Mineria

Universidad Nacional del Altiplano FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Carrera Profesional de Ingeniería de Minas

CURSO DE

“SOSTENIMIENTO EN MINERIA”

ING. JORGE DURANT BRODEN

Puno - Perú Primer Semestre 2011

Sostenimiento y Relleno en Minería – Ing. Jorge Durant Broden

CAPITULO I DISEÑO DE SOSTENIMIENTO PARA LABORES SUBTERRANEAS
INTRODUCCION
Desde un punto de vista ingenieril,las aberturas subterráneas tales como las minas, túneles, piques y cámaras deben ser consideradas como si estuviesen excavadas en un ambiente rocoso. Antes de la excavación, las tensiones en la roca (denominadas como campo tensional) se originan a partir del peso de la sobrecarga y posiblemente también a partir de fuerzas tectónicas. Después de la excavación, las tensiones circundantes a la aberturadependerán de este campo tensional, la forma de la abertura y las propiedades mecánicas de la roca. La estabilidad de la estructura dependerá de la capacidad de la roca y del sistema de sostenimiento para resistir a estas tensiones. Por lo tanto, el diseño y evaluación de la estabilidad de la estructura en la roca requiere conocer el campo tensional, la concentración de las tensiones alrededor dediferentes formas de aberturas, las propiedades mecánicas de la roca y del sistema de sostenimiento en caso de que este sea necesario. El diseño de sostenimiento para las labores subterráneas ha sido usualmente descrito como un arte y una ciencia. Esto es como un complemento entre el necesario criterio de diseño, así como acerca de los avances en el conocimiento al respecto. Los últimos 30 añoshan sido testigos de grandes desarrollos en técnicas de análisis por computadora, incluyendo el modelamiento numérico tridimensional y técnicas empíricas de diseño, las cuales siguen siendo aplicadas en gran número de minas. En este capítulo se presenta una metodología práctica de diseño para el sostenimiento de excavaciones subterráneas. El proceso de diseño en ingeniería es a menudo bastantecomplicado debido a la falta de control sobre los parámetros de geológicos y las tensiones; las cuales dependen de los campos tensionales de la roca intacta, la geometría de las labores y los cambios en las condiciones de frontera en tanto se avanza con las labores. Esto es parcialmente compensado mediante el empleo de un factor de seguridad, el que refleja la confiabilidad de los datos y el impactode las consecuencias de una falla. En el diseño de una excavación y el desarrollo de una estrategia de sostenimiento tradicionalmente se acepta distinguir entre ambientes de elevadas tensiones y ambientes de bajas tensiones. En ambientes de bajas tensiones, las discontinuidades geológicas y estructurales controlan el comportamiento y dictaminan el tipo de sostenimiento. El diseño del sostenimientoy la elección de la forma de la excavación tienen como objetivo el mantener la resistencia del macizo rocoso, al mismo tiempo que limitan los movimientos inducidos por la gravedad a lo largo de las discontinuidades geológicas existentes. En ambientes tensionales mayores, son las tensiones mas que las consideraciones estructurales las que dominan. Bajo estas condiciones el diseño del sostenimientotrata de mitigar el impacto de distintas zonas de fractura que tienden a desarrollarse alrededor de las excavaciones.

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Sostenimiento y Relleno en Minería – Ing. Jorge Durant Broden Toda masa rocosa está sometida a cargas, dentro de las cuales la más importante es la acción de la fuerza de gravedad (peso), la que tiende a producir movimiento o deformación en dicha masa rocosa. Sin embargo,tales cargas son compensadas por los esfuerzos que se desarrollan en el interior de las rocas para evitar ese movimiento o deformación, estableciéndose el “equilibrio estático”. Si en una masa rocosa se abren labores mineras, se rompe el “equilibrio estático” y se crea el llamado “equilibrio inestable”, es decir que las rocas vecinas a esas labores tenderán a desprenderse. Las características...