Diseño geotécnico para la explotación subterránea de caserones en vetas angostas

Autores/as

  • Nelson Jesús Ramos Armijos Universidad Técnica Particular de Loja, Facultad de Ingenierías y Arquitectura. Loja, Ecuador
  • Julia Marilú Calderón Celis Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Lima, Perú https://orcid.org/0000-0002-1374-9307
  • Diego Geovanny Ramos Armijos Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Lima, Perú

DOI:

https://doi.org/10.15381/iigeo.v27i53.26037

Palabras clave:

Caserón, macizo rocoso, discontinuidades, caja techo, caja piso, veta angosta

Resumen

Los yacimientos minerales en Ecuador están asociados a vetas angostas cuya roca encajonante se encuentra influenciada por juntas y tensiones que son fuentes de debilidad, lo cual debe ser estudiado para una explotación subterránea segura. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación es elaborar el diseño geotécnico para el minado subterráneo de un caserón en veta angosta. Para ello, se caracterizó al macizo rocoso a través de clasificaciones geomecánicas y su estabilidad mediante el Gráfico de Mathews. Se examinó el estado tensional, desplazamientos y factor de seguridad utilizando criterios de rotura y el software RS2; adicionalmente, se diseñó el sostenimiento según la calidad del macizo rocoso y secuencia de minado. Los resultados indican que el tamaño máximo del caserón es 54m de altura, 1.75m de ancho, 79m de longitud; y el sostenimiento diseñado ha estabilizado las galerías. También, los resultados revelan que las juntas controlan la distribución de tensiones provocando su disminución y deterioro en la resistencia del macizo rocoso; mientras que, la estabilidad del caserón disminuye al aumentar su profundidad, en cambio, el espesor de la zona plástica aumenta con dicho incremento y el desplazamiento no está influenciado por la profundidad.

Referencias

Abdellah, W. R. E., Hefni, M. A., & Ahmed, H. M. (2020). Factors Influencing Stope Hanging Wall Stability and Ore Dilution in Narrow-Vein Deposits: Part 1. Geotechnical and Geological Engineering, 38(2), 1451–1470. https://doi.org/10.1007/s10706-019-01102-w

Barton, N., Lien, R., & Lunde, J. (1974). Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. Rock Mechanics, 6(4), 189–236. https://doi.org/10.1007/BF01239496

Belizario, M., Condori, R., Pehovaz, H., Raymundo-, C., & Perez, M. (2020). Empirical and Numerical Finite-Element-Based Model to Improve Narrow Vein Mine Design in Peruvian Mining. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 758(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/758/1/012014

Bieniawski, Z. T. (1989). Engineering Rock Mass Classifications: A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining, Civil, and Petroleum Engineering. Johm Wiley & Sons. https://catalogobiblioteca.ingemmet.gob.pe/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=10180

Ghorbani, Y., Nwaila, G. T., Zhang, S. E., Bourdeau, J. E., Cánovas, M., Arzua, J., & Nikadat, N. (2023). Moving towards deep underground mineral resources: Drivers, challenges and potential solutions. Resources Policy, 80. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2022.103222

Giraldo Paredez, E. M. (2016). Identificación de factores para reducir accidentes por desprendimiento de rocas en minería subterránea. Revista Del Instituto De investigación De La Facultad De Minas, Metalurgia Y Ciencias geográficas, 19(37).

Hefni, M. A., Abdellah, W. R. E., & Ahmed, H. M. (2020). Factors Influencing Stope Hanging Wall Stability and Ore Dilution in Narrow-Vein Deposits: Part II. Geotechnical and Geological Engineering, 38(4), 3795–3813. https://doi.org/10.1007/s10706-020-01259-9

Hoek, E., Carranza-Torres, C. & Corkum, B. (2002). Hoek-Brown Failure Criterion— 2002 Edition. [Conference].Proceedings of the 5th North American Rock Mechanics Symposium, 267–273.

Hoek, E., Kaiser, P. & Bawden, W. (2000). Support of Underground Excavations in Hard Rock (First). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b16978

Instituto de Investigación Geológico y Energético. (2017). Hoja geológica Machala - 2017. https://www.geoenergia.gob.ec/mapas-geologicos/

Lunder, P.J., & Pakalnis, R.C. (1997). Determination of the strength of hard-rock mine pillars. Cim Bulletin, 90, 51-55.

Marinos, P., & Hoek, E. (2000). GSI: A geologically friendly tool for rock mass strength estimation. GeoEng2000: An International Conference on Geotechnical & Geological Engineering, 1422–1442.

Mathews, K. E., Hoek, E., Wyllie, D. C., & Stewart, S. B. V. (1981). Prediction of Stable Excavations for Mining at Depth Below 1000 Metres in Hard Rock. Report to Canada Centre for Mining and Energy Tehnology

Mawdesley, C., Trueman, R., & Whiten, W. J. (2001). Extending the Mathews stability graph for open-stope design. Min. Technol, 27–39. https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2010/1/MI4060/1/material_docente/bajar?id_material=291914

Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC - SE - DS. (2015). Peligro Sísmico, diseño sismo resistente parte 1.

Pagé, P., Yang, P., Li, L., & Simon, R. (2021). A semi-empirical solution for estimating the elastic stresses around inclined mine stopes for the Mathews-Potvin stability analysis. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 121, 405–414. https://doi.org/10.17159/2411-9717/690/2021

Puentes, A., Villalobos, S., & Villalobos, F. (2018). Revisión de Metodologías para el diseño geomecánico de pilares en minería subterránea [ Tesis de grado]. Universidad Católica de la Santísima Concepción, Chile. http://repositoriodigital.ucsc.cl/handle/25022009/1311

Sheorey, P. R. (1994). A theory for in situ stresses in isotropic and transversely isotropic rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 31(4), 193. https://doi.org/10.1016/0148-9062(94)91070-7

Stewart, S., & Forsyth, W. (1995). The Mathew’s method for open stope design. CIM Bull,Stewart, S.B., & Forsyth, W.W. (1995). The Mathew's method for open stope design. Cim Bulletin, 88, 45-53.

Toledo Garay, E., Mendoza Delgadillo, G., & Gallarday Bocanegra, T. (2011). Sostenimiento económico y seguro para excavaciones subterráneas. Revista Del Instituto De investigación De La Facultad De Minas, Metalurgia Y Ciencias geográficas, 14(28).

Valencia Chávez, E. W., & Guadalupe Gómez, E. (2021). Diseño de sostenimiento dinámico para mitigar los estallidos de rocas. Revista Del Instituto De investigación De La Facultad De Minas, Metalurgia Y Ciencias geográficas, 24(47), 191-199.

Wu, F., Chen, B., Zou, Q., Zhai, C., Liu, W., Chen, J., & Ni, G. (2019). Range estimation of horizontal stress of deep rock based on Mohr-Coulomb criterion. Results in Physics, 2107–2111. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.02.061

Descargas

Publicado

2024-06-12

Número

Sección

Artículos

Cómo citar

Ramos Armijos, N. J., Calderón Celis , J. M. ., & Ramos Armijos, D. G. (2024). Diseño geotécnico para la explotación subterránea de caserones en vetas angostas. Revista Del Instituto De investigación De La Facultad De Minas, Metalurgia Y Ciencias geográficas, 27(53), e26037 . https://doi.org/10.15381/iigeo.v27i53.26037