diseno-caserones
-
Upload
franklinaraya3 -
Category
Documents
-
view
54 -
download
1
Transcript of diseno-caserones
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
GENERALMENTE LA OCURRENCIA DE GRANDES CATÁSTROFES AYUDAN AL AVANCE DEL CONOCIMIENTO E INVESTIGACIÓN. ACELERARON EL
DESARROLLO DE LA MECÁNICA DE ROCAS
Nota: de “The development of Rock Engineering”, de Hoek
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ESTALLIDOS DE ROCAS
FALLAS POR MALA CALIDAD DE LA MASA ROCOSA
LAS ESTRUCTURAS JUEGAN UN ROL CLAVE Y EXPLICAN ALGUNOS COLAPSOS
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
SERÁ NECESARIO ESPERAR ESTE TIPO DE CATÁSTROFES PARA UTILIZAR LAS TÉCNICAS QUE HOY DISPONEMOS PARA DISEÑAR UNA MINA?
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ES POSIBLE DISEÑAR UNA OBRA DE LA ENVERGADURA DE ESTA CENTRAL ELÉCTRICA CON SÓLO UN SONDAJE GEOTÉCNICO?
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Al ver la foto se desprenden algunos re q ue r im ie n t o s de l d i s eño de explotación de una veta:
Debe asegurarse la estabilidad de las cajas para evitar dilución Debe def inirse el tamaño del
caserón para evitar que colapse
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Al ver e stas nuevas fotos se desprenden otros requerimientos del diseño de explotación de una veta:
Debe definirse el tamaño de los pilares
Debe def inirse e l tamaño de puentes o crown pillars
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
De la presencia de estructuras
De la calidad geotécnica de la roca
De los esfuerzos inducidos en el contorno y la resistencia de la masa rocosa
En la cota 920 se muestran los esfuerzos principales mínimos, con las paredes de Milenium en una situación de esfuerzos traccionales. LO ANTERIOR ORIENTA LA BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN Y EL
ANÁLISIS DE DISEÑO
DE QUÉ DEP ENDE E L D ISEÑO Y LA ESTABILIDAD?:
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Caracterizar las estructuras Orientación Resistencia Frecuencia
Pozo F 97 – 88 Los siguientes diagramas muestran el comportamiento general de todas las estructuras (independiente de su rank), identificadas a lo largo del pozo. En ellos se aprecia una orientación preferencial de rumbo NNW y una orientación secundaria de rumbo NE.
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Caracterizar la masa rocosaRMR (número que permite
estimar la calidad entre 0 y 100)Criterio de falla (Criterio que
permite verificar si la roca falla cuando es sometida a una condición
dada de esfuerzos)
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Caracterizar el medio ambiente geotécnico (esfuerzos y aguas)
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
DISEÑO DE CASERONESLO QUE DEBE HACERSE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MEDICIÓN DE ESFUERZOS NATURALES:
Overcoring con celda trixial Hollow Inclusion (Celda CSIRO)
Overcoring con Borre Probe a gran profundidad
DISEÑO DE CASERONESSelección método de explotación
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Magnitud de desplazamientos en roca de contorno
Acumulación de energía en roca remanente
DISEÑO DE CASERONESSelección método de explotación
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO�DE�EXPLOTACIÓN CALIDAD�GEEOMECÁNICA�DELL�MINERAL CALIDAD�GGEOMECÁNICA�DEL�ESTÉRIL PRODUCCTIVIDAD
BAJA MEDIA ALTA BAJA MEDIA ALTA ALTA MEDIA
CASERONES�VACÍOS
MÉTODOS�CON�RELLENO
POST�PILLAR
SUB�LEVEL�CAVING
BLOCK�CAVING
DISEÑO DE CASERONESSelección método de explotación
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Es posible concebir métodos combinados: Para optimizar la recuperación Para un mayor control de la estabilidad Para mejorar las condiciones de seguridad
DISEÑO DE CASERONESSelección método de explotación
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Es posible concebir métodos combinados: Para optimizar la recuperación Para un mayor control de la estabilidad Para mejorar las condiciones de seguridad
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO EMPÍRICO DE DISEÑO
Los métodos empíricos, pese a su simplicidad, siguen siendo herramientas poderosas de análisis, en muchos casos, entregan respuestas más acertadas que modelos o métodos de mayor sofisticación. Las grandes ventajas son las siguientes:
Se basan en índices de calidad de rocas relativamente fáciles de estimar Cuentan con una extensa experiencia asociada a las diferentes calidades de
rocas, obtenida de muchas minas o excavaciones Han demostrado, en su aplicación, que las recomendaciones de diseño son
acertadas Siempre es posible ajustar las recomendaciones según la propia experiencia
observada. En general estos métodos han sido dinámicos, ya que se enriquecen con nuevas experiencias Es posible hacer diseños aún sin contar con una base de datos tan exigente y
completa como en el caso de modelos numéricos. Sin embargo, mientras mayor y más completa sea la base de datos, mejor serán las recomendaciones de diseño Sirven además como un método de comparación y/o evaluación de métodos
alternativos de diseño, incluyendo a los modelos numéricos
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
CLASE SEGÚN LAUBSCHER
5 4 3 2 1
PUNTAJES 0 20 21 40 41 60 61 80 81 100
Ancho de la dimensión menor
1 - 5m 5 - 20m 20 - 30m 30 - 80m 80m
Radio hidráulico de área estable
0.5 - 3m 3 - 8m 8 - 12m 12 - 20m 30m
La tabla muestra las recomendaciones de diseño para dimensionar caserones en base a la calidad geomecánica de las cajas de la veta. Las calidades de rocas se expresan en valores de 0 a 100 y corresponden a calidades ajustadas de Laubscher. Por ejemplo, si el valor ajustado de Laubscher es 40 puntos, el ancho del caserón puede llegar hasta 20m y el radio hidráulico no debe superar los 8m
Rh = Area/perímetro
MÉTODO EMPÍRICO DE DISEÑO
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
CLASIFICACIÓN DE LAUBSCHER (RMR)RMR = Rating FF + Rating condición fracturas + Rating resistencia de la rocaMRMR = RMR ajustado por esfuerzos, intemperismo, orientación de estructuras, voladura
Forma excavación genera esfuerzos traccionales, factor de ajuste por ejemplo de 0,7
Forma cicular genera esfuerzos compresivos, factor de ajuste 1,1
Condición estructural desfavorable, factor 0,7
Condición estructural más favorable, factor
de ajuste, 0,9-1
Túnel desarrollado con Alpine, sin daño, factor de ajuste 1
Túnel con mucho daño a las tablas y techo, factor de
ajuste 0,8
Ajuste por tronadura
Ajuste por estructurasAjuste por esfuerzos
Ajuste por intemperismo
MÉTODO EMPÍRICO DE DISEÑO
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Túnel desarrollado con Alpine, sin daño, factor de ajuste 1
Túnel con mucho daño a las tablas y techo, factor de
ajuste 0,8
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
A´
H
A´
LRh = L x A´/ (2L + 2A´)
E n e s t e c a s o e x i s t e l a posibilidad de que el ancho máximo sea superado por el valor de A´, lo que implica que deben acortarse los caserones y dejar pilares verticales. La otra opción es disminuir el valor de H, dejando puentes
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO EMPÍRICO DE DISEÑO
Con el método empírico se pueden estimar los tamaños de los Caserones, pero no el tamaño de los pilares o puentes. Para ello se pueden utilizar dos criterios:
Tamaño mínimo de pilares cuando éstos no se recuperan El tamaño debe ser tal, sin embargo, que soportan las solicitaciones a las que
estarán sometidos. Para estimar esas solicitaciones y la resistencia de los pilares, se podrán utilizar
métodos numéricos. Eventualmente métodos analít icos dependiendo de la complejidad geométrica.
Tamaño de pilares de tal forma que puedan ser recuperados. Ello significa pilares de gran tamaño, tales que puedan desarrollarse trabajos mineros al interior de ellos para su recuperación.
En general, será más fácil recuperar pilares puentes, en especial si no se utiliza rellenos cementados.
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO NUMÉRICO DE DISEÑO
La tendencia actual es al uso de métodos numéricos para el diseño, en 2 ó 3 dimensiones. Es tos mode los permi ten de terminar la dis t r ibuc ión de e sf ue rzos a lre dedor de e xcavac ione s, mineras o c i v i le s, y las deformaciones que tales esfuerzos generan en la roca. Estos modelos requieren:
Un conoc imiento de ta l lado de las propiedades resistentes y de deformación de las diferentes unidades de rocas Un conocimiento de los e sf uerzos
naturales presentes en la roca Una ge ome t ría y se cuenc ia de la
construcción de las excavaciones a realizar
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO NUMÉRICO DE DISEÑO
En la cota 920 se muestran los esfuerzos principales mínimos, con las paredes de Milenium en una situación de esfuerzos traccionales.
ESFUERZOS TRACCIONALES
(NORMALMENTE
SINÓNIMO DE FALLA)
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO NUMÉRICO DE DISEÑO
Se muestran los desplazamientos horizontales en la pared interior de Milenium con movimientos que alcanzan los 2 metros de deformación. Existe una alta probabilidad de falla y caída de material.
De s p l a z a m i e n t o s d e g r a n magnitud, implican serio riesgo de colapsos. En este caso, debido al método de explotación (con Caserones Vacíos), no afecta al personal, que trabaja fuera del Case rón, pe ro que s i pue de originar un problema de dilución y/o pérdida de mineral
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO NUMÉRICO DE DISEÑO
Los resultados del modelo se evalúan en función de lo siguiente:
Factores de seguridad alrededor de las excavaciones mineras. Si el factor de seguridad es inferior a un valor mínimo pre-establecido, se considera que la excavación podría tener problemas de estabilidad
Deformaciones excesivas alrededor de las excavaciones, las que tenderán al colapso de las mismas
Concentraciones de esfuerzos en elementos estructurales remanentes, pilares verticales, pilares corona
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
MÉTODO NUMÉRICO DE DISEÑO
Si bien este tipo de modelos pueden ser muy poderosos, tienen algunos problemas:
Requieren de una base datos completa y representativa de las propiedades de los materiales, lo que no siempre está disponible
Algunos modelos presentan limitaciones en cuanto al ingreso de estructuras, cuyo papel en el comportamiento de la roca es relevante
Requieren un conocimiento adecuado de los esfuerzos naturales, esfuerzos que pueden ser muy variables en la masa rocosa, según los tipos litológicos, la presencia de estructuras mayores, otros factores.
En consideración a lo anterior, al usar los modelos debe considerarse lo siguiente:
Los modelos deben emplearse para identificar tendencias de comportamiento de un macizo rocoso, más que para conocer en detalle este comportamiento
Ningún modelo reemplazará el buen criterio minero, de especialistas e ingenieros experimentados, que usarán los resultados para corroborar el comportamiento esperado
Los modelos en general deberán complementarse con otros métodos de análisis, la mayoría de ellos más simples
DISEÑO DE CASERONESDiseño del método
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
OTROS CRITERIOS DE DISEÑO
Secuencia de avance
Ubicación infraestructura
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNOS CASOS
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNOS CASOS
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNOS CASOS
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNOS CASOS
Figure 23. Model before starting draw from the base
Figure 24. After 25% of extraction, no signs of dilution. Walls
remain stables.
Figure 25. After 75% of extraction, no dilution is observed.
After extraction of the ore, signs of failure of the walls are
shown
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNOS CASOS
� �
CLASE SEGÚN LAUBSCHER
5 4 3 2 1
PUNTAJES 0 20 21 40 41 60 61 80 81 100
Ancho de la dimensión menor
1 - 5m 5 - 20m 20 - 30m 30 - 80m 80m
Radio hidráulico de área estable
0.5 - 3m 3 - 8m 8 - 12m 12 - 20m 30m
DISEÑO DE CASERONES
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Puente
CASO TAMAYA
Método de Corte y Relleno ascendente.
Un método s imi lar de recuperación de pilares se puede lograr con relleno posterior.
L o m i s m o n o p u e d e h a c e r s e c o n p i l a r e s verticales
DISEÑO DE CASERONESLO ÚLTIMO PERO NO MENOS IMPORTANTE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREO
OBJETIVOS:
CONFIRMAR LOS DISEÑOS Y SUS SUPUESTOS COMO SISTEMA DE SEGURIDAD PARA EL PERSONAL Y EQUIPOS
DISEÑO DE CASERONESLO ÚLTIMO PERO NO MENOS IMPORTANTE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREOTENDENCIAS:
Equipos simples y robustos ALta tecnología Lecturas remotas Sistemas de telemetría
Radio Celular Otros
Uso de Internet
DISEÑO DE CASERONESLO ÚLTIMO PERO NO MENOS IMPORTANTE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREOINSTRUMENTOS MÁS COMUNES:
Extensómetros para medir deformaciones Variaciones de esfuerzos Micro sísmico
DISEÑO DE CASERONESLO ÚLTIMO PERO NO MENOS IMPORTANTE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREO
Micrómetro
Inclinómetro Celdas de Presión
Micrómetro
Monitoreo 3D
Strainmeters
DISEÑO DE CASERONESLO ÚLTIMO PERO NO MENOS IMPORTANTE
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREO
Visualizing and Reporting data
Designers’ &
Contractors’ offices
(also in site)
Other authorized
(anytime-anyplace)
Recording and Distribution
WEB server Backup
Acquiring, processing and validation
Data analysis & validation Local server & Database
(data acquisition center)
Local data acquisition units
Instruments
DISEÑO DE CASERONESY ALGO MÁS, QUE LOS MINEROS ESPERAN (PERO QUE PUEDE CAUSAR ACCIDENTES)
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
RECUPERACIÓN DE PILARES (En caso de vetas)
En general corresponde a la actividad minera de mayor riesgo, la que estadísticamente causa el mayor número de accidentes en las operaciones mineras. El caso de San José, aparentemente, pudo deberse a un trabajo de esa naturaleza.
Sin perjuicio de ello, hay ejemplos de recuperaciones de pilares, en vetas, que han permitido recuperaciones de prácticamente el 100% del mineral. (Caso mina Tamaya).
En general, para el caso de vetas, la recuperación de pilares requiere el empleo de relleno, en algunos casos cementados, en otros caso, relleno suelto.
Por lo general, la recuperación de puentes es más simple que recuperar pilares verticales. Puede lograrse sin necesidad de relleno cementado.
Para la recuperación de pilares, es necesario que éstos se diseñen de tamaños tales que permitan su posterior recuperación.
DISEÑO DE CASERONESY ALGO MÁS, QUE LOS MINEROS ESPERAN (PERO QUE PUEDE CAUSAR ACCIDENTES)
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
Para el caso de pilares verticales, puede considerarse el empleo de relleno cementado. También puede considerarse el uso de pastas.
Aggregate Bins
Aggregate Scale
Batch Mixer
Paste Hoppers
Continuous Mixer
Cement Silos
Tailings Scale
Cement Scale
Tailings Surge Tank
Water Tanks
Uso de Pastas y rellenos cementados
Permite optimizar la recuperación de mineral Permite almacenar el relave evitando las presas con sus problemas medio-ambientales
Coarse & Fine Particles
Low Water Seepage to the EnvironmentLow Water Seepage to the Environment
Low Permeability Little Bleed-off Water
DISEÑO DE CASERONESY ALGO MÁS, QUE LOS MINEROS ESPERAN (PERO QUE PUEDE CAUSAR ACCIDENTES)
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
DISEÑO DE CASERONESY ALGO MÁS, QUE LOS MINEROS ESPERAN (PERO QUE PUEDE CAUSAR ACCIDENTES)
ROSARIO SUR 91 OF. 802, LAS CONDES, 202-1502, WWW.INGEROC.COM
ALGUNA PREGUNTA, DISCUSIÓN O COMENTARIO