Análisis De Estabilidad De Cámaras Y Pilares

ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE CÁMARAS Y PILARES EN LA EXPLOTACIÓN SELECTIVA DE VETAS ANGOSTAS SUB-HORIZONTALES1

Navarro Torres V. F Investigador Post-Doctoral del Centro de Recursos Naturais e Ambiente – CERENA, grupo de investigación Geotecnia – CEGEO del IST Universidade Técnica de Lisboa. Dinis da Gama C. Consultor de Beralt Tin & Wolfram Portugal S.A, Mina Panasqueira.

RESUMEN

Elestado de tensiones del macizo rocoso en su condición natural, es de equilibrio de acuerdo a la ecuación (1) (Kolymbas, D., 2005). En esta condición inicial la tensión vertical  3 (  z ) es condicionada por la densidad del macizo rocoso  y la profundidad H (ecuación 2). Las tensiones horizontales  1 (  x ) y  2 (  y ) están en función de  3 y del coeficiente de Poisson v (ecuación 3) (Meek,J.L, 1993).

 zx  xx  zz  xz   ,  0 z x z x

(1)

Cunado se realiza la excavación subterránea, se desequilibran estas tensiones y se presenta la deformación, pudiendo llegar a la rotura en la zona circundante a la excavación. La deformación u está relacionada con la tensión actuante  y el módulo de Young E (ecuación 4).

 3  H

(2);

1   2 

vH 1 v

(3);u


E

(4)

En el presente estudio de investigación, se utiliza el criterio de rotura de MohrCoulomb de modelo elástico y mediante la aplicación de programas computacionales que usan elementos de frontera y elementos finitos. La aplicación práctica del análisis de estabilidad de cámaras y pilares en la explotación de vetas angostas subhorizontales, se realiza en la mina de wolframio dePanasqueira de Portugal.

Palabras clave: Estabilidad, tensiones, deformaciones, vetas angostas, cámara, pilares, explotación selectiva. ----------------------------------------------------------1:

TT-010 Investigación Minera

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1. OBJETIVOS

Analizar el comportamiento de las tensiones y deformaciones en la explotación de cámaras y pilares, utilizando métodos de elementos de fronteray elementos finitos en la explotación selectiva de vetas angostas sub-horizontales.

Aplicar a la mina de Panasqueira de Portugal que explota mineral de wolframio en vetas angostas de cuarzo sub-horizontales, cuya roca encajante está constituida por esquistos.

2. RECOLECCIÓN DE DATOS

2.1. Datos obtenidos mediante ensayos de laboratorio y otros estudios

Los datos geotécnicos fueronobtenidos de sendos estudios realizados a lo largo de muchos años (Mello Mendes, F, 1960, Dinis da Gama, C., 1986, Yu X. et al, 2002, Navarro Torres, V. F., 2003) y con ensayos en el laboratorio de Geomecánica del Grupo de Investigaciones de Geotecnia – CEGEO del IST Universidade Técnica de Lisboa (Tabla 1).

Tabla 1 – Resultados de ensayos en laboratorio Tipo de esquisto Resistencia compresiónUniaxial  c (MPa) Densidad  y módulo de Young E

  xi xi N N x x Mosqueado 24 44 -115 75.5 20.7  (t/m3) 48 2.64 – 2.84 2.78 0.05 Normal 4 82 -127 106.5 18.7 E(GPa) 4 31,6 – 59,3 33,3 4,04 Leyenda, N: cantidad de muestras, xi : variación de valores, x : valor medio,  : desviación
estándar

Adicionalmente, la resistencia a la tracción es de 7.6 MPa, coeficiente de Poisson de 0.25, ángulo defricción interna de 40º y ángulo de dilatación de 4º.

2.2. Datos generales y operacionales de la mina de wolframio de Portugal

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La mina de Panasqueira de la empresa Beralt Tin & Wolfram Portugal S. A. está localizada a 250 Km. al NE de Lisboa – Portugal (Fig. 1a), explota principalmente wolframita (Fe, Mn)WO4 diseminada en vetas angostas de cuarzo sub-horizontales con potencia media de0.50 m (Fig. 1b) y con una ley de ley de 4.2 Kg de WO3/tonelada (Navarro Torres, V. F. et al, 2005).
a) b)

Veta angosta

Falla

ESPAÑA Lisboa

N

Granito Precámbrico Post hertziano

Esquisto de Beira Falla

Figura 1 – Localización, geología regional (a) y veta angosta sub-horizontal (b)

El macizo encajante es esquisto metamorfizado por una intrusión granítica subyacente. El...