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MECNICA DEROCAS APLICADA A
LA MINERA A CIELOABIERTO Y
SUBTERRNEA
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INTRODUCCIN
Cuando se disean labores minerassubterrneas y a cielo abierto parapropsitos de explotacin de un
yacimiento minero, se ponen demanifiesto una serie de condicionantesy problemas que se relacionan con el
comportamiento mecnico del macizorocoso que deben de tomarse encuenta o estudiarse a fin de hacer ms
racional dicha actividad minera.
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Generalmente aplicado a yacimientos de baja ley ysuperficiales como canteras.
Ritmo de produccin > 20,000 tpd
Moderadamente selectivo ya que posee la facilidad devaciar el estril en botaderos
Desafos en el diseo
Manejo de la razn estril/mineral y su evolucin enel tiempo
Ubicacin de las rampas de acceso y produccin
Diseo de las flotas de equipos
Estabilidad de las paredes del tajo
Minera a Cielo Abierto
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Minera Subterrnea
Utilizado para yacimientos de mediana y alta ley
Ritmos de produccin 500-50000 tpd
Ms selectivo que el mtodo de cielo abiertoexcepto por los mtodos por hundimiento
Problemas de diseo:
Geometra de la mina subterrnea
Estabilidad y soporte Ubicacin de los accesos
Logstica para el transporte y movimiento demineral subterrneo
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OBJETIVO
El objetivo primordial en elaprendizaje del alumno es ensearleha elaborar, conocer y aplicar losprocedimientos para determinar laspropiedades fsico-mecnicas de lasrocas y minerales y el monitoreo de la
masa rocosa, teniendo enconsideracin los estndaressugeridos por el ISRM (Sociedad
Internacional de Mecnica de Rocas).
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OBJETIVOS GENERALES
1. Que los alumnos deben saber ydominar los fundamentostericos y prcticos acerca de losprocedimientos para ejecutar losensayos de acuerdo a los
estndares y evaluar losparmetros cuantificados dedichas propiedades y monitoreo.
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2. Que los alumnos deben dominarlos conceptos bsicos acerca delas caractersticas y propiedadesfsico-mecnicas de las diferentesrocas y minerales, monitoreo de lamasa rocosa existentes en nuestro
pas para ser aplicadas por laciencia de mecnica de rocas.
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3. Que los alumnos deben saberidentificar y representar laspropiedades de las rocas y
minerales, monitoreo de la masarocosa que sern aplicadas aldiseo de labores mineras
subterrneas y superficiales.
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OBJETIVOS ESPECFICOS
1. Que los alumnos deben adquirir gran
destreza para observar, analizar,discriminar, seleccionar y evaluar laspropiedades fsico-mecnicas de las
rocas y minerales, monitoreo de lamasa rocosa que constituyen lasvariedades de las rocas y control
instrumental localizadas durante laejecucin de los ensayos ymediciones de los componentes de la
masa rocosa.
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2. Que los alumnos deben desarrollar
la capacidad de atencin, anlisis ylas habilidades necesarias para:identificar, diferenciar, discriminar,seleccionar los datos einformaciones de los ensayos msrelevantes y de mxima importanciaal ejecutar mediciones de loscomponentes de la masa rocosa.
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3. Que los alumnos deben conocer,dominar y aplicar correctamentelos conceptos tericos y
prcticos acerca de losestndares del ISRM (SociedadInternacional de Mecnica de
Rocas).
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Definiciones:
Roca: agregado natural de partculas de uno o msminerales, con fuerte unin cohesiva permanente, queconstituyen masas geolgicamente independientes ycartografiables.
Suelo: agregado natural de partculas mineralesgranulares y cohesivas, separables por mediosmecnicos de baja energa o por agitacin en agua.
Macizo rocoso: conjunto de matriz rocosa ydiscontinuidades. Presenta carcter heterogneo,comportamiento discontinuo y normalmente anistropo,consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientacinde los planos de discontinuidad, que condicionan su
comportamiento geomecnico e hidrulico.
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Matriz rocosa = Roca matriz = Roca intacta: materialrocoso sin discontinuidades, o bloques de roca entrediscontinuidades. (Se caracteriza por su densidad,deformabilidad y resistencia; por su localizacingeogrfica; y por su litologa, ya sea sta nica o
variada).
Discontinuidad: cualquier plano de origen mecnico osedimentario en un macizo rocoso, con una resistencia a
la traccin nula o muy baja. (Genera comportamiento nocontinuo de la matriz rocosa, y normalmente anistropo).
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MODELIZACIN DE LA MINA
Para disear minas metlicas subterrneas,hay que acudir a modelos de los macizosrocosos, constituidos por elementosestructurales bien definidos. Sin embargo,
los modelos son siempre una simplificacinde la realidad; por este motivo hay quecomparar los resultados obtenidos en estosestudios con experiencias anteriores ysometerlos a un perodo de comprobacin enla propia mina antes de dar por vlidos losresultados procedentes de los modelos.
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El dimensionado de una mina requiere, engeneral, la realizacin de tres modelos:
a) Modelo Geolgico. El modelo estarepresentado esquemticamente por loscaracteres litolgicos, estructurales ehidrogeolgicos del macizo rocoso.
MODELOGEOLGICO
ESTRUCTURASMETEORIZACIN
LITOLOGA HIDROGEOLOGA
CARACTERESGEOMECNICOS
DISCONTINUIDADES
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b) Modelo Geomecnico. Aqu se representan laspropiedades mecnicas de las rocas y de losmacizos rocosos, as como las propiedades
mecnicas de las discontinuidades. En este modelose incluyen tambin los ensayos para determinarlas mencionadas propiedades y las tensionesexistentes en el macizo rocoso.
MODELOGEOMECNICO
PROPIEDADESMECNICAS DE LASDESCONTINUIDADES
TENSIONES
NATURALES
CALIDAD DE LA
EXCAVACIN
PROPIEDADESMECNICAS DELMACIZO ROCOSO
CALIDAD DELMACIZO ROCOSO
PROPIEDADESMECNICAS DE LOSMATERIALES
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c) Modelo Matemtico. En este modelo se integranlos dos anteriores, obtenindose como resultadode las formulaciones matemticas utilizadas, unavisin del comportamiento de la mina. Como ya seha mencionado, al ser los modelos unasimplificacin de la realidad es imprescindible
realizar, una vez abierta la mina, un programa deinstrumentacin, para comprobar la validez de losresultados obtenidos del modelo matemtico.
MODELOMATEMTICO
MODELOSCONTINUOS
EQUILIBRIO
LMITE
MODELOS
DISCONTINUOS
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CONDICIONES HIDROGEOLGICAS
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1. INTRODUCCION
1.1. Procesos de formacin de rocas (repaso deconceptos bsicos de geologa fsica).
1.2. Presentacin de casos, tipos de problemas eningeniera de la mecnica de rocas.
2. CARACTERIZACIN DE MACIZOS ROCOSOS.
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2.1. Tipos de estructuras geolgicas.
2.2. Propiedades geomecnicas de las discontinuidades.
2.3. Procedimientos de reconocimiento del terreno.
2.4. Procedimientos para presentar la informacingeolgica y estructural.
2.5. Proyeccin estereogrfica (hemisfrica). Uso del
software DIPS.