itasca jz minerosur2014

7/25/2019 Itasca JZ MineroSur2014

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Desafos actuales en la

determinacin de las propiedadesdel macizo rocoso cerca de la

superficie

Jos Zuta

Workshop Geotecnia Toquepala - 2014

Tacna, Per


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El desafo

Establecer una razn fundamental para definir

la extensin de una zona de dao alrededor

de taludes de tajos abiertos y tambin definir

las propiedades a usar en esa zona.

Particularmente relevante para la estabilidad

de grandes taludes (> 300 m) en ambientes

mineros (usualmente rocas con gradosvariables de alteracin).

Minero Sur 2014, Tacna-Per 2


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La primera pregunta es

Cmo podemos estimar la resistencia del macizo

rocoso (especialmente los efectos de dao) para

su uso en los anlisis de estabilidad?

Entre varias alternativas, una aproximacin

clsica y bastante til se basa en la envolvente de

falla de Hoek-Brown, la que se basa a su vez en

parmetros como el UCS, GSI y el mi, ms unfactor de disturbancia, el que se base en la

evidencia emprica.

3Minero Sur 2014, Tacna-Per


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Envolvente de Falla Hoek Brown (1)

4Rocscience, RocLab V. 1.032 Minero Sur 2014, Tacna-Per


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Envolvente de Falla Hoek Brown (2)



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Definicindel Factor de

Disturbancia

(D)

6Rocscience, RocLab V. 1.032 Minero Sur 2014, Tacna-Per


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Sin embargo En la mayora de los casos, el dao por

voladura es definido como la razn principalpara la reduccin de resistencia del macizorocoso.

Pero: Se indica que la causa de un D=1 enminas con grandes tajos abiertos es debido avoladura de produccin pesada y tambindebido a la relajacin de esfuerzos por la

remocin de la sobrecarga.



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Una consecuencia

Variables intangibles (tal como el factor de

disturbancia) son a menudo usadas como

comodines para justificar ajustes a la

estimacin de resistencia.

Adicionalmente, hay una definicin espacial

que todava no est totalmente desarrollada

para el factor de disturbancia.



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Interpretaciones alternativas

Valor constante de t

Valor de t basado en 3

D1, D2 constante

D1 constante y D2

variable

Etc.

9

D1

D2

t

Claramente, podemos usar alguna ayuda para definir

una aproximacin ms racional para esto

Minero Sur 2014, Tacna-Per


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Otra verificacin de la realidad

La mayora de las veces, la calibracin de un

comportamiento observado requiere de usar

propiedades que son ms bajas de aquellas

estimadas a partir de los mtodos empricos o

de condiciones promedio.



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Porqu necesitamos

sistemticamente reducir la

resistencia?


Razn Comentario

Heterogeneidad /

Variabilidad

Los macizos rocosos tienen la habilidad de encontrar trayectorias que pasen a

travs de los componentes ms dbiles. Itasca ha usado, por ejemplo, los

valores de resistencia de macizo rocoso correspondiente a los percentiles 30 a

35 para este propsito.

Escala Tanto la resistencia de la roca intacta como la del macizo generalmente

decrecen con el aumento del tamao. No hay datos duros para macizos

rocosos, pero resultados de anlisis sintticos de macizos rocosos mediante el

software SRM respaldan esta afirmacin

Dao por voladura La voladura crea micro fracturas en la roca intacta (se reduce el UCS) y abre

las fracturas existentes. El factor D debiese ser aplicado solamente en la rocadisturbada inmediatamente adyacente a la cara del talud

Dao/Disturbancia

inducida por esfuerzos

La profundidad del dao se incrementa cuando los esfuerzos aumentan (por

ejemplo: profundidad)


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Variabilidad del macizo rocoso

12

Histogram

0

20

40

60

80

100

120

140

0.5

6

0.6

0.6

4

0.6

8

0.7

2

0.7

6

0.8

0.8

4

0.8

8

0.9

2

0.9

6 1

1.0

4

1.0

8

1.1

2

1.1

6

1.2

1.2

4

1.2

8

FS

Frequency

FS (propiedades promedio) = 1.23



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Efecto de Escala



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Efectos por cercana a la superficie (1)


~ 120 m


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Efectos por cercana a la superficie (2)


(m)


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PENSAMIENTO ACTUAL



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Algunas evidencias

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Zona de Dao en un Talud de 500 m

(Hoek et al, 2009)Modelamiento numrico de deformaciones

para un tajo abierto profundo a fin de

entender los efectos de la descarga que

resultan en deformaciones en el macizo rocoso

(Sullivan, 2007).



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Una propuesta de mediano plazo para

el camino a seguir

Uso de modelos de reblandecimiento con la

deformacin (SS)

Ventaja: Degradacin directa del macizo rocoso

como una consecuencia de la excavacin usandoanlisis de esfuerzos.

Desventaja: Se necesitan parmetros que no son

completamente entendidos hasta el momento(deformacin plstica, resistencia residual)



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Un ejemplo usando un modelo SS



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Razonamiento sugerido a corto plazo

20

H

H

a

a : dimensin por

efecto de voladura

D = 0

D variable entre

0 y un valor

mximo

Resultados iniciales de varios investigadores usando modelos SS sugieren las

siguientes pautas:



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Para anlisis en un plazo ms largo

(en proceso a la fecha)

Slope Model

Como herramientadesarrollada en el contexto

del Proyecto de GrandesTajos Abiertos (LOPProject), Slope Modelrepresenta una nuevaaproximacin a una majorrepresentacin del macizorocoso usandoinformacin geolgica.



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Aproximacin con Slope Model



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Desafos actuales en la

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superficie

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