Mecanica de rocas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
Facultad de Ingeniería de Minas

ASIGNATURA: Mecánica de Rocas I TEMA 3: Esfuerzos in situ e inducidos

2010 - II

Docente: José AVELLANEDA PURI avellaneda7@hotmail.com

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3.1. Introducción Los derrumbes y hundimiento de las excavaciones subterráneas han existido desde los inicios de la minería y probablemente van ha continuar mientras éstaexista. La caída de rocas probablemente no se elimine completamente debido a que las inestabilidades del terreno en muchos casos, no puede ser detectada antes de realizar las excavaciones mineras.
La influencia de las condiciones geológicas estructurales deben de ser de particular interés para que los operadores puedan llevar un minado día a día en condiciones seguras.
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3.1: Introducción 3.1. Introducción
La caía de rocas es el principal riesgo en la minería subterránea a nivel mundial. Por esta razón es primordial reconocer las diferentes condiciones del terreno que pueden conducir a una caída de rocas o derrumbe. Según las estadísticas 1998-2003, han perdido la vida 436 trabajadores, en el Perú: 1998 = 97 Accidentes fatales 1999 = 87 “ 2000 = 54 “ 2001 = 66 “ 2002 = 78 “ 2003 =54 “

3.1: Introducción

De los cuales el 40% son a causa de caída de rocas. 3

3.1. Introducción

3.1: Introducción

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3.1. Introducción
A Septiembre de 2006 se registraron 5 Accidentes Fatales.

3.1: Introducción

5

3.1. Introducción

3.1: Introducción

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3.1. Introducción
Accidentes fatales acumulados por empresas en los últimos 12 meses (a Septiembre de 2006):3.1: Introducción

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3.2.1. Introducción
3.2: Esfuerzos in situ e inducidos

La implementación de un Departamento o Área que involucre el Control de Riesgos, Calidad, Medio Ambiente y Seguridad e Higiene, se justifica porque la minería es un sector donde se presentan los más altos índices de accidentes triviales, incapacitantes y fatales, trayendo como consecuencia grandes pérdidaseconómicas a la empresa.

3.2. Esfuerzos in situ e inducidos 3.2.1. Introducción La roca a profundidad se encuentra sometida a esfuerzos resultantes del peso del estrato sobreyacente y de esfuerzos remanentes de origen tectónico. Cuando 8

3.2.1. Introducción
3.2: Esfuerzos in situ e inducidos

se excava una abertura en dicha roca, el esfuerzo de campo es interrumpido localmente y un nuevogrupo de esfuerzos son inducidos en la roca circundante a la abertura. El conocimiento de las magnitudes y direcciones de estos esfuerzos in situ e inducidos es un componente esencial del diseño de excavaciones subterráneas, ya que, en muchos casos, la resistencia de la roca es excedida y la inestabilidad resultante puede tener graves consecuencias en el comportamiento de las excavaciones. Elpresente capítulo trata el asunto de los esfuerzos in situ y asimismo los cambios en los esfuerzos que son inducidos cuando se excavan túneles o cavernas en roca sujeta a esfuerzos in situ. 9

3.2.2. Esfuerzos in situ
3.2: Esfuerzos in situ e inducidos

Los problemas asociados a la falla de la roca alrededor de las aberturas subterráneas y el diseño del sostenimiento de estas abertura serántratados en capítulos posteriores. A continuación se va a tratar el análisis de la estabilidad inducida por esfuerzos y el diseño de sostenimiento para estabilizar la roca bajo estas condiciones. 3.2.2. Esfuerzos in situ Considere un elemento de roca a una profundidad de 1000 m debajo de la superficie. El peso de la columna vertical de la roca que descansa sobre este elemento es el producto de laprofundidad y el peso unitario10 del macizo rocoso sobreyacente (típicamente unas 2,7

3.2.2. Esfuerzos in situ
3.2: Esfuerzos in situ e inducidos

ton/m3 ó 0,027 MN/m3). En consecuencia, el esfuerzo vertical sobre el elemento es 2700 ton/m2 ó 27 Mpa (1 Mpa = 100 ton/m2). Este esfuerzo es estimado a partir de la simple relación:

v = z …… (1)
Donde:  es el Esfuerzo Vertical,  es el Peso...
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