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COMPAA PERUANA DE USO MINERO ECOLGICO Y TCNICO
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CAPACITACION PARATRABAJADORES MINEROS
CERRO RICO-BASE REY
ESTALLIDOS DE ROCA,DERRUMBES Y
SOSTENIMIENTO DE LABORES
MDULO MINERA
RUMBO DE DISCONTINUIDADESPARALELO AL EJE DE LA LABOR
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LIMA , AGOSTO DEL 2006
TEMARIO
ESTALLIDOS DE ROCA, DERRUMBES YSOSTENIMIENTO DE LABORES
I. INTRODUCCIN
II. Aspectos generales
2.1. Definiciones bsicas
2.2. Qu es el estallido de rocas?
III. Factores que influyen para producirse los estallidos de rocas.
3.1. El medio geolgico
3.2. Propiedades del comportamiento mecnico del medio
geolgico
3.3. El campo de esfuerzos original
3.4. Factores que influyen para producirse los estallidos de rocasposteriores al minado
IV. Medidas de prevencin de estallidos de rocas
V. Sostenimiento en labores subterrneas
5.1. Condiciones de inestabilidad en las excavaciones
subterrneas 5.1.1. calidad de macizo rocoso
5.1.2. mal diseo en el trazo de la perforacin y voladura
5.1.3. mala disposicin de los elementos de soporte
VI. Sostenimiento
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6.1. Clases de terrenos
6.2. Tipos de materiales usados en sostenimiento
6.3. Sostenimiento en labores horizontales(galeras, cortadas,
cruceros)
6.4. Sostenimiento en tajeos
6.4.1. Natural
6.4.2. Puntales de madera
6.4.3. Muros secos o pircas
6.5. Sistemas De Sostenimiento
6.5.1. los de apoyo activo;
6.5.2. los de apoyo pasivo;
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I. INTRODUCCIN
Los estallidos de roca son eventos cada vez ms registrados
en diversas minas, no slo en el Per sino tambin a nivel
mundial, pero suele a menudo, confundrsele con derrumbes o
desprendimiento de roca. Sin duda hay una diferencia notoria.
Los estallidos de roca ocurre a grandes profundidades comoconsecuencia de las profundizaciones y el aumento de la presin
litosttica. Los derrumbes son una consecuencia natural de la
alteracin del equilibrio de esfuerzos y la mala previsin de estos
por el hombre para contrarrestarlos.
El sostenimiento de las labores subterrneas es una tarea de
grandes proporciones y de gran complejidad, donde el finprincipal es garantizar la seguridad y la eficiencia de los mtodos
de explotacin empleados por los que realizan las labores de
extraccin del mineral.
Una de las condiciones necesarias para que el sostenimiento se
realice eficientemente luego de realizada una excavacin, es la
correcta indagacin y evaluacin estructural del macizo rocoso,este es el punto de inicio confiable para seguir en la tarea de
seguridad y productividad que se ha trazado en el planeamiento
del minado.
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II. ASPECTOS GENERALESEn vista de la amplitud del tema es necesario tener presente ciertos
conceptos elementales previos, antes de pasar a desarrollar el tema
con mayor amplitud. Estos se refieren a temas conexos y de gran
importancia y til para un mejor entendimiento
2.1 DEFINICIONES BASICAS
PRESION
La presin puede definirse como una fuerza por unidad de rea o
superficie.
El control de la presin en los trabajos mineros, da condiciones de
operacin seguras.
Cualquier labor abierta en una mina, al igual que un recipiente o
tubera posee cierta presin mxima de operacin y de seguridad;
variando las condiciones de este lugar, de acuerdo con el
material y el tipo de construccin macizo rocoso .
Las presiones excesivas no slo pueden provocar la inestabilidad
de la labor minera, puede provocar la destruccin de la
infraestructura, la maquinaria, los bienes de propiedad de la
empresa y FUNDAMENTALMENTE, poner al personal en
situaciones peligrosas y susceptibles a ser accidentadas.
Para tales efectos, las minas deben tener medidores de presin;
donde las lecturas absolutas de gran precisin, ayudarn a
prevenir derrumbes, estallidos, deslizamientos o fracturamiento
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http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/fuper/fuper.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/kaizen-construccion/kaizen-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/fuper/fuper.shtml8/8/2019 t178 Compumet Estallido-Rocas
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del macizo rocoso; este hecho, con frecuencia es tan importantes
como lo es la seguridad extrema.
Presostato: Aparato para la medida y el control de presiones absolutas yrelativas, con censor cermico o metlico.
Tipo de Presin de Roca en una Mina Subterrnea
ENERGIA INTERNA
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http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml8/8/2019 t178 Compumet Estallido-Rocas
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Es la fuerza concentrada y almacenada en cualquier cuerpo,
pudiendo convertirse en energa potencial. Para nuestros fines de
estudio diremos que es la fuerza acumulada insitu en el interior del
macizo rocoso y que puede actuar violentamente al producirse una
excavacin subterrnea.
ESFUERZOS
Son las fuerzas que aparecen inevitablemente alrededor de
cualquier excavacin subterrnea y son las responsables de provocar
los deslizamientos y desprendimientos de las rocas en una labor
minera.
GEOMECNICA
Es la ciencia terica y aplicada que se encarga del estudio del
comportamiento mecnico de la roca y de las fuerzas inducidas como
resultado de una excavacin subterrnea, dando una solucin ms
favorable al problema de sostenimiento en las labores mineras.
DICONTINUIDADES
Tambin se le conoce comnmente como rajadura, fractura o
tambin juntas, conociendo bien este parmetro en una evaluacin
geomecnica se puede llegar a determinar la calidad de la masa
rocosa.
FALLA
Es una fractura que separa dos bloques de roca , pudiendo haber
deslizamiento uno respecto del otro.
SOSTENIMIENTO
Es el refuerzo que requiere una labor cuando las condiciones de
inestabilidad y seguridad lo requieran. Para conseguir un buen
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sostenimiento es necesario una correcta indagacin y evaluacin del
macizo rocoso a fin de elegir el correcto elemento de soporte.
ESTABILIDAD
Del verbo estabilizar; en minera, significa dar permanencia firme
y constante a las excavaciones subterrneas y a los taludes de
labores a cielo abierto.
Se logra estabilidad en labores subterrneas, utilizando mtodos
de sostenimiento con soporte metlico, de madera o con relleno,
con pernos, malla y otros elementos que fortifique la labor minera.
ESTALLIDO O REVENTAZN DE ROCAS
Los estallidos de rocas en las aberturas subterrneas, son el
debilitamiento y desprendimiento violento del os bloques rocososdentro de la excavacin subterrnea. Generalmente se puede
atribuir a los siguientes factores:
1. Presin de la masa rocosa alrededor de la excavacin .
2. Debilidad del material por no soportar la presin del macizo
haciendo que la energa almacenada, se libere violentamente
produciendo la rotura.
WORK SHOP
a. Organizarse en equipos humanos; b. Describir labores abiertas y nombrar sus efectos en diferentes tipo
de roca.
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2.2. QU ES EL ESTALLIDO DE ROCAS?
Es el desprendimiento sbito y violento de grandes bloques de roca
como consecuencia de las grandes presiones ejercidas en el contorno de
una excavacin, generalmente ocurre a grandes profundidades.
Antecedentes Sobre Estallidos Rocas A Nivel Mundial
DESASTRE DE LA MINA DE HARTEBEESFONTEIN
SUDAFRICA
FECHA: el 31 de JULIO 1997
1. En apenas un ao, ha habido tres desastres del temblor de tierra. El
primer temblor era en marcha de 1997 en la mina de Deelkraal que es
poseda por el Goldfields, el segundo estaba en la misma mina. En ambosincidentes 13 personas murieron con 3 inhabilitados permanentemente.
El tercer temblor est aqu en la mina de Hartebeesfontein. 18 personas
han muerto y 30 tuvieron lesiones crticas.
A.
Mina Casapalca en Per
Estallido de rocas en una galera
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Esta mina tiene actualmente 1300 m de profundidad y la roca es
competente. Las primeras noticias sobre la ocurrencia de estallidos se
remontan a la segunda mitad de la dcada de los 70. Entre finales de la
dcada de los 80 y principios de la dcada de los 90 hubo aumento en la
frecuencia y severidad de la ocurrencia de estallidos. Las reas crticas
fueron las ubicada entre los Nvs. 1200 y 1500 y entre los Nvs. 2300 y
3000, principalmente en las excavaciones asociadas a las Vetas M, N, O, P
y 256P, en las cuales se utiliz mayormente el mtodo de minado
shrinkage.
Mina Uchucchacua
31 AGOSTO 2005 Estallido de Roca 10.45PM
Lugar del accidente fatal en el Cuerpo Rub III, mirando al NW. Obsrvese
la falla Rub buzando a la izquierda y la falla tensional buzando a la
derecha, ambos formando una cua. Adems en esta rea se presentan
los estratos y un sistema principal de diaclasas.
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III. FACTORES QUE INFLUYEN PARA PRODUCIRSE LOS
ESTALLIDOS DE ROCAS.
A . Los factores relevantes antes del minado, bsicamente
comprenden:
1. El medio geolgico.
2. Las propiedades de comportamiento mecnico de ese medio
geolgico.
3. El campo de esfuerzos original.
3.1. EL MEDIO GEOLOGICO
-La presencia de plegamientos. En algunas minas metalferas y
mayormente en minas carbonferas, el minado, en sistemas de
plegamientos principales, crean zonas muy suceptibles a la ocurrencia de
los estallidos de rocas.
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3.2. PROPIEDADES DEL COMPORTAMIENTO MECNICO DELMEDIO GEOLGICO
As, se ha establecido que generalmente los estallidos ocurren en rocas
que tienen resistencias compresivas en el rango de 100 a 400 Mpa
Las rocas con mdulos de elasticidad de 40 a 100 GPa son propensas aestallidos
ENSAYO DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LACOMPRESION UNIAXIAL
INSTRUMENTO DE CONSTANTES ELSTICAS
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3.3. EL CAMPO DE ESFUERZOS ORIGINAL antes de iniciar los trabajos de laboreo de minas, los esfuerzos
originales se encuentran en equilibrio relativo, que ante la
perturbacin del medio, estos se reacomodan provocando el
desprendimiento del macizo. Se suma a esto, el aumento de la presin
litosttica debido a la profundidad de las excavaciones.
3.4. FACTORES QUE INFLUYEN PARA PRODUCIRSE LOS
ESTALLIDOS DE ROCAS POSTERIORES AL MINADO
Los factores relevantes Posteriores al minado, bsicamente
comprenden:
1.Los esfuerzos inducidos por el minado .En las zonas de altas concentraciones de esfuerzos inducidos por el
minado, ocurren una serie de mecanismos complejos, entre los cuales
el almacenamiento de la energa de deformacin, lo cual constituye
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una fuente de energa ssmica que puede generar un estallido de
rocas.
2.La energa de deformacin.La energa de deformacin ocasionado por las concentraciones de
energa debido a las excavaciones realizadas, debido tambin a la
presencia de fenmenos geolgicos como los fallamientos y las
caractersticas inconsistentes de la masa rocosa.
IV. MEDIDAS DE PREVENCION DE ESTALLIDOS DE ROCAS
Dimencionamiento de los tajeos.
2. El planeamiento a corto y largo plazo de las secuencias y esquemas de
minado.
3. Formas diferentes de relleno.
4. La extraccin parcial del cuerpo mineralizado mediante elestablecimiento de nuevas formas, tamaos y orientaciones de pilares
estabilizantes.
5. Uso de sostenimiento extra en tajeos, cuando se identifican reas
geolgicamente desfavorables, de tal modo que cuando ocurran los
estallidos el dao pueda ser minimizado.
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V. SOSTENIMIMENTO EN LABORES SUBTERRNEAS
El sostenimiento de las labores subterrneas es una tarea de grandes
proporciones y de gran complejidad, donde el fin principal es
garantizar la seguridad y la eficiencia de los mtodos de explotacin
empleados por los que realizan las labores de extraccin del mineral.
Una de las condiciones necesarias para que el sostenimiento se realice
eficientemente luego de realizada una excavacin, es la correcta
indagacin y evaluacin de la estructura del macizo, este es el punto
de inicio confiable para seguir en la tarea de seguridad y
productividad.
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5.1. CONDICIONES DE INESTABILIDAD EN LAS EXCAVACIONESSUBTERRNEAS
Se ha hablado de las condiciones de estabilidad de las labores, ahora es
necesario conocer las diversas circunstancias de inestabilidad que
entre muchas podemos mencionar a los siguientes:
Calidad del macizo rocoso
Mal diseo en el trazo de la perforacin y voladura
Mala disposicin de los elementos de soporte
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Facilitar la planificacin y el diseo de estructuras en roca,
proporcionando datos cuantitativos, para una solucin real de
sostenimiento.
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INDICE DE CALIDAD DE LA ROCA RQD
El RQD se calcula midiendo y sumando el largo de todos los trozos de
testigo mayores que 10cm y dividiendo esta cantidad entre la longitud
total de perforacin.
RQD= TROZOS
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5.1.3. MALA DISPOSICIN DE LOS ELEMENTOS DE SOPORTE
Otro factor importante que es causante de la inestabilidad de las
excavaciones es la mala disposicin de los elementos de soporte y es
en realidad una de las condiciones mas inseguras y peligrosas, porque
se cree errneamente que una rea est asegurada cuando en realidad
no lo est, por la falta de previsin tcnica en el control y supervisin
en el momento de colocar los elementos de soporte.
CONDICIONES DE INSTABILIDAD EN LAS EXCAVACIONESSUBTERRNEAS
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VI. SOSTENIMIENTO
Es todo lo que sirve para contener el desprendimiento de trozos de
roca y proteger al personal, impidiendo el derrumbe de los techos y
de las paredes de las labores mineras.
6.1. CLASES DE TERRENOS
Duros : Al trazar y disparar deben formarse arcos o bvedas de
seguridad, en el techo de la labor.
Fracturados : Requiere moderado sostenimiento.
Alterados : Necesitan fuerte sostenimiento.
6.2. TIPOS DE MATERIALES USADOS EN SOSTENIMIENTO
Madera : Palos, tablas, tacos y cuas de eucalipto seco. Para piques
pino oregn. Piedras o roca (muro seco o pircas)
Concreto armado.
Pernos de anclaje
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6.3. SOSTENIMIENTO EN LABORES HORIZONTALES(galeras,
cortadas y cruceros)
Natural : El techo debe llevarse en forma de arco o bveda,
ubicando bien los taladros superiores(alzas).
Cuadros de madera : Cuando el terreno es blando, en lugar de
patilla se coloca un palo de madera en el piso (longarina), en cuyos
extremos se paran los postes.
6.4. SOSTENIMIENTO EN TAJEOS
6.4.1. Natural
En filones : Se deja puentes, en los hechaderos y/o caminos, sin
interrumpir los accesos a los mismos. En minera artesanal, los
pilares deben dejarse en los mismos tajeos .
En mantos y cuerpos : A intervalos apropiados dejar pilares para
impedir que caigan planchones de la caja techo, denominndose
cmaras y pilares (Room and Pillar),el mtodo de explotacin.
6.4.2. Puntales De Madera : Se deben colocar siempre en forma
perpendicular a las cajas.
Puntal de lnea : Se colocan para reforzar hechaderos de mineral o
construir buzones.
Puntal de seguridad : Sirven para sostener cajas inestables. En la
caja techo llevan una plantilla de madera para dar una mayor
consistencia.
6.4.3. MUROS SECOS O PIRCAS : Intercalando con puntales de lnease construyen muros con piedra o roca caja para sostener rellenos.
VI. SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO
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Usualmente se denomina soporte de rocas a los procedimientos y
materiales utilizados para mejorar la estabilidad y mantener la
capacidad de resistir las cargas que producen las rocas cerca al
permetro de la excavacin subterrnea. Se puede clasificar a los
diversos sistemas en dos grandes grupos:
LOS DE APOYO ACTIVO; que viene a ser el refuerzo de la roca donde los
elementos de sostenimiento son una parte integral de la masa rocosa.
LOS DE APOYO PASIVO; donde los elementos de sostenimiento son
externos a la roca y dependen del movimiento interno de la roca que
esta en contacto con el permetro excavado.
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SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO
SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO
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