1. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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GUÍA SOBRE CONTROL GEOTÉCNICO EN MINERÍA A CIELO ABIERTO
Juan Fernando Ibáñez Rodríguez COD. 1180869
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE MINAS
MINERÍA A CIELO ABIERTO
SAN JOSE DE CUCUTA
2016
2. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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GUÍA SOBRE CONTROL GEOTÉCNICO EN MINERÍA A CIELO ABIERTO
Juan Fernando Ibáñez Rodríguez COD. 1180869
Presentado a
Ing. Johanns Valdes Euses
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE MINAS
MINERÍA A CIELO ABIERTO
SAN JOSE DE CUCUTA
2016
3. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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GUÍA SOBRE CONTROL GEOTÉCNICO EN MINERÍA A CIELO ABIERTO
1. Introducción
La mecánica de rocas es una ciencia compleja, muchas veces los estudios realizados
no ofrecen absolutamente todos los datos acertados siempre hay un gran margen de
error en los estudios realizados, los problemas más importantes que se deben de tener
en cuenta por su importancia como lo son: Falta o insuficientes estudios geomecánicos,
deficiente elección en el método de comportamiento de esfuerzos, estudio en el campo
desformacional de esfuerzos, afectaciones estructurales, control de taludes en canteras
y control de taludes en canteras y minas a cielo abierto y minas a cielo abierto. Estos son
los aspectos más importantes a tener a tener en cuenta pues realizándose estos estudios
en algún terreno se tendrán mayor conocimiento de las condiciones propias del terreno
será todo un trabajo complejo pero una vez realizado tendrá un gran abre bocas para
empezar o desarrollar trabajos basados en estos estudios.
Estas nuevas metodologías, de acuerdo con el nuevo enfoque de la seguridad laboral,
amplían el análisis del riesgo no sólo a las condiciones de inestabilidad del talud sino
también a la estimación de la probabilidad de que se produzcan daños sobre las
personas y bienes.
No obstante, y a pesar de que estos procedimientos son, en términos matemáticos,
menos precisos que los tradicionales, lo cierto es que en su condición de empíricos,
puede estimarse que sus resultados se ajustan de forma más adecuada a las reales
condiciones de seguridad de las labores que se realizan en el entorno de los lugares de
trabajo, en este caso los taludes, tanto activos como residuales, de las explotaciones
mineras a cielo abierto.
A pesar de todo, la aplicación de estos métodos empíricos no pretende sustituir al
necesario cálculo de las condiciones geotécnicas por las metodologías tradicionales,
cada vez más rápidas y precisas con el empleo de los análisis matemáticos (modelos
numéricos) mediante potentes aplicaciones informáticas, sino que los mismos suponen
un complemento más para facilitar la labor de los responsables de la seguridad minera,
debido a la escasa accesibilidad a estas herramientas de cálculo por parte de los citados
responsables.
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MINERÍA A CIELO ABIERTO
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2. EVALUACIÓN DEL RIESGO DE DESPRENDIMIENTO/DESLIZAMIENTO
EN TALUDES
Consideraciones
Los movimientos en masa son con frecuencia los responsables de pérdidashumanas
y económicas considerables alrededor del mundo, cuyo impacto aumenta con el
desarrollo urbano y los cambios del uso del suelo. Aunque en países en desarrollo como
Colombia, las pérdidas económicas generadas por este tipo de eventos pueden ser
relativamente pequeñas, el número de pérdidas humanas es, por lo general, mucho
mayor en comparación con países desarrollados como Japón, donde dichos casos
también ocurren con frecuencia.
En particular en Colombia existen complejas condiciones físicas del territorio, sumadas
a los altos índices de vulnerabilidad, han propiciado escenarios con un alto potencial de
pérdidas humanas y económicas ante la ocurrencia de fenómenos de origen natural tales
como movimientos en masa. Estos eventos recurrentes en Colombia han estado
asociados al origen y evolución del país, lo que ha modelado y permitido su actual
configuración.
Los fenómenos de remoción en masa tienen múltiples causas, tales como geología,
geomorfología, aspectos físicos y humanos; sin embargo, un solo factor, denominado
como detonante, es considerado el estímulo externo que puede generar una respuesta
casi inmediata de movilizar los materiales que conforman la vertiente, sea por el rápido
incremento de los esfuerzos o por la reducción de la resistencia.
En ambientes tropicales, como en algunas zonas de Colombia, un alto porcentaje de
estos movimientos son desencadenados por precipitaciones intensas o largas, por lo que
recientes investigaciones en Colombia han estudiado el rol de la lluvia como factor
detonante.
De forma preliminar a la realización del estudio de estabilidad, se han de distinguir
preliminarmente los tipos de terreno donde pueden desarrollarse la actividad extractiva
y en consecuencia los fenómenos de inestabilidad. En función de esta tipología existen
formaciones competentes o macizos rocosos y formaciones blandas o suelos, ambas
objeto de aprovechamiento minero
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3. ANÁLISIS CINEMÁTICO
Con excepción de los casos de rocas sanas completamente sin fracturas, los cuales
son muy raros, la mayoría de las masas de roca deben ser consideradas como un
ensamble de bloques de roca intacta, delimitados en tres dimensiones por un sistema o
sistemas de discontinuidades.
Estas discontinuidades pueden ocurrir de una forma errática o en forma repetitiva
como grupos de discontinuidades. Este sistema de discontinuidades usualmente, se le
conoce como fábrica estructural de la masa de roca y puede consistir de orientación de
granos, estratificación, juntas, foliaciones y otras discontinuidades de la roca. La
resistencia de la roca a lo largo de la estratificación es diferente a la resistencia normal
a la estratificación.
Los modelos de rotura más frecuentes son:
1. Rotura plana,
2. En cuña
3. Por vuelco
4. Circular.
Imagen 1. Representación estereográfica de las condiciones estructurales
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MINERÍA A CIELO ABIERTO
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ANALISIS DE FALLA PLANAR
Las fallas planas ocurren a lo largo de una superficie aproximadamente plana y se
analizan como un problema en dos dimensiones. Aunque pueden existir otras
discontinuidades que definen los límites laterales de los movimientos, solo se tiene en
cuenta el efecto de la discontinuidad principal. El tamaño de las fallas planares puede ir
desde unos pequeños metros cúbicos a montañas enteras. El análisis cinemático tiene
en cuenta cuatro condiciones estructurales así:
Cuando existe una fracturación dominante en la roca
Entre terrenos de buenas características de resistencia intercalados por otro de
menor calidad.
Rumbo de la superficie de rotura: ± 20° con respecto a la frente de talud.
Imagen2. Condiciones para rotura planar
En la Figura se presentan esquemas de una falla plana con grieta de tensión en la
Cara del talud, con grieta de tensión arriba de cabeza del talud y una representación
esquemática general de la falla plana. De acuerdo con la localización de la grieta de
tensión se pueden considerar dos casos:
a. Con grieta de tensión en la cara del talud, abajo de la cabeza.
b. Con grieta de tensión arriba de la cabeza del talud
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Imagen3. Tipos de grietas de tensión en los taludes
Las ecuaciones de estabilidad son las siguientes:
Para el caso a (Grieta abajo de la cabeza):
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Dónde:
H = Altura de cara del talud
Ψf= Inclinación del talud
Ψs = Inclinación de la corona
Ψp = Inclinación del plano de falla
b = Distancia de la grieta
a = Aceleración sísmica
T = Tensión de pernos o anclajes
θ = Inclinación de los tensores con la normal a la falla
c = Cohesión
φ = Angulo de fricción
γr = Densidad de la roca
γw = Densidad del agua
ZW= Altura de agua en la grieta
Z = Profundidad de la grieta
U=fuerza de subpresion de agua
V= fuerza de subpresion de agua
W= peso del bloque
A= anchura del bloque
V = Fuerza de empuje del agua
W = Peso del bloque
A = Área de la superficie de falla.
En las ecuaciones anteriores también se incorporan las fuerzas del agua y las fuerzas
de estabilización por medio de pernos o anclajes. Es importante definir con anterioridad
al análisis, la localización de la grieta de tensión, aunque en algunos casos los
movimientos no se han iniciado y la grieta de tensión se puede obtener utilizando la
expresión siguiente (Hoek y Bray, 1981):
B / H = (cotψ f cotψ f ) − cotψ f
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ANALISIS DE FALLA EN CUÑA
La falla en cuña ocurre cuando la masa de roca se desliza a lo largo de dos
discontinuidades que se interceptan en un ángulo oblicuo a la superficie del talud. La
formación de una falla en cuña depende primordialmente, de la litología y de la masa de
roca. El análisis cinemático de una falla en cuña es controlado por la orientación de la
línea de intersección de los dos planos.
Las condiciones estructurales que se deben cumplir son las siguientes:
a. La dirección de la línea de intersección debe ser aproximadamente cercana a la del
buzamiento de la superficie del talud.
b. El buzamiento de la línea de intersección debe ser menor que el de la superficie del
talud.
c. El buzamiento de la línea de intersección debe ser mayor que el ángulo de fricción
promedio de las dos superficies.
CONDICIONES PARA ROTURA EN CUÑA ANALISIS DE FALLA EN CUÑA
La falla en cuña ocurre cuando la masa de roca se desliza a lo largo de dos
discontinuidades que se interceptan en un ángulo oblicuo a la superficie del talud. La
formación de una falla en cuña depende primordialmente, de la litología y de la masa de
roca. El análisis cinemático de una falla en cuña es controlado por la orientación de la
línea de intersección de los dos planos.
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Las condiciones estructurales que se deben cumplir son las siguientes:
a. La dirección de la línea de intersección debe ser aproximadamente cercana a la del
buzamiento de la superficie del talud.
b. El buzamiento de la línea de intersección debe ser menor que el de la superficie del
talud.
c. El buzamiento de la línea de intersección debe ser mayor que el ángulo de fricción
promedio de las dos superficies.
CONDICIONES PARA ROTURA EN CUÑA
MÉTODO DE HOEK Y BRAY PARA ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUÑA
Este método calcula el factor de seguridad de una cuña, dónde se incorpora la geometría
de un talud, diferentes resistencias al cortante de los dos planos de deslizamiento y el
agua subterránea (Hoek et al., 1973). Sin embargo, la limitación de este análisis es que
no se analiza la grieta tensión, y las fuerzas externas que pudieran incluir pernado.
La distribución de la presión de agua asumido para este análisis se basa en la hipótesis
de que la cuña en sí es impermeable y que el agua entra en la parte superior de la cuña
a lo largo de líneas de intersección 3 y 4 y fluye en el frente del talud a lo largo de líneas
de intersección 1 y 2.
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ANALISIS DE FALLA AL VOLTEO
Las fallas al volteo ocurren en masas de roca que están subdivididas en una serie de
columnas de gran buzamiento y con rumbo aproximadamente paralelo a la superficie del
talud. En la falla al volteo la columna de roca rota alrededor de un punto cerca a la base de
la misma columna.
Condiciones:
El análisis cinemático requiere para que ocurra volteo, que se presenten las siguientes
El rumbo de las capas debe ser aproximadamente paralelo a la superficie del talud.
En ningún caso la diferencia debe ser superior a 20 grados
El buzamiento debe cumplir la siguiente condición:
(90º-Ψp)< (Ψf -φp)
Donde:
Ψp = Buzamiento de las capas
Ψf = Buzamiento de la superficie del talud
φp = Angulo de fricción a lo largo de los planos.
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ANALISIS DE FALLA CIRCULAR
Se llama rotura circular a aquella en la que la superficie de deslizamiento es asimilable
a una superficie cilíndrica cuya sección transversal se asemeja a un arco de círculo.
Este tipo de rotura se suele producir en terrenos homogéneos, ya sea suelos o rocas
altamente fracturadas, sin direcciones preferenciales de deslizamiento.
El método más utilizado para resolver el cálculo de estabilidad por rotura circular es
el de las dovelas o rebanadas, que es bastante laborioso, por lo que se suele realizar
ayudándose de programas de ordenador
Representación estereográfico
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Factores que desencadenan los fenómenos de inestabilidad
La estabilidad de un talud está determinada por factores geométricos (altura e
inclinación), factores geológicos (que condicionan la presencia de planos y zonas de
debilidad y anisotropía en el talud), factores hidrogeológicos (presencia de agua) y
factores geotécnicos o relacionados con el comportamiento mecánico del terreno
(resistencia y deformabilidad).
Los factores geológicos, hidrogeológicos y geotécnicos se consideran factores
condicionantes, y son intrínsecos a los materiales naturales. En los suelos, la litología,
estratigrafía y las condiciones hidrogeológicas determinan las propiedades resistentes y
el comportamiento del talud.
Tabla 1
La alteración que sufren los macizos o formaciones geológicas por la actividad minera
se traduce por lo general en un incremento o disminución de las tensiones o de la
resistencia al corte, cuyo efecto inmediato puede ser la inestabilidad de un conjunto de
bloques o una masa de rocas.
Los taludes excavados por la actividad minera están sujetos de forma permanente a
procesos de inestabilidad, provocados por la acción de agentes erosivos, el agua en sus
diversos estados es la principal, a los que se une la geometría del talud artificial, con la
generación de grandes desniveles.
16. CONTROL GEOTÉCNICO EN
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Conforme aumenta la altura de un talud los problemas que aparecen tienden ser más
complejos (Ramirez Oyanguren, P, Alejano Monge, L., 2008). Estos problemas son:
Mayor incidencia de las condiciones estructurales o sea de las discontinuidades
geológicas.
Fenómenos de fluencia y rotura progresiva
Mayor influencia de los factores hidrogeológicos
Mayor susceptibilidad frente a fenómenos dinámicos.
Inestabilidades asociadas a estados tensionales elevados (a mayor altura por lo
general más probabilidad de mayor carga específica en la voladura).
Además del factor altura de banco, en la inestabilidad de un talud participan otros
parámetros como la estructura geológica, la litología, las condiciones hidrogeológicas y
la morfología propia del mismo (ángulo de excavación).
Otro factor importante es la distinta respuesta de los distintos materiales petrológicos que
constituyen la formación ataluzada, debido a la anisotropía del macizo frente a
fenómenos como son la sismicidad natural, o la provocada artificialmente por las
voladuras, propios de la operación minera de arranque.
Las anisotropías del macizo derivan de la existencia de diferentes litologías, diferentes
texturas petrológicas, así como de fallas, grietas, planos de fractura o estratificación,
diaclasas y plegamientos que hacen que su comportamiento mecánico no sea el
esperado en primera instancia.
4. Criterios de evaluación
En un ensayo de compresión simple se pueden producir distintos tipos de rotura, los
cuales son la rotura frágil y la rotura dúctil. Predominan las grietas paralelas a la dirección
de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeñas,
presentándose después de ella un desmoronamiento de la resistencia. Se limita a
deformarse, sin que aparezcan zonas de discontinuidad en ella. De forma intermedia, la
rotura se produce a través de un plano inclinado, apareciendo un pico en la resistencia y
un valor residual.
Actualmente, en geotecnia existen varios criterios aplicados sobre los de rotura, y sobre
la calidad de las formaciones geológicas a beneficiar. Estos criterios, toda vez que se
basan en investigaciones llevadas a cabo sobre los propios taludes, no son universales,
ya que su posible aplicación depende del tipo de material de excavación.
17. CONTROL GEOTÉCNICO EN
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Criterios de rotura Criterio
Los criterios de rotura más empleados son:
Criterio de Hoek -Brown (1980)
Se trata de un método orientado a la minería subterránea. Como ventajas es que puede
aplicarse a los macizo rocosos (para lo cual además de las características de la roca:
resistencia a compresión simple ciy constante de material rocoso: mi) han de añadirse
otros tres parámetros tales como el de consideración de fenómenos de alteración por
sobretensiones, voladuras, o por relajación tensional/excavación.
Aparte de eso ha de tenerse en cuenta:
Sobretensiones por voladuras
Relajación tensional por la excavación
Algunas rocas muestran un comportamiento tenso-desformacional dependiente del
tiempo.
Según la teoría elasto-viscoplástica, la deformación total sufrida por un cuerpo se puede
describir como la superposición o suma de una deformación elástica, reversible e
independiente del tiempo, más una deformación plástica, irreversible y dependiente del
tiempo.
La magnitud de la tensión que ocasiona la rotura de una roca desciende
exponencialmente a un valor límite, denominado umbral de fluencia. En este sentido
cobra especial importancia el hecho de que las rocas sometidas a tensiones de
compresión uniaxial en un breve espacio de tiempo (voladuras) no se rompen las
tensiones determinadas en laboratorio. Es decir a mayor velocidad de carga mayor
resistencia de la roca (en función de la teoría de la microfisuración de McClintock y Walsh
(1962). Es lo que se conoce como fenómeno de “creep”.
Los macizos rocosos en la naturaleza presentan un elevado número de discontinuidades
que son los planos de debilidad por donde suelen romper los macizos rocosos.
Por ello para conocer o predecir el comportamiento del macizo rocoso, y con ello calcular
el factor de seguridad será preciso conocer previamente el comportamiento de las
discontinuidades naturales como las artificiales inducidas por los fenómenos de:
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Voladuras
Relajación tensional/excavación
Afección por flujos superficiales o subterráneos alterados por la actividad minera.
Los aspectos fundamentales son la resistencia al corte de la discontinuidad, así como
los parámetros de deformación como la rigidez cortante y la normal y la dilatancia.
La resistencia a tracción perpendicular a las paredes de una discontinuidad se puede
considerar nula. En cambio los factores principales que intervienen en la reacción de
una discontinuidad frente a un esfuerzo cortante son:
Tensiones normales al plano de corte
Rugosidad de la superficie de contacto
Grado de alteración y la resistencia de los labios de la discontinuidad
Espesor y tipo de relleno
Presencia o Circulación de agua y grado de saturación del relleno.
Orientación del desplazamiento de corte
Velocidad del movimiento cortante
Amplitud del desplazamiento de corte y la existencia de desplazamiento cortantes
previos.
Criterios sobre la calidad del macizo rocoso de rotura
Es Bieniawski (1973), con su índice RMR el que inicia un estudio sistemático sobre la
calidad de los macizos rocosos, si bien este modelo está concebido para excavaciones
subterráneas. Posteriormente romana, M. (1985), lo adaptó para estabilidad de taludes
dando lugar al índice SMR.
Pero ha de tenerse en cuenta que el origen de ambas clasificaciones y la, también muy
utilizada, del sistema Q de Barton, Líen y Lunde (1974), se fundamentan en
observaciones efectuadas en cavidades subterráneas.
Cuando no se disponen de estas bases experimentales no es prudente utilizar las
clasificaciones geomecánicas en contextos diferentes de aquellos para los que fueron
creadas. Uno de los problemas es la representatividad de escalas.
De ahí que surgiera por Hoek y Brown (1988) una nueva clasificación denominada GSI
(Geological Strenth Index) basada en sus comienzos en el
RMR de Beniawski pero actualmente completamente independizada.
En la actualidad las clasificaciones más importantes de calidad de los macizos rocosos
son:
19. CONTROL GEOTÉCNICO EN
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Beniawski (RMR) y su adpatación SMR (Romana, 1985)
Barton, Lien y Lunde (Q)
Hoek-Brown (GSI)
Las dos primeras metodologías utilizan el parámetro RQD (Rock Quality Designation)
que constituye la base de la antigua clasificación de Deere. Este índice se calcula a partir
del porcentaje de trozos de testigo mayores de 10 cm recuperado en un sondeo,
permitiendo estimar el grado de fracturación del macizo rocoso. Si no se dispone de
sondeos se puede emplear la relación de Palmstrom (2005):
RQD = 110 - 2,5.Jv
Siendo Jv el índice volumétrico de juntas o número de juntas por metro cúbico. Antes de
abordar cada uno de los métodos, debe tenerse en cuenta que no existen recetas
normalizadas ni soluciones rutinarias que garanticen una respuesta correcta cada vez
que sean aplicadas.
El estudio de la inestabilidad de taludes no puede realizarse a nivel general sino talud
por talud, ya que las inestabilidades suelen ir asociadas a la presencia de
discontinuidades concretas con orientaciones determinadas. La estabilidad de taludes
suele estar muy condicionada por la presencia de agua, que en muchos casos es el factor
determinante, ya que los coeficientes de seguridad suelen ser muy diferentes para un
talud excavado en un macizo rocoso totalmente seco o totalmente saturado.
Si el coeficiente de seguridad es inferior a 1 es muy probable que se produzca su rotura.
5. Clasificación de Beniawski (1989)
Considera los siguientes parámetros:
1. Resistencia a compresión o carga puntual de la roca
2. RQD
3. Espaciado de juntas.
4. Naturaleza de las juntas: apertura, continuidad de la junta según rumo y buzamiento,
rugosidad de los labios de la discontinuidad, resistencia de la roca en los labios de la
discontinuidad
5. Presencia de agua
6. Orientación de las discontinuidades
Todos estos parámetros se tabulan y se obtiene el RMR, resultando un valor numérico
(de 0 a 100) que define la calidad del macizo rocoso en clases
20. CONTROL GEOTÉCNICO EN
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EJEMPLO
En una clasificación de un talud cuya roca está constituida por roca caliza. Tomando 20
datos de discontinuidades se las cuales se puede observar sus características. Evalué
mediante el programa dips y realice un una clasificación de RMR mediante el programa
GEOTABLE.
Datos de discontinuidades
En la imagen muestra el análisis estadístico efectuado mediante el programa Dips y se
encuentran cuatro patrones dominantes de fracturamiento. El promedio de los datos
estructurales es:
D1: 85/103
D2:84/283
D3:86/132
D4:88/321
21. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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Generación de planos mayores
MEDIDAS FICHAS GEOMECANICA- PILAR
ESTRUCTURAS PRINCIPALES PATRONES DE DIACLASAS
TIPO DE PLANO Familia
1
Familia
2
Familia
3
Familia
4
AZIMUT 13 193 42 231
INCLINACIÓN DE GRADOS 85 84 86 88
CARACTERISTICAS DE LAS DISCONTINUIDADES
PERSISTENCIA
< 1m
1-3m
3-10m
10-20m X X X
>20m X
ESPACIADO
<60mm
60-200mm x x x
200-600mm x
600-2000mm
>2000mm
APERTURA
<0.1 mm x x x x
0.1-1.0 mm
1 – 5 mm
>5mm
RUGOSIDAD
22. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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pulido
liso
Ligeramente rugoso
Rugoso muy rugoso x x x x
Relleno
Ninguno x x x x
Relleno duro <5
Relleno duro >5
Relleno suave <5
Relleno suave >5
Meteorización
Inalterado
Ligeramente alterado x x x
Moderadamente alterado x
Muy alterado
Descompuesto
Presencia de agua
Ligeramente húmedo Todas
Corrección por orientación
Azimut del TALUD 163
RQD 86 87 82 83
RESISTENCIA DE LA ROCA
INALTERADA
30MPA
RMR 67 53 62 64
FAMILIA 1
FAMILIA 2
24. CONTROL GEOTÉCNICO EN
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Como el resultado podemos evaluarlo mediante la tabla de RMR
Tenemos un promedio entre roca buena y media se podrían implementar medidas de
sostenimiento basándonos en estos resultados y tener prevención en tipos de roturas
presentes .
6. DESARROLLO DE LOS PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS DEL
MÉTODO DE EVALUACIÓN
Partiendo de los objetivos del estudio consistentes por un lado en establecer, más allá
de la determinación del estado de inestabilidad de los frentes, unos principios
metodológicos como herramienta para el análisis y evaluación del riesgo real de
accidente por la rotura o desplazamiento de los taludes de frente, así como validar dichos
procedimientos comparándolos con los resultados del análisis geotécnico puro o
tradicional, la actuación, desglosada en diferentes fases de investigación.
Tras realizarse un análisis de la teoría actual de la mecánica de rocas y de la mecánica
de suelo se ha procedido a seleccionar los métodos más habituales para determinar la
calidad y estabilidad geotécnica de los macizos rocosos y para el cálculo de los
coeficientes de seguridad sobre taludes de excavación, tanto en macizos rocosos como
en formaciones granulares o escasamente cohesivas.
Paralelamente, y partiendo del modelo predictivo ROFRAQ (Alejano, L., 2005) se ha
definido un análogo dirigido a suelos, el modelo LARCAQ, teniendo en cuenta la
particularidad de estas formaciones, los parámetros críticos fundamentales y su grado
de influencia en la probabilidad de los deslizamientos/roturas.
25. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
25
Posteriormente se ha realizado el análisis “in situ” de los taludes seleccionados,
recogiendo toda la información geométrica, geotécnica y documental (estudios
geotécnicos previos, historial de accidentes, establecimiento de la jornada de trabajo y
tiempo de ocupación anual, etc.), de las estructuras.
Los medios técnicos empleados en el desarrollo de la actuación han sido los comunes a
los estudios geotécnicos, con material de campo como brújula con clinómetro, cintas de
medida escaladas, y galgas para la medición de apertura de juntas, pinzas para
extracción de relleno, y martillo/maza de geólogo para la extracción de muestras, así
como cámara fotográfica digital para el debido registro gráfico. Para la elaboración de los
diversos análisis geotécnicos en oficina técnica se ha contado con diversos programas
informáticos de la firma ROCSCIENCE, desarrollándose el cálculo de los índices RMR y
SMR, y de los índices ROFRAQ y LARCAQ con aplicaciones propias en formato Excel.
Ha de tenerse en cuenta que la simplicidad de este material, así como el escaso volumen
de inversión a acometer para su adquisición (en torno a los 2.500 €, incluida la
adquisición de los programas informáticos), es un factor más a tener en cuenta para
evaluar la posible aplicación del método, que persigue.
7. MÉTODO LARCAQ DE ANÁLISIS DEL RIESGO DE DESLIZAMIENTO
EN FRENTES DE CANTERA SOBRE MATERIALES POCO COHESIVOS
En este apartado se desarrolla un nuevo método de análisis del riesgo de deslizamiento
en frentes de cantera desarrollados sobre materiales sueltos o poco cohesivos.
Aunque constituyen factores determinantes, los parámetros de resistencia del suelo y la
pendiente del talud no son los únicos intervinientes en el equilibrio de los taludes de los
materiales poco cohesivos.
La estabilidad de un talud está determinada por factores geométricos (altura e
inclinación), factores geológicos (que condicionan la presencia de planos y zonas de
debilidad y anisotropía en el talud), factores hidrogeológicos (presencia de agua) y
factores geotécnicos o relacionados con el comportamiento mecánico del terreno
(resistencia y deformabilidad).
La combinación de los factores citados puede determinar la condición de rotura a lo largo
de una o varias superficies, y que sea cinemática menté posible el movimiento de un
cierto volumen de masa de suelo o roca. La posibilidad de rotura y los mecanismos y
modelos de inestabilidad de los taludes están controlados principalmente por factores
geológicos y geométricos.
26. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
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8. BIBLIOGRAFÍA
Brady, B. H. G., Brown, E. T. Kluwer Academic Publishers. 1999. Rock Mechanics for
Underground Mining.
García, G. C. (1975). Un ejemplo de karst mecánico en rocas blandas: las torcas de
Guadix. Estudios geográficos, 36(138), 247.
GONZÁLEZ DE VALLEJO, L., & OTEO, C. (1982). Alterabilidad de pizarras y su
incidencia geotécnica en explotaciones mineras a cielo abierto. In VII Simposio
Nacional sobre Obras en superficie en Mecánica de Rocas" SEMR (Vol. 1).
Henández-Jatib, N., Almaguer-Carmenate, Y., Rosario-Ferrer, Y., & Otaño-Noguel,
J. (2014). Determinación del método de arranque de la roca en la cantera Pilón,
Mayarí. Minería & Geología, 30(2), 42-57.
Luis I González Vallejo. 2002. Libro Ingeniería Geológica.
Martínez-Díaz, J. J., Rodríguez-Pascual, M. Á., Perez López, R., García Mayordomo,
J., Giner Robles, J. L., Martín-González, F.,... & Insua Arévalo, M. (2011).
Informe geológico preliminar del terremoto de Lorca del 11 de mayo de 2011, 5.1
Mw.
Martínez Martínez, J., Benavente, D., Rodríguez, M. A., & García del Cura, M. A.
(2003). Ensayos destructivos y no destructivos (ultrasonidos) en la determinación
de calidad de rocas ornamentales: aplicación a dolomías brechoides.
Oyanguren, P. R., de la Cuadra Irizar, L., Huerta, R. L., & Obeso, E. G.
(1984). Mecánica de rocas aplicada a la minería metálica subterránea. Instituto
Geológico y Minero de España.
Palma, C., Linero, S., & Apablaza, R. (2009). Caracterización geotécnica de materiales
de lastre en botaderos de gran altura mediante ensayos triaxiales y odométricos
de gran tamaño. In III Conferencia Sudamericana de Ingenieros Geotécnicos,
Córdoba, Argentina.
Rodríguez, R., & Cortés, Á. G. (2006). PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS E
HIDROGEOLÓGICAS DE LOS RESIDUOS MINERO-METALÚRGICOS
27. CONTROL GEOTÉCNICO EN
MINERÍA A CIELO ABIERTO
27
SÓLIDOS. LOS RESIDUOS MINERO-METALÚRGICOS EN EL MEDIO
AMBIENTE, 113
Suárez Burgoa, L. O. (2013). Descripcióndel macizo rocoso: introducción a la ingeniería
de rocas de superficie y subterráneas.
Tomás, R., Cano, M., García-Barba, J., & Zamora, R. (2012). Implementación de un
laboratorio virtual de Mecánica de Suelos y Rocas. X jornadas de redes de
investigación en docencia universitaria, 7-8.
Uriel, S. (1964). La geotecnia aplicada a las grandes presas. Revista de Obras
Públicas, 1(2988), 493-510.
.