01_Identificación de los problemas del terreno

7/31/2019 01_Identificacin de los problemas del terreno

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MANUAL

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La cada de rocas constituye uno de los mayores riesgos en el minado

subterrneo. Por esta razn, para que las operaciones mineras sean seguras, esesencial que el personal de la mina identifique los problemas de inestabilidad de lamasa rocosa, que pueden conducir a la falla potencial de la misma. De esta manerase podrn adoptar medidas adecuadas para prevenir los accidentes ocasionadospor la cada de rocas.

Los factores que influyen en las condiciones de estabilidad de la masa rocosa de lasexcavaciones subterrneas, que son de particular inters en trminos de laoperacin minera da a da, son: la litologa, intemperizacin y alteracin, laestructura de la masa rocosa, los esfuerzos, el agua subterrnea, la forma, el

tamao y orientacin de las excavaciones, el esquema y secuencia de avance delminado, la voladura, el tiempo de exposicin abierta de la excavacin y losestndares de sostenimiento.Antes de realizar una excavacin, la masa rocosa se encuentra en equilibrio, sinembargo, cuando la excavacin se ha creado, sta rompe las condiciones deequilibrio pre-existentes, la cual crea perturbaciones en la masa rocosa que esnecesario controlar. Cuando estas perturbaciones son adversas, pueden resultaren inestabilidades de la masa rocosa como fracturamientos y aflojamientos de la

roca, deslizamientos a travs de superficies de discontinuidad, deflexionesexcesivas del techo, convergencia o cierre de los contornos de la excavacin o delas cajas de una labor en veta, astillamientos, lajamientos, reventazones yestallidos de rocas.

La identificacin de las inestabilidades de la masa rocosa, debe ser llevada a caboen forma continua durante el desarrollo de la mina a medida que avance elminado, en base a la informacin geomecnica que se tenga disponible y lasinspecciones de rutina de la masa rocosa de las aberturas mineras.

En el presente captulo, se tratan los diversos aspectos relacionados a cmoidentificar los problemas de inestabilidad de la masa rocosa. Para cada aspectotratado se dan consideraciones de lo que es correcto e incorrecto, para que elpersonal de la mina practique apropiadamente lo primero y deseche las prcticasincorrectas.

2.1 INTRODUCCIN

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El tipo de roca influye en las condiciones de estabilidad de la masa rocosa de las

excavaciones, por ejemplo, las margas, tufos y tobas volcnicas de textura granularo brechoide, caracterizadas por su baja densidad y alta porosidad, son rocas queabsorben rpidamente la humedad y se deterioran, pudiendo llegarpaulatinamente al fallamiento si es que no se adoptan medidas de control de laestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones.

Las condiciones inestables de estos tipos de roca, se incrementan en condicionesde mayor presencia de agua (goteos y flujos), presencia de agua cida y materialesrocosos carbonatados, presencia de altos esfuerzos y cuando se ubican entrecapas de roca de mejor calidad, por ejemplo, brechas tufceas entre lavas

andesticas o margas entre calizas.

Particularmente en la roca estratificada, se presentan horizontes de rocas de malacalidad como lutitas, margas, calizas carbonosas, calizas porosas u otras rocas quecontienen arcillas. Estos materiales constituyen estratos dbiles, principalmenteen presencia de agua, que pueden influir adversamente en las condiciones deestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones.

Por otro lado, las rocas intemperizadas y alteradas tambin pueden influir en las

condiciones de estabilidad de la masa rocosa.Las rocas superficiales intemperizadas, cuyo rasgo principal es la presencia dexidos de fierro debido a la oxidacin y el contenido de arcillas por ladescomposicin de los feldespatos u otros minerales, son rocas deterioradas ypropensas a causar inestabilidades al ser excavadas. sta es la razn por lo que en lamayora de los casos las bocaminas requieren ser sostenidas.

Las rocas alteradas tienen caractersticas ms complejas. Las alteracioneshidrotermales son muy relevantes en el minado, desde que estn asociadas con la

formacin y tipo de los yacimientos minerales. Las caractersticas de la alteracininfluyen en forma adversa o en forma favorable a las condiciones de estabilidad dela masa rocosa de las excavaciones.

A manera de ejemplo, presentamos el zoneamiento simplificado de unaestructura mineralizada en un ambiente de alteracin hidrotermal en vetas:

1. Zona de alteracin silcea o cuarzo sericita, asociada con la mineralizacinde la veta, en donde ocurren rocas de calidad regular.

2.2 INFLUENCIA DE LA LITOLOGA, INTEMPERIZACIN Y ALTERACIN

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Figura 2.1 Zoneamiento simplificado de una estructura mineralizada.

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2. Zona de alteracin arglica, avanzada o intermedia, correspondiente a lascajas inmediatas, donde ocurren rocas de mala calidad y propensas alfallamiento.

3. Zona de alteracin propiltica potsica, asociada a la periferie de lascajas, en donde la roca mejora su calidad, sin embargo, las fracturaspresentan minerales de clorita formando superficies lisas.

4 Zona de roca estril no afectada por la alteracin, en donde ocurrencondiciones geomecnicas caractersticas de los macizos rocosos.

Adems del zoneamiento de la alteracin local (en la veta), algunos yacimientospresentan un zoneamiento hidrotermal regional, mostrando las diferentes zonasde alteracin, condiciones geomecnicas que la caracterizan y que influyen en laestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones.

Tambin es importante anotar que algunas rocas presentan en su composicinmineralgica, materiales de caractersticas expansivas como la anhidrita (sulfatode calcio) y la montmorillonita (tipo de arcilla), la primera relacionada con lascalizas y la segunda con tufos volcnicos o rocas como las fillitas.

Veta

Relleno

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2.3 INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA DE LA MASA ROCOSA

La influencia de los rasgos estructurales geolgicos sobre las condiciones de

estabilidad de la masa rocosa de las excavaciones, es de particular inters entrminos de las operaciones mineras da a da.

La influencia de la estructura de la masa rocosa puede ser simplificadaconsiderando los siguientes tipos generales de excavaciones:

En roca masiva o levemente fracturadaEn roca fracturadaEn roca intensamente fracturada y dbilEn roca estratificada

En roca con presencia de fallas y zonas de corte

2.3.1 Excavaciones en roca masiva

Figura 2.2 Ejemplo de roca masiva con pocas fracturas, que presenta condicionesfavorables para la estabilidad de las excavaciones asociadas al minado.

Las rocas masivas se caracterizan por presentar pocas discontinuidades, con bajapersistencia y ampliamente espaciadas, generalmente son rocas de buena calidadque estn asociadas a cuerpos mineralizados polimetlicos en rocas volcnicas,particularmente cuando stas han sufrido procesos de silicificacin hidrotemal.

Ignorando por ahora la influencia de los esfuerzos, estos tipos de rocas ofrecenaberturas rocosas estables sin necesidad de sostenimiento artificial, solo requierende un buen desatado o sostenimiento localizado.

Excavacinestable

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2.3.2.1 Cuas biplanares

La roca fracturada se caracteriza por presentar familias de discontinuidadesconformadas principalmente por diaclasas, por lo que se les denomina tambin

roca diaclasada, que se presentan en la mayora de los depsitos mineralizados delpas (vetas y cuerpos). Las diaclasas y otros tipos de discontinuidades constituyenplanos de debilidad. Luego, el factor clave que determina la estabilidad de laexcavacin es la interseccin de las discontinuidades, que conforman piezas obloques de roca intacta de diferentes formas y tamaos, definidas por lassuperficies de las diaclasas y la superficie de la excavacin.

Desde que las piezas o bloques rocosos se encuentran en la periferie de laexcavacin, stos pueden ser liberados desde el techo y las paredes de la excavaciny pueden caer o deslizarse debido a las cargas gravitacionales.

Para que una excavacin sea estable, los bloques de roca deben ser capaces deinteractuar o de hacer presin uno contra el otro, cuando esto ocurre, laexcavacin tiende a autosostenerse. Alguna irregularidad en el contorno de laexcavacin es la clave indicadora para un problema potencial de inestabilidad,donde las piezas de roca no van a tener la capacidad de interactuar y por lo tanto depermanecer en su lugar. Cuando se descubre una irregularidad basndose en elsonido de la roca, esto indica que se est aflojando cerca de la superficie y que sepuede reconocer y evaluar un peligro potencial.

Las discontinuidades o planos de debilidad pueden intersectarse formando variascombinaciones. Segn esto, las fallas comnmente vistas en el minadosubterrneo son: las cuas biplanares, las cuas tetrahedrales, los bloquestabulares o lajas y los bloques irregulares. Desde luego, no solo las diaclasaspueden intervenir para generar estos modos de falla de la roca, sino que lacombinacin puede ser con cualquier otro tipo de discontinuidades como fallas,zonas de corte, estratos, etc.

2.3.2 Excavaciones en roca fracturada

El modo ms simple de falla est formado por la interseccin de dos diaclasas osistemas de diaclasas, en general dos discontinuidades o sistemas dediscontinuidades, cuyo rumbo es paralelo o subparalelo al eje de la excavacin. Eneste caso, en el techo o en las paredes se forma una cua biplanar o prisma rocoso,que podra desprenderse desde el techo o deslizarse desde las paredesinesperadamente.

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Figura 2.3 Cuas biplanares liberadas por las intersecciones de diaclasas en rocas fracturadas,las cuales pueden caer o deslizarse debido a las cargas gravitacionales.

Figura 2.4 Cuas tetrahedrales liberadas por las intersecciones de diaclasas en rocas fracturadas, lascuales pueden caer o deslizarse debido a las cargas gravitacionales.

Es otro modo de falla que considera la interseccin de tres diaclasas o sistemas dediaclasas, en general tres discontinuidades o sistemas de discontinuidades, paraformar una cua tetrahedral que podra caer o deslizarse por peso propio, ya seadesde el techo o desde las paredes de la excavacin.

2.3.2.2 Cuas tetrahedrales

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Cuando las cuas estn formadas por tres familias de discontinuidades, staspersistirn ya sea en el techo o en las paredes de la excavacin, mientras semantengan las caractersticas estructurales de la masa rocosa y la orientacin de laexcavacin. Esto har que se requiera de sostenimiento sistemtico para

estabilizar las cuas.

2.3.2.3 Bloques tabulares o lajas

2.3.2.4 Bloques irregulares

En este caso, la roca de los contornos de la excavacin est formada como unedificio de bloques que se autosostienen. Los bloques liberados por lasintersecciones de las diaclasas presentan formas complejas, como en la Figura 2.6.La falla puede ocurrir por cada o deslizamiento de los bloques debido al efectode la gravedad.

Figura 2.5 Bloques tabulares o lajas liberadas en la caja techo, en donde se presentan las falsas cajas.

Veta

Relleno

CAJA TECHO

CAJA PISO

Lajas

stos se forman cuando la roca presenta un sistema principal de discontinuidadesque sea aproximadamente paralelo al techo o a las paredes de la excavacin yadems existan otros sistemas que liberen el bloque. Esta forma de inestabilidadde la masa rocosa, es observada en rocas volcnicas e intrusivas de yacimientos deoro filoneano y tambin en yacimientos polimetlicos tipo vetas, en donde elprincipal sistema de discontinuidades forma las denominadas falsas cajas,

paralelas a las cajas y que pueden separarse o despegarse y caer hacia el vacominado.

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La roca intensamente fracturada presenta muchos sistemas de diaclasas y otrasfracturas, las cuales crean pequeas piezas o fragmentos rocosos, constituyendopor lo general masas rocosas de mala calidad, que son comunes en los depsitosmineralizados del pas. La falla del terreno en este caso ocurre por el deslizamientoy cada de estas pequeas piezas y fragmentos rocosos o por el desmoronamientode los mismos desde las superficies de la excavacin. La falla del terreno

progresivamente puede ir agrandando la excavacin y eventualmente llevarla alcolapso si no se adoptan medidas oportunas de sostenimiento artificial.

Figura 2.6 Bloques irregulares liberados por las intersecciones de las diaclasas en rocas fracturadas,los cuales pueden caer o deslizarse debido a las cargas gravitacionales.

Figura 2.7 Roca intensamente fracturada. La superficie de la excavacin falla como resultadodel desmoronamiento de pequeos bloques y cuas. La falla puede propagarseconsiderablemente hacia el interior de la masa rocosa, si sta no es controlada.

2.3.3 Excavaciones en roca intensamente fracturada y dbil

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Figura 2.8 Separacin o despegue de los estratos subhorizontales, flexin y cada hacia el vaco minado.

Cuando los estratos tienen buzamiento de moderado a empinado, stos seconstituyen en la caja piso y techo de la labor o tajeo. Principalmente en la cajatecho, los estratos se constituyen en falsas cajas, formando bloques tabulares

que pueden separarse o despegarse de la caja techo inmediata por el efecto de lagravedad y caer hacia el vaco minado.

Muchos depsitos mineralizados del pas estn emplazados en roca sedimentaria,en la cual el rasgo estructural ms importante son los estratos. Las principales

caractersticas de los planos de estratificacin son su geometra planar y su altapersistencia, las cuales hacen que estos planos constituyan debilidades de la masarocosa, es decir planos con baja resistencia.

Cuando los estratos tienen bajo buzamiento (< 20), generalmente el techo y pisode los tajeos concuerdan con los estratos y los mtodos de minado que se utilizaninvolucran el ingreso del personal dentro del vaco minado, por lo que esimportante asegurar la estabilidad de la excavacin, principalmente del techo de lalabor. Los problemas que pueden generarse en estos casos, tienen relacin con la

separacin o despegue de los bloques tabulares del techo inmediato y su cargado ydeflexin hacia el vaco minado por efecto de la gravedad.

2.3.4 Excavaciones en roca estratificada

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Por lo general las rocas sedimentarias no solamente presentan planos deestratificacin, sino tambin otros tipos de discontinuidades como las diaclasasque forman sistemas secundarios a los planos de estratificacin, fallas, diques, etc.Todos estos tipos de discontinuidades pueden intersectarse formando variascombinaciones, generando similares formas de falla que las indicadas para lasexcavaciones en roca fracturada.

Principalmente las fallas geolgicas y las zonas de corte, son rasgos estructuralesprominentes de la masa rocosa, que tienen una gran influencia sobre lascondiciones de estabilidad de las labores mineras subterrneas.Las fallas geolgicas y las zonas de corte representan estructuras donde ya hubomovimientos antes del minado, estos movimientos podran volver a ocurrir porla operacin del minado.

Generalmente hablando, las fallas y las zonas de corte estn relacionadas aterrenos dbiles que pueden estar muy fracturados y la falla misma puedecontener arcilla dbil o panizo. Las zonas de influencia de las fallas y de las zonasde corte pueden ser de varios metros de ancho, pudiendo influenciarsignificativamente en la estabilidad de la mina, particularmente en el caso de lasoperaciones en tajeos.

Las fallas y zonas de corte pueden presentarse como estructuras aisladas o comoestructuras mltiples, en este ltimo caso, la situacin de la estabilidad de unaexcavacin es fuertemente complicada por la influencia adversa de las

2.3.5 Excavaciones con presencia de fallas y zonas de corte

Figura 2.9 Separacin o despegue de los estratos empinados o subverticales,pandeo y cada hacia el vaco minado.

Estratos

Relleno

Veta

CAJA TECHO

CAJA PISO

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Figura 2.10 Falla como estructura aislada.

Figura 2.11 Fallas como estructuras mltiples.

Avance de laexcavacin


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Cuando el minado procede a poca profundidad respecto de la superficie, la

estabilidad de las excavaciones est condicionada principalmente por la influenciade la estructura de la roca, tal como se ha descrito en el acpite anterior.

A medida que la profundidad del minado aumenta (mayor encampane), engeneral los esfuerzos naturales en toda la masa rocosa tambin vanincrementndose, debido principalmente al peso de la roca sobreyacente odenominada tambin carga litosttica. Cuando se apertura una labor minera enesta masa rocosa, se rompe el campo de esfuerzos naturales y se induce un nuevoestado de esfuerzos en la roca circundante a la excavacin. Conforme avanza elminado, los esfuerzos inducidos pueden concentrarse en ciertos lugares de las

excavaciones, en otros pueden disiparse. Particularmente en las reas deconcentracin de esfuerzos, stos pueden exceder la resistencia de la roca,generando problemas de inestabilidad en la masa rocosa de las excavaciones,significando problemas potenciales de cada de rocas.

En trminos de la estabilidad de las labores mineras, la influencia de los esfuerzosen la masa rocosa puede ser simplificada considerando a los siguientes tiposgenerales de terrenos:

2.4 INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS

Figura 2.12 Esfuerzos antes de la excavacin.

Esfuerzos en roca masiva o levemente fracturadaEsfuerzos en roca fracturadaEsfuerzos en roca intensamente fracturada y dbilEsfuerzos en roca estratificadaEsfuerzos en presencia de fallas y zonas de corteEsfuerzos en roca expansiva.

Esfuerzos in-situ

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Figura 2.13 Esfuerzos inducidos alrededor de una excavacin simple.

2.4.1 Esfuerzos en roca masiva o levemente fracturada

Dependiendo de la intensidad de los esfuerzos, en este caso pueden ocurrirdescostramientos, astillamientos, lajamientos, reventazones y hasta estallido derocas. Estos tipos de falla son tpicos particularmente en rocas duras pero frgiles.En el pas se observan estos fenmenos en rocas volcnicas, intrusivas ysedimentarias (calizas) asociadas a yacimientos polimetlicos y aurferos, endonde el minado se viene llevando a cabo entre profundidades de 500 a 1300 m,que es la mxima profundidad que han alcanzado algunas minas.

Figura 2.14 Esfuerzos inducidos alrededor de excavaciones mltiples.

Esfuerzos inducidos

Esfuerzos inducidos

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Figura 2.16 Roca fracturada en donde los altos esfuerzos producen fallas por deslizamientosa travs de las discontinuidades y por trituracin de los boques rocosos.

Figura 2.15 Roca masiva o levemente fracturada sometida a altos esfuerzos, en donde puedenocurrir astillamientos, lajamientos, reventazones y hasta estallidos de rocas.

Cuando una roca est fallando, genera ruidos (chasquidos y golpes),principalmente en el frente de avance. Cuando se escuchan ruidos de la roca en unrea de la mina que normalmente es silenciosa, el rea debe ser rastreada. Algunasexcavaciones son muy ruidosas porque la roca est continuamente relajndose.Tambin es importante considerar cuando estas reas se convierten en reassilenciosas, por que esto implicara un potencial fallamiento de la roca, debido aque se encontrara relajada y aflojada, constituyendo riesgo inminente de cada derocas.

En condiciones de altos esfuerzos, la falla de la roca ocurre de manera similar a loindicado para rocas masivas o levemente fracturadas, como resultado dedeslizamientos sobre las superficies de discontinuidades y tambin por trituracinde los bloques rocosos. Asimismo, en el pas ocurren estos fenmenos en rocasvolcnicas, intrusivas y sedimentarias (calizas) asociadas a yacimientospolimetlicos y aurferos, en donde el minado se lleva a cabo entre profundidadesde 500 a 1300 m.

2.4.2 Esfuerzos en roca fracturada

Estallido de rocasen una galera

EsfuerzosEsfuerzos


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Figura 2.17 Roca severamente fracturada o dbil en donde ocurren fallas por deslizamientos a travs de lasdiscontinuidades y por trituracin de las piezas rocosas, producindose altas deformaciones en

los contornos de la excavacin.

Tajeo en vetaLabor de avance

Adems, se debe sealar tambin que los esfuerzos acentan las formas defallamiento de la masa rocosa formando cuas, bloques tabulares o lajas, bloquesirregulares, etc.

Una masa rocosa fracturada sujeta a esfuerzos tensionales, sufrir un relajamientode esfuerzos, siendo ms propensa al colapso. Para mantener estable este tipo demasas rocosas, se deber buscar mediante la instalacin del sostenimiento, unestado de esfuerzo compresional en la periferia de la excavacin.

En este caso, en condiciones de altos esfuerzos, ocurren fallas de tipo dctil oplstica, en donde la masa rocosa circundante a una labor minera falla por

deslizamiento a travs de las superficies de las discontinuidades y por trituracinde las piezas rocosas. En rocas dbiles, los esfuerzos producen altas deformacionesen los contornos de la excavacin, con levantamiento del piso.

En rocas estratificadas, plegadas o laminadas, pueden ocurrir procesos de roturafrgil como el mostrado en la figura.

La separacin o despegue del techo o caja techo inmediatos, su cargado ydeflexin hacia el vaco minado ya no solo ocurre por efecto de la gravedad, sinoque son acentuados por la accin de los esfuerzos.

2.4.3 Esfuerzos en roca intensamente fracturada o dbil

2.4.4 Esfuerzos en roca estratificada

Excavacin

Esfuerzos

Esfuerzos

Veta

Relleno

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Figura 2.19 Deslizamiento a travs de una falla.

En zonas de fallas geolgicas o zonas de corte presentes en la excavacin, losesfuerzos hacen que la roca sea ms propensa a soltarse o aflojarse.

Como estos rasgos estructurales generalmente son continuos, persisten sobredimensiones que exceden a la excavacin, siendo necesario examinar tambin laposibilidad y consecuencias del deslizamiento bajo la accin de los esfuerzos.

2.4.5 Esfuerzos en presencia de fallas y zonas de corte

Figura 2.18 Deslizamientos y separacin de la roca en la periferia de la excavacin,en ambientes de altos esfuerzos.

En condiciones de altos esfuerzos tambin puede ocurrir el levantamiento delpiso de la excavacin, problema relacionado principalmente al mtodo deminado de cmaras y pilares.

Falla


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Este tipo de rocas en presencia de agua presentan caractersticas de hinchamientopor la actividad de expansin qumica. El hinchamiento de la roca genera

presiones que pueden llevarla al colapso o daar los sistemas de sostenimiento. Elproblema de hinchamiento de la roca, puede ocurrir a cualquier profundidad delminado.

Figura 2.20 Daos al sostenimiento por presiones de rocas expansivas.

Figura 3.18 Deslizamientos y separacin de la roca en la periferiade la excavacin en ambientes de altos esfuerzos.2.4.6 Esfuerzos en rocas expansivas

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2.5 INFLUENCIA DEL AGUA SUBTERRNEA

Figura 2 .21 El agua puede lubricar las famil ias de discontinuidades y permitir que las piezas de rocas se muevan.

En rocas masivas o levemente fracturadas, la presencia del agua no tiene influencia

significativa.

En rocas fracturadas o estratificadas, la influencia del agua en las fisuras es unaspecto importante a considerar. Cuando en las fisuras hay presencia de agua, staejerce presin y acta como lubricante, adems puede lavar el relleno dbil de lasfracturas, complicando la situacin de la excavacin.

En rocas intensamente fracturadas, la presencia del agua acelera el proceso deaflojamiento, especialmente en ambientes de altos esfuerzos donde elaflojamiento de la roca ser muy rpido.

La observacin de cambios en la humedad, en el techo y paredes de la excavacin,ayuda en el reconocimiento de posibles fallas de la roca, como resultado de las

variaciones de los esfuerzos. Si el agua empieza a filtrarse a travs de la roca dentrode un rea que es normalmente seca, es un signo de que la roca est pasando porcambios de esfuerzos, estos cambios harn que las fracturas se abran o seextiendan, empezando a manifestarse la humedad. Similarmente, si un reanormalmente con presencia de agua empieza a secarse, tambin deber tomarsecomo una indicacin de que la roca est ganando esfuerzos.

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La presencia de agua en las fallas geolgicas y zonas de corte, influyesignificativamente en la estabilidad de la masa rocosa de una excavacin.

La presencia de agua en la roca intemperizada y dbil, puede acelerar elaflojamiento y actuar como lubricante para producir deslizamientos. Enambientes de altos esfuerzos, la situacin de la estabilidad de la masa rocosa secomplica.

Finalmente, en las rocas expansivas, el agua es el detonador del hinchamiento delas mismas, con la consecuente generacin de altas presiones y deformacionesque pueden llevarla a la falla o daar los sistemas de sostenimiento.

Es importante considerar que la presencia de agua cida daa a los sistemas desostenimiento, produciendo corrosin a los elementos de fierro, acero ydeterioro del concreto. Con el tiempo, los elementos de sostenimiento perdernsu efectividad, creando situaciones de peligro de cada de rocas.

Otro aspecto a ser considerado como peligro de cada de rocas, es la influencia del

agua del relleno hidrulico sobre las condiciones de estabilidad de la masa rocosade las excavaciones. Si no se implementan sistemas adecuados de drenaje del aguade relleno, las filtraciones debilitarn a la masa rocosa del entorno,particularmente a las rocas dbiles, hacindolas propensas al aflojamiento.

Figura 2.22 Aflojamiento de la roca y deslizamiento a travs de una falla por la presencia de agua.

Zona aflojada

Falla

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2.6.1 Forma de la excavacin

La forma que adopte el contorno de una excavacin, tendr influencia favorableo desfavorable en las condiciones de estabilidad de la masa rocosa de dichaexcavacin. En general, las formas esquinadas representan condicionesdesfavorables para la estabilidad, mientras que el efecto arco favorece a laestabilidad.

En rocas masivas y frgiles, la estabilidad es gobernada por la forma del contorno

de la excavacin. Formas rectangulares, pueden exhibir altas concentraciones deesfuerzos en las esquinas que pueden resultar en la falla. Un techo plano puedeexhibir concentraciones de esfuerzos de traccin y tambin resultar en una falla.El arqueo de los techos de los tajeos, sin embargo, elimina los esfuerzos crticos yofrece una abertura estable sin peligro de falla.

2.6 INFLUENCIA DE LA FORMA, TAMAO Y ORIENTACINDE LAS EXCAVACIONES

Figura 2.23

Forma desfavorablede una excavacin.

Figura 2.24Forma favorablede una excavacin.

En rocas diaclasadas, el mximo tamao de las cuas depende del tamao y lageometra del tajeo o de la galera. Cuas y bloques de gran tamao pueden caera lo largo de la abertura de la excavacin, resultando en el agrandamiento de laseccin.

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Figura 2.25 Agrandamiento de la seccin de la excavacin por inestabilidades de cuas y bloques.

Una solucin a esto es la forma de la excavacin para acomodarse a los rasgosestructurales dominantes de la masa rocosa. Aunque las excavaciones no

tendran una esttica apropiada, pero seran ms estables, de lo contrario setendra que utilizar el sostenimiento. En las siguientes figuras se muestranalgunos casos, aplicables a labores de avance y tajeos, estos ltimosparticularmente importantes en los mtodos de minado por shrinkage, comotambin en corte y relleno, donde se podr controlar adecuadamente lascondiciones de estabilidad de la corona y cajas.

Cuas rocosas

Excavaciones inestables

Excavaciones estables

Figura 2.26 Formas de excavaciones en funcin de los planos geolgicos estructurales.

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Figura 2.27 Cuando las dimensiones de la excavacin crecen, aumenta la posibilidadde que la roca pueda deslizarse o caerse.

2.6.2 Tamao de la excavacin

En masas rocosas de estratificaciones horizontales planas, el agrandamiento de laexcavacin va a afectar la estabilidad de la misma, dependiendo del espesor delestrato, debido a la capacidad de autosostenimiento de los estratos y tambin delos esfuerzos. Si el tamao de la excavacin permite que las capas rocosas semuevan unas en relacin a otras, entonces la falla de la excavacin puede ocurrir.

Hay otras formas de cuas en la periferia de la excavacin, por ejemplo la que semuestra en la Figura 2.28, en donde se est desarrollando la excavacin con cuas

El tamao de una excavacin tiene que ser compatible con las condiciones

geomecnicas de la masa rocosa. Cuando las condiciones geomecnicas no lopermiten y se intenta hacer crecer el tamao de la excavacin, se genera un peligropotencial, si es que no se adoptan medidas de control de la estabilidad de la masarocosa.Cuando el tamao de la excavacin crece, los techos, paredes o cajas estnexpuestos a mayores rasgos estructurales de la masa rocosa. Luego, los bloques ycuas que se autosostenan cuando la excavacin era pequea, ahora tienenmenos autosostenimiento, lo cual representa un peligro potencial.En rocas fracturadas en donde las familias de diaclasas u otras discontinuidadesforman bloques rocosos de tamao mediano a grande, stos tienden a presionarseuno contra el otro en el contorno de la excavacin, logrando autosostenerse,especialmente en excavaciones de tamao pequeo.

Excavacininestable

Excavacinestable

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Figura 2.29 Condiciones de avance muy desfavorables para la estabilidad. La estructura rocosafunciona a manera de varillas apiladas en forma paralela a la excavacin, las mismasque presentan inestabilidad.

Avance paralelo al sistemade discontinuidades

En ambientes de altos esfuerzos, el fallamiento de la roca es una constantepreocupacin, particularmente si la excavacin avanza cerca de una fallageolgica. En este caso, los esfuerzos se concentran en el rea ubicada entre lafalla y la excavacin y si estos esfuerzos exceden la resistencia de la roca, puedeocurrir la falla. En rocas competentes pueden ocurrir reventazones y hastaestallido de rocas en ambientes de altos esfuerzos.

Figura 2.30 Problemas de inestabilidad cuando la excavacin avanza paralela a una falla

Eje de laexcavacin

ANTES DESPUS

Falla

Sistema dediscontinuidades

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Lo ideal para tener condiciones de estabilidad favorables de la masa rocosa en unaexcavacin, es que sta avance en forma perpendicular, cruzando al sistemaprincipal de discontinuidades o al rumbo de los estratos, fallas principales y zonasde corte, es decir, al rasgo estructural dominante de la masa rocosa.

Figura 2.31 Condiciones de avance muy favorables para la estabilidad. La estructura rocosa funciona a manera devarillas apiladas en forma perpendicular a la excavacin, las mismas que presentan buena estabilidad.

Eje de laexcavacin

Sistema dediscontinuidades

Avance perpendicular al sistemade discontinuidades

En vetas o cuerpos mineralizados angostos, no hay opcin de seguir la excavacinatravesando las discontinuidades, pues la nica forma de llevar a cabo el minado esseguir el rumbo de la estructura. En estos casos, dependiendo de las condicionesde calidad de la masa rocosa, el sostenimiento constituir un componenteimportante del minado. En vetas o cuerpos mineralizados que tengan mayor a 10m de potencia, si se puede aprovechar este principio, lo cual influirfavorablemente en las condiciones de estabilidad de la labor minera.

El principio sealado tambin es aplicable al caso de cuas biplanares, no siendorecomendable que el eje de la excavacin sea paralelo a la cua biplanar, sino quela excavacin atraviese la cua, es decir, que el rumbo de la cua sea perpendicularal eje de la excavacin, en este caso, las mismas familias de discontinuidadespermitirn el autosostenimiento de la excavacin.

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Figura 2.32 En lo posible, la excavacin debe atravesar la cua.

Eje de laexcavacin

As mismo, el mencionado principio tambin es aplicable al caso de laboresmineras en zonas de pliegues con anticlinales y sinclinales. En este caso, laubicacin y direccin de avance de las excavaciones influirn en las condiciones deestabilidad de las excavaciones. En general, las labores cuyo avance esperpendicular a los ejes de los plegamientos, presentarn mejores condiciones deestabilidad respecto a las orientadas en forma paralela a los ejes, siendo las msdesfavorables las paralelas a los ejes de los sinclinales por la concentracin de losflujos de agua y de los esfuerzos.

Estas consideraciones son particularmente aplicables a los casos de tneles ygaleras para drenajes, transporte, etc., que son labores comunes en una mina.

AB

a

b

Anticlinal

Anticlinal

Sinclinal

Figura 2.33 (a) Condiciones regulares; (b) Condiciones desfavorables; (c) Condiciones muy desfavorables.A) Tramo de galera de condiciones favorables; B) Tramo de condiciones desfavorables.

c

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2.7 INFLUENCIA DEL ESQUEMA Y SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO

La explotacin de minas subterrneas, involucra la ejecucin de una serie deexcavaciones rocosas de varias formas, tamaos y orientaciones, que cumplendeterminadas funciones para apoyar al proceso de minado. Estas excavacionesson de tres tipos:

Los tajeos o fuentes de produccin de mineral, que son aberturastemporales.

Los accesos y aberturas de servicios para los tajeos o denominados tambinlabores de preparacin, como las galeras y cruceros de acceso, cmaras ogaleras de perforacin, chimeneas de acceso, chimeneas para relleno,chimeneas para evacuacin del mineral, ventanas de carguo, etc., quetambin son aberturas temporales.

Los accesos y aberturas de servicios permanentes, tales como galeras denivel, rampas, piques, conductos de ventilacin, cmaras especiales, etc.

Los tajeos usualmente constituyen las excavaciones ms grandes, generadosdurante la explotacin de un yacimiento, por lo que su rea de influencia en laperturbacin de la masa rocosa circundante ser mayor que otros tipos deexcavaciones. Los efectos adversos del minado en tajeos pueden ser disminuidos oan eliminados, por apropiados esquemas y secuencias de avance del minado.

Los accesos y aberturas de servicios para los tajeos generalmente estn ubicadosdentro del rea de influencia de los mismos, por lo que en ciertos casos, puedenestar sometidos a condiciones severas y adversas, si no se adoptan medidas decontrol de estabilidad adecuadas, segn las condiciones geomecnicas de la masa

rocosa, para asegurar su funcionamiento mientras procedan las excavacionesadyacentes.

Los accesos y aberturas de servicios permanentes deben mantenerse seguras a lolargo de la vida de la mina, por lo que es importante ubicarlos en reas donde lasperturbaciones de la masa rocosa sean mnimas o tolerables.

Llevar a cabo el minado de un yacimiento sin considerar todos estos conceptos,significar generar peligros de cada de rocas y por tanto riesgos para el personal y

los equipos.

2.7.1 Tipos de excavaciones en el minado subterrneo

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2.7.2 Esquema y secuencia de avance del minado

2.7.2.1 El caso de pilares

En el minado subterrneo se utilizan diferentes tipos de pilares: pilares cuadrados,rectangulares o irregulares asociados al mtodo de minado por cmaras y pilares;pilares largos o denominados tambin pilares de costilla, asociados al mtodo deminado de tajeos abiertos por subniveles con taladros largos, en el cual los pilares

son recuperados como tajeos secundarios, despus del relleno de los tajeosprimarios; o denominados tambin pilares puentes, asociadosprincipalmente al mtodo de minado por corte y relleno en yacimientos con altobuzamiento; y los pilares de proteccin, que tienen la funcin de proteger alminado adyacente o a excavaciones permanentes como piques, chimeneas u otrasinstalaciones importantes.

En el caso de los pilares, hay factores que afectan su resistencia y que estnrelacionados a los defectos o rasgos estructurales que estn presentes en el pilar yla forma y orientacin de los mismos.

Para el caso de los pilares utilizados en el mtodo de minado por cmaras y pilares,podemos ilustrar mejor la influencia del esquema y la secuencia de avance delminado en la estabilidad de los mismos.

Consideremos a manera de ejemplo un cuerpo mineralizado en dnde se presentauna masa rocosa fracturada con tres sistemas tpicos de discontinuidades, dos deellos de rumbos ms o menos paralelos y buzamientos opuestos, el tercero conrumbo ms o menos perpendicular a los anteriores y cualquier buzamiento. Si se

decidiera hacer pilares cuadrados o rectangulares con

pilares de corona

Se debe partir del principio que un yacimiento mineral puede ser extrado demuchas maneras. Existen variadas estrategias para establecer esquemas y

secuencias de avance del proceso de excavacin durante la explotacin de unamina. De estas estrategias, algunas se adaptan mejor que otras a las condicionesgeomecnicas y condiciones naturales presentes en el yacimiento(principalmente a la morfologa de la mineralizacin), de tal manera que sepuedan obtener ventajas significativas en la estabilidad de la masa rocosa.

El esquema y secuencia de avance del minado no puede ser generalizado paratodas las minas. Cada mina tiene sus propias particularidades, dependiendo de suspropias condiciones geomecnicas y naturales, por ello es importante que el

esquema y secuencia de avance del minado sea definido para cada mina, comoparte del planeamiento y diseo del minado. A continuacin se darn algunoscriterios para ilustrar el tema.

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Figura 2.34 Esquema de pilares desfavorables para la estabilidad de los mismos.

relacin W/H = y un esquema como el de la Figura 2.34 por ejemplo, en estecaso los dos primeros sistemas de discontinuidades interceptaran al cuerpo delpilar de pared a pared, si es que los pilares tuvieran una altura determinada y unancho limitado. En este caso, ocurrira el debilitamiento de los pilares, lo cualconstituira un problema de falla potencial de la roca.

La solucin sera hacer pilares rectangulares, alineando el lado mayorperpendicular a los dos primeros sistemas de discontinuidades. En este caso, elancho de los pilares no tendra intersecciones de discontinuidades de pared apared y por lo tanto seran mucho ms resistentes y estables, aunque las cuasrocosas en la pared de los pilares podran moverse, esto no afectara

significativamente la estabilidad de los mismos.

A

A

Seccin A-A

Sistemas de

discontinuidades

H

W

Cuerpomineral

Pilar

Pi lar

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Fig. 2.37 Modelos de interseccin entre los pilares largos o de costilla y los planos de falla.

Figura 2.36 Esquema de cmaras y pilares para acomodarse al fallamiento.

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65

72

La interseccin de los pilares por fallas geolgicas o zonas de corte es otro aspectoa considerar. Como ejemplo ilustrativo se presentan los dibujos (A), (B) y(C), de tres casos de intersecciones en pilares largos o de costilla.

B

C

A

Recuperac

in=69%

Terrenoco

mpetente

Recuperac

in=45%

Terrenofa

llado

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Figura 2.38 Pilar inestable (cargas de momento). Pilar estable (cargas de corte).

En el caso del dibujo (A), el pilar y la falla tienen rumbos ms o menos paralelos,pero la falla tiene alto buzamiento, por lo que no llega a interceptar al pilar depared a pared. Este modo de interseccin da las condiciones ms estables al pilar.

En el caso del dibujo (B), tambin el pilar y la falla tienen rumbos ms o menosparalelos, pero en este caso por el menor buzamiento de la falla, sta intercepta alpilar de pared a pared. En este caso habr un debilitamiento del pilar y hasta podraocurrir el deslizamiento a travs de la falla. Para una completa estabilidad setendra que hacer un pilar de mayor ancho, para mantener a la falla dentro delpilar.

En el caso del dibujo (C), el pilar es interceptado por la falla transversalmente ylongitudinalmente. En este caso la estabilidad del pilar disminuirsignificativamente, a causa de que los planos de la cua tienen libertad para

moverse horizontal y verticalmente. El incremento del ancho del pilar nomejorara las condiciones de estabilidad, pero s la disminucin de la altura delpilar, aunque esto significara una reduccin de la recuperacin del mineral.

En el caso del minado por cmaras y pilares, el esquema de pilares puede serplaneado para soportar los techos fallados, muy particularmente los pilaresdebern ubicarse en las reas de interseccin de las fallas. Este esquema de pilares estil para controlar mejor las condiciones de estabilidad de las excavaciones.

Otro aspecto importante a considerar en el caso de vetas o cuerpos mineralizadosinclinados, es la forma y orientacin de pilares.Los pilares de rumbo, en particular los pilares largos, son inherentementeinestables y deben ser evitados, ellos sufren una falla progresiva rpida, ancuando estn reforzados con pernos de roca cementados o cables. Una forma deestabilizar los pilares de rumbo, es agrandando su ancho o inclinando las paredes

CONDICININESTABLE

CONDICINESTABLE

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Los pilares largos de buzamiento son ms atractivos desde el punto de vista de laestabilidad, que los pilares largos de rumbo.

La resistencia de los pilares aumenta con el confinamiento del relleno, por lo quees recomendable su uso. Cuando se van a recuperar pilares, dependiendo de laaltura del pilar, el relleno deber ser cementado para asegurar la estabilidad de lasparedes del mismo.

Tambin es muy importante para la estabilidad de los pilares y de las cmaras, quelos pilares tengan una adecuada cimentacin, es decir, el pilar debe estar apoyadoen la masa rocosa in-situ. Para mantener adecuadas condiciones de cimentacin,el pilar debe tener continuidad vertical a medida que vayan avanzando los cortesascendentes de mineral, de lo contrario, si el pilar no tuviera una buena base ocimentacin, habra problemas de inestabilidad tanto del pilar como de las

cmaras, creando situaciones de peligro durante el minado.

Figura 2.39 Incorrecto.

Figura 2.40 Correcto

Pilar perturbado

Pi lar estable

Relleno

Relleno

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A medida que se ejecutan las excavaciones, los esfuerzos continuamente sereacomodan entre s y cunto ms se acerquen las excavaciones, los esfuerzospueden empezar a interactuar con los esfuerzos de campo. Este compuesto otraslape de esfuerzos puede resultar en la falla de los pilares, por este motivo esimportante un adecuado diseo de stos.

Los diferentes principios sealados tambin son aplicables a los pilares de corona,utilizados mayormente en el mtodo de corte y relleno, en los cuales esimportante la altura de los mismos para tener condiciones adecuadas deestabilidad. Si los pilares no estn adecuadamente dimensionados habr peligro decada de rocas.

Figura 2.41 Concentracin de los esfuerzos en el pilar que puede llevar a su fallamiento.

Figura 2.42Puentes o pilares de coronacuya altura depende de lacalidad de la masa rocosa.

Tajeo

Galera

Pilares de corona


RellenoCAJA TECHO

CAJA PISO

Esfuerzos

Relleno

Galera

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La relajacin o concentracin de esfuerzos puede ocurrir por efecto del minadoen tajeos o excavaciones adyacentes, por los efectos de la voladura y por la accindel tiempo. En general, cualquier actividad de minado, perturbar el estado inicialde entrelazamiento de las superficies de las diaclasas y reducir la capacidad de la

masa rocosa para soportar sus bloques rocosos de la periferia. Cunto ms grandesea una excavacin, su efecto sobre las excavaciones vecinas ser mayor.

El minado hacia estructuras principales como fallas, zonas de corte y diques, essimilar al minado hacia otra excavacin. A medida que la distancia entre las dos seva reduciendo, los esfuerzos comienzan a concentrarse en un rea cada vez mspequea, al punto que puede ocurrir una falla en la excavacin, esto esparticularmente cierto si el minado se lleva a cabo en un rea de altos esfuerzos.

2.7.2.2 El caso de excavaciones adyacentes

Figura 2.43Influencia del minadoadyacente sobre unalabor de preparacincercana.

Las labores de preparacin son ejecutadas antes de minar los tajeos.Principalmente en estas labores y tambin en algunas labores permanentescercanas a los tajeos, que inicialmente se encuentran estables, el relajamiento o la

concentracin de los esfuerzos en la periferia de la excavacin, puede llevar alcolapso de las cuas y bloques, generando peligro de cada de rocas.

2.7.2.3 Minado hacia estructuras principales

Figura 2.44

Esquema de incremento de

esfuerzos por el avance hacia

estructuras principales.

Estructuraprincipal

CAJA PISO

Avancede la

excavacin

CAJA TECHO

EsfuerzosTajeo

Veta

Relleno

Esfuerzos

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Las fallas y zonas de corte pueden influenciar significativamente en la estabilidadde la mina, particularmente en el caso de las operaciones en tajeos. Por ejemplo enel caso de un cuerpo mineralizado fallado en el cual el minado est siendo llevadoa cabo por el mtodo de corte y relleno, el avance horizontal del tajeo hacia la

zona de falla, podra conducir a problemas de inestabilidad de la masa rocosa y enel caso de ambientes sobreesforzados, a estallidos de roca. Bajo estascircunstancias, los cambios en la secuencia de avance del minado (es decir elinvertir la direccin de avance del tajeo) pueden mejorar las condiciones deestabilidad de la excavacin.

Cuando el minado sigue hacia arriba del buzamiento (shrinkage o corte y rellenoascendente) y avanzando hacia una zona de falla, podra encontrarse mayoresdificultades respecto al avance horizontal. En este caso podra resultar en una falladel terreno an cuando el techo est reforzado con pernos de roca. Tambin en lasintersecciones de las estructuras geolgicas y la geometra del tajeo, pueden

producirse zonas de altos esfuerzos, dando como resultado el fallamiento de laroca, como se muestra en la Figura 2.46.

Figura 2.45 Esquema de avance desfavorable y favorable para el minado en presencia de fallas.

1 2

3 4

Avance del minadohacia la falla

Fal la

Fal la

Avance del minadoalejndose de la falla

CONDICIN DESFAVORABLE

CONDICIN FAVORABLE

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Figura 2.46 Interaccin entre las inestabilidades estructurales y la geometra del tajeo conposibles fallamientos de la roca.

Figura 2.47 Aumento de esfuerzos por la presencia del dique y la extraccin del mineral.

En el caso de diques e intrusiones magmticas, stos tienen un efecto similar a lasfallas sobre la estabilidad de la masa rocosa. Como la roca de stas estructuras esgeneralmente competente, aceptan los esfuerzos transferidos desde las

estructuras circundantes, siendo muy propensas a generar inestabilidad por altosesfuerzos. En particular, cuando estn involucrados con excavaciones grandescomo el caso de tajeos por taladros largos, la posibilidad de inestabilidad por altosesfuerzos se incrementa. Bajo estas circunstancias, es dificultoso cambiar elesquema de minado o mtodo de minado, de aqu que es importante identificarla posicin de las intersecciones dique/mineral en avance.

Terreno fracturadocercano a la falla

Altaconcentracinde esfuerzos

Zona estril

Crucero de techo

CAJA PISO

Dique

Taladros largos

Mineral roto

Veta

Falla

Relleno

Veta

CAJA TECHO

Crucero de techo

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Si las excavaciones son ejecutadas en lugares donde la masa rocosa esrelativamente de mala calidad y se mueven hacia reas de rocas de mejor calidad,entonces las rocas de mejor calidad tomarn los esfuerzos desarrollados en la rocade menor calidad, pudiendo ocurrir la falla en la excavacin, en caso de que laresistencia de la roca fuera superada por los esfuerzos. Similarmente, si el minadose lleva a cabo en una roca de mejor calidad y se mueve hacia una roca de menorcalidad, las concentraciones de los esfuerzos entre la excavacin y la roca demenor calidad puede tambin causar el fallamiento de la roca.

Figura 2.48 Minado hacia rocas de mala calidad.

2.7.2.5 Ubicacin de excavaciones permanentes importantes

2.7.2.4 Minado hacia rocas de diferente calidad

Tambin puede generarse problemas de inestabilidad de la masa rocosa, si lasformas de cuas en una excavacin de minado se acercan a las cajas laterales de laestructura, los altos esfuerzos pueden causar el fallamiento de la roca.

Otras situaciones de peligro surgen cuando una excavacin corre paralela a unafalla, muchas fallas son consideradas como componentes crticos estructurales ylas excavaciones situadas junto a ellas estn propensas a fallar.

Los aspectos estructurales y calidad de la masa rocosa son elementos importantes

para el control de la estabilidad de las excavaciones. Por tanto, es justo establecerque los efectos adversos de los rasgos estructurales y de calidad de la masa rocosapodran ser disminuidos o an eliminados, por un apropiado esquema y secuenciade avance del minado.

En toda mina existen labores mineras permanentes importantes como piques,galeras de nivel, rampas de acceso, etc. Cuando estas labores no son ubicadasapropiadamente, en determinado momento pueden estar dentro de reas

perturbadas por la influencia del minado de los tajeos, sometidas a condicionesadversas severas, significando peligros de cada de rocas.

Roca Buena

Roca Mala

Contacto

Problemas decada de rocas

Esfuerzos


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Figura 2.49 Ubicaciones adecuadas para labores mineras permanentes.

2.7.2.6 Secuencia de avance, tiempo de exposicin de las aberturasy velocidad de minado

Planta

Open pit

Rampa

Pique

Cruceros

Segn la calidad de la masa rocosa y el tamao de las excavaciones, stas tienen undeterminado tiempo de autosostenimiento. Cuando el tiempo de exposicin delas excavaciones supera el tiempo de autosostenimiento y no se ha instaladooportunamente el sostenimiento requerido, la masa rocosa comienza aperturbarse cada vez ms y a presentar problemas de inestabilidad, que son

causantes de cada de rocas.

Casos comnmente observados son por ejemplo, labores mineras permanentesubicadas en la masa rocosa de la caja techo de las vetas o cuerpos mineralizados, endonde usualmente ocurren las mayores perturbaciones de la roca. Por ello, esrecomendable que todas las labores mineras permanentes sean ubicadas en la cajapiso, en donde la masa rocosa es slida y no estar sujeta a perturbaciones por elavance del minado. Lo nico que justificara ubicar las excavaciones en la cajatecho, es que la masa rocosa de la caja piso presente condiciones geomecnicasdesfavorables respecto a la caja techo.

CAJAPISO

CAJATECHO

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Prescindiendo de la resistencia y de las propiedades estructurales de la masa rocosa,la roca suelta siempre est presente en las excavaciones, particularmente despusde la voladura. Bajo tales circunstancias, la roca suelta tiene que ser desatadaapropiadamente. El desatado remueve la roca suelta del techo y las paredes de lasaberturas mineras. La roca suelta que no puede ser desatada, deber ser volada osostenida.

Las malas prcticas de perforacin y voladura que pueden contribuir a la falla delterreno, son brevemente establecidas como sigue:

Las vibraciones causadas por la voladura, pueden causar el fracturamientode la masa rocosa y accionar la cada de rocas. Esto es particularmenteimportante en tajeos de minados masivos por taladros largos, donde lasvoladuras grandes son comunes.

Las voladuras en tajeos y labores de desarrollo y preparacin a menudoresultan en sobre-rotura y aflojamiento de la masa rocosa, requiriendosta de un minucioso desatado.

Las voladuras severas que en masas rocosas forman bloques, puedenacentuar la debilidad de las discontinuidades, debido a que stas sonabiertas, resultando en masas rocosas fracturadas y de mala calidad por laprdida del ajuste original de sus rasgos estructurales.

La voladura puede tambin afectar a la masa rocosa ya sostenida ydebilitarla a tal grado que los bloques rocosos podran quedar colgadoscon los pernos de roca o caer sobre el piso.

El tiempo que se expone abierta una excavacin, est aparejado al ciclo de minado,lo cual a su vez depende de la secuencia de avance del mismo.

Muy particularmente en las rocas de mala calidad, es importante dar la mayor

velocidad posible al ciclo de minado, de este modo, no se le dar tiempo a la masarocosa a perturbarse, controlndose mejor las condiciones de estabilidad de lasexcavaciones. La mayor velocidad del ciclo de minado, tambin permitir el usoracional de los elementos de sostenimiento, puesto que las excavacionesrequerirn menor sostenimiento. Este principio funciona muy bienparticularmente en los mtodos de minado que utilizan el relleno de los tajeos;cunto ms rpido se rellene un tajeo despus de haber sido abierto, mejor secontrolarn las condiciones de estabilidad del mismo.

2.8 Influencia de la perforacin y voladura

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Las voladuras en realce producen mayores daos y generan zonas dedebilitamiento de la estructura existente, incrementando la posibilidad de falla de

la masa rocosa de una excavacin subterrnea. Es por tanto recomendable que enlas rocas de inferior calidad a RMR = 45, no se realicen voladuras en realce, sino enbreasting.

Es recomendable tambin que en los tajeos de minado masivo con taladroslargos, se realicen voladuras controladas en las paredes del tajeo, de preferencia sedeben utilizar taladros paralelos en lugar de abanicos. Esto es particularmenteaplicable a las rocas de inferior calidad a RMR = 45.

Debido a que una mala voladura causa daos a la roca circundante e inducegrandes movimientos a lo largo de planos de deslizamiento, es importante el usode tcnicas de voladura controlada, particularmente en los terrenos formados porbloques, para asegurar techos y paredes lisos o firmes y prevenir as movimientos

crticos a lo largo de los planos de deslizamiento.

Figura 2.50 Daos causados por voladura.

Aparte de lo desarrollado anteriormente, hay otros factores que influyen en lascondiciones de estabilidad de las excavaciones y que generan problemaspotenciales de cada de rocas. stos estn referidos a los estndares inadecuadosdel sostenimiento, como el retardo en su instalacin y las fallas en losprocedimientos de instalacin y control de calidad de los elementos desostenimiento.

Cuando una masa rocosa requiere de sostenimiento y ste no es instalado

oportunamente, se produce el aflojamiento de la roca, en un proceso que puededurar das, semanas o meses, dependiendo de las caractersticas de la roca.

2.9 Influencia de los estndares del sostenimiento

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La instalacin del sostenimiento en una masa rocosa aflojada no resulta efectiva,creando peligros de cada de rocas. Similar principio se aplica al caso del relleno detajeos, el desfase entre el avance del minado y la colocacin del relleno (retraso delrelleno), produce mayor perturbacin de la masa rocosa por el crecimiento de lasexcavaciones.

Las errores o malos hbitos en los procedimientos utilizados para la instalacin delos elementos de sostenimiento, no solamente influyen en el rendimiento de losmismos, sino que generan peligros de cada de rocas y por tanto riesgos para elpersonal y equipos. Es comn observar casos en donde los soportes (cimbras,cuadros de madera, revestimientos de concreto) no son bien topeados a la roca olos refuerzos (diferentes tipos de pernos) no son instalados tomando en cuenta laestructura de la masa rocosa o que stos sean dirigidos paralelos e incluso dentrode una discontinuidad.

La falta de programas de control de calidad de los sostenimientos instalados,como el shotcrete (materiales, resistencia, espesor y procedimientos deaplicacin), el rendimiento de los pernos de roca, etc, influyen tambin en laestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones. Por ello, es importante que en lasoperaciones mineras subterrneas se implementen programas de control decalidad de los sostenimientos instalados.

Documents

01_Identificación de los problemas del terreno