1 introducción a ing. de rocas

8/18/2019 1 Introducción a Ing. de Rocas

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MIN-314(C1)Introducción a la Ingeniería de rocas

INGENIERÍA DE ROCASPROFESOR : SOLEDAD MAASS V.


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Temario

• Obras Mineras Subterráneas : Caserones, Pilares, Túneles,Chimeneas y Piques, Cavernas, Puntos de extracción, Puntosde vaciado, Buzones, Carpetas de rodado.

• Sistemas de refuerzo: Cálculo y criterios de diseño: Pernos,

Cables, Mallas, Cintas, Marcos, Hormigón Proyectado,Revestimientos.

• Control de calidad y monitoreo de estabilidad de obras

mineras: Inspección de sondajes, tomografía sísmica,geófonos y acelerógrafos para control microsísmicos, medidasde convergencia, extensómetros)

• Acondicionamiento de Macizos Rocosos :Fracturamientohidráulico y tronadura confinada.


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Reglas del curso

Horarios de consulta

Jueves de 10:15 a 11:15. Consultas en otros horarios debecoordinarse previamente con profesora.

Criterio Aprobación

Nota Certamen NC ≥ 55

Nota Tareas NT ≥ 55 Se confirmará próximamente

Nota final Se confirmará próximamente


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Reglas del curso

Reglas de las evaluaciones

• Bolsos y celulares quedarán adelante.

• No hay autorización para salir de la sala durante un certameno evaluación de otro tipo.

• Las evaluaciones son individuales a menos que se especifiquelo contrario.

Que pasa si no puedo asistir a una evaluación?

• Su calificación será 0. Podrá solicitar autorización para una

instancia en dirección de asuntos estudiantiles.Que pasa si copio?

• Su calificación será 0, sin instancia de apelación.


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Objetivos del curso

Qué esperamos lograr?

Mediante estudio analítico, experimental y numérico el alumnodeberá poder:• Diseñar obras mineras, aplicando distintos métodos de fortificación

según las condiciones locales de calidad de rocas y condiciones deesfuerzos presentes en el macizo rocoso.• Seleccionar equipos e instrumentos de monitoreo de excavaciones,

siguiendo procedimientos geotécnicos estandarizados.• Evaluar distintas secuencias y técnicas de excavación de obras

mineras aplicando criterios de seguridad y rentabilidad.

Para qué?

Estas competencias permitirán proponer soluciones seguras yfuncionales.


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Bibliografía Recomendada

BIBLIOGRAFÍA.

• “E xcavaciones Subterráneas en Roca” E.Hoek/E.T. Brown

• “Engineered Rock Structures in Mining and Civil

Construction”R.N. Singh/A.K.Ghose.

• “Rock Engineering Design”, Feng X./Hudson J.(2011).

• “Experimental Rock Mechanics”, Mogi K., (2006).

• “Geological Engineering” , González L. y Ferrer M. (2011).


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Contexto

Resistencia demateriales

• Se estudia el comportamiento demateriales homogéneos

Mecánica derocas

• Se estudia el comportamiento de la roca ymacizo

Ingeniería derocas

• Se incorpora en diseños de infraestructuraminera, para hacerlos sustentables.


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1.- Obras Mineras Subterráneas


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Ejemplos

• https://www.youtube.com/watch?v=PQUf3nL9sjg

• https://www.youtube.com/watch?v=kXvjrEonXEU

https://www.youtube.com/watch?v=PQUf3nL9sjghttps://www.youtube.com/watch?v=PQUf3nL9sjghttps://www.youtube.com/watch?v=PQUf3nL9sjg


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O b r a

s

M i n e r a s

S

u b t e r r á

n e a s

Caserones

Pilares

Túneles

Chimeneas ypiques

Cavernas

Puntos deextracción

Puntos de vaciado

Buzones

Carpetas derodados


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Room And Pillar


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Sub level stoping


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Vertical Crater Retreat con

Relleno VCR


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Pilares

Columna de mineral que permite proporcionar o complementarel sostenimiento al techo de la labor.


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Túneles• Son excavaciones horizontales destinados al tránsito de

personal, transporte de mineral u operaciones productivas ycomplementarias.

• Rampas: Son excavaciones horizontales orientadas en espiralcon el propósito de conectar dos niveles o acceder a la mina.

• Adit: Excavaciones horizontales de acceso a la mina o desuministros para la operación como por ejemplo, drenaje ,ventilación .


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http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjem-yn3rXLAhXFUJAKHWTpDuQQjRwIBw&url=http://formared.blogspot.com/2013/06/curso-de-seguridad-en-tuneles.html&psig=AFQjCNErqgfF9ccxnDCN6IBx0kUgC29aCQ&ust=1457686159754529http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjem-yn3rXLAhXFUJAKHWTpDuQQjRwIBw&url=http://formared.blogspot.com/2013/06/curso-de-seguridad-en-tuneles.html&psig=AFQjCNErqgfF9ccxnDCN6IBx0kUgC29aCQ&ust=1457686159754529


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0.5 a 1 metroArt. 368º

0.5 metros Dimensiones de acuerdo a equipos ylegislación

•Si la galerías es de mas de 100 m delargo ubicar refugios cada 30 m si 0,5m de ancho de equipos

En el diseño de galerías se deben considerar holguras


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Galerías y túneles

Galería: túnel sin salida al sol, que conecta sectores dentro de la mina.

túnel


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Chimeneas y Piques

• Chimeneas: Excavaciones sub-verticales dedicadasprincipalmente a servicios mina , como ventilación, drenaje osistemas eléctricos y en algunas ocasiones utilizadas comocara libre.

• Piques: Excavación vertical de acceso a la mina , transporte demineral o traspaso de mineral entre niveles.

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwivp9vH3rXLAhULmJAKHZeXAikQjRwIBw&url=http://www.byllperu.com/obras-industrial-php.php&psig=AFQjCNErqgfF9ccxnDCN6IBx0kUgC29aCQ&ust=1457686159754529


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Cavernas

• Excavaciones en roca de envergadura variable destinadas a lainstalación de equipos mineros e infraestructura . Enocasiones se generan naturalmente en el macizo rocoso .


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Los buzones corresponden a sistemas de carguío estacionarios quese ubican en el extremo inferior de piques de traspaso.

Reemplazan al sistema tradicional de carguío mediante cargadoresfrontales, permitiendo obtener:

• Menor tiempo de carguío• Menor costos de operación• Menores requerimientos de ventilación y• Mayor seguridad en la operación

Buzones


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Buzones

El control del flujo del material a través de una chimenea se efectúamediante una válvula de descarga, llamada buzón.

Un buzón debe cumplir dos condiciones:• Permitir el paso del flujo sin obstáculos•

Cumplir con las condiciones de diseñoEl diseño de un buzón tiene una estrecha relación con lasdimensiones de los traspasos, tamaños granulométricos y equipos decarguío y transporte.


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Boca móvil

Tolva

Socucho

Chimenea

Estructura soporte


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Cilindro A

Tolva

Cortina de cadenas

Cilindro C

Cilindro B

Buzón o Boca

Tapas laterales

45°

Socucho


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Conceptos que recordar

Ingeniería De RocasEs la disciplina que esta relacionada con la aplicación de losprincipios de la ingeniería mecánica para el adecuado diseño deestructuras en la roca, generadas por la actividad minera

Principios De La Mecánica De Rocas

La aplicación de la mecánica de rocas a la ingeniería de minas, sebasa en:• Toda masa rocosa puede ser perfectamente identificada por un conjunto de

propiedades mecánicas, las cuales pueden ser medidas mediante ensayosde tipo estándar.

• El comportamiento mecánico de una estructura minera excavada puede serevaluado adecuadamente utilizando los fundamentos básicos de lamecánica clásica.

• La capacidad de poder predecir y controlar el comportamiento mecánico dela masa rocosa, puede beneficiar económicamente la operación minera.


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ConceptosEstructura De La Masa Rocosa.

Los materiales ingenieriles con los que usualmente trabaja lamecánica clásica, son continuos, homogéneos, isótropos,lineales y elásticos, a diferencia de la masa rocosa quedifícilmente muestra en la realidad estas propiedades.

Componentes De La Masa RocosaRoca o material rocoso: Es el conjunto de partículas minerales o no,consolidado y cementado, que en la masa rocosa forma bloques de rocasintactos entre las discontinuidades.

Macizo rocoso: Es la masa rocosa en situ, la cual contiene sistemas de

discontinuidades naturales ( Estructuras geológicas)Roca Fragmentada: Se refiere a la masa rocosa que ha sido perturbada por unagente mecánico, tal como la tronadura, en que la estructura básica de ella hasido destruida.

Discontinuidad: Es todo rasgo estructural que divide la masa rocosa enbloques aislados e intactos y que tiene una baja o nula a la resistencia a la

tracción.


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Parámetros a considerar en

obras subterráneas• Geología

• Geometría

• Macizo rocoso

• Estructuras de debilidad

• Continuidad

• Estabilidad: Hundibilidad/ estabilidad

• Distribución de la ley

• Costos

• Dilución planeada y no planeada

• Restricciones externas e internas

• Ritmo deseado.


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