INSTITUTO DE CAPACITACIÓN MINERA –

I.C.M.

ESTALLIDO DE ROCAS

EL CONTINUO DESARROLLO DE LA EXPLOTACION MINERA INVARIABLEMENTE CONDUCE A LA PROFUNDIZACION DE LOS YACIMIENTOS.

A MEDIDA QUE LA EXPLOTACION SE PROFUNDIZA LA INFRAESTRUCTURA MINERA PENETRA EN MACIZOS ROCOSOS CONSTITUIDOS DE ROCA PRIMARIA. ESTE TIPO LITOLOGICO DE ROCAS SE CARACTERIZAN POR PRESENTAR UNA MAYOR RIGIDEZ, ES DECIR UNA MENOR TENDENCIA A LA DEFORMACION.

INTRODUCCION

ADEMAS, A MAYOR PROFUNDIDAD EL NIVEL DE ESFUERZOS AUMENTA PROGRESIVAMENTE.

LA CONVERGENCIA DE ROCAS RIGIDAS EN AMBIENTES ALTAMENTE CONFINADOS CONSTITUYE EL FACTOR DESENCADENANTE DEL FENOMENO DE ESTALLIDO DE ROCAS.

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ESTALLIDO DE ROCAS

EL ESTALLIDO DE ROCAS (EXPLOSION DE ROCAS O ROCKBURST) SE MATERIALIZA CUANDO UN MACIZO ROCOSO CON CARACTERISTICAS RIGIDAS ES SOMETIDO A ALTOS NIVELES DE CONFINAMIENTO, ESTE AL NO PODER DEFORMARSE SUFICIENTEMENTE COMIENZA PAULATINAMENTE A ALMACENAR ENERGIA DE DEFORMACION .

ESTE CONTINUO ALMACENAMIENTO DE ENERGIA LLEGA A UN PUNTO CRITICO DONDE SE PRODUCE UNA LIBERACION VIOLENTA DE ENERGIA MATERIALIZANDOSE COMO UN COLAPSO REPENTINO DEL MACIZO ROCOSO

Energía de deformación

σ

ALTO NIVEL DE CONFINAMIENTO SOBRE MACIZOS

ROCOSOS RÍGIDOS

LIBERACION DE ENERGIA A

TRAVES DE ONDAS SISMICAS Y ONDAS

SONORAS

PUNTO FOCAL DEL EVENTO DE ESTALLIDO DE ROCAS

Excavación

ESTALLIDO DE ROCA EN EL ENTORNO DE UNA EXCAVACIÓN

INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS

LA PRESENCIA DE SISTEMAS ESTRUCTURALES DEFINIDOS EN ZONAS PROPENSAS A ESTALLIDO DE ROCAS, GENERALMENTE FAVORECE LA PROYECCION Y DESLIZAMIENTOS DE BLOQUES DE ROCA EN CONTACTO CON LAS CARAS LIBRES DE LAS EXCAVACIONES MAS CERCANAS

TIPOS DE ESTALLIDOS DE ROCAS

DESPUES DE OCURRIDO UN ESTALLIDO DE ROCAS ES POSIBLE OBSERVAR DISTINTOS TIPOS DE DAÑO TANTO EN EL MACIZO ROCOSO COMO EN LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL SOPORTE DEL SECTOR .

ES DE IMPORTANCIA DEFINIR UN PROCEDIMIENTO NORMALIZADO DE TOMA DE DATOS DE LOS DAÑOS EN EL TERRENO PARA ESTABLECER LOS TIPOS DE FALLAS PREDOMINANTES (EN EL MACISO ROCOSO Y EN LOS SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO)

EVALUACION IN-SITU DE DAÑO POR ESTALLIDO DE ROCAS

DAÑO MENOR (0.2 m)

DAÑO MAYOR ( 1.0 m)

DAÑOS EN EL MACIZO ROCOSO

• FALLAS TIPO A:ESTE TIPO DE FALLAS SE CARACTERIZA POR UN FRACTURAMIENTO INTENSO DEL MACIZO ROCOSO EN EL ENTORNO DE LAS GALERIAS Y CUYO ESPESOR ALCANZA VALORES QUE VAN DESDE UNOS POCOS CENTIMETROS HASTA 1.5 m. ESTE TIPO DE FALLA SIEMPRE SE PRODUCE DENTRO DE LA ZONA DE INFLUENCIA DE LA FORTIFICACION LA CUAL ABARCA APROXIMADAMENTE 2.0 m DE ESPESOR EN TORNO A LA GALERIA.

• FALLAS TIPO B:ESTE TIPO DE FALLAS CORRESPONDE A LA CAIDA DE GRANDES CUÑAS DE ROCA LAS CUALES ABARCA UNA ZONA QUE VA MAS ALLA DE LA INFLUENCIA DEL SISTEMA DE SOSTENIMIENTO ALCANZANDO ALTURAS DE HASTA 7.0 m.

TIPOS DE FALLA DEL MACIZO ROCOSO

FALLA TIPO A

FALLA TIPO B

DAÑOS EN LOS SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO

CORRESPONDE BASICAMENTE A LAS FALLAS PRESENTADAS EN EL SOPORTE COMPUESTO POR PERNOS DE ANCLAJE

• FALLA TIPO 1 :

ESTE TIPO DE FALLA SE CARACTERIZA PORQUE LOS PERNOS DE ANCLAJE SE HAN CORTADO BAJO ESFUERZOS DE TRACCION

• FALLA TIPO 2:

ESTE TIPO DE FALLA SE CARACTERIZA PORQUE LOS PERNOS DE ANCLAJE SE HAN CORTADO BAJO ESFUERZOS DE CORTE.

• FALLA TIPO 3:

ESTE TIPO DE FALLA SE CARACTERIZA PORQUE LOS PERNOS DE ANCLAJE SE HAN CORTADO BAJO ESFUERZOS COMBINADOS DE CORTE Y TRACCION.

• FALLA TIPO 4:

EN ESTE CASO Y DEBIDO AL FRACTURAMIENTO INTENSO DEL MACISO ROCOSO LOS PERNOS DE ANCLAJE QUEDAN COLGANDO SIN SUFRIR DAÑOS

• FALLA TIPO 5:

ESTA SITUACION ES SIMILAR A LA ANTERIOR, EL MACIZO ROCOSO SE FRACTURA PARCIALMENTE QUEDANDO ALGUNOS BLOQUES DE ROCA COLGANDO DE LOS ANCLAJES.

• FALLA TIPO 6:

EN ESTE CASO LOS ELEMENTOS DE SOPORTE SE DESPLOMAN EN CONJUNTO CON EL MACIZO ROCOSO SIN EFECTUAR NINGUN TRABAJO .

CONDICIONES QUE FAVORECEN LA OCURRENCIA DE LOS EVENTOS DEL ESTALLIDO DE ROCAS

ROCAS DURAS (MACIZOS ROCOSOS CON MODULOS DE

DEFORMACION ALTOS)

EXCAVACIONES A GRAN PROFUNDIDAD

AUMENTO DEL NIVEL DE ESFUERZOS (PRESIONES

INDUCIDAS POR EXCAVACIONES ADYACENTES)

SISTEMAS ESTRUCTURALES (SUB-VERTICALES Y

FORMADORES DE CUÑAS Y BLOQUES

EVENTO DE ESTALLIDO DE

ROCAS

ALTERNATIVAS DE CONTROL

• MONITOREO SISMICO:

MEDIANTE LA INSTALACION DE GEOFONOS QUE DETECTAN LA VELOCIDAD DE ONDA A TRAVES DEL MACIZO ROCOSO Y LA UBICACIÓN ESPACIAL DE LOS FOCOS DE CADA EVENTO, EN TIEMPO REAL.

• MONITOREO DE CONVERGENCIA:

DETECTA EL NIVEL DE DEFORMACION DEL CONTORNO DE LAS GALERIAS EN ZONAS DE ESTALLIDO DE ROCAS A TRAVES DEL TIEMPO.

UBICACIÓN ESPACIAL DE EVENTOS DE ESTALLIDO DE ROCAS MEDIANTE INSTRUMENTACION SISMICA

MONITOREO DE CONVERGENCIA

Empernado- Tipo de Perno : Helicoidal (22 mm)- Largo de Perno : 6 pies- Espaciamiento : 4.0 metros- N° de Cembolt : 4 cartuchos / taladro

Taladros de Alivio- Diámetro : 40 mm- Espaciamiento : 4.0 metros- Angulo horizontal : 45°- Angulo vertical : 45°

45°

Gal. 600 E

PernoHhelicoida

Taladrosde Alivio

VISTA - PLANTA

PERNO VISTA - PERFIL

ALIVIO VISTA -

ESPECIFICACION DE TALADROS DE ALIVIOS EN GALERIAS BAJO CONDICION DE ESTALLIDO DE ROCAS

•SOSTENIMIENTO PREVENTIVO :

CON EL FIN DE SOSTENER EL EVENTUAL DESPRENDIMIENTO DE LA MASA ROCOSA DEBIDO AL COLAPSO POR EL ESTALLIDO DE ROCA, SE HA DEFINIDO UN SISTEMA DE SOSTENIMIENTO EN BASE A PERNOS DE ANCLAJE Y EN SECTORES CON FRACTURAMIENTO INTENSO LA APLICACIÓN DE MALLA ELECTROSOLDADA

•TALADROS DE ALIVIO:

ESTA METODOLOGIA CONSISTE EN PERFORAR TALADROS VACIOS EN LAS ZONAS DE MAYOR PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE ESTALLIDO DE ROCAS, SU FINALIDAD ES DARLE LA POSIBILIDAD A LA ROCA DE DEFORMARSE HACIA ESTOS TALADROS, PARA QUE DE ESTA FORMA PUEDA LIBERAR SUFICIENTE ENERGIA DE DEFORMACION Y DISMINUIR LOS EFECTOS DE UN EVENTO ESPONTANEO

Empernado Sistemático• Malla de Perforación : Abanico de 4 Pernos• Tipo de Perno : Helicoidal (22 mm)• Largo de Perno : 6 pies• Espaciamiento : 1.0 metros (ver esquema)• N° de Cembolt : 3 cartuchos/taladro

DISEÑO FINAL DE EMPERNADO PARA ZONAS BAJO CONDICION DE ESTALLIDO DE ROCAS

HISTORICAMENTE LOS DISEÑOS DE SOPORTE EN EXCAVACIONES SUBTERRANEAS SE HAN BASADO GENERALMENTE EN CONCEPCIONES ESTATICAS DONDE LOS ASPECTOS DE RESISTENCIA (TANTO DEL MACIZO ROCOSO COMO DE LOS ELEMENTOS DE SOPORTE HAN PREVALECIDO RESPECTO DE OTRAS CONSIDERACIONES. SIN EMBARGO, LA NATURALEZA EMINENTEMENTE DINAMICA DE LOS ESTALLIDOS DE ROCA Y EL COMPORTAMIENTO POCO SATISFACTORIO DE LOS DISEÑOS DE SOPORTE TRADICIONALES, ANTE ESTOS EVENTOS HA PROVOCADO LA NECESIDAD DE DESARROLLAR METODOLOGIAS DINAMICOS DEL SOPORTE EN LAS CUALES LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIOS ENERGETICOS Y CAPACIDADES DE ABSORCION DE ENERGIA ADQUIEREN MAS RELEVANCIA QUE LAS CONSIDERACIONES SOLO DE RESISTENCIA.