Sostenimiento Con Roca in Situ
Sostenimiento Con Roca in Situ
Sostenimiento Con Roca in Situ
INGENIERÍA MINAS
INFORME N° 4
CURSO:
SERVICIOS AUXSILIARES MINEROS
DOCENTE:
ING. ANÍBAL NEMESIO MALLQUI TAPIA
ESTUDIANTE:
LUNA OROSCO, RICHARD
HUANCAYO – PERU
2017 - II
INTRODUCCION
La minería es sin duda una de las actividades de más alto riesgo que el hombre
realiza. Las estadísticas indican que la causa más frecuente de los accidentes
en interior mina es por caída de rocas. Según estadísticas de los 62 accidentes
fatales ocurridos en el año 2007, aproximadamente el 23% de éstos (14
fatalidades) fue por desprendimiento de rocas. Si a esta lista le añadimos el 13%
de accidentes originados por derrumbes, deslizamientos, soplado de mineral o
escombros, la segunda causa de muerte es minería, es más de 36% de
fatalidades relacionadas con la inestabilidad de las rocas.
CARACTERISTICAS GENERALES:
• Las rocas presentes en el seno de la corteza terrestre se hallan en estado
de tenso equilibrio debido a la presión ejercida sobre cada partícula de roca
por las masas circundantes a ésta. Debido a la ausencia de espacios libres
en el interior del macizo, las rocas no pueden desplazarse, flexionarse, ni
cambiar de forma.
• Al excavarse una labor en un macizo rocoso, las rocas circundantes tienden
a pasar a un estado de equilibrio nuevo, sufriendo deformaciones; estas
tensiones o fuerzas engendradas en el macizo rocoso reciben el nombre de
presión de la roca.
SOSTENIMIENTO CON ROCA IN SITU: PILARES
RESUMEN:
El buen diseño de pilares es de gran importancia para brindar sostenimiento de
bajo costo y alta seguridad por largos periodos en la explotación minera
subterránea. Es por lo tanto fundamental conocer las variables que influencian
el comportamiento de los pilares subterráneos.
Este estudio analiza las posibles variables que inciden en la resistencia y en la
generación de esfuerzos de los pilares subterráneos en modelos de dos
dimensiones.
El material utilizado para pruebas de laboratorio consta de placas transparentes
birrefringentes sensibles a esfuerzos de compresión, tensión y corte. Ante la
acción de esfuerzos, la placa genera bordes o franjas que representan niveles
calibrados de esfuerzo. A mayor número de bordes mayor nivel de
concentración de esfuerzo. Se calcula el grado de importancia de cada posible
variable por correlación multilineal desarrollando el modelo para el diseño del
pilar. La información requerida se obtiene por experimentación mediante
pruebas de laboratorio simulando la excavación con el uso del polariscopio. A
la información generada se aplica regresión y correlación múltiple para medir el
comportamiento de la variable dependiente (resistencia o esfuerzo del pilar), en
función de las variables independientes y de las interrelaciones entre variables
independientes y la variable dependiente. Se obtuvo dos modelos analíticos que
pueden aplicarse en el dimensionamiento de pilares para sostenimiento minero
subterráneo.
Consiste en lo esencial en excavar lo más posible el cuerpo mineralizado
dejando pilares que permiten sostener el techo de material estéril.
Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende de la mayor o menor
competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y también de la roca
mineralizada (estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del manto
y de las presiones existentes).
Por lo general los pilares se distribuyen en una disposición o arreglo lo más
regular posible, y puede tener una sección circular, cuadrada, o rectangular
semejando un muro. Los caserones abiertos tienen forma rectangular o
cuadrada.
Se abren múltiples tajeos o cámaras, dejando zonas intactas para que actúen
como pilares para sostener la carga vertical.
Los pilares actúan como soporte del techo, con el fin de mantener la
estabilidad.
Se diseñan los pilares y los caserones con el fin de maximizar la
recuperación del mineral.
La recuperación de los pilares se puede realizar de varias maneras:
Recuperación con hundimiento controlado del techo.
Recuperación de Pilares en forma alternada.
Recuperación parcial de pilares.
En algunos casos, no se planea
con mucha precisión la ubicación
de los pilares, pero el operador
de mina simplemente por la
experiencia va dejando los
pilares donde sea necesario, y
los ubica en zonas de menor
valor de mineral o zona esteril.
DISEÑO DE PILARES
El objetivo es maximizar la recuperación de la unidad básica de
explotación a través de un diseño seguro y viable.
El diseño de pilares debe obedecer a un análisis de las cargas o
solicitaciones y la resistencia del macizo rocoso.
EL FACTOR DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO:
Z: ALTURA DE LA SOBRECARGA
RESISTENCIA DE PILARES:
Wo : ANCHO DE LA CAMARA
Wp : ANCHO DEL PILAR
Z : ALTURA DE LA SOBRECARGA
V : CAMPO DE ESFUERZOS ACTUANDO SOBRE EL PILAR.
C : RESISTENCIA DEL PILAR.
Un estudio del comportamiento de los pilares comprende las siguientes
etapas:
Determinar la Carga Vertical que soporta.
Calcular la resistencia del pilar, efectuando pruebas de laboratorio
(resistencia a la compresión de probetas cúbicas de roca en estudio)
Analizar las reacciones del techo y piso ante el trabajo de contención del
pilar:
Para una misma altura de pilares, el de mayor sección será más resistente
que otro de menor sección.
Para una misma sección del pilar, el más bajo será más resistente que
otro de mayor altura.
El radio de separación entre pilares va de 20 a 30 pies.
La luz máxima de la cámara entre pilares, se generalmente el doble del
ancho medio de los pilares.
Riesgos asociados a métodos de explotación por cámaras y pilares
El método de explotación “Room and Pillar” (o Cámaras y Pilares) consiste,
como su nombre lo indica, en la explotación de caserones separados por pilares
de sostenimiento del techo. Este método es aplicado ampliamente, y en los
últimos años se ha desarrollado bastante debido a su bajo costo.
En sus inicios, este método se realizaba en forma irregular, de modo que sus
dimensiones y distribución se decidían sobre la marcha de la explotación,
dejando un rastro de pilares obedeciendo solamente a las características
presentadas por el yacimiento, como, por ejemplo, zonas de más baja ley,
diques estériles, etc.
En este método, la recuperación de los pilares puede ser parcial o total. En este
último caso, va acompañada del hundimiento controlado del techo, que puede
realizarse junto con la explotación o al final de la vida del yacimiento.
Ejemplo:
Se tiene los siguientes datos de una labor explotada por Cámaras y Pilares:
Densidad de la roca, 2,5
Aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2
Profundidad del área mineralizada, 150 m
Ancho del pilar, 6.5 m
Ancho de la cámara, 14.0 m
Longitud (altura) del pilar, 18.0 m
La fórmula puede ser utilizada para cualquier pilar de roca in-situ que presente
una calidad expresada en RMR mayor a 50, una razón de W/H del pilar entre 0.5
y 3, pero el ancho puede ir desde valores tan pequeños como los utilizados en
laboratorio a tan grandes como 50 metros.