CARLOS CALANCHA

V CONGRESO NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA DE MINAS

“SISTEMA DE SOSTENIMIENTO CON ARCOS METALICOS HORIZONTE”

UNIDAD MINERA PARCOY

ING. LEONARDO PERALTA ZANABRIA

JEFE DE GEOMECANICA Y VOLADURA

CONSORCIO MINERO HORIZONTE

GEOLOGÍA REGIONAL.

La roca regional es la granodiorita correspondiente al Batolito de Pataz, considerada de edad paleozoica. Dicho Batolito se encuentra limitado por dos fallas: al NE, una de las fallas lo pone en contacto con el complejo marañon (filitas, esquistos, pizarras); y la otra, al SW lo contacta con rocas mesozoicas (areniscas del Gollarisquizga, calizas Pucara y capas rojas de la formación Chota).

Respecto a la forma del batolito, el plano de afloramientos muestran una configuración alargada y lenticular, existe una marcada tendencia a un alargamiento paralelo al eje regional de la dirección de los andes (SE-NW). Teniendo una extensión aproximada de 150Km2 y en el área de la mina varia de 2.5 a 3.0 Km.

El sistema principal de vetas NW-SE se formo como consecuencia del relleno de los espacios vacíos de las fracturas y fallas, dado que el intrusito se presenta muy fracturado. Estas vetas posteriormente han sido falladas, plegadas en más de dos eventos tectónicos.

El relleno mineralizante de las fracturas es el cuarzo lechoso, la pirita cristalina y masiva y en menor proporción la arsenopirita, galena, escalerita y calcopirita.

INTRODUCCIÓN

La roca en profundidad está sometida a esfuerzos resultantes del peso de los estratos sobreyacentes y a los esfuerzos de origen tectónico. Cuando una abertura minera es excavada en esta roca, el campo de esfuerzos es disturbado localmente y un nuevo estado de esfuerzos es inducido en la roca circundante a la abertura.

TENSIONES INDUCIDAS POR LA EXCAVACION

Cuando se hace una excavación subterránea, los esfuerzos que existían anteriormente se perturban y se inducen nuevos esfuerzos en la roca en las inmediaciones de la excavación. Un método para representar este nuevo campo de esfuerzos es el de las trayectorias de los esfuerzos principales. Dicho campo de esfuerzos tiene analogía aproximada a las líneas de flujo en una corriente tranquila de agua.

La redistribución del estado de tensiones producidas por las excavaciones subterráneas, pueden ser visualizadas de la forma como explica HOEK y BROWN (1980) en su modelo de líneas de flujo laminar. Este mismo fenómeno se da en excavaciones subterráneas próximas. Existen lugares de mayor concentración de tensiones y obedece al mecanismo de redistribución de tensiones en un campo de tensiones unidireccional.

CARACTERIZACIÓN DE LA MASA ROCOSA.

MAPEO GEOMECÁNICO:

El mapeo geomecánico se realiza mediante la modalidad de: “Mapeo por Celdas”, basado en describir las características de las discontinuidades para de ello calcular la valoración del tipo de roca mediante los sistemas de clasificación RMR y Q.

Los parámetros fueron obtenidos mediante registros adaptados a las características de la Unidad Minera Parcoy, adecuando a las normas establecidas por la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas.

OBJETIVOS DE LAS CLASIFICACIONES GEOMECÁNICAS

Identificar los parámetros más significativos que influyen en el comportamiento del macizo rocoso.

Dividir una formación rocosa en grupos de similar comportamiento, es decir, clases de masas rocosas de diferentes calidades.

Proporcionar una base para el entendimiento de las características de cada clase del macizo rocoso.

CLASIFICACIONES GEOMECANICAS

Las clasificaciones geomecánicas tienen por objeto caracterizar un determinado macizo rocoso en función de una serie de parámetros a los que se les asigna un cierto valor. Por medio de la clasificación se llega a calcular un índice característico de la roca, que permite describir numéricamente la calidad de la misma.

Las clasificaciones geomecánicas más ampliamente utilizadas son el RMR de Bieniawski (1976, 1989) y el Q de Barton et.al. (1974). Ambos métodos involucran parámetros geológicos, geométricos y diseño-ingeniería, para llegar a valores cuantitativos de la calidad de la masa rocosa, cuando se emplea cualquiera de estos métodos.

Para la caracterización del macizo rocoso del entorno de sostenimiento, se ha utilizado el sistema de Clasificación de Bieniawsky RMR (Rock Mass Rating) y su equivalencia en el sistema de clasificación Geológica G.S.I. (Geological Strength Index), el cual permite incluir la información geológica en el criterio de falla generalizada de Hoek – Brown para macizos rocosos.

Por otra parte, para la definición preliminar del sostenimiento, la cual se verifica o ajusta con los posteriores análisis numéricos de estabilidad, se ha utilizado la clasificación geotécnica multiparamétrica, correspondiente al Índice de Calidad de Túneles Q (NGI) Ecuación 1, ella obtenida a partir de la equivalencia con el RMR.

La equivalencia entre el sistema de clasificación RMR y Q (NGI) se indica en la Ecuación 2 y por otra parte en la Ecuación 3 se indica la relación entre RMR y GSI.

Ecuación 1

Ecuación 2

Ecuación 3

Sistema de Valoración de la Masa Rocosa – RMR (Según Bieniawski, 1989)

VALORES PROMEDIO DE RMR Y GSI

Clasificación Valor Promedio

RMR 27

GSI 22

El valor de RMR de 27, representa un macizo rocoso de Mala en su rango (40-21) y es definida como una roca Tipo IV-B., debiendo hacer presente que el macizo corresponde a una formación de características anisotrópicas.

MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS (MEF)

El MEF es la técnica numérica más poderosa y en consecuencia, el más utilizado en la ingeniería. La aplicación del MEF en el diseño de proyectos de ingeniería civil y minería es principalmente un análisis de tensiones que conduce a la estimación de tensiones, deformaciones y desplazamientos inducidos por los procesos de excavaciones. Cuando es aplicado en la ingeniería de rocas, el MEF consiste en discretizar el macizo rocoso que rodea una excavación en pequeños elementos (triángulos o rectángulos en el caso de análisis bidimensionales

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