RESUMEN ESTADO DEL ARTE EN

GEOMECANICAMarzo 2012

Nolberto Contador V.Consultor Geotécnico

PROCESO GEOTECNICO

INGENIERÍA Y/O CONSTRUCCIÓN

Optimización de Diseños

Excelencia Operacional

Control de Riesgo

• Mejoramiento Continuo

• Evaluación de cumplimiento de

diseños

• Mejoramiento continuo

•Evaluación de prácticas

operacionales.

• Geotecnia de Rutina• Sistemas de

Instrumentación y vigilancia

PLATAFORMA INFORMÁTICA Y HERRAMIENTAS

GESTIÓ

N

INTEGRACIÓN DE PROCESOS

BASES GEOTÉCNICAS

PARA PLANIFICACIÓN

Y /O CONSTRUCCIÓN

ModeloHidrogeológico

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

MODELO GEOTECNICO ACTUALIZADO

Propiedades Mecánicas y Elásticas de la roca, Macizo Rocoso y Discontinuidades

Modelo de Calidad deMacizo Rocoso y Suelos

ModeloEstructural

Modelo Geológico

INFORMACIÓN BASE

Litología Alteración Mineralización Ambiente Geol.

Min.

Fallas Mayores Fallas Interm. Disc. menores Dominios Estruc. Fábrica de macizo rocoso

Roca Int. (Lab)Par. Índices Cl.

RMRRQDGSI

Macizo Rocoso(Ens. In Situ)

Mec. de Fall.Disc. gran Esc. Disc. Esc. Lab.

Hidrológico ( Superficie)

Mod. Hidrogeológico (UG)

Mod.HidraúlicoCanalizaciónDrenaje

Parámetros Índices (RQD, FF, etc.)

Clas. Geot, (GSI, RMR, Índice Q, etc.)

Clasificación de Suelos.

PARAMETROS DE DISEÑO

Establecimientos de Normas y Estándares para: Mapeo Geotécnico Sondajes Mapeo Geotécnico Banco Mapeo Suelo

Toma y descripción Muestras Ensayo Propiedades Resistentes e Índices Ensayo Propiedades Suelos

Ensayos Propiedades Hidráulicas Roca y Suelo Perforación Sondajes Geotécnicos Perforación pozos y drenes hidrogeológicos

Informes Procedimientos Análisis Geot. Bases de Datos

Modelode Campo

Esfuerzos Y Sismicidad

Gravitacional InducidoTectónico

Aspectos Geológico-

Geotécnicos relevantes

Entrega Parámetros de Diseño para rajo, botaderos e infraestructura.(a i, Hi, Ar, Hb, Ab, a cb, FS, Pf) y

consideraciones de Drenaje, Monitoreo, Descargas, etc.

E-1

E-2

E-3

E-4

E-5

Su configuración debe ser la de un modelo predictivo

ESTANDARES, PROCEDIMIENTOS Y EVALUACIÓN DE SUFICIENCIA DE INFORMACIÓN

Potenciales Mecanismos de Inestabilidad

Método de Análisis y selección de herramienta

Criterios de Diseño y Aceptabilidad

Análisis de Estabilidad a Escalas Global, Intermedia y local.

SONDAJES ORIENTADOS

REFLEX ACT II, es un instrumento que permite orientar un sondaje, determinando su disposición original (in situ) a partir de un conjunto de acelerómetros. Este instrumento es ubicado solidariamente al tubo interior de perforación y permite trazar una línea representando el punto más “bajo” del testigo.

FOTOGRAFIA 3D GEOREFERENCIADA

ShapeMetrix3D, es un sistema de levantamiento digital de macizos rocosos, que mediante un par de imágenes digitales estereoscópicas permite obtener un modelo tridimensional interactivo denominado “imagen 3D”.

ESTIMACION ESFUERZOS IN SITU AE

The research aim was to compare the experimental results estimated by the Acoustic Emission (AE) and Deformation Rate Analysis (DRA) methods to those estimated by conventional HI cell measurements. The AE and DRA methods used to estimate the in situ stresses from cored rock samples are based on the principle of the Kaiser effect.

The analysis of this phenomenon supposes that a previously applied maximum stress may be detected by loading a rock specimen to a point where a substantial increase in acoustic emission (AE) activity is experienced. The Kaiser effect is the recollection of the immediate maximum previous stress to which a particular rock mass has been subjected by its environment.

The principle behind both techniques is that changes in the rate of AE and of axial strain with stress occur at the maximum stress level (along the axis of the sample) to which the sample had previously been subjected.

ESTIMACION ESFUERZOS IN SITU AE

MATRIZ DE CONFIABILIDAD DE LA INFORMACIÓNCONCEPTUAL PRE-FACTIBILIDAD FACTIBILIDAD FASES ACTUALES FASES FUTURAS FASE FINAL

EXPLORACIÓN - SONDAJES MAPEO SONDAJES GEOLÓGICOS

MAPEO SONDAJES ORIENTADOS

MAPEO BANCOS Y SONDAJES INFILL

MAPEO SONDAJES ORIENTADOS E INFILL

MAPEO SONDAJES ORIENTADOS E INFILL

MAPEO AFLORAMIENTOS MODELO 3D INICIAL MODELO 3D 80% SUPERFICIE EXPUESTA MODELO 3D MODELO 3D

GEOLOGIA REGIONAL INTERPRETACION SONDAJES GEOLÓGICOS

INTERPRETACION SONDAJES ORIENTADOS

MAPEO BANCOS Y SONDAJES INFILL

PROYECCIÓN SONDAJES ORIENTADOS E INFILL

PROYECCIÓN SONDAJES ORIENTADOS E INFILL

MAPEO AFLORAMIENTOS MODELO ESCALA MINA MODELO 3D ACTUALIZAR MODELO 3D MODELO 3D MODELO 3D

GEOLOGIA REGIONALORIENTACIÓN DE JS EN

SONDAJES ORIENTADOS (ESCANEO)

ORIENTACIÓN DE JS EN SONDAJES ORIENTADOS

MAPEO AFLORAMIENTOSCARACTERISTICAS DE JS

DESDE SONDAJES GEOLOGICOS-GEOTÉCNICOS

AL MENOS 2 SONDAJES REPRESENTATIVOS POR ZONA

DE DISEÑO

AL MENOS 2 SONDAJES POR TALUD DE DISEÑO

AL MENOS 2 SONDAJE REPRESNTATIVOS POR ZONA

DE DISEÑO

GEOLOGIA REGIONAL Y LITERATURA

CORTE DIRECTO LABORATORIO Y ESTIMACIÓN EMPÍRICA

TILT TEST EN AFLORAMIENTOS DIFERENCIAR SEGÚN LITOLOGÍA O DOMINIOS ESTRUCTURALES

6 ENSAYOS CORTE DIRECTO VÁLIDOS POR JS PARA CADA

DOMINIOANÁLISIS RETROSPECTIVO DE

INESTABILIDADES

15 ENSAYOS CORTE DIRECTO POR JS PARA CADA DOMINIO

10 ENSAYOS CORTE DIRECTO POR JS PARA CADA DOMINIO

6 ENSAYOS CORTE DIRECTO VÁLIDOS POR UNIDAD

GEOLÓGICA

LITERATURA TEST UCS, TENSION, MODULOS, DENSIDAD

TEST UCS, TENSION, MODULOS, DENSIDAD, TRIAXIAL, Vp, Vs

CARGA PUNTUAL Y DUREZA POR UNIDAD GEOTÉCNICA

TEST UCS, TENSION, MODULOS, DENSIDAD, TRIAXIAL, Vp, Vs

TEST UCS, TENSION, MODULOS, DENSIDAD, TRIAXIAL, Vp, Vs

CARGA PUNTUAL Y DUREZA (MARTILLO GEOLÓGICO)

6 ENSAYOS VÁLIDOS POR UNIDAD GEOLÓGICA

9 ENSAYOS VÁLIDOS POR UNIDAD GEOTÉCNICA

15 ENSAYOS VÁLIDOS POR UNIDAD GEOTÉCNICA

9 ENSAYOS VÁLIDOS POR UNIDAD GEOTÉCNICA

HIDROGEOLOGÍA REGIONAL 10 TEST PERMEABILIDAD 25 TEST PERMEABILIDAD >25 TEST PERMEABILIDAD 25 TEST PERMEABILIDADFLUJO DESDE HIDROGEOLOGIA

REGIONAL PRUEBAS DE BOMBEO (5) MONITOREO PIEZOMÉTRICO PRUEBAS DE BOMBEO (10) PRUEBAS DE BOMBEO (5)

MONITOREO PIEZOMÉTRICO (5) MONITOREO PIEZOMÉTRICO (15) MONITOREO PIEZOMÉTRICO (5)

MODELO CONCEPTUAL MODELO NUMERICO MODELO CONCEPTUAL

MAPEO AFLORAMIENTOS MAPEO SONDAJES GEOLÓGICOS-GEOTÉCNICOS

MAPEO SONDAJES ORIENTADOS

MAPEO SONDAJES ORIENTADOS

LITERATURA RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO

RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO

MAPEO RMR, GSI >70% SUPERFICIE EXPUESTA ACTUALIZACIÓN MODELO 3D

AL MENOS 2 SONDAJE REPRESENTATIVO POR ZONA

DE DISEÑO

GEOLOGÍA REGIONAL MODELO 3D (RMR, GSI, RQD, FF)AL MENOS 2 SONDAJES

REPRESENTATIVOS POR ZONA DE DISEÑO

AL MENOS 2 SONDAJES REPRESENTATIVOS POR ZONA

DE DISEÑO

Modelo Geológico Conceptual MODERADA (> 50%) ALTA (> 75%) MUY ALTA (> 90%) MUY ALTA (> 90%) ALTA (> 75%)Modelo Estructural Conceptual MODERADA (> 50%) ALTA (> 75%) MUY ALTA (> 90%) MUY ALTA (> 90%) ALTA (> 75%)Modelo Hidrogeólogico Conceptual MODERADA (> 50%) ALTA (> 75%) MUY ALTA (> 90%) MUY ALTA (> 90%) ALTA (> 75%)Modelo Macizo Rocoso Conceptual MODERADA (> 50%) ALTA (> 75%) MUY ALTA (> 90%) MUY ALTA (> 90%) ALTA (> 75%)Modelo Geotécnico Conceptual MODERADA (> 50%) ALTA (> 75%) MUY ALTA (> 90%) MUY ALTA (> 90%) ALTA (> 75%)

NIVEL DE INVERSION EN GEOTECNIA

SONDAJES GEOTÉCNICOS CARACTERIZAR JS EN

PROFUNIDAD

SONDAJES GEOTÉCNICOS CARACTERIZAR JS EN PROF

HIDROGEOLOGÍA

CARACTERIZACIÓN MACIZO

PARAMETROS GEOTÉCNICOS

CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD DE CONFIANZA DE LA INFORMACIÓN

DISEÑO & CONSTRUCCIÓNESTUDIOS DE INGENIERÍA

MODELO GEOLÓGICO LITOLOGÍA-ALTERACIÓN

MODELO ESTRUCTURAS MAYORES

FABRICA

RESISTENCIA DISCONTINUIDADES

RESISTENCIA ROCA INTACTA

70% SUPERFICIE EXPUESTA CELL MAPPING

CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD

DEBEN ATENDER• Seguridad• Aspectos legales

y ambientales• Negocio

BASARSE EN• Nivel de Riesgo

Aceptable• Etapas de ingeniería• Calidad de información• Capacidad predictiva

ESTABLECER INDICADORES CUANTITATIVOS• Factor de Seguridad• Probabilidad de Falla• Ancho mínimo de berma• Factores de Sismicidad• Recuperación Minera

III

II

I

IV

III

II

V

IV

III

POTE

NC

IAL

DE

OC

UR

REN

CIA

BA

JOM

EDIO

ALTO

BAJO MEDIO ALTO

NIVEL DE IMPACTO

MODELAMIENTO NUMERICOI: Análisis cinemático y equilibrio límite

II: Métodos Numéricos, Continuos y Discontinuos

III: Métodos Numéricos Híbridos (propagación de fracturas)

Fallamiento traslacional/rotacionalsimple

Fallamiento traslacional/rotacionalcomplejo

Fallamiento traslacional/rotacionalmúltiple

Deslizamiento como bloque rígido o superficie única de

fallamiento rotacional.

Fallamiento escalonado asociado con rotura de

material rocoso

Cizalle con dilatación local y propagación de fracturas.

Reducción de la resistencia del macizo rocoso,

Ruptura de asperitas, fallamiento progresivo

Ruptura de asperitas,

fallamiento progresivo, ruptura de

puentes de roca

Ruptura de puentes de roca, perdida

progresiva de resistencia al corte,

cizalle entre bloques

Incremento en la complejidad del mecanismo de inestabilidad

Tipo de fallamiento

Características

Mecanismo de daño

MONITOREO RADAR

MONITOREO PRISMAS

Gráfico de Tendencias

Isocurvas

ARIS- G es un software que permite administrar y visualizar información geotécnica en forma gráfica, con una serie de funcionalidades para tener un diagnóstico en línea del comportamiento de cualquier infraestructura minera o civil como taludes, botaderos, represas y otras.

En una primera etapa, ARIS- G está desarrollado para monitoreo topográfico, a través del seguimiento de prismas y en una etapa futura, se le incorporará cualquier tipo de instrumentación.

FIBRA OPTICA TUNELES

SISTEMA DE GESTION SICT

Conciliación TopográficaAnálisis Estadístico

Evaluación talud

El Sistema Integrado para el Control de Taludes (SICT) es una herramienta de gestión que integra y correlaciona la información generada en los procesos involucrados en el diseño y construcción de los taludes de mina a cielo abierto tales como Geología, Ingeniería Geotécnica, Planificación Minera, Perforación, Tronadura y Operación Minera (Carguío y Transporte).

Mediante métricas y estadísticas simples, el SICT permite evaluar en forma objetiva la calidad de la construcción de los taludes a través del seguimiento de los atributos relevantes en el proceso de construcción.

El análisis de la información entregada por el SICT permite detectar las desviaciones al diseño y las oportunidades de mejora en forma temprana.

FIN

GEOTECNIA FORMA PARTE INTEGRAL DEL PROCESO MINERO Y HOY EN DÍA REPRESENTA UN PILAR

FUNDAMENTAL PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE DE LOS PROYECTOS