Conceptos Clave en Geomecánica: Propiedades de Rocas y Estabilidad de Excavaciones Mineras

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Conceptos Fundamentales en Geomecánica y Minería

Métodos de Explotación y Estructuras Geológicas

  • Sub-level stoping: Método de explotación subterránea que deja caserones y es autosoportado.
  • Falla: Estructura geológica que no contiene mineral y presenta movimiento relativo entre sus bloques.
  • Veta: Estructura geológica que sí contiene mineral.
  • Diaclasa: Fractura en la roca sin movimiento relativo entre sus bloques.

Variables en Proyectos Mineros

  • Variables incontrolables: Paridad cambiaria, ley del mineral, precio del cobre.
  • Variables controlables: Costos de operación, producción.

Formaciones y Procesos Geológicos

  • Estratos: Capas de roca que se asocian a rocas sedimentarias.
  • Litificación: Fenómeno en el que la roca sedimentaria se endurece y se forman estratos visibles.
  • Plegamiento: Deformación de las rocas que forma estructuras como anticlinales y sinclinales.
  • Tipos de Fallas: Normal, inversa, de rumbo.

Orientación y Características de Discontinuidades

  • Orientación de estructuras: Se describe mediante el rumbo y la dirección (manteo o buzamiento).
  • Espaciamiento: Distancia entre discontinuidades. A mayor espaciamiento, mayor es la competencia de la roca. Se mide de forma perpendicular entre las dos caras.
  • Persistencia: Extensión de una discontinuidad. A mayor persistencia, menor competencia de la roca.
  • Rugosidad: Irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Ejemplo: Andesita.
  • Apertura: Espacio entre las paredes de la fractura. A menor apertura, mayor competencia de la roca.
  • Relleno: Material al interior de la fractura. Ejemplos: Calcita (carbonato), cuarzo (silicato).
  • Filtraciones: Flujos naturales de agua a través de las discontinuidades (asociados al nivel freático).
  • Familia o sistema de fracturas: Conjunto de fracturas con orientación similar. A mayor número de familias, menor es la competencia de la roca.
  • Tamaño de bloques: Dimensiones de los bloques de roca delimitados por las discontinuidades. A menor tamaño de bloques, menor es la competencia.
  • Contacto litológico: Superficie de unión entre dos rocas diferentes.

Propiedades y Fenómenos Geomecánicos

  • Esponjamiento: Aumento de volumen de la roca una vez fracturada debido a la entrada de aire.
  • Radio hidráulico: Parámetro que contribuye al equilibrio y estabilidad del caserón.
  • RQD (Rock Quality Designation): Índice de calidad de la roca. Se consideran todas las muestras de testigo mayores o iguales a 10 cm, y el resultado es porcentual.

Explosivos y Tronadura

  • Deflagración: Quema rápida del explosivo sin alcanzar la velocidad de detonación, antes de la explosión.
  • Factor de carga: Relación entre la cantidad de explosivo y la roca a fragmentar (ej. kg de explosivo por retardo o gramos de explosivo por tonelada de roca fragmentada).
  • Onda sísmica: Onda generada al momento de la tronadura.
  • Onda de tracción: Onda que se produce al devolverse la onda sísmica.
  • Control del factor de carga: Es crucial para evitar el colapso de los caserones y optimizar la fragmentación.
  • Filamento: Componente utilizado para registrar y programar los tiempos de detonación, evitando explosiones por simpatía al cargar con desacople.
  • Carga de la columna por retardo: No debe ser mayor que el factor de carga establecido.

Muestreo y Condiciones del Macizo Rocoso

  • Probeta de laboratorio: Muestra de roca obtenida a partir de un testigo para ensayos.
  • Presencia de agua: Clasificación de las condiciones de humedad en el macizo rocoso: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada, agua a presión fuerte.

Verdadero o Falso: Conceptos Clave en Geomecánica

  1. Falso. Mientras mayor sea la persistencia de una fractura, menor será la competencia de la roca.

  2. Falso. Según la curva del gráfico, la roca se deforma de forma elástica y plástica.

  3. Verdadero. El efecto escala de la masa rocosa implica que, cuanto más cerca se esté del bloque, mejor se determinan las estructuras.

  4. Falso. La lutita es una roca sedimentaria que tiene un comportamiento elástico al quedar expuesta.

  5. Falso. El modelamiento para el diseño de excavaciones tiene tres fases: modelo geológico, modelo geomecánico y modelo matemático.

  6. Falso. El modelo geológico, entre sus variables, considera el volumen y las características litológicas, no los esfuerzos en el macizo rocoso.

  7. Falso. Para describir la orientación de las estructuras, se deben verificar el rumbo y el buzamiento, no las coordenadas UTM y la pendiente.

  8. Verdadero. La masa rocosa es la zona que se encuentra intacta al momento del levantamiento o estudio geomecánico.

  9. Verdadero. Las rocas metamórficas son fundamentalmente anisotrópicas; es decir, sus propiedades geomecánicas varían según la orientación.

  10. Falso. Con el martillo de geólogo, no se puede determinar el índice de dureza de la roca de forma precisa (solo una estimación cualitativa).

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