CAPITULO N°5 - CRITERIOS FORTIFICACIÓN

8/13/2019 CAPITULO N5 - CRITERIOS FORTIFICACIN

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ASPECTOS GEOTCNICOS DE LA

MINERA SUBTERRNEA

CRITERIOS DE DISEO DE

FORTIFICACIN


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1. PROPOSITO DE LA EXCAVACIN

La utilizacin u objetivo de la excavacin

determina en alguna medida el factor o gradode seguridad requerido. Normalmente,

excavaciones estratgicas en el procesoproductivo son mayormente aseguradas en lo

que a fortificacin se refiere. Por ejemplo,

ACCESOS, ADITS de ventilacin, transporte,

etc.


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2. TIPO DE FORTIFICACIN

En algunos casos, una parte de la fortificacin

usada en la preparacin de las excavacionessubterrneas es del tipo temporal, mientras

que el resto se califica como definitiva opermanente. En estos casos, los Ingenieros

de Diseo deben complementar tales

definiciones y dejarlas explcitamente

indicadas en planos e informes para

construccin.


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3. DECRETO 72 - 1985

En este aspecto, el Ingeniero de Diseo

deber partir considerando como base de suscriterios lo sealado por el Reglamento de

Seguridad Minera, Decreto Supremo N72 de1985 (Sernageomin, 1998), respecto a la

fortificacin de excavaciones, en su captulo

sexto, Artculos N411 a N419.


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En general este seala y contempla los siguientes temas:

1. Normativas y procedimiento de la acuadura de las

paredes y techo de la excavacin de inters.2. Los soportes instalados para el control de techo, paredes

y/o pisos, se deben ubicar de manera uniforme,

sistemtica y en intervalos apropiados.3. Dimetro y profundidad de la perforacin debe ser el

apropiado para los el tipo de apernado que se desea

instalar.4. Las planchuelas deben ser de a lo menos 20 cm de

dimetro si son circulares o de 20 x 20 cm si estas son

cuadradas.


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5. Cada sistema de empernado (dowell o rock bolt) que se

proponga debe ser correctamente instalado y seguir las

recomendaciones sealadas en el captulo sexto, Art. 413

y Art.414, del Reglamento de Seguridad Minera.6. Elaboracin de un reglamento interno de fortificacin, el

cual comprender todos los sistemas de fortificacin

usados en la empresa, e informar al Director, respectode esta materia, la tcnica en uso y sus innovaciones.

7. Especificar las reglas y protocolos especficos para cada

sistema de fortificacin propuesto (e.g. Marcos demadera).


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8. Los excavaciones subterrneas deben ser provistas, sin

demora, del sostenimiento ms adecuado a la naturaleza

del terreno y solamente podrn quedar sin fortificacin los

sectores en los cuales las mediciones, los ensayos, suanlisis y la experiencia en sectores de comportamiento

conocido, hayan demostrado su condicin de auto

soporte consecuente con la presencia de presiones ocargas que se mantienen por debajo de los lmites crticos

que el macizo rocoso natural es capaz de soportar.

9. El diseo de excavaciones debe considerar los tapadosde seguridad y control correspondientes.

10.Los derrumbes se permiten como parte programada de

un mtodo de explotacin aprobado por el Director de

SERNAGEOMIN.


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4. CONSIDERACIONES PRCTICAS

Las condiciones operacionales disponibles

pueden limitar el uso de ciertos elementos desoporte en la fortificacin de excavaciones.

Por ejemplo, la instalacin de shotcrete enuna labor con insuficiente nivel de ventilacin;

uso de VCR en desarrollos subverticales;

Raise-Borer con pernos lechados, etc.


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5. GEOMETRA Y TAMAO EXCAVACIN

Tanto la formacin de inestabilidades con

control estructural como los niveles dedistribucin de esfuerzos inducidos dependen

de la forma y dimensiones de las excavacionesque interesan, lo que deriva en la seleccin de

ciertos elementos de soporte y su respectivo

dimensionamiento.


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6. DISPONIBILIDAD DE ACCESOS

Es bsico contar con disponibilidad de

accesos para llegar a las excavaciones deinters. Es preciso verificar que todos los

equipo requeridos y los elementos de soportedefinidos pueden llegar a la frente de trabajo

en condicin segura.


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7. TCNICA DE EXCAVACIN

El mtodo de excavacin usado para

desarrollar la excavacin incide directamenteen el dao inducido al macizo rocoso, hecho

que deber ser considerado para el diseo desoporte de la excavacin que interesa. Es

diferente el resultado geotcnico obtenido si

utilizamos la tcnica VCR para desarrollar un

pique de traspaso en lugar del sistema Raise-

Borer (con o sin desquinche).


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8. CERCANA CON OTRAS EXCAVACIONES

Encontrarse en la vecindad y zona de

influencia de otras excavaciones(contemporneas o pre-existentes), puede

requerir aumentar la robustez de la

fortificacin a instalar. Por ejemplo, un crown-

pillar muy delgado entre excavaciones

superpuestas o axiales, una caverna dechancado con varias excavaciones que

convergen a ella, etc.


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9. ESTADO TENSIONAL PRESENTE

Dato fundamental para estimar los esfuerzos

inducidos y los sectores potenciales de falla(zonas con concentracin de esfuerzos de

corte, traccin y/o compresin) en la periferia

de la excavacin de inters.


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10. SOLICITACIONES DINMICAS

Puede requerirse sistemas de soporte para

condiciones dinmicas, tal como en los casosde zonas potenciales de estallidos de roca o

donde los niveles de vibraciones debido a

tronaduras de produccin y/o preparacinpueden superar la resistencia del diseo

minero.


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11. CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO

Junto con el estado tensional in situ e inducido,

la calidad geotcnica del macizo rocoso son

datos fundamentales para reconocer las

necesidades de soporte en las excavaciones

subterrneas. Se trata de minimizar la prdida depropiedades geomecnicas in situ de la roca y

evitar que se desarme prematuramente (dao no

deseado); el macizo rocoso es el principalelemento de fortificacin que debe aprovechar el

diseador.


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12. GEOLOGA Y ESTRUCTURAS

El macizo rocoso est formado por estructuras

geolgicas y matriz de roca (litologas). Las primeras

aportan a la formacin de bloques, los que pueden irdesde unos pocos centmetros cbicos a varios

metros cbicos. Mayor nmero de sistemas

estructurales y poco espaciados (mayor frecuenciade estructuras) definen un macizo rocoso ms

fracturado. Por otra parte, en la medida que los

bloques o cuas sean formadas y dispongan de

caras libres para su rotacin y/o traslacin, ser

necesario instalar sistemas de cables y pernos /

malla en forma combinada.


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13. CONDICIN DE AGUA SUBTERRNEA

La calidad de las aguas presentes (qumica) es un factor

que define los elementos de fortificacin, aditivos y las

caractersticas de la secuencia constructiva a utilizar.Aguas con ph cido (menores a 7) producen corrosin a

los elementos de soporte y alteran las caractersticas

mecnicas del acero. Paralelamente, se reduce la vidatil y la calidad del servicio estructural de ellos.

En otros casos se debe analizar la potencial presin de

poros que se podra generar en el entorno de laexcavacin y, por lo tanto, en el sistema de soporte

instalado; esto ltimo podra sugerir la definicin de

drenes que ayuden a minimizar este factor de esfuerzoinsterticial cuando se use shotcrete.


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14. TASA DE FORTIFICACIN REQUERIDA

Normalmente, los rendimientos alcanzados en el

desarrollo de excavaciones se asocian y se ven

influenciados por los tipos de fortificacin que se

instalan. En general, excepto en algunas

condiciones particulares, el avance ser ms rpidoen la medida que se instale fortificacin menos

compleja durante el ciclo operativo de desarrollo y

sea mejor la calidad geotcnica del macizo rocosoen la frente. Lo anterior siempre sobre la base de

cumplimiento de estndares de seguridad y calidad

constructiva adecuada.


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15. TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO SOPORTE

En general, la instalacin del soporte exige

que los elementos de fortificacin y tipos deanclajes logren sus propiedades de diseo en

el ms breve plazo, en especial las lechadas,resinas y/o mortero proyectado; lo mismo en

hormigones para muros, brocales y/o

carpetas de rodados.


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16. EXPERIENCIA ADQUIRIDA

Clasificada como informacin estratgica paradiseo, en especial en aquellos casos donde se

esperan condiciones geolgicas, geotcnicas y

geomecnicas similares a sectores ya explotados.

La experiencia suele ser un dato fundamental para

calibrar y validar resultados de diseos obtenidosmediante el uso de herramientas analticas y/o de

anlisis numrico.

Los sistemas de clasificacin de macizos rocosos(e.g Laubscher, Bieniawski, Barton et al, entre otros)

son un ejemplo clsico del uso de informacin

emprica para estimar requerimientos de soporte enexcavaciones subterrneas.


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17. COSTOS ASOCIADOS

Los diseos de fortificacin deben ser tcnica

y econmicamente factibles de instalar. No

debemos perder de vista los recursoseconmicos disponibles y que hacen que el

proyecto sea rentable. Al mismo tiempo, el

diseador no debe, y no puede, transar

seguridad por economa. Poner en riesgo la

seguridad del personal y condicin de losequipos corresponde a una situacin no

permitida en proyectos minero-metalrgicos.


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18. DISPONIBILIDAD

El diseador no debe perder de vista el stock de elementos de

soporte disponible en la faena y que son factibles de adquirir en el

mercado. Luego de una justificacin fundamentada tcnicamente,

puede requerir incorporar nuevos (innovar) elementos de soporte.Actualmente, en los proyectos mineros subterrneos es ms

comn innovar en los sistemas de soporte (combinacin de

elementos de fortificacin convencionales) que incorporar nuevoselementos al sistema; estos ltimos llevan, inherentemente, a

mayores gastos en entrenamiento, adquisicin y expertizaje

constructivo. Pese a esto ltimo, proponer cambios y/o ajustes ala fortificacin debe ser una opcin a la innovacin tecnolgica,

siempre y cuando se hayan realizado los estudios y pruebas que

lo justifiquen tcnica y econmicamente.

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