traducido(1)

Upload: jhan

Post on 14-Jan-2016

9 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Traducción

TRANSCRIPT

  • Presentado a la Internationa! Diario de Mecnica de Rocas y Ciencias de la Minera, 17 de febrero 2006

    Pronosticar el fracaso pendiente potencial en minas a cielo abierto -

    la planificacin de contingencia y remediacin

    Nick D. Rose3 y Oldrich Hungrb

    "Pileau Associates Engineering Limited, 215-260 Wes! Esplanade, North Vancouver, BC, Canad V7M3G7 l'Departamento de Tierra y

    Ciencias Ocenicas de la Universidad de Columbia Britnica, 6339 Tiendas Rd., Vancouver, BC, Canad V6T 17,4

    Abstracto

    Pronosticar el fracaso pendiente potencial en minas a cielo abierto es esencial para mantener la seguridad y la mna la productividad. Las

    pruebas de laboratorio de los deslizamientos de lluvia inducida en Japn hace 20 aos llev a un enfoque inverso velocidad para estimar el

    momento del fallo pendiente. Este enfoque de apelacin al haber sido pasado por alto en gran medida en la minera, pero se ha aplicado con

    xito en la prediccin de los tres grandes fallas de pendientes que varan en tamao desde la I a 18 millones de metros cbicos. Estas

    predicciones fueron pronosticadas dos semanas a tres meses de antelacin de la falta. Este documento ofrece una visin general del desarrollo

    de la inversa velocidad como una herramienta para la prediccin de fracaso y presenta cuatro ejemplos de casos de aplicacin exitosa de este

    enfoque. Una metodologa tambin se presenta y se ilustra con un ejemplo, que facilita la planificacin de contingencia y remediacin basado

    en pendiente predicciones y seleccin de criterios de tasa de movimiento de umbral operativo tasa movimiento.

    Palabras clave: Inverse-velocidad; Prediccin de fallos de pendiente; La falta de remediacin; El fracaso de mitigacin; Planificacin de contingencias

    1. Introduccin

    La evaluacin de los mecanismos de falla pendiente roca requiere

    una comprensin de la geologa estructural, las aguas subterrneas,

    resistencia del macizo rocoso y condiciones de estrs in situ. El alivio

    de tensin asociada con la excavacin minera conduce a rebote y

    relajacin suelo desplazamientos elsticos que disipan con el tiempo,

    un proceso que se refiere a menudo como la deformacin

    dependiente del tiempo [1,2], Con excavacin continua,

    desplazamientos de pendiente regresivas puede ocurrir en una

    desaceleracin cclica moda, pero puede no conducir a un fallo

    pendiente. Como los niveles de tensin aumentan, o en el caso de los

    macizos rocosos dbiles o alterados, ablandamiento cepa puede

    conducir a plstico (no recuperable) deformacin y desarrollo de

    insuficiencia progresiva.

    El mtodo inverso velocidad, desarrollado por Fukuzono

    [3] en 1985, proporciona una herramienta til para la prediccin de

    tiempo de fallo pendiente. Sorprendentemente, a pesar de que este

    enfoque fue desarrollado en base a pruebas de laboratorio hace ms

    de 20 aos, no parece que se han aplicado para la prediccin de falla

    de la pendiente en tiempo real en la industria de la minera hasta

    2001, cuando fue utilizado para predecir el primero de tres fallas de

    pendiente a gran escala presentan en este documento. La aplicacin

    del enfoque inverso velocidad para los movimientos de pendiente a

    gran escala en los macizos rocosos pobres y justas de calidad, ha

    llevado a la prediccin precisa de tres grandes fallas que van desde I

    a 18 millones de metros cbicos (m3). Volver anlisis de los datos de

    otras fallas de pendientes tambin ha proporcionado la calibracin

    razonable usando inversa velocidad. Este documento ofrece un fondo

    de desarrollo de la inversa velocidad como una herramienta para

    predecir el tiempo fracaso y presenta ejemplos de casos que

    demuestran el uso exitoso de este mtodo. Tambin se discuten los

    enfoques empricos y analticos que proporcionan estimaciones de

    posibles zonas de impacto para la zonificacin y el diseo de

    medidas correctoras de proteccin de riesgos.

    2. Fondo

    El concepto de velocidad inversa para predecir tiempo de fallo

    pendiente fue desarrollado por Fukuzono [3] sobre la base de las

    pruebas de laboratorio a gran escala que simulaban potencial de

    deslizamientos inducidos por lluvia en las masas de suelo en varios

    ngulos de pendiente. Se consideraron las condiciones simuladas en

    el laboratorio para ser caracterstica de acelerar las condiciones de

    fluencia (es decir, deformacin continua lenta) por gravedad 'de

    carga. Evaluacin de los datos de laboratorio condujo al

    reconocimiento de que el logaritmo de la aceleracin de

    desplazamiento de la superficie aument en proporcin al logaritmo

    de la velocidad de la superficie, resultando en correlaciones

    aproximadamente lineales en algunos casos. Cuando inversa

    velocidad se represent grficamente frente al tiempo, los valores de

    velocidad inversa-acercaron a cero a medida que la velocidad

    aumenta asintticamente hacia el fracaso. Trazada grficamente, se

    encontr una lnea de tendencia a travs de los valores de inverso

    velocidad frente al tiempo para proyectar al eje x (valor cero de la

    velocidad inversa), la prediccin de la cal aproximado de fallo, como

    se muestra en la Fig. I. Fukuzono present tres tipos de parcelas a los

    datos de laboratorio (es decir, cncavo, convexo o lineales) basado

    en la siguiente ecuacin:

    donde A y son constantes y tf es el momento del fallo. En los

    experimentos de laboratorio, se encontr un rango de entre 1,5 a 2,2.

    Como se muestra en la Fig. 1, la curva de la velocidad inverse- es

    lineal cuando un cncava = 2, cuando un 2.

    Basado en los resultados de pruebas de laboratorio, Fukuzono

    concluy que un ajuste de tendencia lineal a travs de los datos de

    velocidad inversa proporcion una estimacin razonable de tiempo

    de fallo, poco antes de la falla. Mediante la sustitucin de un valor de

    a = 2 en la ecuacin. 1, la estimacin del tiempo de fallo se puede

    simplificar la ecuacin. 2 en la Seccin 3.3.

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 2

    3. Metodologa

    Suponiendo que la aceleracin de las condiciones de tipo de

    fluencia puede ser caracterstica del mecanismo de falla del talud

    bajo investigacin (es decir, poco potencial de falla frgil rpida), el

    enfoque inverso-velocidad es una herramienta til para evaluar el

    tiempo potencial de fracaso. En las primeras etapas del desarrollo de

    la insuficiencia, cuando aceleraciones de pendiente puede ser

    relativamente baja, las tendencias inversa de velocidad se pueden

    utilizar para predecir el potencial tiempo de fallo, lo que permite

    tasas de movimiento umbral adecuadas para ser seleccionados para

    una operacin segura. Una ventaja importante de este enfoque es que

    las tasas de movimiento umbral pueden ser seleccionados en base a

    la consideracin de la duracin de la insuficiencia tiempo que

    precede, en lugar de sobre la base de estimaciones empricas solos.

    Sin embargo, un enfoque de precaucin se debe utilizar en la

    aplicacin de este mtodo, de modo que la complacencia no se

    desarrolla basado en la precisin asumida en las predicciones de

    tiempo de fallo pendiente. Como es el caso con cualquier mtodo de

    prediccin de fallos, la precisin del sistema de seguimiento y

    enfoque de filtrado de datos puede influir significativamente en las

    tendencias predichos. Posibilidad de cambios en el comportamiento

    de pendiente tambin debe ser tenido en cuenta. Como tal,

    conocimientos especializados se debe emplear siempre las posibles

    consecuencias de la falta de pendiente podran afectar negativamente

    a personal de la mina, equipos o infraestructura.

    Monitoreo Movimiento 3 / Pendiente

    Seguimiento de los movimientos de pendiente, incluso en su

    forma ms simple, debe llevarse a cabo en todas las situaciones de

    minera. Inspeccin visual regular para detectar signos de tensin

    grietas, actividad roca cada, deshilachado pendiente, abultamiento

    en la cara pendiente o lanzando al pie de una ladera puede

    proporcionar advertencia avanzada de inestabilidad potencial.

    Dependiendo de la duracin de la minera y las alturas de las laderas

    de las minas propuestas, una serie de prismas reflectantes encuesta

    situados cerca de la cresta hoyo ofrece una lnea de base de los

    desplazamientos de pendiente, de la que los posibles cambios en el

    comportamiento de pendiente se pueden evaluar. En las zonas

    potencialmente inestables donde se detectan grietas de tensin o

    movimientos de pendiente, prismas encuesta, extensmetros

    almbricas o crack monitores deben ser desplegados para vigilar los

    desplazamientos superficiales. Monitoreo del subsuelo del potencial

    de esquila se puede lograr con las tripas "pobres-boy", inclinmetros

    de pendiente, o reflectometra de dominio (TDR) cables de tiempo.

    Los datos de estas instalaciones deben ser registrados, trazan y se

    interpretan regularmente con respecto a la relacin de

    desplazamiento, velocidad y aceleracin. Para las encuestas de

    estaciones totales de prismas reflectantes, las direcciones vectoriales,

    magnitudes y se sumerge puede ser calculado para ayudar en la

    interpretacin de los posibles mecanismos de fallo. Descripciones

    completas de los mtodos de evaluacin de la superficie y del

    subsuelo de monitoreo, recopilacin de datos y se incluyen en

    Dunnicliff [4], Turner y Shuster [5] y Wyllie y Mah [6],

    3.2 Filtrado de datos

    Dependiendo de la exactitud del sistema de seguimiento, el

    suavizado de datos puede ser necesaria para filtrar los efectos de

    error del instrumento, as como "ruido", como los movimientos

    aparentes causados por cambios de temperatura o por episodios

    peridicos de vibracin de voladura. En las grandes minas a cielo

    abierto, las distancias considerables pueden ser requeridos para

    inspeccionar prismas en la direccin del movimiento ladera opuesta.

    A grandes distancias, la refraccin ptica y de temperatura y presin

    efectos diurnos pueden dar lugar a error apreciable, incluso con los

    sistemas de monitoreo ms precisos. Los futuros avances en Sistema

    de Posicionamiento Global (GPS) mtodos de monitoreo pueden

    ayudar a superar estos problemas. La magnitud del error en las

    lecturas de instrumento de la encuesta se puede estimar mediante el

    trazado de los datos para los puntos de referencia estables ubicados a

    distancias y elevaciones similares desde el instrumento. La

    dispersin relativa de los datos de la encuesta se puede evaluar para

    determinar la magnitud del error.

    Para duraciones cortas entre las mediciones de la encuesta, error

    del instrumento puede tener un efecto significativo sobre la

    capacidad de detectar bajas tasas de movimiento nivel (velocidad),

    debido a la proporcin de error al movimiento detectado. Un nmero

    de enfoques se puede utilizar para filtrar los datos y reducir el efecto

    de error del instrumento, incluyendo:

    medicin de los movimientos de pendiente aproximadamente a

    la misma hora del da para reducir los efectos diurnas;

    minimizando el nmero de inspectores para reducir la influencia

    de los errores de los operadores;

    el clculo se ejecuta velocidades medias basado en un

    incremento de tiempo que incorpora movimiento suficiente para

    reducir la relacin de error de movimiento detectado; y

    el clculo de velocidad basado en la lnea de visin o "distancia

    geomtrica", reduciendo as la influencia del error angular

    horizontal y vertical.

    El nivel adecuado de filtrado o suavizado se determina

    generalmente a modo de prueba y puede requerir la consideracin de

    diferentes duraciones de tiempo entre los valores estudiados, tales

    como: un da, siete das, 15 das o 30 das. Filtrado de datos debe

    incorporar el menor tiempo

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 3

    incremento que proporciona la mejor resolucin de la velocidad sin

    efectos significativos de error.

    33 Evaluacin de Inverse-Velocidad de datos y la velocidad

    prevista de desplazamiento y curvas

    Una vez aceleraciones se han identificado en los datos de

    movimiento pendiente, tendencias lineales se pueden caber a travs

    de los valores de velocidad inverse-, ya sea a mano o con un paquete

    de herramienta de graficacin. La evaluacin temprana de posibles

    tendencias de falla est normalmente logra mejor visualmente. Una

    vez que las tendencias lineales se identifican en los datos de

    movimiento de laderas, ecuaciones y coeficientes de regresin lineal

    R2 puede ser determinado para mejor ajuste lneas de tendencia. Una

    prediccin de tiempo de fallo se puede lograr ya sea visualmente en

    la fecha en que la lnea de tendencia intersecta el eje X o mediante el

    establecimiento de velocidad inversa igual a cero en la ecuacin

    siguiente (basado en la suposicin de una tendencia lineal, es decir, a

    = 2):

    donde tg es el valor de fecha y hora en el da en el inicio de la

    representacin grfica (momento en el que la velocidad es V0),

    como se muestra en la figura. I. Prediccin tiempo de fallo se puede

    calcular de la siguiente manera:

    Una vez que la pendiente de la lnea (A) y la ordenada en el origen

    (1 / V0) son conocidos, predijeron velocidades se pueden trazar en

    funcin del tiempo tomando la inversa de la ecuacin. 2, tal que:

    (4) '

    Mediante la integracin de la ecuacin anterior, predijeron

    desplazamientos relativos se pueden calcular como sigue:

    Velocidad predicho y curvas de desplazamiento relativos pueden ser

    comparados con los datos reales de control de pendiente para

    determinar si las tendencias predichas se aproximan a valores reales

    sobre una base continua, o si los cambios potenciales en el

    comportamiento de pendiente pueden estar ocurriendo con el tiempo.

    3.4 Seleccin de movimiento umbral Precios

    Seleccin de los tipos de movimiento umbral adecuados para un

    funcionamiento seguro y el cierre de las zonas mineras a base de

    talud tasas de movimiento deben tener en cuenta una serie de

    factores, entre ellos:

    la exactitud

    del sistema de vigilancia pendiente;

    el nivel

    de comprensin de la pendiente fracaso

    mecanismo;

    el comportamiento potencial de una falla de la pendiente si

    llegara a ocurrir (es decir, el desplazamiento frente al potencial

    de falla frgil rpida de tipo fluencia);

    el potencial de mitigar los movimientos de pendiente con

    medidas correctivas (por ejemplo, apuntalar, la descarga, la

    instalacin de los agujeros de drenaje horizontales o pozos,

    etc.);

    el tiempo necesario para aplicar las medidas correctivas;

    disponibilidad de la minera alternativa enfrenta o accesos; y

    el tiempo necesario para evacuar con seguridad personal y

    eliminar equipos o infraestructura.

    El mayor flexibilidad a largo plazo se consigue con las tasas de

    movimiento umbral que son lo suficientemente baja para permitir

    medidas correctivas para ser implementado de forma segura, antes de

    deterioro significativo de las condiciones de pendiente. Los retrasos

    en el calendario de la minera se pueden implementar para

    determinar si los desplazamientos de pendiente son regresivos

    (exhibiendo la deceleracin post-minera) o son progresivos hacia el

    fracaso. Estabilidad anlisis puede llevarse a cabo para determinar la

    forma ms efectiva, o combinacin de medidas correctivas (es decir,

    cresta de la descarga frente a apuntalar, y / o despresurizacin aguas

    subterrneas) que puedan ser necesarias para mitigar un posible fallo

    pendiente. Las estimaciones del tiempo necesario para poner en

    prctica las medidas correctivas se deben desarrollar para determinar

    los umbrales de pendiente del tipo de movimiento apropiados. Un

    margen de seguridad debe ser incluido para reflejar las

    incertidumbres en el comportamiento potencial pendiente.

    Si es posible, las medidas correctivas se deben considerar al

    menos un mes antes de una falla potencial, para proporcionar la

    mxima flexibilidad y seguridad. En ese punto, el seguimiento

    pendiente debe llevarse a cabo por lo menos diariamente. Antes de la

    implementacin de las medidas correctivas, los retrasos en las

    actividades mineras deben ser considerados para probar si se logra la

    respuesta regresiva, o si los movimientos de pendiente continan

    acelerndose. Influencias potenciales de la precipitacin, la recarga

    de las aguas subterrneas (por ejemplo, desde el deshielo de la

    primavera) y voladura deberan incluirse en estas evaluaciones.

    Actividades de remediacin Minera y debe suspenderse al menos

    una semana antes del fallo. Si otros peligros potenciales, como el

    aumento de desprendimientos de rocas, fallas banco de escala, etc.,

    podran ocurrir como resultado del aumento de los movimientos de

    pendiente, estos umbrales deben aplicarse antes en las tasas de

    movimiento inferiores.

    3.5 Estimacin de la insuficiencia Descentrado Zonas

    Potenciales y de impacto

    Evaluacin de escombros de descentramiento potencial se puede hacer

    usando una relacin emprica conocida como la Fahrboschung o

    ngulo descentramiento (definido como el ngulo entre la cresta

    post-fracaso y el dedo del pie ltimo de los escombros diapositiva)

    para la estimacin de las posibles zonas de impacto y las zonas

    mantener-out. La relacin de ngulo Fahrboschung reconoce

    intrnsecamente que la distancia de movilidad o de viaje de la roca

    avalanchas aumenta con el aumento de volumen. Basado en un

    grfico emprica de deslizamientos documentados de volmenes

    variables desarrolladas por Scheidegger [7] y de una base de datos de

    76 deslizamientos de Europa por Li [8], el ngulo de desviacin de

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 4

    una posible avalancha de escombros puede ser estimado. Grficos

    empricos relativos volumen fracaso a la tangente del ngulo de

    descentramiento, o la relacin de la altura de la pendiente a la

    longitud descentramiento (H / L), se pueden utilizar para estimar

    posibles distancias de salto. Herramientas de anlisis ms

    sofisticados pueden ser utilizados como el cdigo de Anlisis

    Dinmico DAN, descrito por Hungr [9], Este cdigo es el ms

    adecuado para la evaluacin de los fallos que son relativamente poco

    profundas, en comparacin con su extensin superficial, en lugar de

    profundas sentados, moderadamente mvil fallas en la roca madre.

    Es til en el anlisis y el diseo de las medidas de proteccin (por

    ejemplo, bermas de impacto) para el control de las diapositivas de

    escombros mviles o avalanchas de rocas asociadas a condiciones de

    fallo puesto. Diseo de estas medidas debe incorporar el modelado

    de los riesgos potenciales contra cada de rocas con cdigos de

    computadora, tales como el Programa de Simulacin Rockfall

    Colorado (CRSP), entre otros.

    4. Casos de ejemplos de Tiempo error previsto Uso

    Inverse-Velocidad

    Tres ejemplos de casos se presentan a partir de dos grandes minas

    a cielo abierto que ilustran el uso de la inversa de velocidad para la

    prediccin de tiempo de fallo. Ejemplos 1 y 3 se produjeron en 2001

    y 2005 en Betze-Post mina a cielo abierto de Barrick Gold se

    encuentra en el Carlin Trend, el noreste de Nevada. Ejemplo de caso

    2 se produjo en otra gran operacin minera. Cada uno de estos

    ejemplos de casos involucrados inestabilidades que monitorizados

    mediante encuesta estacin total manual y robotizada de prismas

    reflectantes, y extensmetros de lnea fija. En cada caso, las

    predicciones de fallo aproximarse el tiempo de fallo para el da de la

    falla real. Las predicciones de tiempo de fallo para los 1,2 y 18

    millones de m3 fracasos fueron pronosticadas semana de dos, cinco

    das y tres meses antes del fallo, respectivamente.

    En ambas operaciones mineras, las distancias de la encuesta de

    ms de 1 kilometro result en una precisin en las mediciones de la

    encuesta de aproximadamente 10 a 15 mm o mayor. Como

    resultado, se requieren diferentes mtodos de suavizado de datos

    para proporcionar resolucin razonable de las tendencias de

    movimiento pendiente.

    4- /Caso Ejemplo I

    Ejemplo de Caso 1 implica un fracaso 550m alta pendiente que se

    produjo en la pared sureste del cielo abierto Betze-Post en agosto de

    2001. El muro sureste se encuentra en granodiorita rocas intrusivas

    jursicas que son argillically (arcilla) alterados a lo largo de las

    principales fallas gubia lleno y zonas de cizalla. Como resultado, el

    agua subterrnea es muy compartimentada y tiene una influencia

    significativa en la estabilidad de taludes. Una descripcin de la

    geologa estructural y la hidrogeologa de la pared sureste est

    incluido en Rose y Sharon [10],

    Deformaciones cua complejos en la pared sureste superior

    comenzaron ya en 1993. El fracaso mecanismo involucrado esquila

    junto intersecciones cua profundas que sumieron superficialmente

    hacia el cielo abierto, provocando agitado hacia arriba a lo largo de

    fallas superficiales de inmersin en la pendiente que se orientan de

    forma oblicua a la cara pendiente. Estabilidad Los anlisis se

    llevaron a cabo para definir la geometra pendiente requerida para

    mantener un factor de seguridad mnimo (FOS) de 1,2 bajo

    condiciones parcialmente despresurizados. Entre 1993 y 1998, la

    estabilidad de taludes se logr en la primera y segunda del este

    Laybacks con una combinacin de contrafuertes de roca estril

    ingeniera, descargar cortes, stepouts, agujeros de drenaje

    horizontales y pozos verticales.

    En 1998, un nuevo diseo de la pared sureste se requiere debido a

    la inestabilidad que haba ocurrido en dos zonas de pendiente

    adyacentes, segn lo descrito por Rose y Sharon [10]. Como parte

    del diseo 2SE Layback, doce cuas complejos anidados varan en

    tamao desde aproximadamente 1 hasta 10 millones de m3 fueron

    analizados utilizando el programa tridimensional equilibrio lmite

    CLARA-W [11] para satisfacer una FOS mnimo de 1,2 para la

    pendiente final.

    Aproximadamente seis meses despus del inicio de la 2SE

    Layback, deformaciones pendiente comenzaron a desarrollarse a

    mediados y talud superior y se produjo por otros dos aos, hasta el

    final de la pared final. Diez prismas de la encuesta se utilizan para

    controlar la principal zona de cua complejo con ubicaciones que se

    muestran en la Fig. Se encontraron 2. desplazamientos totales de

    hasta un metro en la pendiente superior en el transcurso de la

    minera, la definicin de una tasa de movimiento promedio de

    alrededor de 2 mm / da. Deformaciones Slope respondieron de

    forma cclica a la minera y la precipitacin estacional, pero se

    mantuvieron regresiva a lo largo de la minera. Se requieren cambios

    correctivas para el plan de la mina 2SE Layback y recuperacin de

    mineral se complet con xito en enero de 2001 a un banco adicional

    por debajo de la cota final de destino inferior.

    Aproximadamente cinco meses despus se complet la minera, la

    pared sureste comenzaron a mostrar signos de desarrollo de

    insuficiencia progresiva, como se ha reconocido desde aceleraciones

    dbiles en los datos de seguimiento pendiente. Grficos de velocidad

    Inverse- fueron desarrollados para predecir el potencial de tiempo de

    fallo pendiente, que se estim inicialmente que se produzca

    aproximadamente dos a tres meses ms tarde. Como las tasas de

    desplazamiento aumentaron, las tendencias de velocidad inversa-

    exhibieron una mayor linealidad y comenzaron a converger en un

    tiempo de fallo comn de 29 de agosto de 2001. La Figura 3 es un

    grfico de velocidad inversa en funcin del tiempo que muestra las

    tendencias predichas de prismas nueve encuesta situados en

    diferentes elevaciones en la pendiente (Fig. 2) en los ltimos seis

    semanas de datos que conducen al fracaso. Data- suavizado se logr

    mediante el clculo de velocidades de seis das distancia inclinacin

    para reducir los efectos de error del instrumento en valores de

    velocidad de bajo nivel. Coeficientes de regresin lineal (R2) fueron

    99% para todos los nueve prismas. Se calcularon los Seis das

    velocidades incrementales y grafican hasta dos das antes de la falla.

    Aunque los datos promedio de seis das comenzaron a divergir de las

    lneas de ajuste ptimo ms cerca del tiempo de fallo (Fig. 3), se

    reconoci previamente que los promedios de seis das podran dar

    lugar a una prediccin de fallos retraso de hasta uno o dos das . Para

    dar cabida a esto, las tendencias best-fit se proyectaron hacia atrs a

    travs de dos a cuatro semanas de datos en lugar de ajustar las

    predicciones basadas en las tendencias a corto plazo.

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 5

    Figura 3: Ejemplo de Caso 1 - Parcela de seis das de duracin media inversa velocidad y la velocidad (predicho curvas frente a los valores

    reales en el grfico del recuadro) en funcin del tiempo durante nueve prismas (tiempo 0 era el tiempo observado de fracaso).

    Figura 2: Mapa de la pared sureste mostrando geometras complejas de cua, ubicaciones de prisma (puntos negros) y direcciones de deslizamiento (flechas). 1,0 0 0,8 9

    0.1

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 6

    Un joven de 18 millones de m3 (47 millones de toneladas) fallo se

    produjo en la pared sureste del pozo Betze-Post el 29 de agosto de

    2001. El fracaso iniciado en una seccin alta de la pendiente lecho de

    roca superior 345m, antes del fallo, el ngulo mximo de inclinacin

    general (cresta a los pies) fue de 27 sobre una altura pendiente de

    450m. El fracaso abarc una altura total pendiente de 550m. El

    ngulo definido de la cresta original a la punta de los escombros

    fracaso fue 24 . El ngulo Fahrboschung, definido desde la cresta de

    la espalda-escarpa de la punta del depsito de deslizamiento de tierra

    (escombros fracaso) fue 22,5 . El fallo se produjo en un muro de

    boxes ltima aproximadamente ocho meses despus de la

    finalizacin de la minera y no tuvo efectos adversos sobre la

    explotacin minera a cielo abierto.

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 7

    4.2 Ejemplo de caso 2

    Ejemplo de Caso 2 implica un fallo pendiente que abarc una

    altura 365m pendiente, dentro de 210m de sedimentos aluviales

    terciarios consolidados superpuestos lecho de roca intrusiva.

    Condiciones del agua subterrnea de alta, una masa de roca

    altamente fracturada y la ocurrencia de fallas de inmersin

    abruptamente en pendiente, dieron lugar a deformaciones derribando

    profundas que propagan en los sedimentos superpuestos, lo que

    resulta en un fracaso a la traccin del talud superior. Deformaciones

    Slope se haban producido de forma regresiva en respuesta a la

    minera durante un perodo de un ao antes de que se reconocieron

    signos de insuficiencia progresiva.

    La Figura 4 es un grfico de datos para cinco prismas de la

    encuesta y uno extensmetro wireline, que muestra la tendencias

    lineal de mejor ajuste que se proyectan a un tiempo de fallo que se

    prev de una a dos semanas antes de fracaso. Se calcularon las

    velocidades de cinco prismas basado en lecturas totales

    incrementales de la encuesta vector. El extensmetro de telefona fija

    se midi a intervalos de 15 minutos a travs de la telemetra de radio,

    pero las velocidades se calcularon sobre una base de 24 horas para

    reducir el efecto del error y del instrumento se restablece. Los datos

    extensmetro almbricas proporcionan las predicti ms precisos

    sobre la insuficiencia de tiempo pendiente, que se prev que dentro

    de tres horas de la falla real. El coeficiente de regresin lineal R2

    para los datos extensmetro wireline fue del 99%, en comparacin a

    83 a 99% para los cinco prismas de la encuesta.

    Las actividades mineras se detuvieron con xito de antemano al

    fracaso y no hay efectos adversos fueron experimentados por la

    operacin minera. El fallo se produjo en una pendiente provisional y

    los planes de contingencia siempre caras mineras alternos.

    Aproximadamente 1 milln de m3 (2 millones de toneladas) de

    material del talud superior se deposit en el nivel de trabajo, la

    definicin de un lbulo de escombros que se extenda unos 100

    metros desde el pie del talud. Antes de fracaso, la pendiente se

    extraa en un ngulo de pendiente interramp (IRA) de 44 . La

    escarpa cabeza del fracaso extendi aproximadamente 50 a 75

    millones detrs de la cresta hoyo, definiendo un ngulo de 35

    Fahrboschung. Cantos rodados de hasta 3 m de dimetro rodaron a

    una distancia mxima de 130 metros de la punta original de la

    pendiente, pero fueron detenidos por una berma impacto de la

    seguridad. 4.3 Ejemplo de caso 3

    Ejemplo de Caso 3 implica un 2.000.000 m3 (5.000.000

    toneladas) fallo que se produjo en una altura de 120m pendiente en la

    pared suroeste del pozo Betze-Post el 22 de mayo de 2005. El fallo

    se produjo aproximadamente dos semanas despus de un contacto

    litolgico baja resistencia al corte fue daylighted con un chapuzn

    promedio de alrededor de 17 hacia el cielo abierto. El fracaso fue

    de naturaleza progresiva y sigui a 115 mm de lluvia en once das, y

    un evento pico precipitaciones de 53 mm en 24 horas, a seis das

    antes de la falla. El fallo se produjo como resultado de la orientacin

    adverso de materiales de resistencia al corte bajas en el contacto y las

    presiones de poro litolgicas

    Figura 4: Ejemplo de Caso 2 - Parcela de inversa velocidad y la velocidad (predicho curvas frente a los valores reales en el grfico del recuadro) en funcin del

    tiempo por cinco prismas y un extensmetro de telefona fija (Lime 0 se observ, el tiempo de fallo).

  • ROSE y Hungr 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 8

    asociado con la infiltracin de hasta 4.000 litros por minuto de agua

    superficial en grietas de tensin en la cresta de boxes.

    Como se muestra en la Fig. 5, tendencias inversa-velocidad se

    definieron cuatro a cinco das antes de la falla, antes de que los

    movimientos de pendiente se haba comportado de una manera

    regresiva. La figura 6 es una foto de aproximadamente dos meses

    despus de la falla. El fallo se produjo en una pared provisional y no

    tena efectos adversos para la actividad minera. Remediacin incluido

    el desvo de las aguas superficiales cerca de la cresta de boxes y un

    stepout en la punta fracaso. Precediendo el fracaso, la pendiente se

    extraa en una cuenta IRA de 38 . El ngulo Fahrboschung fue de 21

    , y la distancia mxima desviacin de la punta minada original sobre

    90m.

    4 3 2

    TIEMPO ANTES DE FALLA (DIAS)

    18-may-05 19-may-05 20-may-05 21-may-05

    FECHA

    Figura 5: Ejemplo de Caso 3 - Parcela de inversa velocidad y la velocidad (curvas predichas frente a los valores reales en el grfico del

    recuadro) frente al tiempo para tres prismas (tiempo 0 era el tiempo observado de fracaso).

    Curvas de velocidad previstos (basados

    en inversa velocidad FITS) en

    comparacin con los datos reales de

    velocidad

    4 3 2 1 TIEMPO ANTES DE FALLA (DIAS)

    Coeficiente de regresin (R2) = 73 a 91% - de

    todos los ajustes de velocidad inversa-

    23-may-05

    22-may-05

    Figura 6: Foto de 2.000.000 m3 Fracaso Southwest Pared al Betze-Post a cielo abierto que se produjo 22 de mayo 2005

  • ROSE & I-IUNGR 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 9

    5. Ejemplo de Inverse-Velocity utilizados para

    implementar medidas correctivas y Mitigar Fracaso

    Slope

    Un cuarto ejemplo de caso se presenta que ilustra el uso de

    inversa velocidad para planificar e implementar medidas correctivas

    para mitigar un posible fallo pendiente, utilizando tasas de

    movimiento de umbral seleccionados sobre la base de tiempos de

    falla pronosticadas. Este ejemplo se refiere a Un 3-10000000 m3 (5-

    18000000 tonelada) la inestabilidad en la pared noreste del cielo

    abierto Betze-Post que se desarroll a finales de 2000 y continu a

    deformarse a velocidades controladas, hasta el final de la minera en

    enero de 2003. Durante la minera, deformaciones de pendiente

    fueron gestionados por la aplicacin de los recortes bien colocados

    descarga, padrastros outs, a mediados de la pendiente contrafuertes

    de roca estril y desarrollo layback temporalmente divisin. Una

    descripcin detallada de la ingeniera geolgica, hidrogeologa, el

    diseo y el desarrollo del Nordeste Layback est incluido en Sharon,

    Rose y Rantap [12].

    Desde principios de mayo hasta finales de junio de 2002, los

    movimientos de pendiente en la medianoche / Pats cua exhibido

    complejos aceleraciones de pendiente con un potencial de tiempo de

    fallo indicado de principios y mediados de agosto de 2002.

    movimientos de pendiente se relacionaron con bajo ngulo de

    inclinacin a lo largo de la baja resistencia al corte (es decir, ,

  • ROSE & I-IUNGR 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 10

    6. Conclusiones y Discusin

    Inverse velocidad ha demostrado ser una herramienta til para la

    prediccin de los tres grandes fallas de pendientes presentados en

    este documento. La aplicacin de este mtodo tambin tuvo xito en

    la mitigacin de un fallo pendiente potencial basado en la

    consideracin del tiempo requerido para implementar las medidas

    correctivas y la programacin de las actividades de recuperacin con

    criterios de umbral adecuadamente seleccionados. Todos los

    ejemplos de casos presentados en este trabajo involucrado

    relativamente grandes inestabilidades (es decir, = 1 milln de m3)

    que se produjo en un ambiente de estrs extensional con un insitu

    baja relacin horizontal a la tensin vertical. Estas condiciones son

    consistentes con la carga de la gravedad y la aceleracin de las

    condiciones de tipo de fluencia

    simulado en pruebas de laboratorio por Fukuzono [3], La experiencia

    con este mtodo no se ha ganado en un esfuerzo horizontal de alta in

    situ medio ambiente o en fuerte masas de roca

    donde el aumento potencial de rpidoquebradizo fracaso

    puede

    existir. Como tal, se debe tener precaucin en la aplicacin de este

    mtodo en cualquiera de estos entornos.

    En el momento de la escritura, ni autor era consciente de otros

    ejemplos en inversa velocidad haba sido utilizado para predecir con

    xito a gran escala pendientefracaso tiempo

    (aunque

    el mtodo era demostrado ser xito en "Predecir"

    ciertos fracasos pasados con carcter retroactivo, por ejemplo,

    Voight, [13,14]). Varios autores han propuesto que la inversa

    velocidad debe ser aplicable para predecir grandes deslizamientos

    naturales, o sturzstroms, pero sus conclusiones tambin parecen ser

    Escala '100m '

    Figura 8: Complejo de cua en la pared noreste superior de la fosa abierta Betze-Publicar la participacin de

    los fallos de medianoche / Pats y Carlin limo cerosa (3.000.000 m3).

    Figura 9: La foto de la pared noreste superior de la fosa abierta Betze-Post que muestra la ubicacin de la

    descarga de la cresta de la medianoche / Pats cua compleja.

  • ROSE & I-IUNGR 2006 - PREDICCIN PENDIENTE FRACASO 11

    basado en el anlisis posterior de los datos histricos, en lugar de

    ocurrencias predichos reales. Kilburn y Petley [15] presentan un

    back-anlisis de los movimientos de pendiente horizontales grabadas

    antes del colapso catastrfico del Monte Dedo en el embalse de

    Vajont en octubre de 1963, reclamando ms de 2.000 vidas

    [16] , Regresin lineal de los datos de velocidad inversa-da un

    coeficiente de correlacin R2 de 99% a travs de datos de 60 das

    antes del evento, la adicin de un ejemplo convincente caso donde el

    uso de la velocidad inversa puede haber tenido xito en la

    prevencin de posible desastre.

    Una metodologa de pronstico fracaso, similar la de este trabajo,

    se presenta por Crosta y Agliardi [17], pero utiliza curvas inversa de

    velocidad ms complejos presentados por Voight [13,14], Su trabajo

    utiliza de nuevo el anlisis de la pendiente natural histrico y abierto

    fracasos de minas a cielo para validar el uso de la inversa velocidad

    para desarrollar criterios de umbral para la gestin de desastres

    asociados con grandes deslizamientos naturales. Ajuste de datos

    usando el mtodo inverso velocidad no lineal puede proporcionar

    una evaluacin ms precisa de las tendencias a largo plazo, pero es

    ms compleja, que puede limitar el uso prctico. Estimaciones

    lineales de velocidad inverse- deberan proporcionar una estimacin

    razonable del tiempo de fallo, si las predicciones son actualizadas de

    manera permanente y un nivel adecuado de filtrado se utiliza para

    reducir los efectos del error. La principal ventaja del mtodo es que

    las parcelas en tiempo de velocidad inversa, ya sea lineal o no, son

    ms fciles de extrapolar hacia el lmite de la insuficiencia de las

    curvas hiperblicas habituales registrados por la aceleracin de las

    deformaciones antes del fallo. En principio, el mismo enfoque puede

    ser utilizado para la extrapolacin de los fenmenos inestables, por

    ejemplo la frecuencia de eventos de micro-ssmicos registrados en el

    inicio de una falla de la pendiente de roca.

    7. Experiencia de base de datos

    En un esfuerzo continuo para aumentar la base de datos de la

    experiencia con el enfoque inverso velocidad, los autores de este

    trabajo les gustara extender una invitacin para que otros puedan

    compartir su experiencia con este mtodo. Si es necesario, se puede

    mantener la confidencialidad omitiendo referencia a la ubicacin o

    fuente de los datos. Correspondencia a este efecto se puede hacer a

    travs de correo electrnico al Sr. Nick Rose [email protected] o

    el Dr. Oldrich Hungr en la Universidad de British Columbia en

    [email protected].

    8. Agradecimientos

    Los autores de este trabajo agradecen a la gestin de Barrick

    Goldstrike Mines Ltd., Barrick Gold Corp. y la empresa minera en

    el anonimato que proporciona permiso para presentar los datos de

    seguimiento de pendiente y la informacin incluida en este

    documento. El reconocimiento se otorga al personal de ambas minas

    que recogan los datos de seguimiento pendiente y contribuyeron al

    juicio de ingeniera que se utiliz en la aplicacin exitosa de este

    enfoque. Un agradecimiento especial se dan a Bob Sharon, Mark

    Rantap, Tracey Miller, John Cash, Dave Pierce,

    Joe Gallegos y Jorge Armstrong. Comentarios editoriales

    desde A1 Stewart, Ian Stilwell y Mike Scholz tambin son

    reconocido con gratitud.

    9. Referencias

    [1] Martin, DC, 1993. Tiempo defoimation depende de las

    pendientes rocosas. Ph. D. Tesis, Universidad de Londres,

    agosto.

    [2] Zvodn, ZM, movimientos 2000. dependiente del tiempo de

    laderas a cielo abierto. Estabilidad de taludes en la minera de

    superficie. (Eds. A. Hustrulid, MJMc Carter, DJA Van Zyl).

    Littleton: Soc. para Min., Metall. y Expl., 81-88.

    [3] Fukuzono, T., 1985. Un nuevo mtodo para predecir el tiempo

    de fallo de una pendiente. Procs. 4, h Int. Conf. y Taller de

    Campo en Los deslizamientos de tierra, Tokio, 145-150.

    [4] Dunnicliff, CJ, 1988. Instrumentacin geotcnica para el

    desempeo en el campo de monitoreo. John Wiley and Sons,

    Inc., Nueva York.

    [5] Turner, A.K. y Schuster, RL, Eds., 1996. Los deslizamientos

    de tierra, investigacin y mitigacin. Transportation Research

    Board Informe Especial 247, Washington, DC

    [6] Wyllie, DC y Mah, CW, 2004. Roca ingeniera pendiente.

    Cuarta edicin, Spon Press, Nueva York.

    [7] Scheidegger, AE, 1973. En la prediccin Ofthe alcance y la

    velocidad de los deslizamientos de tierra catastrficos.

    Mecnica de Rocas, 5, 231- 236.

    [8] Li, T., 1983. Un modelo matemtico para predecir la magnitud

    de un desprendimiento de rocas importante. Zeilschrift pieles

    Geomorphologie, 24, 473- 482.

    [9] Hungr, O., 1995. Un modelo para el anlisis de

    descentramiento de diapositivas de flujo, flujos de escombros y

    avalanchas. Geotech canadiense. J., 32, 610-623.

    [10] Rose, N.D. y Sharon. RP, 2000. Prctica ingeniera pendiente

    roca disea en Barrick Goldstrike. En estabilidad de taludes en

    la minera de superficie. (Eds. A. Hustrulid, M..I. McCarter,

    D..1.A. Van Zyl). Littleton: Soc. para Min., Metall. y Expl.,

    213- 218.

    [11] Hungr, O., 1994. CLARA-W - Anlisis de estabilidad de

    taludes en dos o tres dimensiones para microordenadores

    compatibles IBM. Manual del usuario, O. Hungr Geotcnica

    Research Inc ..

    [12] Sharon, R., Rose, N. y Rantap, M., 2005. Diseo y desarrollo

    Ofthe noreste Layback del Betze-Post Cielo Abierto .Pro cs.

    Soc. Min. Ing. Reunin Anual, Salt Lake,

    5- 09, 1-10.

    [13] Voight, B. 1988. Un mtodo para la prediccin de la

    erupcin volcnica. Naturaleza, Londres, 332, 125-130.

    [14] Voight, B. 1989. Una relacin para describir la falla del

    material depende tarifa. Ciencia, Washington, D.C, 243, 200-

    203.

    [15] Kilburn, C.R.J. y Petley, DN, 2003. gigante Forecasting,

    colapso pendiente catastrfica: lecciones de Vajont, el norte

    de Italia. Geomorfologa, 54, 21-32.

    [16] Muller, L, 1964. El deslizamiento de rocas en el valle de

    Vajont. Feismech. Ingeniergeol., 2, 148-212.

    [17] Crosta, G.B. y Agliardi, M, pronosticado para grandes

    deslizamientos de rocas por las mediciones de

    desplazamiento superficial de 2003. El fracaso. Geolech

    canadiense. J., 40, 176-191.