SOCAVACION MINERIA

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS

EVALUACION GEOMECANICA DE ESTRATEGIAS DE SOCAVACION
EN MINERIA SUBTERRANEA

MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL DE MINAS

VICTOR SANDRINO RIVERO ABARCA

PROFESOR GUÍA:
RAÚL CASTRO RUIZ
MIEMBROS DE LA COMISIÓN:
ALFONSO OVALLE WALKER
PATRICIO CAMPOS POBLETE

SANTIAGO DE CHILE
OCTUBRE2008

RESUMEN DE LA MEMORIA
PARA OPTAR AL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL DE MINAS
POR: VICTOR RIVERO A.
PROF. GUÍA: RAÚL CASTRO R.
La socavación es una de las operaciones críticas dentro del proceso productivo en una
mina explotada por hundimiento de bloques o paneles. El conocimiento del proceso de
socavación proviene en gran medida de la experiencia operativa, sin un mayor conocimiento
teórico. Por lotanto, resulta fundamental mejorar el entendimiento de este proceso, y apuntar
hacia la confección de guías de diseño ingenieril.

La revisión del estado del arte a la fecha mostró que la tendencia actual en el diseño se
orienta a la selección del hundimiento avanzado como estrategia de socavación, en general
optando por geometrías de corte basal alto, en particular corte inclinado o hundimientofrontal.

En el presente trabajo se muestra una comparación geotécnica relativa entre las técnicas
de socavación que fueron consideradas con mayor potencial de aplicación dentro de las
identificadas en la revisión de diseños: por un lado, hundimiento convencional, y por otro, las
variantes de hundimiento avanzado, corte plano e inclinado. Modelación numérica elástica
mediante el software Map3d fuerealizada para entender el impacto de las distintas geometrías de
corte basal, sobre dos aspectos críticos: los esfuerzos inducidos en la frente de socavación y la
condición de los pilares de los niveles de producción y hundimiento. La estrategia de modelación
desarrollada fue del tipo paramétrica, modificando una variable de interés a la vez: la secuencia
de socavación, la geometría del corte; larazón entre los esfuerzos horizontal y vertical in situ y la
profundidad. Para comparar entre las variantes, se utilizaron dos indicadores: la razón entre el
esfuerzo vertical inducido, medido en los pilares del nivel de hundimiento posterior a la
socavación, y el esfuerzo vertical in situ; y un factor de seguridad, asumiendo el criterio de falla
de Mohr-Coulomb, aplicado sobre los pilares de losniveles de producción y hundimiento.

Los resultados obtenidos muestran que la estrategia que parece ser más robusta
corresponde a la de corte inclinado avanzado, debido a que en la mayoría de los escenarios
analizados, ofrece las condiciones de diseño más benignas: mayores factores de seguridad sobre
los pilares y bajos esfuerzos inducidos en el nivel de hundimiento, en particular con respectoal
caso de corte plano.
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Abstract
Undercutting is one of the critical operations within the productive process in block
caving mines. The understanding of the undercutting process derives largely from operational
experience, showing a lack of theoretical background. Therefore, it is essential to improve the
understanding of this process, and pointing towards the establishment of engineeringdesign
guidelines.

A review of the state of the art shows that the current trend in design aims to the selection
of advanced undercut as undercutting strategy, generally opting for high undercut geometries,
including crinkle cut or front caving.

This study consists in a relative geotechnical comparision between the undercutting
techniques that were considered with more potential for application,among those identified in the
review of designs: post undercutting an the alternatives of advanced undercut, that is, flat
undercut and narrow inclined undercur. Numerical modelling in Map3D, under elastic rock
behaviour assumptions was carried out to understand tthe effect of various basal cutting
geometries in the induced stress at the undercut´s brow, and the performance of pillars in
production...