Estudio Geotecnico Mina Rulita

LEVANTAMIENTO GEOTCNICO Y RECOMDACIONES AL DISEO PROYECTO MINA RULITA MINERA ANTARES S.A. 00225-01/0907-PTREV00

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2 N o r t e 3 6 5 , V i a d e l M a r , C h i l e . T e l f o n o : ( 0 3 2 ) 2 6 9 7 2 0 7 2 6 9 7 1 1 6 2 6 8 3 9 3 8 - e m t @ e m t . c l

INFORME

LEVANTAMIENTO GEOTCNICO Y RECOMENDACIONES AL DISEO PROYECTO MINA RULITA

PREPARADO PARA: MINERA ANTARES S.A.

ELABORADO POR ELEONORA MUOZ

REVISADO POR EDGARDO HERNNDEZ

APROBADO POR NOLBERTO CONTADOR V.

UNIDAD / REA GEOTECNIA CDIGO 00225-01/0907-PT VIGENCIA PERMANENTE MODIFICACIONES

AGOSTO 2009.


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CONTENIDO

CAPTULO PGINA

RESUMEN EJECUTIVO 5 1.0 INTRODUCCIN 8 2.0 OBJETIVOS, ALCANCES Y ETAPAS DE TRABAJO 8 3.0 ANTECEDENTES GENERALES 9 4.0 MODELO GEOTCNICO 12

4.1 ANTECEDENTES GEOLGICOS 12 4.2 MODELO ESTRUCTURAL 12

4.2.1 MODELO DE FALLAS MAYORES 13 4.2.2 FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS 15

4.3 CALIDAD DE MACIZO ROCOSO 18 4.4 PROPEDADES DE LA ROCA INTACTA Y CONDICIN DE ESFUERZOS 19 4.5 MODELO GEOTCNICO Y MECANISMOS DE INESTABILIDAD 20

5.0 ANLISIS MINERO - GEOTCNICO 22 5.1 DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIN 22

5.1.1 ANLISIS DE ESTABILIDAD Y DIMENSIONAMIENTO DE CMARAS (MTODO DE MATHEW)

22

5.1.2 ANLISIS DE ESTABILIDAD Y DIMENSIONAMIENTO DE CMARAS (MTODO DE LAUBSCHER)

25

5.1.3 DIMENSIONAMIENTO DE PILARES 27 5.2 ALERTAS GEOTCNICAS 29

5.2.1 ANLISIS GEOMTRICO ESTRUCTURAL DE FALLAS MAYORES 29 5.2.2 ANALISIS DE FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS 31

5.3 SECUENCIA GLOBAL DE EXPLOTACIN 33 6.0 PROCESO GEOTCNICO Y GEOTCNIA DE RUTINA 36 7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 38


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LISTADO DE FIGURAS FIGURA PGINA

FIGURA 1. RECOMENDACIN DE DIRECCIN DE SENTIDO DE AVANCE DE EXPLOTACIN 6 FIGURA 2. ESQUEMA DE RECOMENDACIN DE EXPLOTACIN A SECCIN COMPLETA 7 FIGURA 3.1. VISTA ISOMTRICA 3D GEOMETRA MINA RULITA 9 FIGURA 3.2. PERFIL LONGITUDINAL ESQUEMTICO MINA RULITA 10 FIGURA 3.3. PLANTA NIVEL 4 MOSTRANDO CONTORNO ESTIMADO DE EXPLOTACIN DE CMARA 1, ENTRE NIVELES 3 Y 4

11

FIGURA 4.1. VISTA ISOMTRICA DE MODELO 3D DE FALLAS MAYORES DE MINA RULITA 14 FIGURA 4.2. MAPEO ESTRUCTURAL REPRESENTATIVO DE LA MINA TOMADO DE NIVEL 4 15

FIGURA 4.3. ESTEREONET MOSTRANDO SISTEMAS DE ESTRUCTURAS INTERMEDIAS Y MENORES DOMINANTES

16

FIGURA 4.4. PERFIL ESQUEMTICO MOSTRANDO MODELO GEOTCNICO DE MINA RULITA 20 FIGURA 4.5. PERFIL ESQUEMTICO MOSTRANDO POTENCIALES MECANISMOS DE INESTABILDAD 21 FIGURA 5.1. GRFICA DEL MTODO DE ESTABILIDAD DE MATHEW 23 FIGURA 5.2. FACTORES DE AJUSTE MTODO DE MATHEW 24 FIGURA 5.3. GRFICA DE ESTABILIDAD DE MATHEW MINA RULITA 25 FIGURA 5.4. GRFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER MINA RULITA 26 FIGURA 5.5. GRFICA DE ESTABILIDAD DE PILARES DE LUNDER AND PAKALNIS 28 FIGURA 5.6. VISTA ESQUEMTICA DE POTENCIAL MECANISMO DE COLPASO DE PILAR NV. 4 Y 5 29 FIGURA 5.7. PROYECCIN ESTEREOGRFICA DE SISTEMAS DOMINANTES Y PAREDES DE POTENCIALES CASERONES

32

FIGURA 5.8. VISTA PLANTA NV 5 MOSTRANDO UBICACIN DE PILAR CENTRAL NIVELES 4 Y 5 34 FIGURA 5.9. AUMENTO DEPILAR NV. 4 Y 5 POR CONDICIN ESTRUCTURAL 34 FIGURA 5.10. PERFIL LONGITUDINAL ESQUEMTICO MOSTRANDO RADIO HIDRULICOS Y DISTRIBUCIN DE PILARES

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FIGURA 6.1 DIAGRAMA PROCESO GEOTCNICO 36


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LISTADO DE TABLAS TABLA PGINA

TABLA 4.1. RESUMEN FALLAS MAYORES IDENTIFICADAS EN MINA RULITA 13 TABLA 4.2. RESUMEN DE SISTEMAS DE FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y DIACLASAS 17 TABLA 5.1. RESUMEN POTENCIALES ALERTAS GEOTCNICAS DEFINIDAS POR SISTEMAS DE FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS

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RESUMEN EJECUTIVO

A partir de la informacin geolgica y geotcnica provista por Minera Antares S.A., complementada con informacin recopilada en visitas a terreno por especialistas de E-Mining Technology S.A. (EMT), se realiz un estudio orientado a definir las condiciones geotcnicas del proyecto de explotacin subterrnea Mina Rulita que permitieran definir dimensiones estables para las cmaras de explotacin.

PROYECTO DE EXPLOTACIN El yacimiento considera actualmente la explotacin de un cuerpo tipo veta de cobre con rumbo N 70W/subvertical, emplazado en rocas de caja volcnicas. La explotacin ser mediante cmaras abiertas por mtodo Sub Level Stoping (SLS) y ser dividida en dos etapas. La primera etapa (Etapa 1), contempla la explotacin entre los niveles 3 y 5. La segunda etapa (Etapa 2) contempla la explotacin desde el nivel 5 hacia profundidad. Los actuales sub niveles de explotacin (niveles 1 a 5) se encuentran separados entre si por 20 metros aproximadamente. A la fecha de trmino del estudio, el avance de la explotacin consideraba parte de la explotacin de la Cmara 1, entre Niveles 3 y 4.

CONDICIN GEOTCNICA En trminos geotcnicos, se puede concluir que el macizo rocoso en Mina Rulita es de buena a regular calidad geotcnica, con presencia de fallas mayores, intermedias, menores y sistemas de diaclasas. Los potenciales mecanismos de inestabilidad esperados son deslizamiento o colapso de bloques preformados (limitados por estructuras) y derrumbe progresivo o caving en sectores de mala calidad de macizo rocoso (fallas mayores o zonas con alta concentracin de fallas). Las fallas mayores reconocidas a la fecha del estudio son ocho, con un bajo nivel de informacin (por poca exposicin en galeras), las cuales fueron modeladas en forma 3D mediante software de manejo grfico. Las fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas, dada su gran cantidad y aparicin, fueron tratadas en forma estadstica para el estudio, no obstante, en la rutina debern ser tratadas en forma particular, dado que generan bloques y cuas susceptibles a deslizar. Para el dimensionar las unidades de explotacin, se estim la calidad del macizo rocoso mediante la obtencin de rangos para el ndice RMR (Rock Mass Rating), a partir de los cuales se construy un modelo geotcnico conceptual, el cual sirvi como base de diseo para el clculo de las dimensiones mximas estables en cmaras y pilares para el proyecto.

DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIN La metodologa empleada para el diseo consisti en la aplicacin de tcnicas empricas ampliamente utilizadas en la industria minera, como lo es el Mtodo Grfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y Grfica de Laubscher (1990) para dimensionar unidades de explotacin estables, y mtodo de Lunder y Pakalnis (1997) para dimensionamiento de pilares. Segn los resultados obtenidos, el diseo de cmaras es estable bajo las siguientes dimensiones: Radios Hidrulicos de paredes menores a 12 (RH < 12), lo que implica paredes con dimensiones

mximas de 40 metros de alto por 60 metros de largo. Radios Hidrulicos de techos menores a 10 (RH < 10), lo que implica que para caserones de 20 a 30

metros de ancho, se puede abrir hasta 50 metros en la longitudinal.


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La explotacin requiere de pilares intermedios entre cmaras. De acuerdo a la condicin de macizo rocoso, los pilares debieran tener anchos de 20 metros (ancho cuerpo), 22 metros en la vertical y 18 metros en sentido longitudinal. Sin embargo, el anlisis geomtrico estructural realizado, detect potenciales cortes en pilar entre niveles 4 y 5, lo que implica modificaciones en sus dimensiones para as obtener geometras estables (altura 40 metros).

Para otros sectores de la mina o niveles ms profundos, estos parmetros de diseo podran ser usados a nivel conceptual, sin embargo debern ser validados con estudios de detalle y con nueva informacin a medida que se generen nuevos desarrollos de la mina.

ALERTAS GEOTCNICAS Las alertas geomecnicas identificadas a escala mayor, corresponden a potenciales bloques o cortes de pilar generadas por presencia o combinacin de fallas mayores. Estas alertas deben ser manejadas con modificaciones a los diseos una vez que las bases de datos estructurales y geotcnicos sean ms robustas y se confirme la continuidad y disposicin de las fallas mayores. A escala intermedia y menor, la combinacin de fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas, tambin generan potenciales bloques sensibles a deslizar en las paredes del casern y a escala de labores. El anlisis y tratamiento de estos casos debe ser llevado por la geomecnica de rutina y secuencias de tronadura de detalle de cada casern.

SECUENCIA GLOBAL DE EXPLOTACIN Y RECOMENDACIONES GENERALES

Dada la configuracin de galeras y el mtodo de explotacin elegido, la secuencia de explotacin global recomendada es en retroceso de SE a NW, y as evitar riesgos de prdida de accesos (Ver Figura 1).

PILAR

N

PLANTA NIVEL 5

CUERPO MINERALIZADO

RAMPA

22 m

20

m

NW

SE

DIRECCIN RECOMENDADA DE SENTIDO DE AVANCE

FIGURA 1 RECOMENDACIN DE DIRECCIN DE SENTIDO DE AVANCE DE EXPLOTACIN


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La ubicacin de pilares debe ser evaluada con un anlisis geomtrico estructural para cada caso. La tronadura debe ser realizada de manera de minimizar dao en paredes y pilares Durante la explotacin, se deber evitar la generacin de geometras irregulares, dado que aumentan la

generacin de potenciales mecanismos Para minimizar potenciales geometras desfavorables o sensibles a deslizar, y poner en riesgos accesos,

la recomendacin es explotar las cmaras a seccin completa, es decir, desarrollar tronaduras de produccin desde ambas galeras y evitar el avance de la explotacin por una sola galera (Ver Figura 2).

Robustecer las bases de datos geotcnicas que permitan corroborar o modificar los diseos propuestos, a su vez predecir y controlar potenciales mecanismos de inestabilidad en el desarrollo del proyecto.

Definir sistemas soporte o fortificacin de galeras o sectores particulares en funcin de las condiciones geotcnicas. Respaldar esta informacin mediante estndares de fortificacin, los cuales permitan estandarizar criterios, y a la vez responder ante situaciones o potenciales eventos que incluso pueden tener efectos legales. En el mediano plazo, se sugiere disear e implementar un sistema de monitoreo geomecnico que permita anticipar la dilucin y predecir potenciales eventos geotcnicos.

Durante el desarrollo del proyecto, se deber realizar seguimiento de las condiciones geotcnicas y estructurales del macizo rocoso, en particular el comportamiento de cajas y techos de unidades de explotacin, y de las galeras de avance, puesto que el seguimiento y proyeccin estructural es clave para la anticipacin de potenciales mecanismos. Adems, resulta fundamental realizar secuencias de tronadura de detalle, con informacin estructural robusta que permita minimizar el impacto en la explotacin

Para las actividades de seguimiento y definicin de sistemas de fortificacin, se recomienda incorporar un geomecnico de rutina que realice las labores de inspeccin y recomendaciones a la operacin.

NO SI

ZONA SENSIBLE

EXPLOTACIN A SECCIN COMPLETA

EXPLOTACIN A SECCIN PARCIAL

FIGURA 2 ESQUEMA DE RECOMENDACIN DE EXPLOTACIN A SECCIN COMPLETA


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1.0 INTRODUCCIN

A solicitud de Compaa Minera Antares S.A., se desarroll un estudio orientado determinar la condicin geotcnica del proyecto de explotacin subterrnea de Mina Rulita y a la vez, estimar parmetros de diseo que permitan dimensionar unidades de explotacin estables. El proyecto se llev a cabo entre los meses de Mayo y Julio del presente ao, y el presente documento presenta los resultados, conclusiones y recomendaciones del estudio.

2.0 OBJETIVOS, ALCANCES Y ETAPAS DE TRABAJO

Los objetivos del estudio consideran determinar dimensiones de diseo de cmaras o caserones estables de acuerdo a las condiciones geolgicas y geotcnicas de la mina. Los alcances del estudio implican generar recomendaciones de geomecnica de rutina, operacionales y mineras que permitan una mxima recuperacin del mineral, velando por condiciones de seguridad, minimizando dilucin y apuntando a mantener la continuidad operacional de la mina durante todo su desarrollo.

Para desarrollar el estudio, se implement una metodologa de trabajo que incorpor las siguientes etapas:

Recopilacin de informacin existente, provista por Minera Antares S.A. Generacin de modelo geotcnico conceptual de la mina a partir de la informacin existente Validacin en terreno de condicin estructural y geotcnica de la mina Estimacin de parmetros de diseo (dimensiones estables de las cmaras) mediante el

uso de tcnicas empricas Dimensionamiento de placas y pilares mediante aplicacin de tcnicas empricas Generacin de recomendacin de secuencia de explotacin, control, rutina y mediano plazo

El presente informe muestra un resumen de cada etapa y sus resultados y recomendaciones obtenidas.


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3.0 ANTECEDENTES GENERALES

La Mina Rulita se ubica en la II Regin de Chile, aproximadamente a 100 Km. al este de la cuidad de Calama. El actual proyecto consiste en la explotacin de un cuerpo sub vertical tipo veta de cobre, con dimensiones referenciales de 100 a 120 metros en sentido longitudinal, ancho entre 15 y 30 metros, y altura mayor a 120 metros. El proyecto considera la explotacin del cuerpo por minera subterrnea, mediante el mtodo Sub Level Stoping (SLS). Los actuales sub niveles de explotacin (niveles 1 a 5) se encuentran separados entre si por 20 metros aproximadamente (valor referencial). La topografa del rea en general es sinuosa, con cotas variables entre los 3250 y 3200 metros sobre el nivel del mar, y los niveles actualmente desarrollados van desde la cota 3150 hasta la cota 3080. La Figura 3.1 muestra una vista isomtrica de las labores y el cuerpo mineralizado. Como se muestra en la Figura 3.1, el acceso a los niveles de explotacin es mediante una rampa de acceso, que se inicia en superficie a la cota 3190, y desciende hacia el cuerpo con una pendiente negativa de aproximadamente 10%. Adems, los niveles 1 y 2 de la mina, fueron construidos con pendiente negativa (similar a rampa de acceso) y su funcin inicial fue de galeras de reconocimiento.

FIGURA 3.1 VISTA ISOMTRICA 3D GEOMETRAS MINA RULITA

3190

- 10%

3250

3200

NIVEL 1 COTA 3150

NIVEL 3 COTA 3120

NIVEL 4 COTA 3100

NIVEL 5 COTA 3080

NIVEL 2 COTA 3135

RAMPA DE

ACCESO DESDE

SUPERFICIE

TOPOGRAFA SUPERFICIE

MODELO ESQUEMTICO CUERPO MINERALIZADO

NN

100 - 120m

120m

15 30m


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Como se muestra en la Figura 3.2 (perfil longitudinal esquemtico de Mina Rulita), la explotacin del cuerpo mineralizado ser dividida en dos etapas. La primera etapa (Etapa 1), contempla la explotacin entre los niveles 3 y 5. La segunda etapa (Etapa 2) contempla la explotacin desde el nivel 5 hacia profundidad.

Para el desarrollo del presente estudio, se cont con informacin provista por Minera Antares, la que consider:

Geometras 3D en formato BT2 (slidos de galeras, cuerpo mineralizado, topografa de superficie)

Plano Acad con topografas de niveles, contorno de leyes, informacin estructural (mapeos), geometra de cuerpos e informacin de sondajes

Informacin de mapeo de celdas RMR Bieniawski realizadas por gelogo de la mina. El proyecto consider adems la informacin de levantamiento de terreno y visitas tcnicas llevadas a cabo por la empresa asesora. A la fecha de realizacin del presente informe, el avance de la explotacin de la mina consista en la Cmara 1, entre los Niveles 3 y 4, como lo muestra la Figura 3.3.

FIGURA 3.2 PERFIL LONGITUDINAL ESQUEMTICO MINA RULITA

NIVEL 1 COTA 3150

NIVEL 3 COTA 3120

NIVEL 4 COTA 3100

NIVEL 5 COTA 3080

NIVEL 2 COTA 3135

RAMPA DE

ACCESO DESDE

SUPERFICIE

TOPOGRAFA SUPERFICIE

MODELO ESQUEMTICO CUERPO MINERALIZADO

100 - 120m

- SE -- NW -

ESCALA

20 m

> 120m

EXPLOTACIN ETAPA 1

EXPLOTACIN ETAPA 2


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En visita a terreno realizada el da 29 de julio, dentro del contexto de validacin de informacin y recopilacin de antecedentes para del proyecto, la empresa asesora pudo observar las condiciones geomtricas y geotcnicas de la actual explotacin, pudiendo observarse en trminos generales, que la geometra de la unidad explotada se presenta con bordes regulares y en general controlados por estructuras. Los resultados y observaciones particulares de la visita a terreno, fueron entregados a Minera Antares en Nota Tcnica Visita a Terreno, Julio 2009.

N

CONTORNO ESTIMADO EXPLOTACIN CMARA 1 NIVEL 4

FIGURA 3.3 PLANTA NIVEL 4 MOSTRANDO CONTORNO ESTIMADO DE EXPLOTACIN DE CMARA 1, ENTRE NIVELES 3 Y 4


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4.0 MODELO GEOTCNICO

4.1 ANTECEDENTES GEOLGICOS

La Mina Rulita, se encuentra geolgicamente emplazada en rocas volcnicas de la Formacin Tuina (Carbonfero Prmico?), y que corresponde a secuencias de rocas volcnicas epiclsticas, con intercalaciones de lavas andesticas, tobas y algunas intercalaciones de areniscas. En el rea, los paquetes volcnicos se encuentran plegados. Especficamente en la zona de explotacin, se ha reconocido una estratificacin dada por planos con orientacin N 20 - 50 W / 25 - 65 NE sin embargo, es posible que se presente variabilidad en la mina, pues en el entorno al yacimiento, se observan plegamientos de las secuencias.

La mineralizacin se encuentra asociada a un cuerpo tipo veta, en algunos sectores con evidencias de brechizacin, y cuya disposicin es N 70 W, subvertical. Los contactos del cuerpo mineralizado se pueden describir como discontinuos, especialmente en la parte norte del cuerpo. Hacia el sur, los contactos entre la mineralizacin y la roca de caja son ms tajantes, y en general asociados a discontinuidades o planos de debilidad. La mineralizacin se presenta en venillas, ptinas, diseminada y en stockwork, y vara de bornita, calcosina con bordes de calcopirita, a zonas donde slo se reconoce calcosina, bornita y mixtos, y sectores con cobre nativo. De acuerdo a los antecedentes provistos por Minera Antares, y a discusiones tcnicas con gelogo de la empresa, el origen del depsito no estara resuelto.

4.2 MODELO ESTRUCTURAL

A partir de la informacin de mapeos realizados por gelogo de la mina, y validaciones realizadas por EMT, se puede concluir que en la mina existen fallas de tipo mayores (reconocidas en distintos niveles de la mina, con continuidad en la horizontal, con presencia de salbanda, espesores mayores a 10 centmetros y halos de fracturamiento asociados). Tambin se identifican fallas intermedias y menores, las cuales se presentan con mayor persistencia, menor continuidad y espesores menores a 10 centmetros. Adems se identifican sistemas de discontinuidades menores, tanto como familias de diaclasas y fracturas, que en general son cortos y rugosos.


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4.2.1 MODELO DE FALLAS MAYORES

Las fallas mayores son individualizables, y deben ser tratadas en forma particular. Se les debe hacer permanente seguimiento y actualizar la informacin cada vez que aparezcan nuevos antecedentes. En Tabla 4.1 se muestra un resumen de las ocho fallas mayores reconocidas hasta la fecha del estudio en la mina. Para efectos del presente estudio, fueron denominadas en forma numrica, sin embargo, resulta de mucha utilidad para hacerles seguimiento, identificarlas con nombre propios.

(ID) NOMBRE FALLA RUMBO MANTEO CARACTERSTICAS

FM01 N 30 W 35 - 45 E

Falla con 10 a 40 centmetros de espesor de salbanda (de tipo brecha de falla, xidos de fierro y arcillas). Presenta un halo de roca

fracturada de 1 metros en ambos bloques. En bloque yacente, fracturamiento paralelo a falla. En bloque pendiente, fracturamiento

ms irregular y heterogneo.

FM02 N 20 W 35 E Falla con 15 centmetros de espesor, y halo

fracturado menor de 50 centmetros. Continuidad poco clarificada

FM03 N 33 - 38 W 40 E

Falla con 10 a 30 centmetros de espesor de salbanda (de tipo brecha de falla, xidos de

fierro y xidos de cobre). Presenta un halo de roca fracturada de 1 metros total. En nivel 4

se observa ramificada

FM03_RAMA N 35 W 40 E Falla que de acuerdo a los actuales

antecedentes, sera una ramificacin de falla FM03.

614 N 20 - 30 E 40 - 50 E Falla con 20 a 40 centmetros de espesor de salbanda (brecha de falla, xidos de fierro y cobre). Halo fracturado de 1.5 a 2 metros.

CAMINO N 30 -35 E 60 - 70 E Falla de tipo regional, con hasta 1 metro de espesor de salbanda (arcillas y xidos de

fierro). Halo fracturado hasta 4 metros y alta alteracin

FM04 N 65 W 40 NE Falla con espesores irregulares, siendo los

ms representativos de 20 a 40 centmetros y halos fracturados de hasta 1 metro en ambos

bloques (pendiente y yacente)

FM05 N 40 W 75 NE

Falla con espesores variables entre 20 y 50 centmetros, con 2 metros de halo fracturado. Slo ha sido reconocida en nivel 5, por lo que

requiere atencin y seguimiento para confirmar continuidad

TABLA 4.1 RESUMEN FALLAS MAYORES IDENTIFICADAS MINA RULITA


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Lo ideal para el tratamiento y evaluacin del impacto de estas estructuras, es manejarlas en forma 3D, ya sea con plantas y perfiles o modeladas en software de manejo grfico 3D, lo que permite una rpida y fcil visualizacin de su proyeccin a cualquier cota o en cualquier direccin.

La Figura 4.1 muestra un ejercicio preliminar realizado para forma 3D las actuales fallas mayores reconocidas. Es importante destacar que el ejercicio realizado es slo conceptual, pues el nivel de informacin disponible a la fecha de cada falla mayor es pobre (reconocidas a lo ms en dos niveles). Es por esta razn, que las superficies modeladas se visualizan rectas y planas, condicin que geolgicamente es poco real. Por lo mismo, resulta fundamental ajustar y validar esta informacin a medida que se desarrolle la mina, y tener claro que el uso que se le puede dar a un modelo de estas caractersticas es slo para anlisis de tipo conceptual y global, teniendo que utilizar la informacin de mapeos de detalle para anlisis de mayor precisin.

FIGURA 4.1 VISTA ISOMTRICA DE MODELO 3D DE FALLAS MAYORES DE MINA RULITA

FALLA CAMINO

FALLA 614

CUERPO MINERALIZADO

FALLA FM04

FALLA FM03

FALLA FM03 RAMA

FALLA FM01

FALLA FM02

SS


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4.2.2 FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS

Como se mencion anteriormente, en la mina se identifican fallas intermedias (espesores entre 2 y 10 centmetros) y menores (espesores menores a 2 centmetros), las cuales se presentan con mayor persistencia (mayor cantidad) y menor continuidad. En general presentan rellenos de xidos de fierro. La Figura 4.2 muestra un mapeo estructural representativo de la mina donde se indican tipos de estructuras. Dada la gran cantidad de estructuras de este tipo de estructuras, su tratamiento para anlisis globales ser de tipo estadstico, determinndose sistemas de fallas dominantes. Sin embargo, a nivel de rutina (escala de galera), estas estructuras combinadas entre s, o con fallas mayores, generan bloques que pueden desprenderse, por lo que tambin debern tener un tratamiento particular (seguimiento y anlisis de cada una) sobre todo a nivel de rutina.

FIGURA 4.2 MAPEO ESTRUCTURAL REPRESENTATIVO DE LA MINA, TOMADO DE NIVEL 4

N

EJEMPLO DE MAPEO ESTRUCTURAL DE LA MINA REPRESENTATIVO NIVEL 4

VISTA AMPLIADA

FALLA MAYOR

FALLA INTERMEDIA

FALLA INTERMED

IA

SISTEMAS DE DIACLASAS Y FALLAS MENORES PARALELAS


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Las familias de diaclasas reconocidas y mapeadas en la mina, se presentan con poca continuidad (cortos, menores a 3 metros) y con planos rugosos. A partir de la informacin de mapeos estructurales, se gener una base de datos con todas las estructuras de la mina reconocidas hasta ahora (fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas). A partir de proyecciones estereogrficas realizadas, se puede concluir que las orientaciones mostradas por fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas son equivalentes, y perteneceran a un mismo evento geolgico, por lo que en trminos de definicin de orientaciones dominantes sern tratadas como un grupo comn. La Figura 4.3 muestra la proyeccin estereogrfica de fallas intermedias, menores y diaclasas de la mina, a partir del cual se obtienen los sistemas dominantes listados en Tabla 4.2.

FIGURA 4.3 ESTEREONET MOSTRANDO SISTEMAS DE ESTRUCTURAS INTERMEDIAS Y MENORES DOMNANTES


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Como ha quedado plasmado, resulta fundamental la diferenciacin estructural (fallas mayores, intermedias, menores y sistemas de diaclasas) durante el proceso de toma de datos, para as facilitar y realizar los anlisis con la informacin apropiada en cada caso.

(ID) NOMBRE SISTEMA RUMBO MANTEO OBSERVACIONES

S1 N 10 - 30 W 50 - 80 E Sistema de mayor persistencia en la mina

S2 N 15 - 45 E 25 - 65 SE Sistema sub paralelo a falla mayor 614

S3 N 10 - 50 W 25 - 45 NE Sistema que marca la estratificacin

S4 N 65 E - EW 65 N 90

S5 N 30 - 55 E 65 - 85 SE Sistema sub paralelo a falla regional Camino

S6 N 50 - 70 E 25 - 50 SE

S7 N 65 - 86 W 65 - 86 S Si bien este sistema tiene pocos individuos, a priori se puede visualizar que es complejo en trminos geotcnicos al combinarse con otros

(ejemplo, pilar cortado cmara 1)

TABLA 4.2 RESUMEN SISTEMAS DE FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y DIACLASAS DOMINANTES MINA RULITA


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4.3 CALIDAD DE MACIZO ROCOSO

Para estimar la calidad del macizo rocoso de la zona del proyecto, se realizaron por parte de EMT y de geologa de Minera Antares mapeos para clasificar el macizo rocoso mediante la determinacin del ndice Rock Mass Rating (RMRB) propuesto por Bieniawski (1989), el cual vara entre 0 y 100 (de muy mala calidad a muy buena calidad geotcnica) asignando puntajes a los siguientes parmetros:

RQD (Rock Quality Designation). En este caso fue estimado en terreno a partir de medidas en galeras.

UCS (Uniaxial Compressive Strength). Estimado a partir de golpes de martillo geolgico segn escala de durezas de Deee & Jenning & Robertson (1969).

Espaciamiento de discontinuidades: Estimado a partir de mapeos de terreno. Condicin de Discontinuidades: Estimacin de condiciones de relleno, rugosidad,

alteracin y apertura de discontinuidades a partir de observaciones de terreno. Condicin de agua: Incorporado en funcin de los antecedentes (condiciones secas) Ajuste por orientacin de discontinuidades. Este ajuste, aplicado en funcin del efecto de la

orientacin de discontinuidades sobre infraestructuras particulares (tneles, taludes, fundaciones) que en este caso no fue considerado.

A partir de la informacin de celdas de mapeo de RMRB realizas en las labores de la mina, se puede concluir que el macizo rocoso en los actuales niveles en Mina Rulita es de regular a buena calidad geotcnica, con valores de RMR para la roca de caja entre 60 y 65, y 55 a 60 para la zona mineralizada. En trminos generales, se puede concluir que la roca se encuentra con moderado a bajo grado de fracturamiento, y RQD variables entre 50% - 75%. La estimacin del parmetro UCS a partir de golpes de martillo geolgico, se describe como Dura a Muy Dura (R4 a R5 segn escala de Deere y que equivaldra a valores entre 55 110 MPA y 110 a 220 MPa respectivamente). Las estructuras menores se encuentran moderadamente espaciadas, con superficies en general rugosas, baja continuidad y rellenos despreciables. Las paredes de las estructuras en general presentan moderado a bajo grado de alteracin. Las condiciones actuales de la mina indican que no hay presencia de agua, sin embargo, esta condicin debe ser chequeada y considerada en profundidad, puesto que adems de influir en forma negativa en la calidad del macizo rocoso, afecta la operacin. La condicin general del macizo rocoso debe ser chequeada, validada y complementada con informacin de profundidad y a medida que se generen nuevos desarrollos. Esto es fundamental para validar los actuales modelos, parmetros de diseo y predecir el comportamiento geotcnico de la mina.


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4.4 PROPIEDADES DE LA ROCA INTACTA Y CONDICIN DE ESFUERZOS

Tratndose que Mina Rulita es una faena relativamente nueva, no se dispone de antecedentes de medidas de propiedades de la roca intacta (como por ejemplo ensayos de resistencia a la compresin simple). Como se mencion en captulo anterior, este parmetro en particular fue estimado a partir de golpes de martillo geolgico, sin embargo, sera de mucha utilidad que a futuro, cuando se inicien campaas de sondajes de diamantina, se separen muestras para testeo en laboratorio. Para el anlisis se consider un campo de esfuerzos gravitacionales, con alturas de carga promedio entre 150 m y 200 m. Lo anterior implica un rgimen de esfuerzos con magnitudes entre 4 y 6 MPa en sentido vertical. Los esfuerzos horizontales fueron estimados considerando una razn k = H / V entre 1.5 y 2.2. Lo anterior implica esfuerzos horizontales entre 8.0 y 12.0 MPa. Se consider una orientacin del esfuerzo principal mximo en direccin NW.


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4.5 MODELO GEOTCNICO Y MECANISMOS DE INESTABILIDAD

Como resumen de todos los antecedentes expuestos anteriormente, se plantea que las unidades geotcnicas en la mina, son tres: Unidad 1. Roca de caja, que rene a las rocas andesticas, tobas y areniscas, de buena calidad geotcnica Unidad 2. Cuerpo mineralizado, regular a buena calidad geotcnica Unidad 3. Zonas de fallas mayores o alta concentracin de fallas, de regular a mala calidad geotcnica La Figura 4.4 muestra un esquema representativo del modelo geotcnico propuesto para Mina Rulita.

FIGURA 4.4 PERFIL ESQUEMTICO MOSTRANDO MODELO GEOTCNICO DE MINA RULITA

S1

S7

S4

S2

S6

S3

S5

FALLA 614

FM 02

FM 04

FM 03

SW NE

U1. ROCA DE CAJA

U2. CUERPO MINERALIZADO

U3. FALLAS MAYORES


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En funcin de lo anterior, los mecanismos de inestabilidad esperados para la mina son desprendimiento o deslizamiento de bloques preformados limitados por fallas y/o discontinuidades menores y derrumbe progresivo o caving en las zonas de alta concentracin de fallas y mala calidad del macizo rocoso. El desprendimiento o deslizamiento de bloques preformados limitados por fallas y/o discontinuidades menores estar determinado por la presencia de fallas intermedias, que en conjunto con sistemas de discontinuidades menores, definen bloques o cuas sensibles a desprenderse cuando se les genera cara libre. Este potencial mecanismo puede incrementar la dilucin, disminuir la calidad de la tronadura por presencia de grandes bloques preformados y corte de tiros y comprometer accesos . En la etapa de ingeniera de detalle y control rutinario se debern identificar estos potenciales comportamientos mediante una proyeccin estructural de la informacin obtenida con mapeos geolgico-estructurales. El derrumbe progresivo o caving consiste en el desprendimiento progresivo de material rocoso (unravelling). Dada la geometra tabular de los cuerpos, el potencial desprendimiento se presentara principalmente de las cajas o paredes de los caserones. Para minimizar la probabilidad de activacin de este mecanismo, las dimensiones de los caserones no deben sobrepasar el Radio Hidrulico Mximo Admisible. La Figura 4.5 muestra en forma esquemtica los potenciales mecanismos de inestabilidad esperados.

FIGURA 4.5 PERFIL ESQUEMTICO MOSTRANDO POTENCIALES MECANISMOS DE INESTABILIDAD ESPERADOS

S1

S7

S4

S2

S6

S3

S5

FM 02

FM 04

SW NECOLAPSO DE BLOQUES

PREFORMADOS

COLAPSO DE BLOQUES

PREFORMADOS

DERRUMBE PROGRESIVO


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5.0 ANLISIS MINERO-GEOTCNICO

5.1 DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIN

Como base para el dimensionamiento de unidades de explotacin o cmaras se consideraron los siguientes aspectos:

- Configuracin de accesos determina una explotacin descendente - La explotacin no considera el ingreso de personal o equipos a los caserones. - Mnima dilucin del mineral a extraer. - Dimensiones que permitan flexibilidad operacional

Dada la geometra de los cuerpos a explotar y el tipo de mecanismos de inestabilidad identificados, se consideraron como herramientas empricas de anlisis, la aplicacin del mtodo grfico de estabilidad de Mathews para el anlisis de paredes del casern, y Laubscher para el dimensionamiento de techos del casern.

5.1.1 ANLISIS DE ESTABILIDAD Y DIMENSIONAMIENTO DE CMARAS (MTODO DE MATHEWS)

Una tcnica ampliamente usada en el proceso de diseo de caserones o cmaras para definir las dimensiones de unidades de explotacin en cuerpos tabulares, es el Mtodo Grfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y ms tarde modificado por Potvin (1989). La versin ms reciente del mtodo, actualizado por C. Mawdesley y R. Trueman (2000), est basada en el anlisis de ms de 400 casos histricos recopilados de minas subterrneas Canadienses y Australianas, y permite estimar la probabilidad de falla para un determinado diseo de casern (ver Figura 5.1). El mtodo consiste en la determinacin del stability number (N), el cual se obtiene de la ecuacin:

N = Q x A x B x C Donde:

Q: Rock Tunnelling Quality Index de Barton (1974) es decir Q, con SRF=1 A: Factor de condicin de esfuerzos B: Factor de orientacin de estructuras C: Factor de componente gravitacional

El parmetro N representa la calidad de macizo y condicin geotcnica del rea a explotar. Una vez calculado, se ingresa a la grfica de Mathews (Figura 5.1) y se evala la condicin de


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estabilidad para un determinado valor de radio hidrulico (rea/Permetro) de la pared colgante, pared yacente o techo de un casern.

Para la aplicacin del mtodo al proyecto, la estimacin del parmetro Q (Q con SRF igual a 1) se bas en las propiedades del macizo rocoso obtenidas de la informacin geotcnica existente, obteniendo mediante tcnicas empricas que relacionan valores de Q de Barton a partir de los valores de RMRB, y validados con estimaciones realizadas en terreno de Q. La estimacin de los factores de ajuste A, B y C se realiz en base a la experiencia de EMT de acuerdo a las grficas de la Figura 5.2 y considerando una condicin de esfuerzos gravitacionales. Dado que el modelo geotcnico indica que las paredes y techos de los caserones correspondern principalmente a rocas volcnicas y zona de veta respectivamente, se consideraron las propiedades de estas unidades geotcnicas para la estimacin del parmetro N.

AUMENTO DE

PROBABILIDAD

DE FALLA

FIGURA 5.1 GRFICO DEL MTODO DE ESTABILIDAD DE MATHEWS

(C. Mawdesley, R. Trueman and W. J. Whiten, 1998)


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La Figura 5.3 presenta los resultados de la aplicacin de la metodologa de Mathews, donde se muestra que las dimensiones mximas de las paredes de los caserones deber definir Radios Hidrulicos menores a 12.0 m.

Para un RH menor a 12.0 m, las dimensiones de paredes debe ser menores a 40 m de alto por 60 m de largo.

Dado que las dimensiones del cuerpo son mayores a las mximas dimensiones estables, se requerir mantener pilares entre unidades de explotacin.

FIGURA 5.2 FACTORES DE AJUSTE MTODO DE MATHEWS


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5.1.2 ANLISIS DE ESTABILIDAD Y DIMENSIONAMIENTO DE CMARAS (MTODO DE LAUBSCHER)

El mtodo grfico de estabilidad de Laubscher, relaciona la calidad del macizo expresada a travs del parmetro MRMR (Mining Rock Mass Rating) y el radio hidrulico (RH) de una excavacin. El parmetro MRMR se obtiene ajustando el parmetro RMR segn las condiciones de esfuerzo, calidad de tronadura y orientacin de discontinuidades presentes en el sector. Para el caso del sector en estudio, se calcul el parmetro MRMR para el techo de las cmaras, asumiendo ambos tipos de roca (volcnicos y zona de veta). La estimacin del parmetro MRMR consider los siguientes ajustes:

- Ajuste por condicin de esfuerzos: se consider un factor de 1, dado que existen esfuerzos horizontales que aportan a la estabilidad

- Ajuste por tronadura: asumiendo una calidad buena de la tronadura se consider un valor de 0.94

- Ajuste por orientacin de estructuras: dado que las estructuras presentes formaran bloques o cuas de potencial cada libre al techo condicin desfavorable se consider un valor de 0.70.

FIGURA 5.3. GRFICA DE ESTABILIDAD DE MATHEW N = 18-30 (RMR = 60-65). Probabilidad de falla aceptable entre el 10 y 15 %


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Para el anlisis de estabilidad, se consider un valor de RMR representativo para ambos sectores entre 50 y 60, obtenindose valores de MRMR entre 36 y 42 Para la evaluacin de la sensibilidad al caving, se consideraron techos en la zona estable, con radios hidrulicos (RH) menores a 10. Fijando el ancho de la excavacin entre 20 y 30 metros (ancho mximo de veta), se tendran largos mximos de explotacin de 50 metros. En la Figura 5.4 muestra los resultados obtenidos

FIGURA 5.4 REPRESENTACIN DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LA GRFICA DE LAUBSCHER

GRAFICA DE ESTABILIDAD DE LAUBSCHER (1990)

ES-CAT-30

ES-ARN-1

ES-C-235ES-CAL-16

ES-VS

ES-SC

MI-C2

I PANEL

II PANELIII PANEL

ES-CAL

ES-CAV-AR

ES-VN-INF

PU-ABUN

ES-CAT-11

ES-AR-28

MI-C1ESTALEMI-C1CAVING

I PANELSIN HUMTO

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0

RADIO HIDRAULICO = AREA EXCAVACION / PERIMETRO EXCAVACION

MR

MR

(M

inin

g R

ock

M

ass

R

atin

g)


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5.1.3 DIMENSIONAMIENTO DE PILARES

Como herramienta para el anlisis se utiliz la grfica de estabilidad de pilares de Lunder and Pakalnis (1997). Esta grfica (ver Figura 5.5) est construida por una extensa bases de datos de pilares en hard rock (178 casos). La grfica considera como con datos de entrada los siguientes parmetros:

- Relacin ancho (W) / alto (H) del pilar a evaluar. En donde la altura del pilar queda determinada en el eje del sentido del mximo esfuerzo de solicitacin del pilar.

- Carga el en pillar (Pillar Stress) - Resistencia a la compresin uniaxial de la roca intacta representativa del pilar (c)

Lunder y Pakalnis proponen que la resistencia del pilar puede ser expresada adecuadamente por dos lneas de Factores de Seguridad (Factor of Safety, lneas FOS destacadas en grfica). Pilares con FOS1.4 no presentan dao. La regin con 1


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Para asegura el ancho mnimo en sentido longitudinal, y considerando los patrones estructurales, se recomienda mantener una razn W/H mayor a 1.1, esto es, para un ancho de explotacin de 20 m, mantener un pilar de 22.0 m. Se destaca que las dimensiones de pilares obtenidas mediante tcnicas empricas, solamente consideran la calidad del macizo rocoso. En forma paralela se analiz la condicin geomtrica estructural dada por fallas mayores que puedan variar por lado la ubicacin y por otro lado las dimensiones de pilares.

FIGURA 5.5 GRFICA DE ESTABILIDAD DE PILARES DE LUNDER Y PAKALNIS (1997).

Grafico de estabilidad de pilares

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50

Wp / h

Esf

ue

rzo

s in

du

cid

os

al

pil

ar

/ U

CS

Stables

Unstables

Failed

Pilares

Rulita

FOS = 1.4

FOS=1FOS=1FOS=1FOS=1.0.0.0.0


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5.2 ALERTAS GEOTCNICAS

5.2.1 ANLISIS GEOMTRICO ESTRUCTURAL DE FALLAS MAYORES

A partir del modelamiento conceptual 3D de las ocho fallas mayores actualmente identificadas, se visualizaron los potenciales bloques mayores y/o cuas que pudieran afectar la explotacin del proyecto. Las ventajas del manejo 3D de estas geometras, es la fcil visualizacin en forma rpida de plantas y perfiles en cualquier direccin. Las alertas identificadas se resumen como sigue: Potencial corte de Pilar central entre niveles 4 y 5 por falla mayor FM04 (ver Figura 5.6 donde

se muestra esquemticamente mecanismo). Para evitar el deterioro y colapso del pilar, se requiere aumentar su dimensin vertical de manera que la base del pilar no est sensible a desprendimientos. En este caso, se recomienda prolongar el pilar entre niveles 3 y 5. Lo anterior implica mantener un pilar de 18 metros en sentido longitudinal y 40 metros en sentido vertical. Dadas las nuevas dimensiones, se deber evaluar la recuperacin de este pilar en una etapa final de explotacin, para lo cual se requerir una infraestructura acorde para la tronadura masiva del pilar central.

FIGURA 5.6 VISTA ESQUEMTICA DE POTENCIAL COLAPSO DE PILAR NIVELES 4 Y 5 POR FALLA FM04

FM 02

FM 04

SW NE

NV 3

NV 4

NV 5

NV 6

POTENCIAL COLAPSO DE PILAR

FM 03


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Potencial corte de pilar inferior NW de Etapa 2, por falla mayor FM05. Esta condicin tambin deber ser atendida con diseo, una vez que se tengan mayores antecedentes de la continuidad de falla FM05 en profundidad.

Potencial bloque mayor en pared SW de cuerpo, limitado por fallas mayores FM01, FM04 y alguna falla intermedia o menor paralela a falla Camino. Esta condicin es slo una alerta, que deber ser considerada y revisada una vez que se tenga el diseo definitivo de los cuerpos a explotar, e informacin de mapeo de nivel 5 e inferiores.

Estas potenciales condiciones identificadas - y futuras que puedan aparecer a medida que la informacin estructural y geotcnica se robustezca - debern ser analizadas en detalle y hacerles seguimiento durante el desarrollo del proyecto. Las formas de minimizar el impacto de este tipo de mecanismos, es mediante la generacin y uso de una correcta secuencia de tronadura que considere estas alertas, ubicacin de pilares mediante diseos mineros geotcnicos. Otra forma de minimizar el impacto de este tipo de mecanismos, es definiendo un sistema de soporte robusto (en aquellas condiciones donde tcnicamente sea factible). Para anticiparse a estos mecanismos o eventos, es recomendable evaluar la instalacin de sistemas de monitoreo geomecnico que permitan predecir posibles desplazamiento de bloques y/o movimiento de fallas.


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5.2.2 ANLISIS DE FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS

Como se mencion en captulos anteriores, el tratamiento a nivel de anlisis global de las estructuras intermedias y menores, fue de tipo estadstico. De esta forma, en esta etapa del estudio se definen sectores sensibles a la formacin de potenciales bloques o cuas sensibles a partir de los sistemas dominantes (ver Figura 5.7). Para las paredes de los caserones tericos (NE y SW) en sentido longitudinal, se tendrn sistemas que formen cuas, especialmente en pared NE, situacin que ya fue evidenciada en el avance actual de la explotacin por la presencia del sistema S7. De la misma forma, para las paredes transversales de caserones (NW y SE), que si bien son de menor dimensin por el ancho del cuerpo, tambin se espera la formacin de bloques y cuas sensibles a deslizar, especialmente en las paredes tipo NW. El resumen de los sistemas que presentan alertas por pared se presentan en Tabla 5.1.

PARED SISTEMAS INVOLUCRADOS

NE (Sentido longitudinal del cuerpo)

S2 S5 S7 S6 S5 S7 S1 S6 S7 S5 - S3 - S7 S2 S5 S4 S6 S5 S4 S1 - S6 S4 S5 S3 S4

SW (Sentido longitudinal del cuerpo)

S2 S3 S4 S1 S6 S4 S1 S2 S4 S2 S3 S7 S1 S6 S7 S1 S2 S7

SE (Sentido transversal del cuerpo) S2 S7 S6 S2 S4 S6

NW (Sentido transversal del cuerpo)

S1 S2 S6 S3 - S2 S6 S2 S3 S6 S3 S6 S5 S1 S2 S5 S3 S2 S5 S6 S1 S5

TABLA 5.1 RESUMEN POTENCIALES ALERTAS DEFINIDAS POR FALLAS INTERMEDIAS, MENORES Y SISTEMAS DE DIACLASAS


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El anlisis estructural detallado de las geometras esperadas, el porcentaje de dilucin y el impacto en la estabilidad local o de accesos en funcin de las geometras sensibles, debe ser analizado y manejado con las secuencias de tronadura de detalle de cada casern. Estos mecanismos son en su mayora identificables en forma anticipada si se trabaja con bases de datos robustas (mapeos), correctas proyecciones estructurales y anlisis de informacin.

Dada la sensibilidad detectada de las paredes NW, se recomienda mantener un estricto control estructural y evaluacin de los potenciales bloques o cuas en estas paredes, para evitar problemas de inestabilidad en los bordes de caserones en explotacin. Adems, se deben realizar secuencias de tronadura de detalle, con informacin estructural robusta que permita minimizar el impacto en la explotacin.

FIGURA 5.7 PROYECCIN ESTEREOGRFICA DE SISTEMAS DOMINANTES Y PAREDES DE POTENCIALES

CASERONES

RUMBO CUERPO

PAREDES LONGITUDINALES

RUM

BO

CUER

PO

PARE

DES

TRAN

SVER

SALE

S


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5.3 SECUENCIA GLOBAL DE EXPLOTACIN

En base al anlisis minero - geotcnico se defini una estrategia de explotacin que considera lo siguiente: Radios hidrulicos para paredes menores a 12 m (60 m de alto por 40 m de largo) Se consider una primera etapa de explotacin sobre nivel 5, y una segunda etapa bajo nivel

5. Para la primera etapa se debe considerar pilar central entre los niveles 4 y 5, mostrado en

Figura 5.8. Este pilar fue definido en funcin de los resultados de tcnicas empricas y de acuerdo a los resultados del anlisis geomtrico estructural. Si bien, para una explotacin de caserones de 20 m de ancho, se debe considerar en el diseo un pilar de 22 m de largo (sentido longitudinal) y de 16 a 18 m en sentido vertical (distancia entre niveles), esta condicin fue modificada por la presencia de la falla FM04, la cual corta el pilar y podra generar colapso (mostrado en Figura 5.9).

Esta condicin mantiene el nivel 6 a una distancia de 20 metros (referenciales) por debajo del nivel 5, y a partir del nivel 7 se sugiere aumentar la distancia entre los niveles de explotacin.

Para una segunda etapa, bajo el nivel 6, se debe considerar una estrategia que mantenga una placa-puente, o una estrategia de explotacin con pilares transversales alternados que mantengan paredes con RH menores a 12 m. La Figura 5.10 muestra esquemticamente la estrategia con pilares alternados. La ubicacin de pilares bajo el nivel 5, depender de una revisin detallada de las condiciones estructurales, basada en la informacin de mapeos que se recoja del avance de labores de los niveles inferiores.

Para minimizar potenciales geometras desfavorables o sensibles a deslizar, y poner en riesgos accesos, la recomendacin es explotar las cmaras a seccin completa, es decir, desarrollar tronaduras de produccin desde ambas galeras y evitar el avance de la explotacin por una sola galera

Dada la configuracin de galeras y el mtodo de explotacin elegido, la secuencia de explotacin global recomendada es en retroceso de SE a NW, y as evitar riesgos de prdida de accesos


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PILAR

N

PLANTA NIVEL 5

CUERPO MINERALIZADO

RAMPA

22 m

20

mFIGURA 5.8 VISTA EN PLANTA NIVEL 5. UBICACIN PILAR CENTRAL ENTRE NIVELES 4 Y 5

FIGURA 5.9 AUMENTO DE PILAR NIVELES 4 Y 5 POR CONDICIN ESTRUCTURAL

FM 02

FM 04

SW NE

NV 3

NV 4

NV 5

NV 6

AUMENTO DE PILAR POR FALLA MAYOR

POTENCIAL COLAPSO DE PILAR

FM 03


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FIGURA 5.10. PERFIL LONGITUDINAL ESQUEMTICO MOSTRANDO RADIOS HIDRULICOS MXIMOS Y DISTRIBUCIN DE PILARES

NW

RAMPA

1ETAPA

2ETAPA

NV3

NV4

NV5

NV6

RH


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6.0 PROCESO GEOTCNICO Y GEOTCNIA DE RUTINA

Como se ha mencionado en informes anteriores emitidos por la empresa asesora en el contexto del proyecto (Nota Tcnica 1, Levantamiento geotcnico y recomendaciones al diseo, Proyecto mina subterrnea Rulita, EMT Junio 2009, y Nota Tcnica Visita a Terreno, Proyecto mina Rulita, julio 2009), es importante llevar la geotecnia de la mina mediante el Proceso Geotcnico, entendindolo como la sucesin de tareas a ser desarrolladas para el ptimo cumplimiento de los estndares geotcnicos de la mina (esquematizado en Figura 6.1) apuntando siempre a mantener la continuidad operacional de la mina y evitar eventos inesperados.

FIGURA 6.1 DIAGRAMA PROCESO GEOTCNICO

INFORMACIN BASE

PROGRAMA DE APOYO A

TRONADURA

APOYO A PLANIFICACIN

CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

PROGRAMA DE TOMA DE DATOS

MODELO DISCONTINUIDADES

MAYORES Y MENORES

MODELO LITOLGICO Y ALTERACIN

MODELO DE CLASIFICACIN DEL

MACIZO

SISMICIDADESFUERZOS IN SITU

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

TOPOGRAFA Y MODELO DE CAVIDADES

ANLISIS

PROPIEDADES MECNICAS Y

ELSTICAS

GEOTCNIA DE RUTINA

MODELO DE PROYECCIN DE

ROCA Y DE DAO POR VIBRACIONES

CRECIMIENTO DE BOTADEROS

ESTRILES Y RIPIOS

SECUENCIA DE EXPLOTACIN Y

NIVELES DE ESTABILIDAD

CRITERIOS DE DISEO Y ACEPTABILIDAD CRITERIOS DE FALLAFACTOR DE SEGURIDADOTROS

OPERATIVA

GEOLOGA / LITOLOGAGEOTECNIA / SISTEMAS ESTRUCTURALESPROYECTO MINEROPLAN MINEROTOPOGRAFAHIDROLOGA-HIDROGEOLOGADISEO MINEROBOTADEROSCAVIDADES Y CASERONESRESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSOSONDAJESDISEO TRONADURAMONITOREOANTECEDENTES HISTRICOSMODELOS ANTERIORES

PROYECTO MINERO Y PLANES MINEROS

MONITOREO DE TRANQUE

MODELO HIDROLGICO E

HIDROGEOLGICO

HERRAMIENTAS MTODOS EMPRICOSMTODOS ANALTICOSMODELOS NUMRICOS 2D Y 3DMONITOREOEXPERIENCIA EN CASOS SIMILARES

ZONIFICACIN GEOTCNICA Y

PARMETROS DE DISEO

REQUERIMIENTOS DE SANEAMIENTO Y FORTIFICACIN

BOTADERO DE ESTRILES Y RIPIOS

PLAN DE INSTRUMENTACIN Y

MONITOREO

PROYECTOS ESPECIALES E INNOVACIN

TECNOLGICA

GRANDES HITOS PLANOS DE TRABAJO Y/O ANLISIS

INFORMACIN BASE

PROGRAMA DE APOYO A

TRONADURA

APOYO A PLANIFICACIN

CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

PROGRAMA DE TOMA DE DATOS

MODELO DISCONTINUIDADES

MAYORES Y MENORES

MODELO LITOLGICO Y ALTERACIN

MODELO DE CLASIFICACIN DEL

MACIZO

SISMICIDADESFUERZOS IN SITU

MECANISMOS DE INESTABILIDAD

TOPOGRAFA Y MODELO DE CAVIDADES

ANLISIS

PROPIEDADES MECNICAS Y

ELSTICAS

GEOTCNIA DE RUTINA

MODELO DE PROYECCIN DE

ROCA Y DE DAO POR VIBRACIONES

CRECIMIENTO DE BOTADEROS

ESTRILES Y RIPIOS

SECUENCIA DE EXPLOTACIN Y

NIVELES DE ESTABILIDAD

CRITERIOS DE DISEO Y ACEPTABILIDAD CRITERIOS DE FALLAFACTOR DE SEGURIDADOTROS

OPERATIVA

GEOLOGA / LITOLOGAGEOTECNIA / SISTEMAS ESTRUCTURALESPROYECTO MINEROPLAN MINEROTOPOGRAFAHIDROLOGA-HIDROGEOLOGADISEO MINEROBOTADEROSCAVIDADES Y CASERONESRESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSOSONDAJESDISEO TRONADURAMONITOREOANTECEDENTES HISTRICOSMODELOS ANTERIORES

PROYECTO MINERO Y PLANES MINEROS

MONITOREO DE TRANQUE

MODELO HIDROLGICO E

HIDROGEOLGICO

HERRAMIENTAS MTODOS EMPRICOSMTODOS ANALTICOSMODELOS NUMRICOS 2D Y 3DMONITOREOEXPERIENCIA EN CASOS SIMILARES

ZONIFICACIN GEOTCNICA Y

PARMETROS DE DISEO

REQUERIMIENTOS DE SANEAMIENTO Y FORTIFICACIN

BOTADERO DE ESTRILES Y RIPIOS

PLAN DE INSTRUMENTACIN Y

MONITOREO

PROYECTOS ESPECIALES E INNOVACIN

TECNOLGICA

GRANDES HITOS PLANOS DE TRABAJO Y/O ANLISIS


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Dentro de este contexto, la Geotecnia de rutina resulta de suma importancia para materializar el proyecto de explotacin con mnimas desviaciones y bajo condiciones operacionales seguras. El o los encargados de esta rea debern mantener un seguimiento sistemtico que considere los siguientes aspectos:

- Cumplimiento de parmetros de diseo. - Registro de comportamiento de macizo rocoso (eventos geotcnicos a escala local,

sobre excavaciones, dao en pilares etc.) - Revisin y evaluacin de condiciones locales en frentes de avance. - Toma de datos geotcnicos de rutina y seguimiento a Modelo Geotcnico, con especial

nfasis en el mapeo geotcnico estructural. - Generacin de recomendaciones de apoyo a la operacin (recomendaciones de

fortificacin, secuencias de avance, etc.)


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7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

INFORMACIN Y CONDICIN GEOTCNICA

La actual informacin geolgica y estructural de Mina Rulita, con la cual se desarroll el proyecto, es de buena calidad y confiabilidad. A partir de esta informacin, se concluy en Mina Rulita existen reconocidas ocho fallas mayores, adems de fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas.

Las fallas mayores deben ser tratadas en forma particular. Para el estudio, se generaron superficies 3D tericas a partir de los pocos antecedentes disponibles de cada una. Este modelo debe ser actualizado, validado y robustecido a medida que la mina abra nuevos desarrollos o se tenga nueva informacin.

Las fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas, dado su gran nmero de individuos, deben ser tratadas en forma estadstica a nivel de anlisis globales. Sin embargo, para anlisis locales y de rutina, deben ser consideradas como entes individuales.

El macizo rocoso de Mina Rulita es de buena a regular calidad geotcnica. Los mecanismos de inestabilidad esperados para el proyecto son de dos tipos: Colapso o deslizamiento de bloques preformados limitados por estructuras y Derrumbe progresivo a caving asociado a zonas de menor calidad de macizo y zonas de fallas mayores.

Los modelos conceptuales, tanto de estructuras, calidad del macizo y mecanismos de inestabilidad esperados, debern ser actualizados y robustecidos a medida que se desarrolle la mina. Esto es fundamental para llevar un correcto control geotcnico de los diseos, prevenir eventos y validar diseos.

DIMENSIONAMIENTO DE UNIDADES DE EXPLOTACIN

El dimensionamiento de unidades de explotacin estables se realiz mediante la aplicacin de tcnicas empricas ampliamente utilizadas en la industria minera, como lo es el Mtodo Grfico de Estabilidad introducido por Mathews (1980) y Grfica de Laubscher (1990) para dimensionar unidades de explotacin estables, y mtodo de Lunder y Pakalnis (1997) para dimensionamiento de pilares.

Los resultados obtenidos, indican que el diseo de cmaras es estable bajo las siguientes dimensiones:


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Radios Hidrulicos de paredes menores a 12 (RH < 12), lo que implica paredes con dimensiones mximas de 40 metros de alto por 60 metros de largo.

Radios Hidrulicos de techos menores a 10 (RH < 10), lo que implica que para caserones de 20 a 30 metros de ancho, se puede abrir hasta 50 metros en la longitudinal.

La explotacin requiere de pilares intermedios entre cmaras. De acuerdo a la condicin de macizo rocoso, los pilares debieran tener anchos de 20 metros (ancho cuerpo), 22 metros de altura y 18 metros en sentido longitudinal. Sin embargo, el anlisis geomtrico estructural realizado, detect potenciales cortes en pilar entre niveles 4 y 5, lo que implica modificaciones en sus dimensiones para as obtener geometras estables (altura 40 metros).

Para otros sectores de la mina o niveles ms profundos, estos parmetros de diseo podran ser usados a nivel conceptual, sin embargo debern ser validados con estudios de detalle y con nueva informacin a medida que se generen nuevos desarrollos de la mina.

ALERTAS GEOTCNICAS

Las alertas geomecnicas identificadas a escala mayor, corresponden a potenciales bloques o cortes de pilar generadas por presencia o combinacin de fallas mayores. Estas alertas deben ser manejadas con modificaciones a los diseos una vez que las bases de datos estructurales y geotcnicos sean ms robustas y se confirme la continuidad y disposicin de las fallas mayores.

A escala intermedia y menor, la combinacin de fallas intermedias, menores y sistemas de diaclasas, tambin generan potenciales bloques sensibles a deslizar en las paredes del casern y a escala de labores. El anlisis y tratamiento de estos casos debe ser llevado por la geomecnica de rutina y secuencias de tronadura de detalle de cada casern.

En base a lo anterior, es necesario establecer rutinas de mapeo geotcnico sistemtico que permitan elaborar un modelo geotcnico con informacin robusta y que integre las condiciones de calidad de macizo rocoso, patrones estructurales, cambios litolgicos, informacin de sondajes, presencia de agua, etc. Lo anterior permitir mejorar la capacidad predictiva del comportamiento del macizo rocoso y validar los diseos a medida que se desarrollen las nuevas cmaras.


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SECUENCIA GLOBAL DE EXPLOTACIN Y RECOMENDACIONES GENERALES

Dada la configuracin de galeras y el mtodo de explotacin elegido, la secuencia de explotacin global recomendada es en retroceso de SE a NW, y as evitar riesgos de prdida de accesos.

La ubicacin de pilares debe ser evaluada con un anlisis geomtrico estructural para cada caso.

La tronadura debe ser realizada de manera de minimizar dao en paredes y pilares. Durante la explotacin, se deber evitar la generacin de geometras irregulares, dado que aumentan la generacin de potenciales mecanismos

Para minimizar potenciales geometras desfavorables o sensibles a deslizar, y poner en riesgos accesos, la recomendacin es explotar las cmaras a seccin completa, es decir, desarrollar tronaduras de produccin desde ambas galeras y evitar el avance de la explotacin por una sola galera

Para un ptimo manejo de identificacin, anlisis y recomendaciones ante potenciales mecanismos de inestabilidad en desarrollos y accesos, se recomienda que la mina cuente con un geomecnico de rutina capacitado en tcnicas de identificacin y anlisis de mecanismos de inestabilidad y conocimientos bsicos de operaciones mineras.

Para definir sistemas soporte o fortificacin de galeras o sectores particulares en funcin de las condiciones geotcnicas con exactitud, se reafirma la importancia de contar con un geomecnico de rutina que realice las labores de definir sistemas de soporte y control de las prcticas de implementacin de fortificacin. Es importante respaldar esta informacin mediante estndares de fortificacin, los cuales permitan estandarizar criterios y a la vez responder ante situaciones o potenciales eventos que incluso pueden tener efectos legales.

En el mediano plazo, se sugiere disear e implementar un sistema de monitoreo geomecnico que permita anticipar la dilucin. mejorar la capacidad predictiva en el comportamiento del macizo rocoso, mantener un seguimiento sistemtico y generar una base de datos con informacin valiosa tanto para el desarrollo de anlisis retrospectivos orientados a optimizar el dimensionamiento de unidades de explotacin, como para una alerta temprana de potenciales eventos geomecnicos.

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Estudio Geotecnico Mina Rulita