informe subte final diseño

8/7/2019 Informe Subte Final diseo

1/34

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERIA

Departamento de Ingeniera en Minas

BRUNSWICK MINE, CANAD

CARACTERIZACIN GEOTCNICA, GEOLGICA Y GEOMECNICA PROYECTO MINE

SUBTERRANEA

Junio 2010


2/34


Pgina 2

RESUMEN EJECUTIVO

El Campamento Minero de Bathurst es un distrito minero en el noreste de NuevaBrunswick, Canad, a 27 kilmetros al suroeste de la ciudad de Bathurst bajo lascoordenadas 47 28' 22.42" N 65 53' 21.48" W. Consiste en un deposito polimetlico, elcual contiene principalmente sulfuros de Zinc, Plomo, Cobre y Plata, siendo una de lasminas ms grandes del mundo. Tambin opera una fundicin de plomo y una planta defertilizantes de fosfato.

Brunswick Mine 12 ha sido sometido a continua extraccin desde 1964, con unaextraccin total superior al 70%. En diciembre de 1999, se estimaron las reservasrestantes en 37 millones de toneladas con una ley de 8.64% de zinc, 3,40% plomo, cobre0,38%, y 102 ppm de plata.

La produccin actual est en una tasa de 9400 TPD utilizando un mtodo de explotacinde caserones abiertos auto sostenidos con tiros largos y con relleno en retrocesodenominado Backfill long hole open stoping.

La metalognesis del yacimiento de Brunswick corresponde a un depsito de Estratoligados Volcanognicos de la variante volcano exhalativo tipo Kuroko de la subcategoraNoranda.

La zona presenta un terreno l lano, y el clima tiene las caractersticas de un climatemplado ocenico con temperaturas entre los 50F y los 32F.

Dentro de la problemtica mayor para la explotacin se encuentra el alto gradiente detemperatura, aumento de 1 C cada 33 m, en consecuencia, y considerando que el nivelms profundo se encuentra 1200 metros bajo la superficie, se tienen incrementos detemperaturas cercanos a los 36,5 C adicionales a la temperatura por defecto, esto sinagregarle el incremento de temperaturas del funcionamiento de los equipos. El siguienteproblema es la alta magnitud de los esfuerzos tensinales de campo y los inducidos porla operacin.

Dentro del sector de inters se distinguen 3 unidades litolgicas bien definidas, queson, veta (sulfuros masivos), Esquistos de clorita metasedimentarias (Colgante), Esquistosde clorita (yacente). Se distinguen adems un complejo mfico aledao compuesto porgabro, pero ste no est en los lmites de la explotacin minera.


3/34


Pgina 3

El rumbo de la veta es N-S y el manteo corresponde a 75 O. En cuanto a geologaestructural, slo existe una falla importante que cruza el yacimiento (KNIGHT S BROOKFAULT) y es paralelo al rumbo de la veta.

Mediante mapeos geofsicos, se ha descubierto la existencia de 3 set de estructuras. Enrelacin a las fracturas menores se especifica en las publicaciones que la frecuencia defracturas en el cuerpo mineralizado de sulfuros macizo est espaciada en metros, sinespecificarse la cantidad. Considerando un valor conservador se utiliza para lainvestigacin el valor ms conservador posible, este ser de 1 ff/m.

Para determinar los parmetros de resistencia de las estructuras, en situaciones en quese carezca de antecedentes para determinarlos se utilizan criterios conservadores.

Los esfuerzos a nivel regional son de alta magnitud siendo 1 sub-horizontal y endireccin Este-Oeste perpendicular al rumbo de la veta. Su gradiente de esfuerzos es de0.052 . El esfuerzo principal intermedio 2 es sub-horizontal y en direccinNorte-Sur siguiendo al rumbo de la veta. Su gradiente de esfuerzos es de 0.044 . El esfuerzo principal menor 3 es sub-vertical. Su gradiente de esfuerzos esde 0.028 .En consecuencia, por lo antes mencionado, la tasa de los esfuerzos desviatricos es:

Los estudios ssmicos revelaron que se han producido sobre 20000 sismos diarios, conmagnitudes que alcanzaban valores superiores a +2.5 Richter, mantenindose los sismospequeos a una tasa casi constante. Muchos de estos sismos se han producido porRockbursts.


4/34


Pgina 4

NDICE

1. Alcances 5

2. Introduccin 6 3. Objetivos 7

2.1 Objetivo General2.2 Objetivos Especficos

4. Antecedentes Generales

3.1 Ubicacin Geogrfica y accesos 83.2 Topografa 8

3.3 Meteorologa 103.4 Hidrologa 113.5 Sismicidad 13

5. Geologa

4.1 Alcances tericos 144.2 Geologa Regional 154.3 Geologa de Brunswick Mine 154.4 Mineralizacin 174.5 Alteracin 19

6. Geologa Estructural 21

7. Geomecnica Brunswick

6.1 Caracterizacin Roca Intacta 246.2 Caracterizacin Macizo Rocoso 24

8. Estado Tensional In Situ 27

9. Conclusiones 29 10. Recomendaciones 31

11. Referencias 32


5/34


Pgina 5

1. ALCANCES- Se tomarn consideraciones basndose en bibliografa disponible, dado que el

proyecto se realizar a nivel de ingeniera conceptual, por lo que la informacin

ms detallada debe ser corroborada a nivel de ingeniera bsica y de detalle.

- Se aplicarn los conocimientos adquiridos en clases y en documentos

disponibles en la biblioteca del Departamento de Ingeniera en Minas de la

USACH, as como la informacin localizada en Internet.

- Utilizacin de mtodos empricos para la clasificacin del macizo rocoso.

- Propiedades Mecnicas de roca intacta, macizo rocoso y estructuras

geolgicas.

- El uso de herramientas, analticas, numricas y empricas que fueron

entregadas en clases y ayudantas del curso.

- Adems se utilizaron los siguientes programas para el desarrollo del estudio:

RocLab(Rocsience), Dips (Rocsience), MS Excel.


6/34


Pgina 6

2. INTRODUCCIN

En el siguiente informe, se presentan los primeros estudios en su etapa de ingenierade proyecto, para la caracterizacin geotcnica y geolgica de la mina Brunswick.

En el Campamento minero de Bathurst se realizo la operacin minera de los yacimientosque se enumerarn enseguida. De ellos, slo est en operacin Brunswick 12.

1. BRUNSWICK 12 MINE2. BRUNSWICK 6 MINE3. CARIBOU MINE4. HEATH STEELE MINES5. WEDGE MINE6. CHESTER MINE7. KEY ANACON MINE8. AUSTIN BROOK IRON MINE9. MURRAY BROOK MINE10. CNE MINE11. STRATMAT BOUNDARY MINE

Las ms importantes del punto de vista del estudio a realizar, por la similitud dada suproximidad espacial, son las siguientes;

1.- Brunswick 12, mina subterrnea de plomo y zinc y cobre en el Campamento Minero deBathurst al norte de New Brunswick, Canad. Fue descubierto en enero de 1953 y entr enproduccin en abril de 1964. Es el mayor depsito en el rea de Bathurst y fue una de lasmayores minas de zinc en el mundo hasta mediados de 1990. Corresponde a un depsitoEstratoligado Volcanognico de gnesis Volcano Exhalativo de tipo Kuroko. Su explotacinest en manos de XSTRATA.

2.- Brunswick 6, mina de cobre-plomo-zinc en el Campamento Minero de Bathurst al norte deNew Brunswick, Canad. Tambin corresponde a un depsito Estratoligado Volcanognico degnesis Volcano Exhalativo de tipo Kuroko al igual que todos los depsitos del distrito. Fuedescubierto en octubre de 1952 y estuvo en produccin desde 1966 hasta 1983. La minaoper como open pit mining hasta 1977. Su operacin estuvo en manos de BRUNSWICKMINING AND SMELTING COMPANY.


7/34


Pgina 7

3. OBJETIVOS

3.1 General

y Realizar la caracterizacin geolgica y geotcnica de Brunswick, a partir deinformacin recopilada mediante investigacin con el fin de evaluar los aspectosms importantes asociados a las consideraciones geotcnicas.

3.2 Especficos

y Describir y documentar la informacin disponible en publicaciones a fin deevaluar la calidad de la base de datos recopilada y efectuar las recomendacionespertinentes.

y

Individualizar geolgicamente y geotcnicamente las distintas unidadeslitolgicas presentes en el sector de inters, sealando aspectos relevantescomo alteracin y mineralizacin y definir las propiedades generales de lasdiscontinuidades presentes en el macizo rocoso.

y Evaluar la calidad del macizo de acuerdo con los datos obtenidos de lacaracterizacin geotcnica.


8/34


Pgina 8

4. ANTECEDENTES GENERALES

4.1 Ubicacin Geogrfica y accesos.

Brunswick Mine s est situada en al norte de New Brunswick, Canad, a 27 kilmetros alsuroeste de la ciudad de Bathurst bajo las coordenadas geogrficas 47 28' 22.42" N 6553' 21.48" W (Figura N 1: Ubicacin Brunswik Mine. New Brunswick, Canad.).

Los accesos al yacimiento se realizan desde la ciudad de Bathurst, a travs de caminoslocales, que unen la ciudad de Bathurst con las instalaciones de Brunswick Mine.

Figura N 1: Ubicacin Brunswik Mine. New Brunswick , C anad. Figura no a escala.

4.2 Topografa

La elevacin promedio de Brunswick Mine y de las instalaciones cercanas a ella, es de 200msnm, con ondulaciones que fluctan entre los 175 y 230 msnm. (Figura N 2: T opografa e hidrologa de Brunswick Mine. ).


9/34


Pgina 9

Figura N 2: T opografa e hidrologa de Brunswick Mine.

Simbologa Figura N2

Bancos deaguasintermitentes

Canal/LagoCurso deagua /

Reservoriointermitente

CentralHidroelectrica Humedales Mina Ferrocarril Agua

permanente


10/34


Pgina 10

Canal o curso

de agua

Altura del

punto

Lneas de

trasmisin deenerga

Construccin Camino

con dosvas

Caminio

con mas dedos vas

Camino deacarreo

4.3 Meteorologa

La zona presenta un clima templado ocenico, en verano las temperaturas nosobrepasan los 12 C, por otro lado, en invierno las temperaturas alcanzan los 0 C.

El promedio anual de lluvia es 709,5 mm y el promedio mensual de lluvia esrelativamente uniforme con precipitaciones de ligeras a intensas. Las lluvias y nevadasson estacionales con un promedio total de lluvias y nevadas de 1017,4 mm.

Cantidad y tipo de Precipitaciones

Precipitaciones Cantidad

Lluvia 709.5 mmNevada 307.9 mm

Precipitacin 1017.4 mm

Tipo de das Nmero de das al aoLluvias medidas 111Nevada medidas 50

Precipitacionesmedidas

152

T a bla N 1: C antidad y tipo de Precipitaciones zona de New Brunswick , C anad. Fuente Gobierno de C anad


11/34


Pgina 11

En las siguientes imgenes se puede apreciar el rango de temperaturas asociadas aCanad.

Figura N 3: Rango mxi mo Probable Figura N 4: Rango Mni mo de te mperatura ( F) pro ba ble de te mperaturas ( F )

En las figuras anteriores se pueden apreciar las temperaturas mximas probables engrado Fahrenheit (F) que aumenta como mximo a 50 F y temperaturas mnimasprobables en grados Fahrenheit (F) que desciende como mximo a 32 F.

4.4 Hidrologa

Canad es un pas con abundantes recursos hdricos, dada su ubicacin geogrfica. Sepueden distinguir cinco cuencas hidrogrficas importantes (Figura N 5 C uencas Hidrgrficas , C anad ):

y Cuenca hidrogrfica del Ocano rticoy Cuenca hidrogrfica del Ocano Pacificoy Cuenca hidrogrfica del Ocano Atlnticoy Cuenca hidrogrfica de la Baha del Hudsony Cuenca hidrogrfica del Golfo de Mxico

Brunswick mine se encuentra inserto en la cuenca hidrogrfica del Ocano Atlntico,dominada por el conjunto formado por los Grandes Lagos y el ro San Lorenzo, es una delas mayores reservas de agua dulce del mundo y, adems, constituye el sistema detransporte fluvial ms importante del pas.

Como se aprecia en la Figura N 6 (Hidrologia superficial Brunswick Mine , C anad.) podemos observar que Brunswick Mine se encuentra rodeado por um gran numero de


12/34


Pgina 12

cursos de aguas, dentro de los que podemos destacar Pabineau River, Little Rives y RockyBrook River.

A modo de ejemplificar la magnitud de los caudales de los cursos de aguas canadienses,

en la Tabla N 2 (Fuentes Hdricas de i mportancia en New Brunswick). se muestran 3importantes fuente hdricas del sector de New Brunswick

F uenteHdrica

Distancia aBrunswick

Mines [Km]

Longitud Cuenca Caudal[km] [Km 2] [m3/ s]

NepisiguitRiver

1,7 121 2320 40

Miramichi

River

30 217 12390 -

Saint JohnRiver

- 673 55200 1130

T a bla N 2:Fuentes Hdricas de i mportancia en New Brunswick.

FiguraN 5: C

uencasH

idrgrficas, C

anad.( Figura

no

E scala).


13/34


Pgina 13

Figura N 6: Hidrologia superficial

Brunswick Mine , C anad.

4.5 Sismicidad

En Brunswick debido al aumento creciente de estrs en las reservas restantes de mineral,hubo un aumento de los sismos relacionados a la cadas de tierras y adems se produjeronestallidos de roca durante 1999, debido en particular a caractersticas geolgicasproblemticas.

En la mina ocurrieron dos estallidos de rocas importantes que se produjeron el 13 a 17 deoctubre del ao 2000. La medida tomada por la mina fue evacuar la zonaaproximadamente 4 horas antes del primer estallido. El primer estallido y el segundoestallido tuvieron una magnitud Richter de 2,7 .


14/34


Pgina 14

La direccin principal de tensin es sub- horizontal es decir de este a oeste, con unatensin principal intermedia sub-horizontal, adems el director de estrs vertical menor esde aproximadamente igual al peso de la sobrecarga.

La vigilancia ssmica en la mina consta de 29 sensores triaxiales y 18 sensores uniaxiales,los registros de la red de Brunswick del orden de 25.000 eventos por ao con un rangopromedio en la magnitud Richter de -3 a +3 (energa ssmica de aproximadamente 108joul).

Las tasas de eventos ocurrido despus de los eventos se eleva considerablemente y hayuna dbil correlacin entre los sismos bajo y altos y con esta herramienta se puededeterminar el cierre oportuno de algunas faenas.

El alto grado de esfuerzo y la presencia de debilidades geolgicas estructurales son lascausantes de las explosiones, a travs del anlisis detallado de observaciones y vigilanciassmica con los datos obtenidos a travs de la red de vigilancia proporciona un evidentesistema de apoyo proporciona una proteccin superior a los trabajadores de la mina a lahora de un estallido de rocas.


15/34


Pgina 15

5. GEOLOGA

5.1 Alcances tericos y generalidades de los depsitos Volcanic Massive Sulphies (VMS)

Los yacimientos estrato ligados corresponden a cuerpos sub-horizontales tipo manto o a

cuerpos de brecha y veta con mineralizacin importante de sulfuros. Estos yacimientosreciben el nombre de estrato ligados por estar comnmente asociados, limitados yhospedados en secuencias de rocas volcnicas, ya sea en lavas o en sedimentosvolcnicos. En algunos casos la roca husped puede corresponder a calizas, areniscasmarinas y lutitas lacustres, pero estas secuencias siempre aparecen intercaladas dentro desecuencias volcnicas.

La mineralizacin ocurre principalmente en lavas andesticas porfirticas y brechas,comnmente en zonas amigdaloidales de lavas o rellenando fracturas, y tambinfinamente diseminada en la masa fundamental.

Estos yacimientos ocurren en cuencas tectnicas o sedimentarias de subsidencia a lo largode cinturones volcnicos calco-alcalinos en corteza continental (arco volcnicocontinental).

Ahora bien, los depsitos del tipo VMS o volcano exhalativo se encuentran, en este casogeneralmente directa o indirectamente asociados con su roca husped. Son yacimientosde origen volcanognico submarino o continental (de carcter metasomtico y en algunoscasos asociados con sedimentacin).

El modelo metalognico del yacimiento en estudio corresponde a un yacimiento VMS tipoKuroko, ejemplos de esto son Kuroko, Japn y Noranda, Canad. Ocurren en ambientes dearco isla asociados a volcanismo calcoalcalinos o toletico tardo.

5.1.1 Depsitos VMS tipo Kuroko.

Corresponden a cuerpos de sulfuros mascizos (polimetlicos) estratiformes o lenticularesconcordantes con la sedimentacin. Los yacimientos VMS Tipo Kuroko, tienen su

formacin en un ambiente submarino. Los depsitos tienen una raz consistente en unamineralizacin tipo stockwork de pirita-calcopirita y una parte superior formada sobre lasuperficie del fondo marino contemporneo, constituida por agregados finos de sulfurospolimetlicos, cobre, plomo, zinc. Estos sulfuros presentan una fina textura y color negro,si los sulfuros de plomo y zinc dominan la mineralizacin. Tambin pueden observarserasgos tpicamente sedimentarios en las menas masivas depositadas sobre el fondomarino.


16/34


Pgina 16

La mineralizacin metlica consiste en pirita, calcopirita, esfalerita, galena, tetraedrita,tenantita con mayor o menor oro y plata, asociados con cuarzo y baritina.

El modelo gentico de los yacimientos de sulfuros masivos se estableci a finales de 1950por Oftedahl (1958) y establece que estos depsitos se forman a travs de soluciones

hidrotermales por la acumulacin de sulfuros singentico (formaciones geolgicasoriginadas al mismo tiempo que aquello que la rodea; donde el yacimiento singentico esel formado originariamente a partir del magma o la roca eruptiva) y minerales de sulfatoen o cerca del fondo del mar.

Posee una naturaleza tpica estratiforme, con un contacto neto superior, cerca desulfuros masivos asociacin inmediata que cubre un depsito de rocas qumicassedimentarias que incluye abundantes productos de circulacin hidrotermal; localmentetransporta brechas de sulfuro de una alteracin extensa; adems zonas estratigrficas

confinadas de sulfuros masivos.

5.2 Geologa regional

Este yacimiento se encuentra fuertemente afectado por la deformacin tectnica. Severifica esta aseveracin con la explicacin de que estos yacimientos se forman enmedios ocenicos, lo que implica que para que lleguen a aflorar deben haber sidoafectados por un proceso orognico de cierta intensidad.

Su formacin ocurre en determinados ambientes geodinmicas en una clara relacin, porlo antes mencionado, con procesos destructivos de tectnica de placas, o bien,relacionado con un proceso de rifting de placas o de creacin de corteza.

Podemos encontrar ms de 15 procesos geolgicos en Brunswick Mine, y 5 fases dedeformacin que le han dado su actual forma al yacimiento en estudio.

Adems todo campamento minero de Barthust corre a lo largo de un dique porfdico y lasrocas son principalmente de la poca cambro-ordivicico (Grupo Miramichi, GrupoTetagouche, Grupo Fournier, Grupo Balmoral).

5.3 Geologa de Brunswick Mine.

El yacimiento de estrato ligado, tipo Kuroko, de Brunswick Mine se encuentra entre dosformaciones volcnicas flsicas subacutica que datan del Ordovcico Medio.Encontrndose estratos flsicos sedimentario y metamrfico. Bajo este depsito desulfuro macizo existe un stockwork de vetillas de sulfuros en rocas intensamente


17/34


Pgina 17

alteradas. Estos sulfuros masivos, se encuentran cubiertos por una formacin de hierro,que se superpone a la ms gruesa acumulacin de rocas sedimentarias en el bloque depiso, pero a lo largo del rumbo de la formacin de hierro se superpone, comnmente,toba cristalina. Adems estn limitados drsticamente por una unidad de capas demagnetita y cuarzo que se extiende ms all del rea regional del depsito.

El depsito tiene forma de quilla (vaina) dada la deformacin dctil y heterogneaproducto del metamorfismo superior de grado regional de los esquistos verdes que haincorporado muchas de las estructuras y la alteracin epigentica de los stockworksdentro de la secuencia de acogida.

El Campamento de Barthust est compuesto por los siguientes bloques tectnicos:Fournier, California Lake, Tetagouche, Sheephouse Brook.

La roca se separa en tres grupos: Miramichi, Tetagouche y Founder. De estos bloques deroca el grupo Tetagouche alberga la mayor cantidad de sulfuros masivos.

5.3.1 Unidades geolgicas

Segn la informacin recolectada afirmamos que las rocas ms viejas en la minacomprenden una secuencia de Filitas de cuar zo gris y metacuarcitas (OM). En el contactocon las rocas volcnicas, las Filitas comienzan a ser ms abundantes, encontrandopequeas cantidades de pirita y pirrotina diseminadas, adems podemos encontrarpequeas masas de sulfuros que ocurren localmente. Las filitas estn cubiertas por rocasvolcnica flsica nombrada por los gelogos como E squistos ojos de cuar zo (QES) yT obas de cristal (CT).

Inmediatamente al yacente (Foot Wall) estn los sulfuros maci zos compuestos porfilitas de clorita con delgados intervalos de grauvaca, y pirita. Estas rocas son producto dealteracin premetamorfica relacionada con la formacin de los sulfuros macizos. Lacomposicin de la clorita en esas rocas, es similar a las facies de cloritas en lasformaciones de hierro, es decir, ellos estn enriquecidos en hierro los que sugierecaractersticas de composicin primaria.

Luego podemos ver el cuerpo de sulfuros macizos, el cual es descrito en apartado 4.4

La formacin de hierro (IF) suprayacente a los sulfuros macizos, consiste en un Oxido,Clorita y facies carbonatadas. El contacto con los sulfuros masivos es gradual, ygeneralmente acepta que los sulfuros representen una facie del depsito de hierro.

Inmediatamente al colgante (Hanging Wall) encontramos cloritas grises y filitas sericiticascon un grado superior a afantica y un feldespato porfidico de riolita y tobas de lapilli.


18/34


Pgina 18

Figura N 7 . C olu mna E stratigrfica.

Un dique de prfido, de composicin mfica y flsica, cuarzo feldespato corta al depsitoBrunswick. Este contiene albita de grano medio, feldespato potsico, cuarzo ymicrocristalina (mrgenes).

5.4 Mineralizacin

La mineralizacin de inters econmico se concentra en el unidad geolgica denomina Sulfuro Maci zo (Figura N8 Perfil Oeste- E ste de las unidades litolgicas presentes en Brunswick Mine).

El cuerpo masivo de sulfuros es divisible en 3 zonas desde el yacente de la falla hasta eltecho:

(1) Una zona masiva de pirita, conteniendo menor a grandes cantidades de

calcopirita y pirrotina y una menor cantidad de pirita, esfalerita y galena (SPP y SPPC).(2) Masivos bandeados de pirita, esfalerita y galena con menores cantidades de

calcopirita y pirrotina (SO), estos ltimos minerales comienzan a ser abundantes pordebajo de los 850 m.

(3) Pirita masiva, comprendiendo pirita de grano muy fino, con menor cantidad deesfalerita, galena y calcopirita (SP).


19/34


Pgina 19

Figura N 8: Perfil Oeste- E ste de las unidades litolgicas presentes en Brunswick Mine. (Seccin 5)

La variacin de la zona, cambia tanto si se toma paralelamente o perpendicular al cuerpo.Paralelamente al cuerpo, como se menciona anteriormente, existe un cambio gradual deun cuerpo masivo de sulfuros a un cuerpo de hierro. La variacin de la zona vertical, estdada por 4 zonas:

(1) Una capa masiva de pirita con cantidades variables de pirrotina, magnetitay calcopirita en el muro de falla.

(2) Una zona estratificada, de centmetros o milmetros de espesor, de pirita,esfalerita y galena con calcopirita y pirrotina en menor cantidad.

(3) Un cuerpo masivo de pirita con delgadas discontinuidades estratificadas olentes de esfalerita y galena.

(4) Cuerpos de hierro.


20/34


Pgina 20

Figura N9: Minerali zacin Unidad Geolgica Sulfuros Maci zos .

5.5 Alteracin

En general la zona donde se encuentra ubicada Brunswick Mine presenta una alteracindel tipo hidrotermal; que recordando es aquella que est caracterizada por cambiosmineralgicos y texturales de la roca husped producido por la presencia y circulacin defluidos hidrotermales. Los Fluidos hidrotermales asociados a esta alteracin ocurren atemperaturas entre 50 y 400C.

Es importante destacar que este yacimiento entra dentro de la clasificacin tipo Kuroko,por lo que este tipo de alteracin ocurre en ambientes de arco isla asociados a volcanismocalco alcalino o toletico tardo.

La alteracin hidrotermal, en forma esquemtica se caracteriza por un halo externo demontmorillonita, seguido por un halo interno de sericita, un delgado halo de yeso, otrohalo de sericita en torno a un ncleo de alteracin cuarzo-serictico.


21/34


Pgina 21

La alteracin en depsitos de sedimentos asociados del grupo Zinc-Plomo-Cobre, que es laque caracteriza principalmente a la mina, se compone de distribucin local sericita ycuarzo.

La siguiente figura nos ilustra el modelo de una seccin de Zinc-Plomo-Cobre en donde se

encuentra la zona principal de ubicacin del mineral ( Alteration pipe margin).

Fig. N 10. Modelo de alteracin

Cabe notar que la Clorita es menos abundante en depsitos Zinc, Plomo, Cobre que endepsitos de Cobre, Zinc. La siguiente figura muestra el modelo VSM tanto para el Cu-Zn ygrupos de Zn-Pb-Cu. Las dos posibilidades de la circulacin de fluidos son:

1) A travs de agua de mar

2) Como solucin hidrotermal formada de cmaras magmticas.

La alteracin hidrotermal es extensa, tanto vertical como lateralmente, pero mayor en el

footwall (a unos 100 m) que en el hangingwall (


22/34


Pgina 22

5.- GEOLOGA ESTRUCTURAL

La geologa estructural de la mina es compleja, sin embargo en el macizo de sulfuros sedistinguen 4 sets de estructuras. Uno de estos sets es subhorizontal y tiende a afectar laestabilidad de los caserones en algunas reas, mientras que las otras se orientan en forma

subvertical, algunas de las cuales juegan un mayor rol con riesgos de actividad ssmica.

Adems, pequeas y delgadas bandas de metasedimentos se localizan entre el macizode sulfuros contribuyendo a dificultar las condiciones del terreno.

En trminos generales, la resistencia local del macizo rocoso es muy variable dependiendode la frecuencia y orientacin de las estructuras caractersticas.

A continuacin se muestran 3 de los 4 sets de estructuras que caracterizan el depsito.

Set Orientacin(Strike/dipR)Nmero de

Discontinuidades1 176/53 242 15/54 123 316/53 16

T a bla N3. Orientacin set de estructuras

Figura N 11. Roseta de fracturas


23/34


Pgina 23

Figura N 12. E stereogra ma de polos.

Adems debemos sealar que existen estructuras mayores cuya orientacin y posicinespacial se muestran en los siguientes mapeos geolgicos del depsito (ver figuras 13 y14)

Una vista en planta (Figura 13), del nivel 850 metros, nos revela que por lo menos 1 de las4 estructuras principales, del orden de 300 a 500 metros de longitud podran determinarel comportamiento geomecnico de la mina.

A continuacin de la figura N13 se presenta un perfil del depsito (Figura N14) que nosmuestra que las estructuras tienen extensiones en profundidad del rango de 300 a 600metros con inclinaciones subverticales. Se aprecian 4 estructuras que podran afectar laestabilidad del macizo rocoso.


24/34


Pgina 24

Por lo tanto, segn lo visto anteriormente, slo existe una falla importante que cruza elyacimiento (KNIGHT S BROOK FAULT) paralelo al rumbo de la veta. Y que podradeterminar la inestabilidad de las labores mina segn la orientacin espacial de estas conla estructura.


25/34


Pgina 25

Figura N13. V ista en planta a los 850 metros de profundidad. New Brunswick N12.

Figura N 14. Seccin transversal N5-S del maci zo de sulfuros. New Brunswick N12


26/34


Pgina 26

6. GEOMECNICA BRUNSWICK

6.1. Calidad del macizo rocoso

A parir de la informacin recopilada de la mina, se puede determinar el GSI, a travs del

Criterio Generalizado de Hoek & Brown que permite estimar parmetros dedeformabilidad del macizo rocoso, considerando un ci >100MPa, entonces como se tieneel modulo de deformacin se podr obtener el valor del GSI con la siguiente frmula:

La cual fue utilizada en el caso del Sulfuro Macizo, pero en el caso de las otras 2 unidadesque tienen un ci


27/34


Pgina 27

GSI = RMR89 5

Para el posterior desarrollo de diseo de la mina, es necesario que el sistema declasificacin sea a travs del ndice de Q de Barton, siendo un parmetro de entrada paraevaluar la estabilidad del casern con el mtodo de Nickson. Por lo cual, esta correlacin

es la siguiente:

Los resultados de estos procedimientos se muestran en la tabla siguiente:

UNIDAD GSI Calidadmacizo rocososegn GSI

RMR

Calidadmacizo

rocoso segnRMR

Q Barton

Calidadmacizorocoso

segn Q

Sulfuro Macizo 85-75 Buena a MuyBuena80-70

Buena a MuyBuena

21.5-100

Buena aMuy Buena

Esquisto de50-60 Regular aBuena

45-55 Regular

0.46-2.15

Muy Mala aMalaClorita

Metasedimento55-65 Regular aBuena

50-60

Regular aBuena 1- 4.64

Mala aRegularde Esquisto de

CloritaT a bla N 6.

6.2 Propiedades Roca Intacta

En el sector de inters predomina la existencia de rocas del tipo metamrficas ymetasedimentarias, gneas intrusivas mficas y volcano extrusivas flsicas.

Por lo cual, a travs de la informacin obtenida, se tienen las siguientes propiedades de

las unidades:

UnidadPropiedad

ndice Propiedades de resistencia

Densidad UCS ci E


28/34


Pgina 28

(ton/m3)Sulfuro Macizo 4.3 210 168 70 0.2

Esquisto de2.9

60 4810 0.29

Clorita 70 56Metasedimento

2.630 24

10 0.3de Esquisto de 40 32Clorita

T a bla N 4. Propiedades de la roca intacta.

6.3 Propiedades Macizo Rocoso

Los parmetros de clasificacin segn el criterio de Hoek & Brown y Mohr Coulomb, seevalan para cada unidad, considerando los datos mencionados anteriormente nos dan

los siguientes valores:

Unidad

Parmetros de Hoek &Brown Mohr Coulomb

s a mbc

(Mpa)phi

(grados)Sulfuro

0.0736 0.5 6.695 6.5 46.6Macizo

ci= 48Esquisto de 0.00147 0.5 0.8437 1.2 23.1

Clorita ci = 560.00127 0.5 0.7986 1.2 24.1

ci = 24Metasedimento 0.00351 0.5 1.0559 0.9 20.6

de Clorita ci = 320.00263 0.5 0.946 1.01 22.5

T a bla N 7 .

7.- ESTADO TENCIONAL IN-SITU

Los esfuerzos principales en Brunswick Mine estn dados de la siguiente manera:


29/34


Pgina 29

y El esfuerzo principal mayor est en direccin Este-Oeste, y es perpendicular alrumbo del cuerpo, y es sub horizontal. El esfuerzo principal mayor est definidopor un gradiente de 0,052 MPa/m.

y El esfuerzo principal intermedio est en direccin Norte-Sur y es sub horizontal. El

esfuerzo principal intermedio est definido por un gradiente de 0,044 MPa/m.

y El esfuerzo principal menor intermedio es sub vertical. El esfuerzo principal menorest definido por un gradiente de 0,028 MPa/m.

En la Tabla N8, se observan los esfuerzos principales de Brunswick Mine a diferentesprofundidades.

E sfuerzos Principales

Profundidad [m] 1 [MPa] 2 [Mpa] 3 [Mpa]400 20,8 17,6 11,2850 44,2 37,4 23,81200 62,4 52,8 33,6

T a bla N8. E sfuer zos principales en Brunswick Mine , segn distintas profundidades.

En consecuencia, por lo antes mencionado, la tasa de los esfuerzos desviatricos:

K= 1/ 2 =1.18


30/34


Pgina 30


31/34


Pgina 31

CONCLUSIONES

1.- Con respecto a la geologa, se puede sealar que dada la formacin compleja de esteyacimiento se pudo identificar un gran nmero de unidades litolgicas, sin embargo, parael estudio detallado de los mismos, se han agrupado en 3 grupos y cada uno con

propiedades diferentes, estas 3 unidades litolgicas son: sulfuro macizo, metasedimentode clorita (bloque colgante) y por ltimo esquistos de clorita (bloque yacente).

2.- Con respecto a la geologa estructural esta tiene una gran relacin con la gnesis delyacimiento, el cual se encontraba emplazado en una cuenca ocenica y, para llegar a suposicin actual, debi pasar por numerosos eventos tectnicos y de deformacin, lo cualrepercuti en la formacin de familias estructurales (tanto menores como mayores), lascuales tienen una gran importancia en la forma, dinmica, estabilidad y sismicidad deBrunswick Mine. Adems slo existe una falla importante que cruza el yacimiento(KNIGHT S BROOK FAULT) y es paralela al rumbo de la veta siendo perpendicular a 1.

3.- El macizo rocoso fue dividido en 3 unidades geotcnicas, obtenindose una calidadpara el sulfuro macizo de muy buena, segn RMR (Bieniawski, 1989), y para tanto elbloque yacente y colgante, se obtuvo una calidad Buena segn RMR (Bieniawski ,1989).

Fue necesario tambin la clasificacin segn Q (Barton, 1974) debido a su uso necesarioen etapas posteriores de ingeniera, el cual nos seala que estamos en presencia para elsulfuro macizo de una calidad excepcionalmente buena y para el bloque colgante yyacente se obtiene una calidad entre regular y buena. Segn GSI, para el sulfuro macizoestamos en presencia de una calidad muy buena, en cambio la roca de caja es de calidadbuena.

4.- En relacin a la caractersticas geomecnicas existentes en Brunswick Mine,observamos 2 comportamientos claramente definidos, uno dado por el sulfuro macizoque contiene la mineralizacin de importancia econmica con caractersticasextremadamente resistentes, teniendo un UCS > 210 Mpa; y el otro comportamientomarcado esta dado por la roca de caja la cual tiene una resistencia a la compresinuniaxial mucho menor que la resistencia del macizo, llegando a ser 3,5 - 7 veces menor delsulfuro macizo.


32/34


33/34


Pgina 33

RECOMENDACIONES

1.- Se debe contar con informacin acerca de los ensayos triaxiales, ya que los resultadosobtenidos a partir de estos ensayos nos ayudan a aceptar o refutar los resultadosobtenidos anteriormente. Los ensayos deben cumplir con normas ASTM, o en su defecto

indicar: largo, dimetro, procedencia, modo de ruptura, tiempo de almacenaje. Y de estaforma determinar las propiedades de la roca intacta y del macizo rocoso a fin decorroborar las estimaciones conservadoras realizadas a partir de datos histricos.

2.- En cuanto a la hidrologa, para una optima caracterizacin y posterior etapa deingeniera, es necesario que el cliente entregue informacin acerca del nivel fretico ysobre las infiltraciones de la mina y sus causas.

3.- El conocimiento del contacto primario secundario, permitira el definir una nuevaunidad geotcnica.

4.- Recomendamos el uso de los siguientes parmetros:

- Para la clasificacin del macizo rocoso, se utilizara el ndice Q de Barton paraposterior etapa de ingeniera. Clasificando segn su unidad geotcnica, siendo parael macizo de sulfuro de calidad extremadamente buena, y para la roca de caja debuena a regular.

- Para las unidades vistas los parmetros de Mohr- Coulomb se utilizaran lossiguientes valores:

Sulfuro macizo: c=12MPaPhi= 47

Esquisto de Clorita: c= 1.8MPaPhi= 24

Metasedimento de Clorita: c= 1.4MPaPhi= 22


34/34


REFERENCIAS

y MASS MIN 2002

y http://www.xstrata.com/operation/brunswickmine/

y http://gsc.nrcan.gc.ca/mindep/photolib/vms/bathurst/brunswick_06/index_e.php

y Bedrock_Geology_Map

y GUIDEBOOK METALLOGENY BATHURST CAMP

y GEOLOGY SETTING GOLD NORTH N-B

y MASSIVE SULPHIDE DEPOSITS NORTH NEW BRUNSWICK

y METALLOGENY OF THE BATHURST MINING CAMP, NORTHERN NEW BRUNSWIC

y Silurian-Devonian Stratigraphy and Structure in the Arleau Brook Area,Northern Margin of the Miramichi Highlands

y E. Hoek, C. Carranza-Torres y B. Corkum, Criterio de Falla de Hoek and Brown,Edicin 2002.

y E. Hoek, Rock Mass Properties.

y F. Henrquez, Apuntes de Clases Geologa Econmica y Geologa de Minas, Dpto.de Ingeniera en Minas USACH.

y J. Daz y E. Faras, Apuntes de Clases Geomecnica Aplicada, Dpto. de Ingeniera enMinas USACH.

y P. Lled, Apuntes de Clases Fundamentos de Geomecnica, Dpto. de Ingeniera enMinas USACH.

informe subte final diseño

Documents