativas de minado y dimensionar los diferentes componentes estructurales asociados al mismo, de tal manera de contribuir a la definicin del mtodo de minado seguro y eficiente. Los alcances relacionados con el objetivo planteado fueron: Ejecucin de investigaciones bsicas sobre las condiciones geomecnicas de la masa

rocosa del yacimiento Evaluacin de las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas al minado Definicin de las alternativas del mtodo de minado Dimensionamiento geomecnico de los mtodos de minado alternativos



2.2 Enfoque de la evaluacin Para evaluar un mtodo de minado, es importante definir claramente las condiciones naturales del yacimiento, es decir: La geologa del yacimiento La morfologa de la mineralizacin Las reservas y distribucin de leyes Las condiciones geomecnicas de las rocas del yacimiento Las condiciones hidrogeolgicas del mismo. El mtodo (o mtodos) de minado debe(n) estar aparejado(s) a todas estas condiciones naturales del yacimiento, de tal manera que el minado sea tcnicamente factible. La factibilidad tcnica debe ser complementada con una evaluacin econmica del mtodo (o mtodos) de minado, para asegurar una factibilidad tcnica econmica ptima. Tambin se debe complementar con una evaluacin de los aspectos de Seguridad e Higiene y Medio Ambiente, y Factores Tecnolgicos. En el presente estudio se abordan los aspectos tcnicos, con orientacin geomecnica, del mtodo de minado de la Zona de Brechas. Sociedad Minera El Brocal S.A.A., deber complementar este estudio con la evaluacin econmica sealada. En el marco de referencia sealado, se definieron cada una de las condiciones naturales del yacimiento, en dnde los aspectos geomecnicos juegan un rol preponderante desde el punto de vista tcnico. Se ha aprovechado toda la informacin desarrollada por Sociedad Minera El Brocal S.A.A., concerniente con la geologa, morfologa de la mineralizacin, reservas y distribucin de leyes y las condiciones hidrogeolgicas del yacimiento. Por otro lado, para la evaluacin geomecnica del yacimiento, en una primera etapa, los trabajos fueron orientados a la ejecucin de investigaciones bsicas, con el fin de obtener la informacin necesaria, que permita evaluar los factores principales del control de la estabilidad y estimar as los parmetros geomecnicos bsicos. En una segunda etapa, se integr la informacin obtenida durante las investigaciones bsicas, con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas al minado. Segn los resultados que se obtuvieron en las dos etapas precedentes, se definieron las alternativas del mtodo de minado y se dimensionaron geomecnicamente los mtodos de minado alternativos. 2.3 Aspectos tcnicos Los aspectos tcnicos materia de la evaluacin, fueron los siguientes:



Investigaciones bsicas Se definieron las condiciones naturales del yacimiento, en base a la informacin

desarrollada y proporcionada por Sociedad Minera El Brocal S.A.A.

Se caracteriz a la masa rocosa del yacimiento, en base a la revisin y anlisis de la informacin disponible, al mapeo geotcnico de la masa rocosa de las labores mineras subterrneas, al mapeo geotcnico de testigos rocosos de los sondajes geotcnicos ejecutados como parte del presente estudio, y al mapeo de testigos rocosos de sondajes diamantinos realizados como parte de los trabajos de exploracin del yacimiento Zona de Brechas. Para estos mapeos, se utilizaron las normas ISRM (International Society for Rock Mechanics Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas).

Se evaluaron las propiedades fsico-mecnicas de la roca intacta, de las

discontinuidades y de la masa rocosa, en base a la informacin que se tuvo disponible de informes previos, complementada con nuevas determinaciones utilizando para ello procedimientos alternativos, segn normas del ISRM.

Las alternativas para determinar las propiedades fsico mecnicas de la roca fueron: ejecucin de ensayos con el martillo de gelogo, ejecucin de ensayos de impacto con el martillo Schmidt, ejecucin de ensayos del tablero inclinable (tilt test); ejecucin de ensayos de laboratorio; y, utilizacin del criterio de Hoek & Brown (1990, 2007) para estimar los parmetros de resistencia de la roca intacta y de la masa rocosa.

Se determin la calidad de la masa rocosa involucrada en el rea de evaluacin, mediante la aplicacin de criterios de clasificacin geomecnica, como el de Bieniawski (1989), Barton (1974) y Hoek & Marinos (2000).

Se llev a cabo la zonificacin geomecnica del yacimiento, a fin de determinar los

dominios estructurales en base a la informacin obtenida en los puntos precedentes. Se evaluaron los factores adicionales, propios del yacimiento, que podran influir en

las condiciones de estabilidad de las labores mineras subterrneas (presencia de agua subterrnea y esfuerzos).

Evaluacin de las condiciones de estabilidad Se analizaron las condiciones de estabilidad de las excavaciones: direccin

preferencial de avance de las excavaciones, abiertos mximos, tiempos de



autosostenimiento, sostenimiento y la influencia de las discontinuidades estructurales y de los esfuerzos en las condiciones de estabilidad.

Se realizaron modelamientos numricos en funcin de los mecanismos de falla

potencial del terreno para analizar la estabilidad de las excavaciones y los componentes estructurales asociados al minado.

Dimensionamiento geomecnico de los mtodos de minado alternativos De acuerdo a los mtodos de minado definidos se dimensionaron sus diferentes componentes estructurales asociados a los mismos:

Se defini la ubicacin de las principales excavaciones de acceso y servicios de

carcter permanente.

Se definieron los esquemas de minado, las dimensiones de los tajeos y la secuencia de avance del minado, de tal manera de maximizar la recuperacin de las reservas y lograr adecuadas condiciones de estabilidad local y global de las excavaciones y de la mina en su conjunto.

Se evaluaron los requerimientos de sostenimiento de las labores mineras y se definieron los elementos de sostenimiento ms adecuados para las condiciones geomecnicas encontradas.

Se evalu la necesidad de la utilizacin del relleno de tajeos. 2.4 Actividades realizadas El estudio combin observaciones y acopio de informacin de campo, pruebas de laboratorio y trabajos de gabinete, utilizando tcnicas adecuadas. Actividades de campo:

Reconocimiento geolgico-geomorfolgico de la zona.

Mapeo geomecnico de la masa rocosa de las labores subterrneas.

Mapeo geotcnico de los testigos rocosos de los sondajes diamantinos comunes.

Mapeo geotcnicos de los testigos rocosos orientados de sondajes geotcnicos.



Ejecucin de pruebas de campo: impactos con el martillo de Schmidt y tablero inclinable (tilt test table).

Toma de muestras rocosas para ensayos de laboratorio.

Recopilacin de informacin adicional (planos, informes, planes de minado, etc.), de

inters para el estudio. Actividades de laboratorio: Se realizaron ensayos de laboratorio de mecnica de rocas sobre las muestras rocosas

tomadas durante los trabajos de campo, a fin de determinar las propiedades fsico-mecnicas de la roca intacta y de las dicontinuidades.

Los principales ensayos realizados fueron: propiedades fsicas, carga puntual, compresin triaxial, traccin y corte directo.

Actividades de gabinete: Revisin y anlisis de toda la informacin disponible relacionada a la evaluacin

realizada. Se aprovech toda la informacin de los estudios previos realizados.

Elaboracin de los planes de trabajo, referentes a los detalles prcticos de la ejecucin del estudio.

Procesamiento y anlisis de la informacin registrada en el campo.

Evaluacin de las propiedades fsicas y de resistencia de la roca.

Clasificacin geomecnica de la masa rocosa.

Zonificacin geomecnica de la masa rocosa.

Evaluacin de los factores complementarios de influencia sobre las condiciones de estabilidad de las excavaciones (agua subterrnea y esfuerzos).

Evaluacin de las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas a la recuperacin de los pilares corridos.

Definicin de las alternativas del mtodo de minado. Dimensionamiento geomecnicos de los mtodos de minado alternativos.



Elaboracin del informe tcnico, incluyendo la preparacin de planos, grficos, cuadros, figuras, etc.



3. MINA MARCAPUNTA NORTE ZONA DE BRECHAS 3.1 Ubicacin y acceso La Mina Marcapunta Norte, est ubicada en el distrito minero de Colquijirca, entre los yacimientos de Colquijirca y San Gregorio. Polticamente se encuentra en el distrito de Tinyahuarco, provincia de Cerro de Pasco, departamento de Cerro de Pasco, entre las coordenadas (UTM): 8809,200-N a 8810,000-N y 361,100-E a 361,500-E, a una altitud de 4,180 a 4,500 msnm. El acceso a la mina es a travs de la Carretera Central, que tiene su inicio en la ciudad de Lima recorriendo hasta La Oroya y luego hasta Colquijirca, una distancia de 310 km. En bus el viaje dura 7 horas y en camioneta 5 horas. Segn la divisin climtica de W. Koppen (1984), el rea de estudio presenta un clima fro, cuyas temperaturas mnimas se producen entre Mayo y Agosto oscilando entre los 5C y 20C. Las precipitaciones pluviales caen entre los meses de Diciembre y Marzo. La vegetacin mayormente est compuesta por ichu, y en los alrededores de las lagunas y bofedales crecen plantas variadas, como las totoras. 3.2 Marco geolgico 3.2.1 Geomorfologa La morfologa del rea andina de la zona de estudio, es el resultado de los efectos degradatorios causados por los agentes de meteorizacin que han actuado sobre las rocas existentes, habiendo tenido un papel preponderante en el modelo actual las temperaturas, las precitaciones, las aguas de escorrenta tanto superficiales como subterrneas. Se reconoce una superficie denominada Superficie Puna, siendo en el rea de Cerro de Pasco ms madura, con una morfologa moderadamente plana y ondulada, pero sin lograr una peneplanizacin completa, esta superficie se estableci truncando los pliegues de la tectnica Incaica que afect a los estratos Paleozoico y Mesozoico. 3.2.2 Geologa regional Entre el Mesozoico-Cenozoico, se desarroll el ciclo Andino comenzando con una depresin geosinclinal y terminando con un gran levantamiento, que elev las rocas deformadas del geosinclinal a su posicin actual. El intervalo entre estos eventos limita dos perodos mayores, uno de relleno del geosinclinal y otro de deformacin posterior, los



mismos que muestran una considerable superposicin de eventos sedimentarios y tectnicos. El primer periodo se caracteriz por una sedimentacin marina, continental y vulcano-sedimentario. El segundo periodo, dio como resultado la formacin de la Cordillera Andina. En la regin existen niveles conglomerdicos y discordancias menores dentro de las Capas Rojas, los mismos que reflejan un activo levantamiento en el rea de aporte durante la depositacin y evidencia la actividad tectnica dentro de la cuenca en algunos lugares. El Miembro Shuco de la Formacin Pocobamba en Cerro de Pasco y Colquijirca indica movimientos a lo largo de una gran estructura de direccin N-S denominada Falla Longitudinal durante este intervalo. Este periodo que es ms corto comprende desde el Cretcico Superior hasta la poca actual. 3.2.3 Estratigrafa Desde la ms antigua a la ms reciente se identifican en el rea de estudio, las siguientes unidades litoestratigrficas, las que corresponden a secuencias sedimentolgicas bien determinadas: Grupo Mitu (Ps-m) El basamento de la columna estratigrfica de la regin est conformado por filitas y pizarras del Grupo Excelsior del Paleozoico Inferior. Sobreyaciendo en discordancia angular al Excelsior est el Grupo Mitu, que consiste de una serie detrtica de color rojo que aflora en la localidad de Mitu. Se manifiesta en el rea de estudio como limoarcilitas de color verdosa, que luego se vuelve rojiza, probablemente correspondiente al Mitu Superior. Grupo Pucar (Trj-pu) La primera divisin estratigrfica del Grupo Pucar la realizo Weaver C. (1942) en el valle de Utcubamba, distinguindose dos facies separadas por la Falla Longitudinal, denominada Pucar Occidental y Pucar Oriental, ubicadas respectivamente al oeste y este de la falla. El Pucar Occidental, se inicia con una discordancia angular sobre el Grupo Mitu y est conformada por brecha basal de color gris verdoso, seguido por dolomas con chert y niveles de cineritas, el cual sugiere un ambiente muy somero, de baja energa en la parte interna de una plataforma carbonatada. Su espesor aproximado de 360 m. En el Pucar Oriental, no se observa la base aflorante, integrada por rocas calizas con slex y posteriormente masas estratiformes recristalizadas, que son depsitos de plataformas



carbonatadas externas. No se ha encontrado unidades pertenecientes al Cretceo, por consiguiente suprayaciendo al Grupo Pucara, tenemos el Terciario representado por la Formacin Pocobamba. Formacin Pocobamba (Pe) Est conformada por dos miembros: Cacun y Conglomerado Shuco, pero en el rea de estudio ha sido reconocido solo el miembro Shuco, que infrayace a la Formacin Calera. Miembro Cacun: Son secuencias granocrecientes de 10 a 25 m de limolitas, areniscas y conglomerados de origen fluvial de ms de 100 m de espesor, que descansan sobre el Pucar Occidental; son un equivalente y en parte infrayacen al Conglomerado Shuco. Conglomerado Shuco: Compuesto por conglomerados y brechas sedimentarias, con escasos lentes de limolitas y areniscas; la mayor parte de los clastos son calizas y slex de la Formacin Chambar, con tamaos de 2 a 30 cm que varan en funcin a la distancia de la Falla Longitudinal. Es de origen aluvial y sintectnico, constituye un prisma con espesor mayor de 150 m adosado a la Falla Longitudinal. Las facies Shuco no estn restringidas exclusivamente al bloque occidental de la Falla Longitudinal. Su depsito es probablemente contemporneo con la Fase Inca de deformacin en la Cordillera Occidental, al pie de un sistema de fallas que delimitaban altos estructurales. Formacin Calera (Pe-ca) Los afloramientos de est formacin se pueden apreciar en el Tajo Norte y se hallan constituidos por una secuencia mixta: carbonatada, detrtica y piroclstica, en la que se intercalan rocas carbonatadas como calizas, margas y dolomas, con horizontes limoarcilticos, adems de rocas tobceas de fracciones gruesas a finas. En el permetro norte del Cerro Marcapunta, se han llegado a identificar las siguientes unidades litoestratigrficas dentro de la Formacin Calera: Miembro Inferior: Predominan los sedimentos detrticos, cuya granulometra vara desde brechas, microbrechas, limos y lutitas, en su mayor parte de procedencia volcnica; y delgados niveles de conglomerados de guijarros de la Formacin Chambar. Presenta tambin delgados niveles de tobas riolticas, terminando con una alternancia de calizas, margas argilitas y limoarcilla. Los horizontes margosos y limoarcilticos de coloracin gris, se intercalan en capas delgadas. Tiene un espesor de 64 m.



Miembro Medio: Contiene las facies de caliza gris muy clara, en bancos potentes, muy caracterstico de este miembro, la zona inferior es casi netamente calcrea y la zona alta presenta calizas margosas con intercalaciones de lutitas gris verdosas y verdosas, derivadas de los piroclastos. Su espesor es de 55 m. Miembro Superior: Este no es observado en la zona de estudio, se han registrado solamente a los Miembros Inferior y Medio tal como lo atestiguan los sondajes realizados en el rea. Se conoce que este miembro est compuesto por alternancias de lutitas, limolitas, arenitas, dolomas margosas, dolomas y chert. Su espesor es de 150 m. La Formacin Calera es la roca husped de la mineralizacin en Colquijirca y Marcapunta. 3.2.4 Geologa local El yacimiento Marcapunta Norte, est conformado por rocas de la Formacin Calera, ubicadas estratigrficamente entre las rocas del Grupo Mitu al piso y los volcnicos dacticos y piroclastos del Complejo Volcnico Marcapunta Norte al techo. En Marcapunta Norte los horizontes mineralizados se dividen en dos unidades: la Unidad Inferior, esencialmente gruesa conglomertica o brechosa, y la Unidad Superior fina y/o carbonatada. Unidad Inferior: La roca husped de la Brecha Mineralizada en Marcapunta Norte y Oeste es la base del Calera Inferior; esta brecha mineralizada, no es otra cosa que los niveles de conglomerados mineralizados por pirita y enargita principalmente. Su espesor es de 100 m, donde predominan intercalaciones de brechas vulcanoclsticas polimcticas matriz-sostenidas que gradan a microbrechas, tobas y limolitas, conglomerados polimcticos clasto-sostenidos. Este es el rea de inters en el cual se est llevando a cabo la presente evaluacin geomecnica. Unidad Superior: Se emplaza concordantemente sobre la Unidad Inferior, est constituida por calizas detrticas y limolitas calcreas con fina estratificacin, que equivalen parcialmente al Calera Medio y a la parte alta del Calera Inferior (Angeles, 1996, 1999); es la roca husped de los



Mantos Mineralizados, los cuales vienen siendo explotados. Su espesor vara entre 50 a 200 m, segn la erosin a que fue sometida antes del vulcanismo que la cubre o la cobertura cuaternaria. Cabe mencionar que en el rea de estudio denotan tambin su presencia depsitos piroclsticos, dacitas porfirticas, riolitas y brechas. Los depsitos piroclsticos cubren el paleorelieve Calera rellenando depresiones y se emplazan en medio de las lavas dacticas. La dacita porfirtica figura como mltiples domos y diques. Las riolitas se observan al sur de la mina. Como todo complejo volcnico, existen numerosas ocurrencias de brechas, que en este caso se agrupan en tres tipos: freatomagmticas, tufisita / pebble dike, e hidrotermales. Cubriendo al basamento rocoso en el rea de Marcapunta Norte se presentan materiales cuaternarios conformados por depsitos morrnicos, depsitos aluviales y depsitos pluvioglaciares, producto de los fenmenos de geodinmica externa. 3.2.5 Geologa estructural Los estudios realizados por Jenks W. (1951), demostraron que la cuenca sedimentaria Trisica de Cerro de Pasco fue controlada por movimientos de la Falla Longitudinal, de rumbo NS, que es la estructura ms importante, como tambin por los complejos volcnicos de Cerro de Pasco y Marcapunta. Existen tambin diversas fallas y estructuras de direccin NW-SE, E-W y NE-SW las cuales son relevantes para el emplazamiento de la mineralizacin (ver Anexo 3). En el interior de la mina Marcapunta Norte se han mapeado estructuras tipo fallas con poco desplazamiento, de direccin E-W, y diaclasas y zonas de cizallamientos que cortan al Manto Mineralizado. Adicionalmente, existe en interior mina un control secundario en la mineralizacin, el sistema de microfracturas verticales E-W pre-mineralizacin, en micro-vetillas. Finalmente, estn los estratos con orientacin sub-horizontal. 3.2.6 Geologa econmica La mina de Marcapunta Norte (antigua mina Smelter), se ubica entre los yacimientos de Colquijirca y San Gregorio, en el complejo volcnico Marcapunta, y corresponde a un yacimiento de tipo Cordillerano de Cu-Au, emplazado en rocas carbonatadas dentro de un sistema epitermal de alta sulfuracin. La zonacin mineralgica del complejo volcnico indica un ncleo de Cu-Au, que representa la parte proximal o central de la fuente de mineralizacin, y hacia la periferia con mineralizacin de Zn-Pb-(Ag).



El principal mineral de mena es la enargita rica en sulfuros, principalmente la pirita, con una considerable concentracin de oro. Con mineral potencial aproximado de 50 millones de toneladas y una ley de 1.9% Cu, 24g/t Ag, y 0.35g/t Au (Bendez 2007). El emplazamiento de la mineralizacin alrededor del conducto principal del domo de diatrema, fue amplio y se efectu en la Unidad Inferior (Zona de Brechas) y en la Unidad Superior (Zona de Mantos) de los carbonatos de la Formacin Calera. Ms hacia el norte la mineralizacin se restringe, principalmente hacia la zona intermedia de la Formacin Calera. 3.3 El Proyecto Zona de Brechas Sociedad Minera El Brocal S.A.A., encarg a DCR Ingenieros S.R.Ltda., la ejecucin de una Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Norte. Esta evaluacin comprendi dos etapas: Etapa 1: Recuperacin de Pilares Corridos y Evaluacin Geotcnica del Relleno. Etapa 2: Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado. La Etapa I corresponde al minado que actualmente se viene llevando a cabo en la Zona de Mantos, ubicada encima de la Zona de Brechas. Esta etapa ya fue concluida, habindose entregado a El Brocal S.A.A., el informe final del estudio realizado en Febrero del presente ao (Ref. 8). Debajo de la Zona de Mantos se ubica la Zona de Brechas, la misma que es una zona nueva de la Mina Marcapunta, en donde actualmente se estn desarrollando las labores principales de acceso y servicios para su futura explotacin, de tal manera de mantener la produccin de Mina Marcapunta Norte en 4,000 tpd. Los trabajos y los resultados que se reportan en el presente informe forman parte de la Etapa 2: Evaluacin Geomecnica de la Zona de Brechas y Alternativas de Mtodos de Minado. Hasta donde se conoce actualmente, en la Zona de Brechas, el cuerpo mineralizado tiene una longitud aproximada de 550 m en direccin NS, un ancho de 200 m en direccin EW, y una altura mxima de 65 m en su parte central, disminuyendo su altura hacia el S y hacia el N. Actualmente ya se tiene construida una rampa de acceso en el sector Este y se vienen desarrollando los Nvs. 4203, 4182 y 4162. Cabe sealar un aspecto muy importante, relacionado al rea de estudio. Segn la informacin proporcionada por Sociedad Minera El Brocal S.A.A., los lmites de la



mineralizacin de la Zona de Brechas son mayores al rea que cubre el presente estudio. Se ha tenido disponible y se ha desarrollado informacin geomecnica desde la seccin Secc-EW_610_N9637.50 hasta la seccin Secc-EW_626_N9837.50 (ver Lminas 2, 3 y 4), que corresponde al sector Norte del rea mineralizada de Zona de Brechas. Esta rea representa aproximadamente el 50 % de toda el rea mineralizada de la Zona de Brechas, que se extiende hacia el Sur. Por tanto, los resultados de este estudio tienen validez solo para el sector mencionado, siendo recomendable complementar el presente estudio con la evaluacin geomecnica de la parte Sur del cuerpo mineralizado de la Zona de Brechas.



4. INVESTIGACIONES GEOMECANICAS 4.1 Caracterizacin de la masa rocosa 4.1.1 Registro de datos Para la caracterizacin de la masa rocosa de la Zona de Brechas de Mina Marcapunta Norte, se realiz por un lado, el mapeo geomecnico de afloramientos rocosos en algunos sectores de las labores de interior mina, por otro lado, se llev a cabo el mapeo geotcnico de testigos rocosos de los sondajes diamantinos ejecutados como parte de la exploracin del yacimiento, y de testigos rocosos orientados de los sondajes ejecutados como parte del presente estudio. Durante el mapeo geomecnico de la masa rocosa de las labores subterrneas, se registraron los datos utilizando el "mtodo directo por celdas de detalle". Mediante este mtodo se realizaron mediciones sistemticas de las discontinuidades presentes en cada una de las estaciones de medicin (En), representadas por un tramo de extensin variable de la roca expuesta. Los parmetros de observacin y medicin fueron obtenidos en formatos de registro diseados por el CONSULTOR para esta evaluacin, adecundolos a las normas sugeridas por la Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas (ISRM), ver formatos y data bsica del mapeo geomecnico en el Anexo 1. Los parmetros tomados en cuenta fueron: tipo de roca, tipo de sistema de discontinuidad, orientacin, espaciado, persistencia, apertura, rugosidad, tipo de relleno, espesor del relleno, intemperizacin y presencia de agua. Adicionalmente se registraron datos sobre la resistencia de la roca y el grado de fracturamiento (RQD). Cada celda de detalle constituy una estacin de medicin (En), habindose realizado 7 estaciones debido a la poca exposicin de la roca en las labores mineras y a otros factores propios del trabajo de campo. Durante el mapeo geomecnico de afloramientos rocosos superficiales tambin se registraron las discontinuidades principales, las mismas que fueron aprovechadas para complementar la informacin estructural. Por otro lado, en el mapeo geotcnico de testigos rocosos estuvieron involucrados 615 m de longitud total de sondajes ejecutados como parte de la exploracin del yacimiento, 3,028 m de longitud total de sondajes mapeados en estudios previos, y 1512 m de longitud total de 13 sondajes geotcnicos con testigos orientados ejecutados como parte del presente estudio. En total se ha tenido disponible 5,155 m de longitud mapeada de testigos rocosos y toda esta data se presenta en los Anexos 2 y 3.



4.1.2 Aspectos litolgicos

La brecha mineralizada (Zona de Brechas) se ubica dentro de conglomerados y vulcanoclsticos de la Formacin Pocobamba (Miembro Shuco secuencia conglomerdica). En la parte inferior, debajo del vulcanoclstico, se encuentran areniscas, y en la parte superior, encima del vulcanoclstico, se encuentra la caliza silicificada de la Formacin Calera, donde se ubican los mantos mineralizados (Zona de Mantos) en actual explotacin. Encima de la caliza se encuentran limoarcilitas. Hacia el lado Este se presenta el intrusivo dactico perteneciente al domo de diatrema. La Zona de Brechas se caracteriza por presentar en general alteracin arglica moderada y en algunos tramos intensa, tambin existen tramos aislados con silicificacin. Estas caractersticas de alteracin crean una masa rocosa de condiciones geomecnicas heterogneas. 4.1.3 Distribucin de discontinuidades

Para establecer las caractersticas de la distribucin de discontinuidades o arreglo estructural de la masa rocosa, se procesaron los datos orientacionales mediante tcnicas de proyeccin estereogrfica equiareal, utilizando el software DIPS Versin 5.103 de Rocscience Inc. (2004). Por presentar mejores facilidades grficas de salidas de los estereogramas, se ha utilizado tambin el DIPS Versin Avanzada 3.12 (1989 - 95) elaborada por M.S. Diederichs y E. Hoek del Grupo de Ingeniera de Rocas del Departamento de Ingeniera Civil de la Universidad de Toronto (Canad). La data obtenida del mapeo geotcnico de los testigos rocosos orientados de los sondajes ejecutados como parte del presente estudio fue inicialmente procesada agrupndola por la cercana de ubicacin de stas y posteriormente fueron asociadas por litologa. Los resultados de las caractersticas de distribucin de los sistemas de discontinuidades estructurales, se muestran en los formatos del mapeo geomecnico del Anexo 1 y en el Anexo 3 de este informe. Tambin se presentan estos resultados en los planos geolgicos geomecnicos (Lminas 2, 3 y 4) de los diferentes niveles de la zona de estudio. Finalmente en el Cuadro 4.1 se presenta un resumen de los sistemas de discontinuidades de la Zona de Brechas y su entorno, segn litologa El anlisis realizado en base a toda la informacin que se ha tenido disponible, ha indicado que el arreglo estructural de la masa rocosa asociada a la Zona de Brechas y alrededores tiene las siguientes caractersticas:

R Se tienen 3 sistemas principales de discontinuidades estructurales que estn presentes

en toda el rea de estudio: en orden de predominancia Sistema 1, Sistema 2 y Sistema 3. En cada litologa se presenta adicionalmente un sistema secundario particular.



Cuadro 4.1 Sistemas de discontinuidades estructurales

Litologa Descripcin Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema 4

Caliza Rumbo / Buzamiento N16E/20NW N19W/67NE N73W/66SW N89E/78NW

Dir. de Buzam. / Buzam. 286/20 071/67 197/66 359/78

Vulcanoclasto (toba)

Rumbo / Buzamiento N01W/14SW N32W/54NE N86W/63SW N02E/80NW


Brecha (conglomerado)

Rumbo / Buzamiento N25W/18SW N71W/69NE N80W/73SW N20E/74SE


R El Sistema 1 es la estratificacin sub-horizontal que se presenta tanto en la caliza,

como en la brecha y en el vulcanoclasto. Los estratos tienen rumbo aproximadamente NS y bajo buzamiento al W.

R El Sistema 2 est formado por diaclasas, presentes tambin en la caliza, en la brecha y

en el vulcanoclasto. Estas diaclasas tienen rumbo aproximadamente NW y buzamiento moderado a alto hacia el NE.

R El Sistema 3 est formado tambin por diaclasas y estn presentes en los tres tipos de

rocas sealados en los prrafos precedentes. Estas diaclasas tienen rumbo NWW y buzamiento moderado a alto hacia el SW.

R Las calizas, las brechas y el vulcanoclasto tienen comportamiento estructural similar

considerando los Sistemas 1, 2 y 3. Adicionalmente, la orientacin de los sistemas secundarios que se presentan en cada tipo de roca puede verse en el Cuadro 4.1.

Segn la interpretacin estructural, los sistemas mencionados son lo que aparecen con mayor frecuencia, pero como en toda masa rocosa, adems de estos sistemas hay presencia de discontinuidades aleatorias, que aparecen con menor frecuencia, tal como puede observarse en los estereogramas del Anexo 3. 4.1.4 Aspectos estructurales Las caractersticas estructurales de las discontinuidades de la Zona de Brechas, se establecieron mediante tratamiento estadstico de la informacin registrada del mapeo geomecnico de algunas labores subterrneas (Anexo 1), del mapeo geotcnico de los testigos rocosos convencionales de los sondajes diamantinos ejecutados para la exploracin del yacimiento (Anexo), y del mapeo geotcnico de los testigos rocosos orientados de los sondajes diamantinos ejecutados como parte del presente estudio (ver Anexo 3). Segn esto, las principales caractersticas estructurales generales de las discontinuidades son:



Fallas

Las fallas tienen espaciamientos por lo general mayores a 10 m, la persistencia es de decenas de metros, la apertura es de 1 a 5 mm, las superficies de las caras son ligeramente rugosas a lisas y espejos de falla con ciertas ondulaciones. Estas estructuras estn rellenadas con materiales de panizo, brechas, materiales oxidados y arcillas, el espesor de estos rellenos vara entre 5 y 10 cm. Las fallas constituyen lugares por donde ocurren las filtraciones de agua. El rea de influencia de las fallas no es significativa. Estratos Sus caractersticas estructurales son: el espaciamiento vara entre 20 a 60 cm como promedio, pero hay espaciamientos tanto menores como mayores y poco frecuentes, la persistencia es alta, mayor de 20 m, la apertura es generalmente menor a 1 mm, la rugosidad de las paredes es predominantemente ligera con ciertas ondulaciones, el relleno es por lo general suave a medianamente duro por la presencia de arcillas y carbonatos, los espesores de estos son menores de 5 mm. Las paredes de los estratos por lo general estn sanas a ligeramente alteradas, con presencia de humedad mayormente. Diaclasas La caractersticas estructurales de las discontinuidades observadas indican lo siguiente: los espaciamientos varan de 20 a 60 cm y de 6 a 20 cm, la persistencia de 3 a 10 m, la apertura es menor a 1 mm, la rugosidad de las paredes es ligeramente rugosa con ciertas ondulaciones, el relleno es suave a medianamente duro por la presencia de arcillas y carbonatos, los espesores de estos son menores a 2 mm. Las superficies de las diaclasas por lo general estn sanas a ligeramente alteradas, con presencia de humedad mayormente y superficies mojadas localmente debido a las filtraciones de agua. 4.2 Clasificacin de la masa rocosa Para clasificar geomecnicamente a la masa rocosa, se utiliz el criterio de clasificacin geomecnica de Bieniawski (RMR Rock Mass Rating o Valoracin de la Masa Rocosa 1989). Los valores de resistencia compresiva de la roca intacta, fueron obtenidos conforme a los procedimientos sealados ms adelante en la Seccin 4.4.1 Resistencia de la roca intacta. Los valores del ndice de calidad de la roca (RQD), por un lado, fueron determinados mediante el registro lineal de discontinuidades, utilizando la relacin propuesta por Priest & Hudson (1986), teniendo como parmetro de entrada principal la frecuencia de fracturamiento por metro lineal, por otro lado, se utiliz la data de RQD registrada en el mapeo geotcnico de los testigos rocosos de los sondajes diamantinos.



El criterio de Bieniawski (1989) modificado para esta evaluacin a fin de clasificar a la masa rocosa, se presenta en el siguiente cuadro:

Cuadro 4.2 Criterio para la clasificacin de la masa rocosa

Tipo de roca Rango RMR Rango Q Calidad segn RMR

II > 60 > 5.92 Buena IIIA 51 60 2.18 5.92 Regular A IIIB 41 50 0.72 1.95 Regular B IVA 31 40 0.24 0.64 Mala A IVB 21 30 0.08 0.21 Mala B

V < 21



Segn este grfico, puede observarse que el 45% de la masa rocosa es de calidad Mala A (IVA) y Mala B (IVB), correspondiendo el 30 % y 15% a calidad Mala A y Mala B respectivamente. El 20% corresponde a calidad Regular B (IIIB) y el 29 % corresponde a calidad Regular A (IIIA). Las rocas de calidad Muy Mala (V) representa el 2% y las de calidad Buena (II) corresponde el 4%. Mayores detalles sobre la distribucin de calidades de masa rocosa se dan en el siguiente acpite. 4.3 Zonificacin geomecnica de la masa rocosa Para la aplicacin racional de los diferentes mtodos de calculo de la mecnica de rocas, es necesario que la masa rocosa bajo estudio est dividida en reas de caractersticas estructurales y mecnicas similares, debido a que el anlisis de los resultados y los criterios de diseo sern vlidos solo dentro de masas rocosas que presenten propiedades fsicas y mecnicas similares. Por ello, es importante realizar la zonificacin geomecnica o lo que es lo mismo establecer los dominios estructurales. Para realizar una zonificacin geomecnica completa se debe tomar en cuenta los aspectos litolgicos, geoestructurales, el grado de alteracin y la calidad de la masa rocosa. Para el caso de la Zona de Brechas, las caractersticas litolgicas estn bien definidas, el arreglo estructural tambin es similar en los tipos de rocas predominantes, el grado de alteracin es variable pero no se dispone de informacin en 3D paras poder ser incorporada en la zonificacin, por lo que la calidad de la masa rocosa viene a ser el aspecto predominante para realizar la zonificacin geomecnica del rea de estudio. Segn lo citado en el prrafo anterior, la zonificacin geomecnica se ha realizado utilizando principalmente la informacin del mapeo geotcnico utilizando la mayor cantidad de sondajes disponibles de la campaa actual de perforacin realizada, as como de campaas de perforacin de aos anteriores.

En el Cuadro 4.3 se puede apreciarse los valores promedio de calidad de la masa rocosa en el rea mineralizada, as como de su entorno. Segn esto, se tiene las siguientes caractersticas de zonificacin geomecnica: R La calidad de la masa rocosa de la zona en estudio se presenta de manera variable,

relacionado directamente al grado de alteracin a la que ha sido sometida, puede observarse que en cortas distancias, la calidad de la masa rocosa vara de manera significativa.

R La masa rocosa de la zona mineralizada presenta calidades Mala B (DE-IVB), Mala A (DE-IVA), Regular B (DE-IIIB) y Regular A (DE-IIIA).



Cuadro 4.3 Zonificacin geomecnica y calidades de masa rocosa

Seccin Litologa Promedio RMR Calidad RMR Dominio

Estructural

Sec-610 Sec-612

Limoarcillita 26 Mala B DE-IVB Caliza 45 Regular B DE-IIIB Vulcanoclasto 53 Regular A DE-IIIA Vulcanoclasto 31 Mala A DE-IVA Brecha (conglom.) 53 Regular A DE-IIIA Brecha (conglom.) 42 Regular B DE-IIIB Vulcanoclasto 35 Mala A DE-IVA Arenisca 42 Regular B DE-IIIB Dacita 50 Regular B DE-IIIB

Sec-614

Limoarcillita 26 Mala B DE-IVB Caliza 52 Regular A DE-IIIA Caliza 42 Regular B DE-IIIB Vulcanoclasto 42 Regular B DE-IIIB Brecha (conglom.) 52 Regular A DE-IIIA Brecha (conglom.) 35 Mala A DE-IVA Vulcanoclasto 35 Mala A DE-IVA Vulcanoclasto 45 Regular B DE-IIIB Arenisca 45 Regular B DE-IIIB Dacita 50 Regular B DE-IIIB

Sec-618 Sec-620

Limoarcillita 26 Mala B DE-IVB Caliza 52 Regular A DE-IIIA Vulcanoclasto 53 Regular A DE-IIIA Vulcanoclasto 47 Regular B DE-IIIB Brecha (conglom.) 47 Regular B DE-IIIB Brecha (conglom.) 27 Mala B DE-IVB Vulcanoclasto 35 Mala A DE-IVA Arenisca 35 Mala A DE-IVA Dacita 50 Regular B DE-IIIB

Sec-622 Sec-626

Limoarcillita 26 Mala B DE-IVB Caliza 55 Regular A DE-IIIA Caliza 45 Regular B DE-IIIB Vulcanoclasto 45 Regular B DE-IIIB Vulcanoclasto 53 Regular B DE-IIIB Brecha (conglom.) 53 Regular A DE-IIIA Brecha (conglom.) 35 Mala A DE-IVA Vulcanoclasto 35 Mala A DE-IVA Arenisca 45 Mala A DE-IVA Dacita 50 Regular B DE-IIIB

R Hacia el extremo Sur (Sec-610, Sec-612 y Sec-614) el mineral que se halla

mayormente en vulcanoclasto presenta calidad Mala A (DE-IVA) a calidad Regular B (DE-IIIB) en los Nvs. 4203 y 4182 y calidad Regular A (DE-IIIA) en el Nv. 4162.

R En la parte Central (Sec-618, Sec-620 y Sec-622) la calidad de la masa rocosa

mineralizada vara de Regular B (DE-IIIB) a calidad Regular A (DE-IIIA) en los Nvs. 4203 y 4182 y calidad Mala B (DE-IVB) a Mala A (DE-IVA) en el Nv. 4162.



R Hacia el extremo Norte (Sec-624 y Sec-626) la calidad del mineral en los Nvs. 4203, 4182 y 4162 est variando de Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA).

R La calidad de la masa rocosa que se halla encima de la Zona de Brechas presenta calidad que vara de Regular B (DE-IIIB) a Regular A (DE-IIIA) para el caso de las calizas y Mala B (DE-IVB) para el caso de las limoarcilitas.

R Debajo de la zona brechas, la calidad de la masa rocosa vara de Mala A (IVA) a

calidad Regular B (DE-IIIB), ocurriendo este hecho para el caso del vulcanoclasto y las areniscas.

Los resultados sealados para la zonificacin de la Zona de Brechas, tambin se presenta grficamente en las secciones geolgicas geomecnicas (ver Lminas 5 a 13). Es recomendable que a medida que avancen las labores de desarrollo y preparacin de la Zona de Brechas, el personal de Geomecnica afine cada vez ms la zonificacin geomecnica, a fin de delimitar reas de aplicacin de diferentes mtodos de minado. 4.4 Resistencia de la roca

4.4.1 Resistencia de la roca intacta Uno de los parmetros ms importantes del comportamiento mecnico de la masa rocosa, es la resistencia compresiva no confinada de la roca intacta (c). Durante los trabajos de campo, como parte del mapeo geomecnico de las labores subterrneas, se ejecutaron ensayos de golpe con el martillo de gelogo y de rebote con el martillo Schmidt, siguiendo las normas sugeridas por la ISRM, a fin de estimar la resistencia compresiva de la roca intacta. De modo similar se realizaron ensayos de golpe con el martillo de gelogo durante el logueo geotcnico en los testigos de los sondajes diamantinos. Los valores de las resistencias as estimadas se presentan en los formatos de los Anexos 1, 2 y 3. Un resumen de los resultados de los ensayos realizados con el martillo Schmidt se presenta en el siguiente cuadro:

Cuadro 4.4 Resultados de los ensayos con el Martillo de Schmidt

Litologa Rango NR* Rango c (MPa) Prom. c (MPa) Caliza 24 40 36 84 50

Vulcanoclasto 10 25 17 38 25 *NR: Nmero de Rebote con el martillo de Schmidt.



A fin de verificar los resultados de los ensayos de campo, se llevaron a cabo en laboratorio de mecnica de rocas ensayos de carga puntual y ensayos de compresin triaxial sobre muestras rocosas obtenidas de testigos de los sondajes diamantinos para las diferentes litologas presentes en el rea de estudio. A travs de estos ensayos realizados se obtuvieron valores de resistencia compresiva de la roca intacta. Los resultados de los ensayos realizados son presentados en el Anexo 4 de este informe y en los siguientes cuadros un resumen de los mismos.

Cuadro 4.5 Resultados de los ensayos de carga puntual

Sondaje Profundidad Litologa c (MPa) TG03-11 110.26 110.56 Vulcanoclasto 21.31

TG03-4-11 19.62 20.00 Caliza 72.50 TG03-4-11 105.15 105.60 Brecha 85.01

Cuadro 4.6

Resultados de los ensayos de compresin triaxial

Sondaje Profundidad Litologa mi c (MPa) Cohesin (MPa) Angulo de friccin ()

TG01-11 26.55 32.85 Vulcanoclasto 10.52 44.7 2.26 30.94

TG03-11 101.00 122.77 Vulcanoclasto 8.20 37.0 1.74 28.84

TG03-4-11 15.40 20.34 Caliza 16.46 76.7 4.78 36.31

TG03-4-11 95.00 101.33 Brecha 21.68 62.2 4.19 38.71

Otro parmetro importante del comportamiento mecnico de la roca intacta, es la constante mi de la roca intacta del criterio de falla de Hoek & Brown (2002, 2007). Este parmetro fue determinado a travs de los ensayos de compresin triaxial. Cabe mencionar que para cada ensayo de compresin triaxial se trat de utilizar la mayor cantidad de probetas o especmenes para que los resultados tengan una mejor aproximacin de los parmetros de resistencia de la roca intacta. El detalle de los valores de la constante mi, determinado mediante ensayos triaxiales, se muestra en el Anexo 4 y un resumen de los mismos en el Cuadro 4.6. Otro parmetro de resistencia de la roca intacta determinado mediante ensayos de laboratorio de mecnica de rocas fue la resistencia a la traccin. Los resultados de estos ensayos se presentan en el Anexo 4 y un resumen de los mismos en el Cuadro 4.7. Finalmente, tambin se determinaron en laboratorio de mecnica de rocas las propiedades fsicas de la roca intacta. En el Cuadro 4.8 se muestra un resumen de los resultados.



Cuadro 4.7 Resultados de los ensayos de resistencia a la traccin

Sondaje Profundidad Litologa t (MPa) TG01-11 28.20 28.49 Vulcanoclasto 7.07 TG03-11 101.00 101.29 Vulcanoclasto 3.65

TG03-4-11 18.40 18.68 Caliza 7.38 TG03-4-11 96.84 97.20 Brecha 2.44 TG06-11 91.27 91.58 Limoarcilita 4.22

Cuadro 4.8

Propiedades fsicas de la roca intacta

Sondaje Profundidad (m) Litologa Porosidad

Aparente (%) Absorcin

(%) Densidad seca

(g/cm3)

TG01-11 28.20 28.49 Vulcanoclasto 4.17 1.97 2.12 TG03-11 122.00 122.37 Vulcanoclasto 3.69 1.57 2.35

TG03-4-11 18.40 18.68 Caliza 1.67 0.64 2.62 TG03-4-11 101.00 101.33 Brecha 5.32 2.21 2.41 TG06-11 91.27 91.50 Limoarcilita 1.95 0.78 2.50

4.4.2 Resistencia de las discontinuidades Desde el punto de vista de la estabilidad estructuralmente controlada, es importante conocer las caractersticas de resistencia al corte de las discontinuidades, puesto que estas constituyen superficies de debilidad de la masa rocosa y por tanto planos potenciales de falla. La resistencia al corte en este caso est regida por los parmetros de friccin y cohesin del criterio de falla Mohr-Coulomb. Para determinar los parmetros de resistencia del corte, por un lado se realizaron ensayos del tablero inclinable (tilt test table) en los testigos de los sondajes diamantinos, durante el mapeo geotcnico de los mismos. Los resultados se presentan en el siguiente cuadro:

Cuadro 4.9 Resultados de ensayos del tablero inclinable

Roca Angulo de friccin bsico ()

Rango Promedio Caliza 31 - 35 33

Vulcanoclasto 32 36 34 Brecha 31 - 36 33



Por otro lado, tambin se realizaron ensayos de laboratorio de corte directo en superficies de discontinuidades. Los resultados de estos ensayos se muestran en el Anexo 4 de este informe y un resumen en el Cuadro 4.10.

Cuadro 4.10

Valores de la cohesin y ngulo de friccin de las discontinuidades (Determinados por ensayos de corte directo)

Sondaje Profundidad (m) Litologa Angulo de Friccin ()

Cohesin (MPa)

TG01-11 28.71 28.88 Vulcanoclasto 27.80 0.125 TG03-11 112.33 112.43 Vulcanoclasto 28.62 0.116

TG03-4-11 18.40 18.68 Caliza 26.47 0.112 TG03-4-11 96.84 97.20 Brecha 28.99 0.131 TG06-11 89.40 89.76 Limoarcilita 28.23 0.124

4.4.3 Resistencia de la masa rocosa

Para estimar los parmetros de resistencia de la masa rocosa, se utiliz el criterio de falla de Hoek & Brown (2002, 2007), mediante el programa ROCLAB de Rocscience Inc. (2007). Para ello se tomaron los valores ms representativos de calidad de la masa rocosa como resultado de la zonificacin geomecnica realizada, asimismo de la resistencia compresiva uniaxial y de la constante mi ambas de la roca intacta, desarrollados en este estudio. El valor de GSI (Indice de Resistencia Geolgica) fue estimado a partir de los valores de RMR segn el criterio de Hoek et.al. (1995). En el Cuadro 4.11 se presentan los parmetros de resistencia de la masa rocosa, para ser utilizados en los clculos de diseo. 4.5 Condiciones del agua subterrnea El efecto principal de la presencia del agua dentro de la masa rocosa es la presin que ejerce en las discontinuidades estructurales, disminuyendo la resistencia al corte y favoreciendo la inestabilidad, por lo que es importante evaluar las caractersticas de presencia del agua. En la Zona de Mantos de Mina Marcapunta Norte, no es muy significativa la presencia de agua subterrnea, lo que se observa en la masa rocosa de las labores mineras son mayormente condiciones de humedad y en forma muy localizada condiciones de mojado a goteo, no hay evidencias de la presencia de nivel fretico. Por estas caractersticas del agua subterrnea, y por las condiciones geomecnicas favorables de la masa rocosa, no hay influencia significativa sobre las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas al minado.



Cuadro 4.11 Parmetros de resistencia de la masa rocosa

Litologa GSI c (MPa)

(g/cm3) mi mmr smr cmr

(MPa) Emr

(MPa) v

Sec-610 y Sec-612 Limoarcillita 26 15 2.40 5 0.184 0.0001 0.72 182 0.29 Caliza 45 60 2.60 11 0.944 0.0009 7.59 5177 0.26 Vulcanoclasto 53 40 2.40 8 0.981 0.0024 5.36 2493 0.25 Vulcanoclasto 31 20 2.40 8 0.368 0.0001 1.45 311 0.28 Brecha (conglom.) 53 50 2.50 20 2.454 0.0024 10.41 3117 0.25 Brecha (conglom.) 42 40 2.50 20 1.501 0.0006 6.31 1213 0.27 Vulcanoclasto 35 20 2.40 8 0.439 0.0002 2.05 390 0.28 Arenisca 42 30 2.50 15 1.126 0.0006 4.10 758 0.27 Dacita 50 40 2.50 10 1.073 0.0016 5.51 2400 0.26 Sec-614 Limoarcillita 26 15 2.40 5 0.184 0.0001 0.72 182 0.29 Caliza 52 80 2.60 11 1.291 0.0021 12.14 10922 0.25 Caliza 42 60 2.60 11 0.826 0.0006 7.01 4247 0.26 Vulcanoclasto 42 30 2.40 8 0.601 0.0006 2.99 910 0.27 Brecha (conglom.) 53 50 2.50 20 2.454 0.0024 10.41 3117 0.25 Brecha (conglom.) 35 20 2.50 20 1.099 0.0002 2.62 390 0.28 Vulcanoclasto 35 20 2.40 8 0.439 0.0002 2.05 390 0.28 Vulcanoclasto 45 30 2.40 8 0.687 0.0009 3.25 1109 0.26 Arenisca 42 30 2.50 15 1.126 0.0006 4.10 758 0.27 Dacita 50 40 2.50 10 1.073 0.0016 5.51 2400 0.26 Sec-618 y Sec-620 Limoarcillita 26 15 2.40 5 0.184 0.0001 0.72 182 0.29 Caliza 52 80 2.60 11 1.291 0.0021 12.14 10922 0.25 Vulcanoclasto 53 40 2.40 8 0.981 0.0024 5.36 2493 0.25 Vulcanoclasto 47 30 2.40 8 0.751 0.0011 3.42 1267 0.27 Brecha (conglom.) 47 40 2.50 20 1.877 0.0011 7.17 1689 0.27 Brecha (conglom.) 27 15 2.50 20 0.769 0.0001 1.54 191 0.29 Vulcanoclasto 35 20 2.40 8 0.439 0.0002 2.05 390 0.28 Arenisca 35 20 2.50 15 0.824 0.0002 2.26 325 0.28 Dacita 50 40 2.50 10 1.073 0.0016 5.51 2400 0.26 Sec-622 y Sec-626 Limoarcillita 26 15 2.40 5 0.184 0.0001 0.72 182 0.29 Caliza 55 80 2.60 11 1.475 0.0031 13.13 13169 0.25 Caliza 45 60 2.60 11 0.944 0.0009 7.59 5177 0.26 Vulcanoclasto 45 30 2.40 8 0.687 0.0009 3.25 1109 0.26 Vulcanoclasto 53 40 2.40 8 0.981 0.0024 5.36 2493 0.25 Brecha (conglom.) 53 50 2.50 20 2.454 0.0024 10.41 3117 0.25 Brecha (conglom.) 35 20 2.50 20 1.099 0.0002 2.62 390 0.28 Vulcanoclasto 35 20 2.40 8 0.439 0.0002 2.05 390 0.28 Arenisca 42 30 2.50 15 1.126 0.0006 4.10 758 0.27 Dacita 50 40 2.50 10 1.073 0.0016 5.51 2400 0.26

Lo que se viene observando en la Zona de Brechas en relacin a la presencia del agua subterrnea, en las labores mineras que se vienen desarrollando, son condiciones de mojado a goteo, es decir, hay mayor presencia de agua que en la Zona de Mantos, principalmente

SOCIEDAD MINERA EL BROCAL S.A.A. Noviembre 17, 2011 Evaluacin Geomecnica Integral del Minado de Mina Marcapunta Nor

inf geom zona de brechas dcr

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