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MECANICA DE ROCASPOR
ING. OSCAR E. LLANQUE ING. OSCAR E. LLANQUE MAQUERA
PUNO – 2013
CAPITULO I
DEFINICIONES, y PLICACIONES DE LA
MECANICA DE ROCASMECANICA DE ROCAS
DEFINICIÓN DE MECANICA DE ROCAS
• La M. R. se ocupa del
estudio teórico y práctico
de las propiedades y
comportamiento comportamiento
mecánico de los
materiales rocosos, y de
su respuesta ante la
acción de fuerzas
aplicadas en su entorno
físico
GEOMECÁNICA Y EL REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL (D.S N° 055-2010-EM)
(Artículo 33º) Se deberá realizar los estudios sobre: geología, geomecánica, estabilidad de
taludes, parámetros de diseño, técnicas de explosivos y voladuras, transporte, botaderos,
sostenimiento, ventilación y, relleno, y elaborar e implementar sus respectivos
reglamentos internos de trabajo, estándares y PETS para cada uno de los procesos de la
actividad minera que desarrollan, poniendo énfasis en las labores de alto riesgo.
Los estudios deberán estar en base a los principios geomecánicos debidamente
sustentados:sustentados:
- Caracterización de la masa rocosa, a través de levantamiento litológico –estructural.
- Caracterización del comportamiento mecánico de la masa rocosa y suscomponentes; a través de: Ensayos de laboratorio (determinación dePropiedades Físicas y Propiedades Mecánicas de la roca y mineral.Ensayos In-situ (Índice de la calidad de la roca: RQD)
- Clasificación geomecánica del masa rocosa.
- Zonificación de la masa rocosa
GEOMECÁNICA Y EL REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL (D.S N° 055-2010-EM)
(Art. 209º). Cuando en el avance de labores mineras horizontales, inclinadas o verticales y
en las demás labores mineras, se encuentre rocas incompetentes, se procederá a su
sostenimiento inmediato antes de continuar las perforaciones en el frente de avance,
aplicando el principio de “labor avanzada, labor sostenida”. El titular minero establecerá
el mínimo estándar de sostenimiento sistematizado que se adecue a las características de
dichas rocas incompetentes.
(Art. 226º). En las labores mineras que permanezcan abiertas tales como: crucero, galería,
cortada, rampa, túnel y tajeos, se podrá utilizar como elemento de sostenimiento el
lanzamiento de hormigón, manteniendo las características técnicas de resistencia a lalanzamiento de hormigón, manteniendo las características técnicas de resistencia a la
compresión simple, a la tracción, a la flexo-tracción y a la adhesión. Dicho tipo de
sostenimiento puede ser combinado con pernos de roca, mallas, fibras, barras ranuradas
de fricción, entre otros, teniendo en consideración mecánica de las rocas
La incompetencia de la masa rocosa se manifiesta después de alterar las
condiciones de equilibrio como consecuencia de las labores mineras, siendo
necesaria su control. Para mantener las condiciones de equilibrio se utiliza
diferentes tipos de sostenimiento.
a.- Sistema de pernos: d.- Concreto lanzado
b.- Sistema de cables e.- Cimbras metálicas
c.- Malla metálica f.- Sostenimiento con madera
Aplicación de Mecánica de Rocas
• El desarrollo de la
Mecánica de Rocas se
inicio como
consecuencia de la
utilización del medio utilización del medio
geológico para las
obras superficiales y
subterráneas y
exploración de
recursos minerales.
APLICACIONES EN EL MINADO APLICACIONES EN EL MINADO SUBTERRANEOSUBTERRANEO
El principio fundamental de la mecánica de rocas, es que
este pueda cuantificar el macizo rocoso.
• Altura de columna a explotar
•Tasas de socavación y extracción.
•Selección del método de explotación y diseño.
•Ubicación de pique de servicio y ventilación.
•Ubicación y dimensionamiento de las aberturas
principales.
•Subsidencias.
•-Especificación del sostenimiento, etc..
LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACION
DiseñoDiseño deldel EsquemaEsquema yy SecuenciaSecuencia dede MinadoMinado
•Dimensionamiento de tajeos y pilares.
•Establecimiento de la dirección promedio de avance.
•Establecimiento de la secuencia de extracción de
tajeos y recuperación de pilares.
•Especificar resistencia de cualquier tipo de relleno.•Especificar resistencia de cualquier tipo de relleno.
Diseño de Sistema de Extracción
•Asegurar rendimiento de la masa rocosa involucrada
en los puntos de carguío.
•Anticipar ocurrencia de problemas de inestabilidad.
APLICACIONESAPLICACIONES ENEN ELEL MINADOMINADO DEDE CIELOCIELO ABIERTOABIERTO
La estabilidad de taludes en minas de cielo abierto, juega
un rol importante en el planeamiento y diseño de una mina,
durante la operación de la misma y en los casos de fallas
de los taludes siempre compatibilizando los siguientes
requerimientos básicos: la economía y la seguridad.
• Estabilidad de taludes en el planeamiento y diseño de una mina.• Estabilidad de taludes en el planeamiento y diseño de una mina.
• Estabilidad de taludes durante la vida de operación de la mina.
• Daños por voladura
• Transición a minería subterránea
• Aspectos de falla de taludes en minas de cielo abierto.
• Aspectos de control instrumental en la estabilidad de taludes.
• Despresurización y drenaje
• Subsidencia, etc.
• La finalidad es
conocer y predecir el
comportamiento de
los materiales
FINALIDAD• Cuando se excava un
macizo rocoso o se
construye estructuras
sobre las rocas se
modifican las los materiales
rocosos ante la
actuación de las
fuerzas internas y
externas que ejercen
sobre ellas.
modifican las
condiciones iníciales del
medio rocoso, el cual
responde a estos
cambios deformándose
o rompiéndose.
ROCAS Y SUELOS• ROCAS.-Son agregados
naturales duros y
compactos de partículas
minerales con fuertes
uniones cohesivos
permanentes que
• SUELOS.- Son
Agregados naturales de
granos minerales unidos
por fuerzas de contacto
normales y tangenciales
a las superficies de las permanentes que
habitualmente se
consideran un sistema
continuo.
a las superficies de las
partículas adyacentes,
separables por medios
mecánicos de poca
energía o por agitación
en agua.
Transición de suelo a roca
MACIZO ROCOSO• M.R.- Es el conjunto de fallas diaclasas, pliegues y
demás Características geológicas que definan una
determinada región.
• Superficie de Discontinuidad
• Estrato
• Plano de laminaciónDiscontinuidad
Aparecen durante la
formación de la roca o
posteriormente debido
a causas tectónicas
dentro de las cuales
tenemos los siguientes
• Plano de laminación
• Esquistocidad
• Foliación
• Pizanocidad
• Fracturas (Fallas, Juntas
CaracterísticasCaracterísticas geomecánicasgeomecánicas dede laslas discontinuidadesdiscontinuidades
•Espaciado. de las discontinuidades, es el efectodeterminante del tamaño de los bloques de roca distanciaentre fracturas de un mismo set.
•Rugosidad. de una discontinuidad, es un factor muyimportante, determinante de la resistencia al corte. se mide enla superficie de la fractura.
•Apertura. es la distancia perpendicular que separa lasparedes adyacentes de la roca de una discontinuidad abierta.
•Relleno. es el material de meteorización que se alojan en lafractura
•Ondulaciones. mide el grado de ondulación de la fractura
•Persistencia. es el grado de continuidad de la fractura.
•Meteorización. viene a ser el grado de alteración de lafractura
Los ejemplos del macizo rocoso
Los prismas
Los tetraedros
Los ejemplos del macizo rocoso
Los ejemplos del macizo rocoso
Los ejemplos del macizo rocoso
Los ejemplos del macizo rocoso
Clasificación de rocas con fines geotecnicos• Se basan en algunos
factores que determinan
su comportamiento
mecánico:• Propiedades de matriz rocosa.
• Frecuencia y tipo de discontinuidades• Frecuencia y tipo de discontinuidades
• Grado de meteorización
• Estado de tensiones in situ.
• Presencia de agua, etc.
Caracteristicas de macizos rocosos
Ejemplos de composición de macizos rocosos
Características de los Macizos Rocosos
Clasificaciones geomecánicas
• Las clasificaciones
Geonecánicas son RMR,
RQD, Q, son las más
utilizasas.
• Establecen diferentes
grados de calidad del grados de calidad del
macizo rocoso en
función de las
propiedades de la
matriz rocosa y de las
discontinuidades
Meteorización de los materiales rocosos
• Es la desintegración y/o
descomposición de los
materiales geológicos
en superficie, incluye
alteraciones de caráter
físico o químico que
• Origen físico son:Formación de hielo
Insolación.
Formación de sales
Hidratación
Capilaridad.físico o químico que
modifican las
características y
propiedades de los
materiales
Capilaridad.
Origen Químico son:Disolución
Hidratación
Hidrólisis
Oxidación y reducción
