trabajaio

1. FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA DE MINAS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO
ROCOSO PARA PROPUESTA DE SOSTENIMIENTO,
RAMPA PRINCIPAL UNIDAD MINERA SAN JUAN
ASIGNATURA
MECANICA DE ROCAS
DOCENTE
Ing. JULIO FREDY PORRAS MAYTA
PRESENTADO POR:
ROBERTO GABRIEL QUIÑONES DAVALOS
Arequipa – PERÚ
2022-06

2. AGRADECIMIENTO
En especial a los docentes de la
Universidad Continental, de la escuela
académica profesional de ingeniería de
Minas.
De igual manera a los propietarios de la
empresa minera “San Juan”.

3. DEDICATORIA
A Dios por ser mi guía en mi vida y por
iluminarme todos los días.
A mis padres por el apoyo incondicional que
siempre me están dando
A mi esposa e hijo que siempre son mis
sostén en los momentos de alegría y
difíciles.

4. RESUMEN
El presente proyecto de investigación se propuso como problema general: La
presente investigación tiene como objetivo realizar la caracterización
geomecánica del macizo rocoso para el diseño del sostenimiento de la Rampa
Karent, la investigación es de carácter aplicada ya que se utiliza el conocimiento
obtenido en la práctica. A esto hay que mencionar el objeto de estudio, que
consta de 100 metros lineales de rampa Principal en la cota 2160 de la unidad
minera San Pedro, siendo la población todos los socavones de una misma
unidad minera, Para lograr el objetivo se dividió el área de estudio en 5 tramos
progresivos de 20 metros lineales cada uno, utilizando los siguientes métodos:
clasificaciones geomecánicas RMR y Q-Index, análisis estructural mediante
software Dips y Unwedge, y soporte de modelos mediante software Unwedge y
fase 2 software.
Los resultados de la caracterización geomecánica de Bieniawski para cada
progresiva son Tipo III con un valor de 40 a 60, que es roca normal, y según
Barton indica que por esta metodología es una roca de tipo intermedio con un
valor de 4 a 10 actos. Se concluye que el tipo de sostenimiento para la Rp. Karent
consiste en montantes sistemáticos con una distancia de montante a montante
de 1.00 m y una distancia de hilera a hilera de 1.00 m, con refuerzo de hormigón
proyectado como sujeción con una fuerza cortante de 200 t/m2, un peso unitario
de 2,6 t/m3 y un espesor de 5 a 10 cm, lo que evita el deslizamiento de cuñas y
posibles desportilladuras por acción de las vibraciones resultantes de la voladura
y/o factores de influencia.

5. Palabras claves: Análisis comparativo. caracterización geomecánica, macizo
rocoso, sostenimiento.
ABSTRACT
The present research project was proposed as a general problem: The objective
of this research is to carry out the geomechanical characterization of the rock
mass for the design of the support of the Principal Ramp, the research is of an
applied nature since the knowledge obtained in practice is used. . To this we must
mention the object of study, which consists of 100 linear meters of Karent ramp
at elevation 2160 of the San Pedro mining unit, being the population all the
sinkholes of the same mining unit. To achieve the objective, the area was divided
of study in 5 progressive sections of 20 linear meters each, using the following
methods: RMR and Q-Index geomechanical classifications, structural analysis
using Dips and Unwedge software, and model support using Unwedge software
and phase 2 software.
The results of Bieniawski's geomechanical characterization for each progressive
are Type III with a value of 40 to 60, which is normal rock, and according to
Barton, it indicates that by this methodology it is an intermediate type rock with a
value of 4 to 10 acts. It is concluded that the type of support for the Rp. Karent
consists of systematic studs with a stud-to-stud distance of 1.00 m and a row-to-
row distance of 1.00 m, with shotcrete reinforcement as a fastening with a shear
force of 200 t/m2, a unit weight of 2.6 t /m3 and a thickness of 5 to 10 cm, which
prevents slippage of wedges and possible chipping due to the action of vibrations
resulting from blasting and/or influencing factors.
Keywords: Comparative analysis. geomechanical characterization, rock mass,
support.

6. INTRODUCCIÓN
El proyecto de investigación titulado: CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA
DEL MACIZO ROCOSO PARA PROPUESTA DE SOSTENIMIENTO, RAMPA
PRINCIPAL MINA SAN PEDRO 2020, se plantea resolver la problemática; en
las labores mineras de la empresa San Pedro, se puede observar El área
evaluada se compone de rocas metamórficas que se encuentran fuertemente
plegadas en fallas y diaclasas perpendiculares a la rampa, estas fallas tienen
buzamiento noroeste y presentan una gran cantidad de arcilla que ha ocasionado
deslizamientos en cuña, por lo que este estudio se enfoca en encontrar un diseño
de sostenimiento en la Rampa principal de la mina San Pedro entre los 300 a
400m progresivos subterráneos. Por lo tanto, necesitamos cuantificar y calificar
las propiedades geomecánicas para obtener datos y procesarlos a través de un
software que determine el soporte adecuado para nosotros, la entidad minera
mencionada anteriormente.
Para su mejor compresión este trabajo se ha dividido en tres capítulos cuyos
contenidos son los siguientes:
Capítulo I denominado planteamiento del problema, es este capítulo detallamos
los problemas de investigación tanto general como especifico, del mismo modo
se formulan el objetivo general con específicos.
Capitulo II marco conceptual
Capitulo III resultados
Finalmente se dan a conocer las conclusiones, recomendaciones, referencias
bibliográficas y anexos
Estudiante:

7. CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Planteamiento y formulación del problema
La importancia del diseño usando geomecánica es mantener la seguridad e
integridad del personal dentro de la operación minera. El sistema de
clasificación de la calidad del macizo rocoso fue RMR, Q y GSI; Con esta
información geotécnica y complementada con la información geológica se
logró generar un modelo geotécnico y luego un software de zonificación
geomecánica de la roca, fase y undwedge que da resultados según RMR con
un valor de 35 usando anclaje sistemático 4 hasta 5 m de largo, distancia 1
1,5 m en cubierta y paredes con rejilla, hormigón proyectado: 100 – 150 mm
en cubierta y 100 mm en paredes, según Q con un valor de 0,41 con soporte
clase 5, lo que indica un espesor de hormigón proyectado reforzado con
fibras de 5,9 cm y una distancia entre montantes de 1,5 m, que es el soporte
que mejor se adapta para conseguir un factor de seguridad estable que evite
los desprendimientos. Por lo tanto, se hace necesario realizar un estudio
sobre las condiciones geomecánicas del yacimiento minero. ¿Qué montura
es mejor para el Karent Nv. 2160 basado en la caracterización geomecánica
RMR de Bieniawski y Q de Barton en la unidad minera San Pedro?
1.1.1. Problema general
Diseñar el sostenimiento para la rampa principal Nv. 2160 de la unidad
minera San Pedro mediante caracterización geomecánica Q y RMR.
1.1.2. Problemas específicos
a) Realizar el levantamiento topográfico de la rampa principal.
b) Realizar la caracterización del macizo rocoso de la rampa
principal.

8. c) Determinación de la zona plástica de la excavación, mediante el
uso del software Phase2 para determinar el tipo de
sostenimiento.
d) Determinar el tipo y diseño de sostenimiento de la rampa
principal de la mina María Antonieta. • Análisis de costos para el
sostenimiento de la rampa principal.
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo general
Efectuar del análisis comparativo de la caracterización geomecánica
del macizo rocoso para propuesta de sostenimiento, rampa principal
unidad minera San Juan, 2022
1.2.2. Objetivos específicos
a) Realizar el levantamiento topográfico de la rampa principal.
b) Realizar la caracterización del macizo rocoso de la rampa principal.
c) Determinación de la zona plástica de la excavación, mediante el uso del
software Phase2 para determinar el tipo de sostenimiento.
d) Determinar el tipo y diseño de sostenimiento de la rampa principal de la
mina San Pedro.

9. CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 TIPO DE INVESTIGACION
La investigación es tipo Aplicada, ya que es la utilización de los conocimientos
puestos en la práctica, en el cual se observa el comportamiento de las
discontinuidades de una rampa para tratar de investigar sus deformaciones, y
según sus características se clasifica en valorativo puesto que se valora y
selecciona el tipo de sostenimiento con la finalidad de lograr su estabilidad
(Cartaya Pire, 2006).
2.2 POBLACION Y MUESTRA
2.2.1. Población
La población está compuesta por todas las galerías de la unidad minera
San Pedro.
2.2.2. Muestra
La muestra es dirigida y única y consta de los 100 metros lineales de la
Rampa principal, Nivel 2160 de la Unidad Minera San Pedro.
2.3. Técnicas e instrumentos de recolección y análisis de datos
2.3.1. Técnicas
Observación directa
Se realizan seguimientos, estrategias, ejercicios, pruebas de las principales
actividades para ubicar los factores geomecánicas y geológicos del
socavón.
La toma de datos se realizará en el sitio, en la rampa extraeremos
información de la roca con la ayuda de instrumentos.
Realizaremos una evaluación geomecánica utilizando varios paneles de
respaldo Q de Barton, RQD, RMR, GSI. Finalmente, clasificaremos a qué
clase de roca pertenece la mansión o socavón para elegir el mejor método
de apoyo.
Revisión documentaria referencial

10. La revisión documental tiene como objetivo obtener información general
de la poderosa empresa, además, se realizó la búsqueda de bibliografías,
informes documentados con el fin de imputar con la mayor precisión
posible las necesidades de mantenimiento de las villas.
 Para desarrollar este método es necesario utilizar fuentes de información
confiables de la propia área de estudio y solicitar información geológica de
las diferentes áreas mineras (área geotécnica, área de perforación y
voladura, geología, etc.).
 Aparte de eso, los planos geológicos se solicitan a través del ingeniero a
cargo del área de geología y geotecnia para realizar estudios sobre
discontinuidades o factores que inciden en la inestabilidad de las villas para
analizarlos en diferentes softwares y elegir el mejor tipo de soporte que se
adapte a sus necesidades. yo.
 Los datos de caracterización geomecánica de los trabajos subterráneos se
almacenan en Microsoft Excel y sus discontinuidades, etc. se anotan y
luego se procesan en el software Dips 6.0 del paquete Rocscience. Y el
modelado se realiza en Rocsciences Software Phase 2.0 y Unwedge 3.0.
2.3.2. Instrumentos
Los instrumentos de toma de datos para la caracterización geomecánica de
la roca se enumeran a continuación:
 Formato de registros.
 Cuaderno de campo: Sirve para recolectar datos de campo y ejecutar los
distintos croquis o dibujos observados en campo.
 Cámara Fotográfica Digital: Dispositivo electrónico utilizado para capturar y
almacenar fotografías en formato digital.
2.3.3. Equipos
A continuación, se muestra el equipo de adquisición de datos utilizado en
la caracterización geomecánica de la roca:
 Brújula Azimutal Brunton: Se utiliza para medir la orientación e inclinación
de las estructuras diferentes como fallas, fisuras, fracturas y
discontinuidades.

11.  Picota: Sirve para determinar la dureza de la roca, para determinar el grado
de sangría, etc.
 Flexómetro: Sirve para medir persistencia, mapeo, etc.
 Rayador: Se utiliza para detectar las propiedades físicas de las muestras.
 Lupa Iwamoto 20X: Se utiliza para revelar estructuras y minerales que no
son posibles a simple vista.
 GPS.
2.4. Procedimiento
2.4.1. Caracterización geomecánica de la Rampa Karent
La caracterización del macizo rocoso, compuesto por rocas metamórficas,
rocas cuarcíticas con alto contenido en cuarzo y moscovita, se está
realizando con el objetivo de obtener parámetros geomecánicas que
servirán para la construcción de la rampa de apoyo de principal en la mina
San Pedro. Es necesario mencionar al autor (Calderon Mena, 2018) quien
en una de sus investigaciones titulada “Caracterización geomecánica para
determinar el tipo de soportes en la Galería Goldgavilán de la UEA Ana
María”, decide que de la Universidad Nacional del título profesional de
ingeniero de minas del Altiplano, menciona que la evaluación y
caracterización del macizo rocoso debe realizarse en estaciones
geomecánicas con previa limpieza y delimitación del área de medición a
evaluar y registro de datos de los más importantes tales como: orientación
de las principales familias de discontinuidades, Resistencia a la
Compresión simple, por métodos manuales (usando un martillo o piqueta
geológica), RQD, Espaciamiento, Persistencia, Separación, Rugosidad,
Relleno de Discontinuidades, Condiciones Climáticas y de Humedad;
Estos datos del permiten la estimación de índices de calidad del macizo
rocoso tales como: Índice RMR de B. Bieniawski e índice Q de Barton.
Para cada progresiva se tomaron las orientaciones de las discontinuidades
con la forma de buzamiento (DIP) y la dirección de buzamiento (DIP DIR),
los datos recolectados fueron registrados con una brújula Brunton a lo largo
de los 100 metros lineales de la rampa y guardados en un Formato Excel,
en el que se recuperan RDQ, RMR, Q y GSI.

12. A. Espaciamiento de discontinuidades
Según (Gonzales Hijar, 2012) en una de sus investigaciones
presentada en titulada “Estimación de los valores de cohesión y
fricción del macizo rocoso de baja resistencia a partir de ensayos de
corte directo in situ” de la Universidad Nacional de Ingeniería en para
optar a la Maestría en Geotecnia nos dice que es la distancia entre
dos planos de discontinuidad de la misma familia, medida en la
dirección perpendicular a dichos planos.
B. Persistencia
(Pacheco Navarrete, 20218), en una de sus investigaciones titulada
“Estudios geotécnicos de estabilidad de taludes en macizos rocosos
de
shale para mejorar la seguridad energética del país y desarrollo del
gasoducto del sur peruano” para la carrera de Magíster en Ciencias
de la Ingeniería Geológica nos dice que la persistencia es un plano de
discontinuidad cuya extensión superficial, medida en longitud, es en
la dirección del plano.
C. Abertura
Según (Gonzales Hijar, 2012) en una de sus investigaciones
presentada en titulada “Estimación de los valores de cohesión y
fricción del macizo rocoso de baja resistencia a partir de ensayos de
corte directo in situ” de la Universidad Nacional de Ingeniería en para
optar al título de Magíster - Geotécnico nos dice que la abertura es la
distancia perpendicular que separa los muros de la discontinuidad
cuando no hay relleno. La abertura generalmente se cierra a medida
que se profundiza.
D. Relleno
Las discontinuidades pueden aparecer rellenas con material distinto
de la roca o las paredes, y con materiales de relleno con propiedades
físicas y mecánicas muy diferentes que determinan la discontinuidad.
E. Rugosidad

13. Depende de la rugosidad de las paredes de la discontinuidad y varía
entre 1 y 20. Puede determinarse a partir de perfiles de rugosidad
estándar, que, teniendo en cuenta la tabla correspondiente y la
evaluación realizada en el campo, pueden corresponder a
determinados JRC valores en las muestras de bloque se puede decir
que las juntas presentan un tipo de rugosidad de rugosa a levemente
rugosa, JRC de 10 a 12.
F. Alteración
Para la evaluación de este parámetro se tuvo en cuenta la apertura,
persistencia, rugosidad y grado de cambio de las paredes y el tipo de
material de relleno Teniendo en cuenta la evaluación realizada en
campo en las muestras de bloque, el cambio de las discontinuidades
es moderadas.
G. Presencia de agua
(Pacheco Navarrete, 20218), en una de sus investigaciones titulada
“Estudios geotécnicos de estabilidad de taludes en macizos rocosos
de lutitas para mejorar la seguridad energética del país y desarrollo
del gasoducto sur peruano” Grado de Maestría en Ciencias en
Ingeniería Geológica nos dice que para consideración la influencia
del flujo de agua subterránea debe ser mayor ya sea en áreas de flujo
o en relación a la presión del agua en las discontinuidades con tensión
principal o por alguna observación cualitativa general de agua
subterránea.
2.3.4. Post campo
Para el procesamiento de la información se cuenta con la ayuda de
programas informáticos exclusivos de para el procesamiento e
interpretación de datos.
Los datos de caracterización geomecánica se almacenan en el software
Microsoft Excel, las orientaciones de discontinuidad se procesan en el
software Rocscience Dips v.6.0.

14. 2.4.3.1. Cálculo DE CARTILLAS
2.4.3.1.1. CALCULO DE RQD.
El cálculo del RQD se realiza de 3 maneras, pero nuestro caso
es un muestreo lineal por lo cual se usará el número de
discontinuidades y la longitud del tramo muestreado de Priest
y Hudson quienes ya propusieron en el año,1976. Además, se
debe de calcular el valor de landa.
2.4.3.1.2. Cartilla de RMR
✔ RQD= 62.22%
✔ RCU=95 MPA
✔ Contra el BUZAMIENTO = 59°W
✔ RUMBO=N68°E
✔ ESPACIADO= >2m
✔ PERSISTENCIA= 3-10mm
✔ ALTERACION= Muy alterada
✔ ABERTURA= 1-5mm
✔ RUGOSIDAD=Ligeramente rugosa
✔ RELLENO= Duro<5mm
✔ Agua= Húmedo

15. Valor Total de nuestro RMR Roca Regular TIPO III-A.
Elección del tipo de sostenimiento:
2.4.3.1.3. CARTILLA RSR
✔ Roca: metamórfica y medio
✔ Estructura geológica: Moderado
✔ Contra el BUZAMIENTO = 59°W
✔ Flujo= ligero
62
57

16. A= 13
B=22 A+ B=13+22=35
C=23 A+B+C= 50

17. La cartilla nos indica que debemos usas shotcrete de 2.5
pulgadas de espesor, perdón de 1 pulgada de diámetro a cada
3.5 pies y cimbras tipo 6H20 espaciado a 4 pies.
2.4.3.1.3. Q DE BARTON
Esta carilla tiene 6 parámetros que son los:
Datos:
RQD= 62.22%=60
Jn: 2 familias de juntas Id con juntas ocasionales =6
Jr: Onduladas, Rugosas= 3
Ja: ligera alteración =2
Jw: Afluencia importante por juntas limpias: 0.5
SRF: cobertura media= 1
𝑄 = (
60
6
) ∗ (
3
2
) ∗ (
0.5
1
)
𝑄 =7.5
2.4.3.2. Software Dips V 6.0
Este software nos ayuda a analizar y visualizar información
estructural, contorno de agrupamiento estadístico de orientación,
media de orientación y cálculo de confianza, variabilidad de
agrupamiento, análisis cinemático y análisis cualitativo y cuantitativo
de atributos de entidad.

19. CAPITULO III
RESULTADOS
3.1 Evaluación de las propiedades físicas de la roca intacta
3.2 Cálculo de las propiedades mecánicas de la roca intacta
3.3 Determinar de la evaluación de las propiedades de las discontinuidades

20. CONCLUSIONES
1. Producto de la caracterización geomecánica de determino el RMR del macizo
rocoso de La rampa principal corresponde al de tipo regular con una
puntuación de 52 puntos, cabe resaltar que el RMR está ya corregido; en tal
sentido el tipo de sostenimiento sugerido por
2. ¿Cuál es el resultado de la evaluación de las propiedades físicas de la roca
intacta para la propuesta de sostenimiento?
3. ¿Cuál es el resultado del análisis de las propiedades mecánicas de la roca
intacta para la propuesta de sostenimiento?
4. ¿Cuál es el resultado de la evaluación de las propiedades de las
discontinuidades para la propuesta de sostenimiento?

21. RECOMENDACIONES
1. Para continuar con el avance de la rampa principal
2. ¿Cuál es el resultado de la evaluación de las propiedades físicas de la roca
intacta para la propuesta de sostenimiento?
3. ¿Cuál es el resultado del análisis de las propiedades mecánicas de la roca
intacta para la propuesta de sostenimiento?
4. ¿Cuál es el resultado de la evaluación de las propiedades de las
discontinuidades para la propuesta de sostenimiento?

22. Anexos
Títulos, sub títulos y texto Arial 12
Espaciado 1 ½
Citas de acuerdo a ISO 690
El informe se presenta de acuerdo al formato establecido sin errores de
gramática, ortografía, acentos, comas y puntos