Aplicacion de la geomecanica

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    26-May-2015

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Geomecanica

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1. APLICACIN DE LA GEOMECANICA PARA EL MEJORAMIENTO DEL SISTEMA OPERATIVO DEL YACIMIENTO MADRUGADA DE LA UEAADMIRADA ATILA - MINERA HUINAC SAC. JESUS GERARDO VIZCARRAARANA*, LUIS ALBERTO TORRES YUPANQUI*, ARNALDO ALEJANDRO RUIZ CASTRO*, JOSE DAGA HUARICANCHA* RESUMEN El presente trabajo de investigacin descriptivo, analtico y cuasiexperimental tiene por objetivo aplicar la geomecnica al Yacimiento Minero Madrugada, toda vez que la UEA(Unidad EconmicaAdministrativa)AdmiradaAtila aplica mtodos subterrneos para la explotacin de su yacimiento polimetlico con contenidos de minerales de plomo, plata zinc y cobre y a la fecha no tiene un conocimiento real de las consideraciones cualitativas y cuantitativas de macizo rocoso en el cual viene aplicando sus operaciones de minado, tan necesarios en la actualidad para realizar trabajos que optimicen los resultados tcnicos de operacin y por ende consideraciones econmicas que optimen los resultados, an ms esta aplicacin permitir que el desarrollo de sus actividades sea realizado con un alto ndice de seguridad para el personal que labora en el interior mina, as como la preservacin de su infraestructura y las maquinarias y equipos que se utilizan para unaexplotacineconmicaadecuada. Para elaborar el presente trabajo de investigacin, se ha recurrido a tomar datos de campo de los diferentes tipos de rocas sobre los cuales se han ejecutado labores mineras de desarrollo, preparacin y explotacin. Los estudios geomecnicos estn referidos a la determinacin de las caractersticas del macizo rocoso, mediante el anlisis litolgico estructural del mismo; para posteriormente establecer las caractersticas del comportamiento mecnico del macizo rocoso, determinando las propiedades fsicas, mecnicas y la resistencia compresiva del macizo rocoso y del mineral, finalmente se realiz la determinacin de los dominios estructurales, para establecer el factor de seguridad del macizo rocoso frente a la apertura de laslaboresminerasparaunadecuadoprocesodeminado. Condicionados los factores antes manifestados, se ha determinado que el macizo rocoso sobre el cual se ejecutan las labores mineras de minado en el yacimiento Madrugada es de una mediana a alta competencia, as como la misma mineralizacin, existiendo zonas inestables bastante espordicas debido a la presencia de estructuras geolgicas que lo posibilitan. GeomecnicaaplicadaalaMinaMadrugada. This research has a descriptive, analytical and quasi-experimental to implement the geomechanics to the mining ore body Madrugada, whenever the UEA (Economic Management Unit) Admirada Atila applies underground methods to the operation of its deposit of polymetallic ores containing lead, silver, copper and zinc but in this moment does not have a real understanding of the considerations of quality and quantity of solid rock in which it has implemented its mining operations, which are so necessary at present to carry out work to optimize the technical results of operation and therefore considerations economic optimal results, this application further enable the development of their activities is carried out with high safety for the personnel working within the mine, as well as the preservation of its infrastructure and machinery andequipmentusedforasuitableeconomicexploitation. In preparing this research work, has resorted to taking field data of different types of rocks on which they have been carried out mine workings of development, preparation and operation. Studies geomechanicistsare relative to the determinationof the characteristics of solid rock, through analysis of the same structural Lithology; subsequently to establish the characteristics of the mechanical behavior of solid rock, determining the physical, mechanical and the compressive strength of solid rock and mineral, finally made the determination of structural domains, to establish the safety factor of the solidrockfaceoftheopeningof themineworkings foraproperprocessof mining. Conditioned the factors outlined above, it has been determined that the solid rock on which to run the mine workings of mined at the Madrugada Mine is a medium to high competition, as well as the mineralization, there are quite unstable areas becauseof thesporadicpresenceofgeologicalstructuresthatallowit. GeomechanicsappliedtotheMadrugadaMine. Palabraclaves.- Keyword .- Aplication the geomecanic for the improvement of the operative system of the madrugada yacimiento UEA Admirada Atila - Huinac Mining sac ABSTRACT 59 * Docentes FIMGM - UNASAM. 2. INTRODUCCIN OBJETIVOS. H H UBICACIN DE LAMINA. CONCLUSIONES ISRM RMR Bsico corregido pizarra/caja piso varia de 45 47 (Tipo III), mineral el RMR Bsico y corregido varia de 38 40 (Tipo IV) pizarra/caja techovariade4651(TipoIII). Q de Barton pizarra/caja piso CALIDAD MEDIA, mineral, ESR CALIDAD ES MALA pizarra/caja techo CALIDAD MEDIA RMR y Q (Bieniawski Barton), RMR = 5.7564LnQ+40.283 Los estudios geolgicos y geomecnicos son necesarios para disear el sistema de explotacin de un proceso de minado, por lo que en el presente trabajo de investigacin, se puede indicar las siguientes preguntas que se necesita resolverparaviabilizarlaaplicacindeunsistemadeexplotacindelaminaMadrugada: Cuales son las diferentes variables y condiciones geomecnicas, para determinar la calidad del macizo rocoso, en unsistemadeinformacingeomecnica,comose obtienenycomose evalan?. Como se determinan los parmetros de la Clasificacin Geomecnica de Bieniawski RMR (Rock Mass Rating) paracuantificarlacalidaddelmacizorocoso?. De qu manera influye los parmetros de la Clasificacin Geomecnica de Bieniawski en la eleccin de un determinadoprocesodeminado?. De acuerdo a la calidad del macizo rocoso ser posible la seleccin de las caractersticas de las labores mineras de desarrolloypreparacinylaseleccindelmtododeexplotacinadecuadaenlaMinaMadrugada?. Las respuestas dadas a las preguntas establecidas nos permiten concretizar que la aplicacin de la geomecnica es proceso de suma importancia para establecer condiciones operativas adecuadas en un sistema de explotacin de un yacimientoyenestecasoeldelYacimientoMadrugada. El objetivo general es recopilar, sistematizar y describir, los procedimientos en la toma de datos para realizar el sistema de informacin geomecnica considerando los estndares del ISRM (Society International For Rock Mechanic's) que servir como base para un anlisis detallado y obtener como resultado un adecuado sistema de minado del yacimiento minero Madrugada. Determinar los diversos parmetros geolgicos y geomecnicos, para establecer el comportamiento del macizo rocosodondeseaplicarelsistemademinado. Evaluarlasdiversasvariablesgeomecnicasqueinfluyeneneldiseodelos mtodosdeexplotacin. Contribuir al conocimiento del diseo del o de los mtodos de explotacin, utilizando el sistema de informacin geomecnica. Lashiptesisplanteadas,son lassiguientes: = La aplicacin de la geomecnica es fundamental para el mejoramiento del sistema operativo delYacimiento MadrugadadelaUEAAdmiradaAtila. = La aplicacin de la geomecnica no es fundamental para el mejoramiento del sistema operativo del Yacimiento MadrugadadelaUEAAdmiradaAtila. La unidad minera en estudio, polticamente se encuentra ubicada en el Distrito de La Merced, Provincia de Aija, DepartamentoyReginAncash,aunacotapromediode4,100m.s. n.m. Geogrficamentesus coordenadasson lassiguientes: 0941'36LatitudSur 7740'42LongitudEste. Los parmetros geolgicos que inciden en la determinacin de la explotacin, estn establecidos por la geometra del yacimiento, que considera el tipo, potencia y buzamiento del yacimiento; la distribucin de leyes en el mineral, y el tipo de rocas que encajonan al mineral. En el caso especfico delYacimiento Minero Madrugada, se tiene una veta en rosario, con una potencia que vara entre 0.10 metros a 1.20metros, y el buzamiento esta entre 60 80, su distribucindeleyesesuniformeylasrocasencajonantesestnconstituidasporpizarras. De acuerdo al anlisis de los datos de campo, laboratorio y gabinete, basados en el (Society Internacional For Rock Mecnic's), se determino que el y el para la en el caso del y en el caso de la En lo relacionado a los parmetros del se puede concluir que la , como es una labor minera temporal su caracterstica es de en el caso especifico del que es permanente de acuerdo al (excavation support ratio). su , en lo referido a la que es unalabormineratemporalsu caractersticases de . De acuerdo al criterio cientfico de Palmstron la ecuacin para el yacimiento Madrugada en lo relacionado al es , dicho valor se encuentra dentro del rango establecido por estateora. v v v v 0 1 60 3. v v v v Los rangos de de acuerdo a los parmetros determinados son: para considerando que es temporal . como promedio mximo de abertura sin sostenimiento, y en caso del promedio de , para considerando que es permanente . como promedio mximo de abertura sin sostenimiento, y en caso del promedio de , para considerando que es temporal . como promedio mximo de abertura sinsostenimiento,yencasodel promediode En lo relacionado al tiempo de , para el caso de la , cuyo valor del esta en el rango de , es de , para el caso del , cuyo valor del esta en el rango de 38 - 40, es de para el caso de la , cuyo valor del esta en el rango de 46 51, es de En lo referente al sostenimiento de acuerdo a los valores determinados por y en el caso de la con valores y para estabilizar la labor minera se requiere de en el caso del con valores y para estabilizar la labor minera se requiere de en el caso de la con valores y para estabilizar la labor mineraserequierede En lo relacionado al comportamiento de la pizarra/caja piso, mineral y pizarra / caja techo, como componentes del macizo rocoso se puede determinar que el promedio esde . y el promedio es de , y el Factor de Seguridad , empero para mayor seguridad y garantizar la estabilidad de la labor minera se propone la aplicacin de los elementos y sistemas de sostenimiento descritos en el prrafo anterior para cada uno de los componentes. Las consideraciones geolgicas y geomecnicas aplicadas al mtodo numrico de seleccin de mtodos de explotacin, nos determinan que los mtodos que pueden aplicarse al yacimiento en orden decreciente de prioridades son: cielo abierto (open pit), corte y relleno (cut and fill), entibacin con cuadros (square set) y cmaras almacn ( shirincage). Por las consideraciones tcnico-geolgicas del yacimiento, se elimina el mtodo a cielo abierto, asimismo se elimina el mtodo de entibacin por cuadros por las caractersticas de potencia del yacimiento yporelabundanteuso demadera. Las ventajas y desventajas tcnicas establecidas en la presente tesis, nos conducen a determinar que el mtodo que debeaplicarsealyacimientoendiscusin,es eldecorteyrellenoascendenteconvencional. Los aspectos geolgicos del yacimiento deben estar continuamente actualizados para las labores mineras de desarrollo, preparacin y explotacin que se ejecutan, de modo que se puedan tomar previsiones cuando se presente anomalas geolgicas, especialmente aquellas consideraciones geolgicas estructurales, que puedan causar alteracionesenelmacizorocoso. Crear e implementar un departamento de geomecnica, para complementar adecuadamente los trabajos mineros quese desarrollanenlaMinaMadrugada. Creado el Departamento de Geomecnica debe realizarse la cuantificacin de los parmetros para determinar la calidad del macizo rocoso mediante la clasificacin geomecnica de Bieniawski RMR y Barton Q, siendo necesaria la aplicacin del sistema de informacin geomecnica, estandarizado por el ISRM (Society Internacional For Mechanic's), cuyo procedimiento es de caracterizar el macizo rocoso, mediante el levantamiento litolgico- estructural, la caracterizacin de los componentes mecnicos de la masa rocosa, mediante los ensayos de laboratorio, que nos determinan las propiedades fsico-mecnicas de las rocas y el mineral, los ensayos in-situ, como es el caso de la utilizacin del martillo Schimdt de Dureza para estimar la resistencia compresiva de la roca y mineral,ymediantelasclasificacionesgeomecnicasdeterminarlosdominiosestructurales. Es esencial tener los valores obtenidos para determinar el tiempo de autosoporte de la labor minera, por esta razn es necesario tener en cuenta el procedimiento y los estndares del para que en el caso del levantamiento litolgico se determinen valores reales de la caracterizacin como espaciamiento, persistencia, rugosidad, apertura, relleno, alteracin y la presencia de agua en la labor donde se realiza el levantamiento, en relacin a la determinacin del (Joint Set Number) cuantificar en el campo los valores del azimut, buzamiento, rumbo de las familiasyladirecciny/orumbodelaexcavacinminerasubterrnea. abertura mxima Pizarra/caja piso, ESR (4), 21.97 m RMR sin sostenimiento 7.43 m Mineral, ESR (1.6), 6.76 m RMR sin sostenimiento 7.43 m Pizarra/caja techo, ESR (4), 17.73 m RMR sin sostenimiento 7.43m. autosoporte sin sostenimiento Pizarra/ caja piso RMR 45 47 1AO Mineral RMR 3 MESES, Pizarra / caja techo RMR 2AOS. Bieniawski RMR Barton Q, Pizarra/caja piso RMR (45 47), Q (3-6), pernos sistemticos con shotcrete de 40 100 mm. de espesor; mineral RMR (38 - 40), Q (3-8), shotcrete reforzado con fibras de 120 150 mm. Y pernos ocasionales. Pizarra/caja techo RMR (46 51), Q (5 - 13), pernos sistemticosconshotcrete de40100mm.deespesor. 3.60 MPa 6.60 MPa FS = 1.04 RECOMENDACIONES ISRM, Jn 3 2 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Ramrez Oyanguren P.,. de la Cuadra Irizar l., Lan Huerta R., Grigalbo Obeso E. MECANICA DE ROCAS APLICADAALAMINERIAMETALICASUBTERRNEA, Madrid,Espaa,1984. Hoek E. And Brown, ET. EXCAVACIONES SUBTERRNEAS EN ROCA Mxico, traducido de la primera edicin.1980. Gamero Sanpedro, Fernando. LA MECANICA DE ROCAS EN LAMINERIA.,IBERGESA, Espaa,1977. David CrdovaRojas,CURSO MECANICADE ROCAS, Universidad Ingeniera- UNI, Lima,Per2001. Luis Torres DETERMINACIN DE PROPIEDADES FISICO-MECANICAS DE LAS ROCAS Y MONITOREO DELAMASAROCOSAUNASAM- 2004. 61 4. FIGURA N 4 12 - ESTACIN N 08 FIGURA N 4 13 - ESTACIN N 08 GRAFICO N 4 58 MODELAMIENTO Y COMPORTAMIENTO PIZARRA / CAJA PISO CALCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD Material Pizarra Caja Piso Calculo del 1 62 GonzlesVallejoINGENIERIAGEOLOGICAEspaa,2004. Martn Flores FACTORES GEOMECANICOS Y OPERATIVOS INFLUYENTES EN LA SELECCIN DEL SISTEMADE SOSTENIMIENTO SUBTERRANEO,AcerosArequipa,Lima,2006. Luis Arauzo (2000), GEOMECNICA APLICADA EN SOSTENIMIENTO ACTIVO, III Congreso Nacional de Minera. R. Cancce,A. Parraguez (2002), INFORMES INTERNOS DE PLANEAMIENTO MINA, MineraAurfera Retamas S.A. R.Cabrera(2002),INFORMES INTERNOS DEMECNICADE ROCAS,MineraHuinacS.A.