Analisis Geomecanico.pdf

ESTUDIOS

GEOTECNICO

ANALISIS GEOMECANICO CONCESION MINERA VICTOR SANTOS SIETE

EMPRESA MINERA BERTHA JULIA S.A.C. Exp. 2

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 2 CAP I: CONSIDERACIONES GENERALES ...................................................... 3 UBICACION, EXTENCION Y LÍMITES DEL AREA DE ESTUDIO ................. 3 ACCESIBILIDAD ............................................................................................ 3 GEOMORFOLOGIA Y FISIOGRAFIA............................................................. 4 CAP III – ANALISIS GEOMECANICO ................................................................ 5 TRABAJO REALIZADO .................................................................................. 5 ANÁLISIS GEOMECANICO ........................................................................... 6 GSI .............................................................................................................. 6 MAPEO POR CELDA (WINDOW SAMPLING) .......................................... 7 CALCULO DEL RQD (ROCK QUALITY DESIGNATION) ........................... 9 MAPEO GEOMECANICO SUBTERRANEO Y SUPERFICIAL ..................... 10 CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO ............................................ 12 RMR .......................................................................................................... 12 SISTEMA DE CLASIFICACION Q ............................................................ 14 ANÁLISIS DE LA INESTABILIDAD............................................................... 15 RMR .......................................................................................................... 15 Q DE BARTON ......................................................................................... 17 CONCLUCIONES ............................................................................................ 20 ANEXOS .......................................................................................................... 21 LISTA DE TABLAS ....................................................................................... 21 LISTA DE PLANOS ...................................................................................... 29

2

INTRODUCCIÓN El presente estudio se lleva a cabo en el distrito de CHAPARRA entre el Cerro Reyes y la quebrada del mismo nombre, el cual tiene como objetivo conocer las características físicas y mecánicas (geotecnia) de la zona de interés, la cual permita definir la vulnerabilidad y la estabilidad de la zona. En este estudio el objetivo va dirigido al aspecto geotécnico se puede ver dentro del macizo rocoso de la zona, el cual tiene una clasificación media, esto sumado al tipo de minería que se realiza en la zona, el tipo de sostenimiento que se realiza dependerá principalmente por el grado de fracturamiento que se puedan presentar en los diferentes tipos de trabajos a realizar.

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CAP I: CONSIDERACIONES GENERALES UBICACION, EXTENCION Y LÍMITES DEL AREA DE ESTUDIO El sector estudiado está ubicado en las laderas Sur del cerro Reyes y al norte de la quebrada del mismo nombre hacia el Sur comprendidos en los límites del distrito de Chaparra. La extensión de la concesión minera abarca un área de aproximadamente 100.00 Ha a una altitud promedio de 2200 m.s.n.m.

Las coordenadas UTM siguientes constituyen la ubicación de la cantera no metálica: Norte:

8263888

Este

606324

Altitud

27215

Coordenadas de la concesión minera: COORDENADAS TRANSFORMADAS UTM WGS 84 - VICTOR SANTOS SIETE ESTE84

NORTE84

606777,89 606777,92 605777,93 605777,91

8264629,44 8263629,43 8263629,43 8264629,43

Esta concesión se ubica en la parte central de la quebrada Reyes a unos 2010 msnm y en los flancos se alzan cerros de una altura aproximada de 80 metros en el margen izquierdo y 50 metros en el margen izquierdo aguas arriba. Estos cerros tienen una pendiente promedio de 30º.

ACCESIBILIDAD Para poder acceder a la concesión es necesario llegar al pueblo de Chala, del departamento de Caraveli, y tomar la ruta al poblado de Angostura y entrar hacia

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el norte por la quebrada Huaccllaco por una trocha carrozable por unos 28 km aproximadamente, y finalmente cruzar al Este hacia la quebrada.

GEOMORFOLOGIA Y FISIOGRAFIA La geomorfología característica de toda la zona está comprendida por la cadena costanera que se extiende de forma paralela al océano pacifico y al este de toda la faja litoral y a partir de 400 m.s.n.m., el perfil de los cerros se va haciendo cada vez más empinado y por lo tanto la topografía más accidentada. La altitud que alcanzan los cerros es variada, adquiriendo elevaciones que llegan hasta los 2,500 m.s.n.m. Esta unidad está disectada por diversos valles transversales y por numerosas quebradas que han modificado totalmente la antigua superficie de erosión.

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CAP II – ESTUDIO GEOMECANICO TRABAJO REALIZADO Para realizar el análisis geotécnico de la zona del proyecto se ha realizados inspecciones e investigaciones complementarias con la finalidad de verificar los Valores asignados en los logueos geotécnicos y obtener una mayor información para caracterizar y clasificar el macizo rocoso.

Al mismo tiempo se ha llevado el análisis de: 

Reconocimiento Geomecánico Superficial



Mapeo Geomecánico Subterráneo.

Estos dos trabajos se realizó en lo que es la litología principal del área de estudio el cual es El Complejo Bella Unión, la cual tiene una composición netamente Andesitica. El estudio de la concesion se realizó con toma de medidas con brújula, wincha, gps., toma de datos geotécnicos como peso específico, densidad de materiales, ángulos de fricción, cohesión, etc., además de la recolección de datos geológicos (estructurales y geomecánicos) a fin de evaluarlo mediante la clasificación geomecánica cualitativa y cuantitativa de los fenómenos naturales y su relación con el comportamiento de los materiales en función a sus

propiedades

físico-mecánicas. Para

ello

se

utiliza

técnicas

de

caracterización geomecánica el primer paso es el levantamiento geomecánico que consiste en levantamiento de afloramientos (talud) donde se aplican los métodos de GSI, scanline y window sampling, donde se consideran una serie de parámetros:

 Relación entre esfuerzo deformación.  la resistencia de los macizos rocosos  Condiciones que producen su ruptura.

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 Estado del esfuerzo en condiciones iníciales.  Estado de los esfuerzos que se desarrollan en los macizos en virtud de las solicitaciones aplicadas.  Problemas estáticos y dinámicos debidos al flujo de agua.  Deformabilidad del macizo rocoso.

Para el análisis de las estaciones se usó el método ROCK MASS RAINTING (RMR), propuesto por BIENIAWSKI (1972). Este método permite de forma sencilla estimar la calidad del macizo rocoso, mediante la cuantificación de parámetros de fácil medición, los cuales se establecen en el campo de manera rápida y con costos de realización mínimos. El método RMR trabaja con varios parámetros dentro de los cuales está la resistencia a la compresión uniaxial de la roca ROCK CUALITY DESIGNATION (RQD). Con

el valor

del

RMR

es posible

establecer

algunas

propiedades

geotécnicas preliminares del macizo rocoso, para analizar su comportamiento y estabilidad en la realización de un trabajo de ingeniería como por un talud, etc. También utilizaremos el sistema Q propuesto por BARTON (1974), basándose en una gran cantidad de casos tipo de estabilidad en excavaciones subterráneas. El sistema Q también incluye el parámetro como es el índice de calidad de la roca (RQD), así que como vemos, la importancia del cálculo del RQD es fundamental en este tipo de análisis.

ANÁLISIS GEOMECANICO GSI El GSI es un sistema para la estimación de las propiedades geomecánicas del macizo rocoso a partir de observaciones geológicas de campo.

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Las observaciones se basan en la apariencia del macizo a nivel de estructura y a nivel de condición de la superficie. A nivel de estructura se tiene en cuenta el nivel de alteración que sufren las rocas, la unión que existe entre ellas, que viene dada por las formas y aristas que presentan, así como de su cohesión. Para las condiciones de la superficie, se tiene en cuenta si ésta está alterada, si ha sufrido erosión o qué tipo de textura presenta, y el tipo de recubrimiento existente. Una vez realizadas las observaciones se pasa a la tabla de comparaciones del GSI (tabla 1) de acuerdo a lo observado en el macizo de estudio y se obtuvo como respuesta en la tabla de comparaciones por las condiciones del frente (afloramiento) con las estructuras que presenta este, el valor de blocky and fair va en un rango de 50-60, con promedio de 55. La cartilla

de G S I

que

indica

que

el macizo de estudio se encuentra

superficies rugosas, que han sido alteradas de una manera moderada, sin presentar un grado de alteración avanzado en áreas de fracturas donde la interacción de la roca con el medio ambiente es más intensa, la distribución de los bloques se presenta de manera irregular y controlada parcialmente por l n bloques angulares con múltiples fracturamientos moderado con superficies ligeramente alteradas.

MAPEO POR CELDA (WINDOW SAMPLING) El método WINDOW SAMPLING consiste en un rectángulo dibujado en el frente de estudio, en el que se encierran numerosas fracturas, se ubican el número se familias luego se procede al estudio de cada una de las familia, una familia de fracturas debe tener similar dirección de rumbo y similar buzamiento. Se toma en cuenta espaciamiento

en

este

análisis

la

presencia

de

agua,

el

de discontinuidades para cada familia, rumbo y buzamiento

de cada familia (tabla 2).

Se realizaron mapeos geomecánicos por el método de celdas en los afloramientos rocosos, zonas de interés superficial y en una parte al interior de la labor 20 metros iniciales del túnel.

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En cada una de las tres estaciones geomecánicas se identificaron y cuantificaron las principales familias de discontinuidades. Para cada familia se determinó la orientación (buzamiento y dirección de buzamiento), el espaciado, la persistencia, la rugosidad, la resistencia de la pared de la discontinuidad, la abertura, el relleno, el grado de meteorización, la resistencia del relleno, y la condición del flujo de agua. Asimismo se determinó la forma del bloque y el rango de tamaños y volumen de los bloques, tal como se muestra en el Tabla 20. Los índices RQD se estimaron mediante la frecuencia de discontinuidades (Hudson y Priest, 1976) y el número total de discontinuidades por metro cúbico (Jv) (Palmstrom, 1982).

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo

Andesita

Andesita

Andesita

Dirección de Buzamiento

80

42

56

Buzamiento

70

50

76

Resistencia a la compresión Simple (MPa)

100-250

100-250

100-250

Frecuencia (J/m)

4,0.

2-3

Espaciado entre Discont (cm)

30,3

4,0. 5 12,15,15

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

30,35,35

Persistencia (m)

1.8

2,5

3

Abertura (mm)

3

6

5

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

LR

LR

R

Relleno

RD <5

RB >5

RD >5

Alteraciones

LA

LA

LA

LH

LH

LH

Agua Subterránea

Tabla 1. Registro de la Estación Geomecánica Subterránea EG-4

En total se registraron 4 estaciones geomecánicas, de los cuales 4 estaciones están ubicadas en superficie y 1 en el interior de la labor minera. En cada estación se identificaron de dos a tres familias de discontinuidades,

9

registrándose discontinuidades. En el Tabla 2 se lista la ubicación de las Estaciones Geomecánicas, incluyendo los sistemas de discontinuidades por cada estación.

Estación Geomecánica EG-1 EG-2 EG-3 EG-4 EG-5

Coordenadas Ubicación Superficie Superficie Superficie Subterranea Subterranea

Este

Norte

606273 606379 606354 606344 606376

8263889 8264036 8263915 8263863 8263852

Sistema de discontinuidades Fam 1 Fam 2 Fam 3 DBz/Bz DBz/Bz DBz/Bz 20/80 30/65 340/75 30/75 50/60 150/52 30/65 320/80 80/70 42/50 56/76 85/74 40/53 60/80

Tabla 2 Listado de las estaciones geomecánicas En cada estación geomecánica se utilizó la clasificación geomecánica de Bieniawski conocido como RMR (Bieniawski, 1989).

La evaluación y la

interpretación de cada estación geomecánica se presentan líneas abajo.

CALCULO DEL RQD (ROCK QUALITY DESIGNATION) Con el método de Jv, primero se tienen que identificar las familias de diaclasas. Con cada familiar, se tiene que estimar el espaciamiento entre de las diaclasas, y poner los espaciamientos en la siguiente fórmula:

Jv = 1/ esp (1) + 1/ esp (2) + 1/ esp (3) +......

En donde el espaciamiento se refiere al espaciamiento de las diaclasas de la familia 1, 2, 3, etc. Se puede calcular el RQD con el Jv con la fórmula:

RQD = 115 - 3.3 x Jv

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Donde 0.30m, 0.15m, 0.35m son los espaciamientos promedios de las 3 familias encontradas.

Jv = 1/0.3+1/0.15 + 1/0.35 = 12.86 RQD = 115 - 3.3 * (12.86) RDQ = 72,6%

MAPEO GEOMECANICO SUBTERRANEO Y SUPERFICIAL La ventana de Exploración tiene una sección

aproximada de 1.5 x 4.0

metros con una pendiente de 1%. Se mapeó 2 sectores a una distancia de 30m entre ambas, tal como se indica en la Figura 1. Posteriormente se complementó dicha información con el mapeo estructural de Interior de la Labor.

La clasificación geomecánica de la Ventana de Exploración dio como resultado una calidad de roca bueno con un RMR entre 60 (Tabla 3), verificando así el comportamiento de la calidad de roca encajonante que contiene la Veta principal de la labor. Labor Ventana de Exploración

Progresiva (m) 0+15 0+45

RMR (1989) 62 59

Q (1974) 6.4 6.3

Tabla 3. Índices del Macizo Rocoso en el Interior de la Labor

Del análisis estereográfico global del interior de la labor se determinaron 3 principales familias de discontinuidades: 72/82, 41/51, 63/78.

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Figura 1. Estaciones Geomecánicas Subterráneas – Ventana de Exploración

Familia

Orientación de las Discontinuidades Buz Dir de Buz

1 2

72 41

82 51

3

63

78

Figura 2. Análisis estereográfico del Interior Mina

En cada una de las estaciones geomecánicas se han caracterizado los planos de discontinuidad (intrusiones y juntas) más relevantes, que condicionan el comportamiento del macizo, con la ayuda de una brújula. Los parámetros definidos para cada plano han sido: tipo de plano, dirección de buzamiento, buzamiento, espaciado, continuidad, apertura, rugosidad, composición y resistencia de los rellenos y filtraciones (ver fichas de estaciones geomecánicas en anexos). Para cada estación geomecánica se realizado una proyección estereográfica

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en plantilla equiareal con todas las medidas geométricas de los planos (dirección de buzamiento y buzamiento) tomadas en campo y definido los parámetros geométricos más frecuentes para cada familia de discontinuidad atendiendo a la densidad de polos. Las 5 estaciones geomecánicas superficiales que se realizaron en los afloramientos de la zona de estudio se presentan en el Tabla 4. Estación Roca Geomecánica EG-1

Andesita

EG-2

Andesita

EG-3

Andesita

EG-4

Andesita

EG-5

Andesita

RMR (1989)

Norte

Este

8263889 8264036 8263915 8263863 8263852

606273 606379 606354 606344 606376

Q (1974)

62

6.1

60

5.9

63

7.7

62

6.6

59

6.3

Tabla 4. Índices del Macizo Rocoso en Las estaciones estudiadas

CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO Las clasificaciones geomecánicas tienen

como objetivo, 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. Debido a esto las clasificaciones geomecánicas se pueden considerar como una herramienta muy útil en el diseño y construcción de obras subterráneas, tanto de obras mineras como de obras civiles, pero debe ser usada con cuidado para su correcta aplicación, pues exige conocimientos y experiencia por parte de quien la utiliza.

RMR El sistema considera seis parámetros de clasificación (Ver tabla 5), la suma de estos parámetros da el índice RMR, para el caso Minero se recomienda no considerar la valoración por ajuste de orientación.

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El método de diseño del “Span Design” es el que se va aplicar para diseñar la luz máxima de las aberturas en corte y relleno ascendente Este método tiene como parámetros de entrada el valor de RMR y la luz máxima que se excavará, con estos dos parámetros se obtiene si la excavación es estable, potencialmente estable o inestable.

Los parámetros que intervienen en la clasificación de macizo rocoso fueron obtenidos de los ensayos de mecánica de rocas en el laboratorio e inspección en campo de la zona de estudio.

PARÁMETROS DE CLASIFICACIÓN

RANGO DE VALORES

Resistencia Uniaxial de la roca intacta

0 – 15

Rock Quality Designation (RQD)

3 – 20

Espaciamiento de discontinuidades

5 – 30

Condición de las discontinuidades

0 – 25

Condiciones hidrogeológicas, agua subterránea

0 – 10

(*) Ajuste por orientación de discontinuidades

(-12) – 0

Tabla 5. Parámetros de Clasificación del Sistema RMR (*): No se considera la valoración para Minería. La incidencia de estos parámetros en el comportamiento geomecánico de un macizo se expresa por medio del índice de calidad RMR, Rock Mass Rating, que varía de 0 a 100. Para el cálculo del RMR se suman las puntuaciones de los cinco parámetros de clasificación obteniéndose un valor numérico con el que se clasifica el macizo rocoso.

El significado geotécnico se expresa en la Tabla la valoración obtenida clasifica al macizo en cinco tipos, a los que se les asigna una calidad y unas características geotécnicas.

RMR

DESCRIPCIÓN

CLASE

φ°

COHESIÓN (Kpa)

81-100

Muy buena

I

>45

>400

61-80

Buena

II

35-45

300-400

14

41-60

Regular

III

25-35

200-300

21-40

Mala

IV

15-25

100-200

<21

Muy mala

V

<15

<100

TABLA 6.- Calidad de macizos rocosos con relación al índice RMR

PARÁMETROS

CARACTERÍSTICA

VALORACIÓN

Resistencia de la Roca Intacta

250-100 MPa

12

RQD

50-75 %

13

Espaciamiento de Discontinuidades

20-60 cm

10

- Persistencia

1-3 m

4

- Apertura

1-5 mm

1

- Rugosidad

Ligeramente rugosa

3

- Relleno

Relleno Duro <5mm

4

- Intemperización

Ligeramente Alterada

5

Condición del agua

Ligeramente Húmedo

10

Condición de las Discontinuidades

RMR

62 Tabla 7. Valoración del macizo rocoso en EG-4

SISTEMA DE CLASIFICACION Q El Índice de Calidad del Macizo Rocoso Q de Barton, está definido por:

Donde:  (RQD/Jn) representa de forma cruda el tamaño de los bloques de roca. 



RQD = Rock Quality Designation: % del testigo de perforación diamantina de tamaño superior a 10 cm. Para el cálculo de Q se considera un rango entre 10% y 100%. Jn = número de familias de discontinuidades (este factor considera el efecto de las discontinuidades aisladas). Varía entre 0.5 (ausencia de discontinuidades) y 20 (roca triturada).

15

 (Jr/Ja) representa la resistencia de las discontinuidades  

Jr es el número de rugosidad de discontinuidades. Varía entre 0.5 (extremo desfavorable) a 4.0 (extremo favorable). Ja es el número de alteración de discontinuidades. Varía entre 0.75 (no alterada) a 20 (extremadamente alterada).

 (Jw/SRF) representa la resistencia del macizo rocoso al estado de esfuerzos (in situ)  Jw es el factor de reducción por agua. Varía entre 1 para excavaciones secas a 0.05 para excavaciones con gran flujo y presión de agua.  SRF = Stress Reduction Factor (Factor de Reducción de Esfuerzos) considera el efecto de los esfuerzos in situ los cuales si son grandes pueden producir la falla de la roca por compresión. Varía entre 0.5 (valor óptimo) y 20 (graves problemas de esfuerzos).

ANÁLISIS DE LA INESTABILIDAD RMR La clasificación RMR de BIENIAWSKI indica explícitamente el tipo de sostenimiento y modo de excavación a emplear según la categoría RMR, tal y cómo se refleja en la Tabla 8, para las secciones mineras típicas en herradura y anchura máxima de 10 m. La Figura 3 permite estimar, la longitud de pase (vano autoportante) y el tiempo que el terreno puede permanecer sin soporte.

Sostenimiento

Clase RMR

Excavación

I 10081

Bulones

Gunita

Cerchas

Sección completa. Avances de 3 m.

Innecesario, salvo algún bulón ocasional

No

No

II 80-61

Sección completa. Avances de 1-1,5 m

Bulonado local en clave, con longitudes de 2-3 m y separación de 2-2,5 m eventualemtne copn mallazo.

5 cm en clave para impermeabilización

No

III 60-41

Avance y destroza. Avances de 1,5 a 3,0 m. completar sostenimiento a 20 m del frente.

Bulonado sistemático de 3-4 m con separaciones de 1,5 a 2 m en clave y hastiales. Mallazo en clave.

5 a 10 cm en clave y 3 cm en hastiales

No

16

IV 40-21

Avance y destroza. Avances de 1,0 a 1,5 m. completar Sostenimiento inmediato del frente, completar sostenimiento a menos de 10 m del frente.

Bulonado sistemático de 4-5 m con separaciones de 1-1,5 m en clave y hastiales con mallazo

10 a 15 cm en clave y 10 cm en hastiales. Aplicación según avanza la excavación.

Cerchas ligeras espaciadas 1,5 m cuando se requieran.

V ≤20

Fases múltiples. Avances de 0,5 a 1 m. gunitar inmediatamente el frente después de cada avance.

Bulonado sistemático de 5-6 m con separaciones de 1-1,5 m en clave y hastiales con mallazo,.çç

15-20 cm en clave, 15 cm en hastiales y 5 cm en el frente. Aplicación inmediata después de cada avance.

Cerchas pesadas 0,75 m con blindaje de chapas y cerradas en solera.

Túneles de sección en herradura, máxima anchura 10 m, máxima tensión vertical 250 kp/cm²

Tabla 8. Sostenimientos a partir del índice RMR.

Figura 3. Longitudes de pase y tiempos de estabilidad sin soporte (Bieniawski, 1989) Tomando en cuenta los resultados obtenidos en la Tabla 4 se obtiene un RMR promedio de 61 la calidad del macizo rocoso es de clase II, lo que indica que el método de excavación se da en secciones con avances promedios de 1-5 m por disparos para evitar el desprendimiento de secciones de roca en la labor, el tipo de sostenimiento requerido se puede dar eventualmente mediante Bulones cada 3-5 m, sin embargo en la pequeña minera las labores que se desarrollan en la zona por lo general son estrechas, no superan los 2.5m de alto por 2.0 m de ancho, lo cual contribuye al auto sostenimiento de las labores, no obstante en

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algunas zonas donde de fracturamiento de la rocas sea mayor se puede usar cuadros de maderas con las especies nativas de la zona, tal es el caso de la madera de Huarango.

Q DE BARTON En función del valor del Indice 𝑄 Barton clasifica a los macizos rocosos en las siguientes clases: TIPO DE MACIZO ROCOSO

Q

Excepcionalmente malo.

10-3 a 10-2

Extremadamente malo.

10-2 a 10-1

Muy malo.

10-1 a 1

Malo.

1a4

Medio.

4 a 10

Bueno.

10 a 40

Muy buena.

40 a 100

Extremadamente bueno.

100 a 400

Excepcionalmente bueno

400 a 1000

Tabla 9. Tipos de macizos rocosos según Barton. Para estimar un sostenimiento, además del valor del 𝑄 del terreno es necesario realizar una valoración de la Dimensión Equivalente Dₑ de la excavación:

El Span, o dimensión crítica de la cavidad, puede ser la anchura, altura, diámetro equivalente o pase de excavación, dependiendo de la geometría final de la cavidad y de la geometría en cada fase constructiva. El 𝐸𝑆𝑅 (excavation support ratio que depende del tipo de excavación) es un factor de seguridad que modifica el Dₑ en función del uso futuro de la obra subterránea: p.ej. minora el diámetro para galerías mineras y lo mayora para cavernas de uso industrial o civil. En la tabla siguiente se muestran los valores adoptados para el 𝐸𝑆𝑅 en función del tipo de obra a construir.

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TIPO DE EXCAVACIÓN

ESR

A

Labores mineras de carácter temporal

2-5

B

Galerías mineras permanente, túneles de centrales hidroeléctricas (excluyendo las galerías de alta presión) túneles piloto, galerías de avance en grandes excavaciones, cámaras de compensación hidroeléctrica.

1,6-2,0

C

Cavernas de almacenamiento, plantas de tratamiento de aguas, túneles de carreteras secundarias y de ferrocarril, túneles de acceso.

1,2-1,3

D

Centrales eléctricas subterráneas, túneles de carreteras primarias y de ferrocarril, refugios subterráneos para defensa civil, emboquilles, e intersecciones de túneles.

0,9-1,1

E

Centrales nucleares subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones públicas y deportivas, fábricas, túneles para tuberías principales de gas.

0,5-0,8

Tabla 10. Valores del índice ERS de la clasificación Q (Barton, 2000). Se definen 9 tipos de sostenimiento, compuestos cada uno de ellos por los elementos que figuran en la leyenda. Conviene señalar que este ábaco está realizado para un valor del 𝐸𝑆𝑅 = 1, lo que quiere decir que la longitud de los bulones a utilizar es la teórica que se obtenga multiplicada por el valor real del 𝐸𝑆𝑅.

Figura 4 - Sostenimientos según el índice 𝑸 (Barton, 2000).

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Según la Tabla 10, comparando con los resultados obtenidos con la Q de Barton, de 6-7, en la caracterización mecánica realizada se encuentra en el rango de un macizo rocoso Medio (4-10). Si comparamos estos resultados en la Figura 4, según la clase de rocas nos ubicamos en la columna C con una Q de 6-7., mientras que la relación de luz o altura/ESR obtenemos:

Altura en m/ESR => 2.0/1.6=1.25 Donde: Altura en m: altura de las labores promedio-2.0 metros ESR: galerías mineras permanentes-1.6 Con este resultado vemos que la categoría de sostenimiento en la que se ubica la labor es el 1(sin sostenimiento). Este resultado confirma el resultado obtenido en el ITEM anterior el cual nos indica que al ser labores mineras artesanales de secciones estrechas contribuye al auto sostenimiento de las labores.

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CONCLUCIONES  Según la geología obtenida de la zona de puede determinar un grado de homogeneidad de la zona comprendiendo a un solo grupo geológico (Complejo Bella Unión), por lo consecuente el comportamiento geomecánico en teoría debe presentarse de forma similar.

 Analizando los datos obtenidos en campo y realizando los cálculos correspondientes se dieron los resultados obtenidos. Estación Roca Geomecánica

Norte

Este

RMR Q (1989) (1974)

EG-1

Andesita 8263889 606273

62

6.1

EG-2

Andesita 8264036 606379

60

5.9

EG-3

Andesita 8263915 606354

63

7.7

EG-4

Andesita 8263863 606344

62

6.6

EG-5

Andesita 8263852 606376

59

6.3

Donde podemos determinar el RMR medio de la zona, clasificando el macizo rocoso como una roca media 60-80, además se observa que no existe mayor diferencia en la resistencia dela roca, en el Índice de calidad del macizo rocoso (RQD), en los RMR, Q y GSI; por lo que se puede concluir que la labor y el macizo circundante a ésta podría ser considerado como un solo dominio estructural con un comportamiento geomecánico similar.

 En una excavación con RMR típico en la zona del proyecto, entre 61 y 80, el largo de avance será de entre 1 -5 metros para evitar el desprendimiento de las labores o trabajos a realizarse por la zona.  El Tiempo de auto-sostenimiento (stand-up time).de las labores para un RMR 61-81 es de 1 mes a más, sin embargo por ser minería artesanal y el desarrollo de las labores son estrechas se obtiene un auto sostenimiento, el cual no necesita de un sostenimiento permanente.

21

ANEXOS LISTA DE TABLAS

Tabla A – GSI

22

TABLA B - MAPEO POR CELDA (WINDOW SAMPLING)

23

TABLA C - PARÁMETROS Y RANGO DE VALORES PARA LA CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA RMR (89)

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FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo Dirección de Buzamiento

Andesita 20

Andesita 30

Andesita 340

Buzamiento

80

65

75

100-250

100-250

100-250

0,25

0,33

0,30

15

22

17

Persistencia (m)

2,5

0,8

1,7

Abertura (mm)

12

6

10

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

R

LR

R

Relleno

RB>5

RB<5

RB>5

Alteraciones

MA

MA

MMA

S

S

S

Resistencia a la compresión Simple (MPa) Frecuencia (J/m) Espaciado entre Discont (cm)

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

Agua Subterránea

TABLA D. REGISTRO DE LA ESTACIÓN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA EG-1

25

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo Dirección de Buzamiento

Andesita 30

Andesita 50

Andesita 150

Buzamiento

75

60

52

100-250

100-250

100-250

0,45

0,35

0,20

19

12

25

Persistencia (m)

1.8

1,4

2,1

Abertura (mm)

10

9

8

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

LR

LR

R

Relleno

RB>5

RB>5

RB<5

Alteraciones

MA

MA

LA

S

S

S

Resistencia a la compresión Simple (MPa) Frecuencia (J/m) Espaciado entre Discont (cm)

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

Agua Subterránea

TABLA E. REGISTRO DE LA ESTACIÓN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA EG-2

26

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo Dirección de Buzamiento

Andesita 30

Andesita 320

Buzamiento

65

80

100-250

100-250

0,45

0,3

15

17

Persistencia (m)

1.8

2

Abertura (mm)

3

6

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

LR

LR

Relleno

RD >5

RD >6

Alteraciones

MA

MMA

S

S

Resistencia a la compresión Simple (MPa) Frecuencia (J/m) Espaciado entre Discont (cm)

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

Agua Subterránea

0

TABLA F. REGISTRO DE LA ESTACIÓN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA EG-3

27

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo Dirección de Buzamiento

Andesita 80

Andesita 42

Andesita 56

Buzamiento

70

50

76

100-250

100-250

100-250

0,4

0,4

0,2 0,3

30

15

35

Persistencia (m)

1.8

2,5

3

Abertura (mm)

3

6

5

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

LR

LR

R

Relleno

RD <5

RB >5

RD >5

Alteraciones

LA

LA

LA

Agua Subterránea

LH

LH

LH

Resistencia a la compresión Simple (MPa) Frecuencia (J/m) Espaciado entre Discont (cm)

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

TABLA G. REGISTRO DE LA ESTACIÓN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA EG-4

28

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3

Litología/Tipo Dirección de Buzamiento

Andesita 85

Andesita 42

Andesita 60

Buzamiento

74

53

80

100-250

100-250

100-250

0,3

0,42

0,37

27

15

29

Persistencia (m)

1,7

2,2

1,2

Abertura (mm)

3

8

5

Rugosidad (Nivel 1 /Nivel 5)

LR

LR

R

Relleno

RD <5

RB >5

RB <5

Alteraciones

LA

MA

LA

Agua Subterránea

LH

LH

LH

Resistencia a la compresión Simple (MPa) Frecuencia (J/m) Espaciado entre Discont (cm)

Condiciones de Discontinuidad

CARACTERÍSTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

TABLA H. REGISTRO DE LA ESTACIÓN GEOMECÁNICA SUBTERRÁNEA EG-5

29

LISTA DE PLANOS

PLANO 1 – UBICACIÓN DE LA CONCESION VICTOR SANTOS 7