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Aspectos geotécnicos y desarrollo tecnológico en el control de la explosión de rocas en el desarrollo de Túneles. Divisi...

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Aspectos geotécnicos y desarrollo tecnológico en el control de la explosión de rocas en el desarrollo de Túneles. División El Teniente, Codelco, Chile. Copyrights© 2017 CODELCO-CHILE. Todos los Derechos Reservados. | Copyrights© 2017 by CODELCO-CHILE. All Rights Reserved (AMJ).

Dirección Geomecánica Divisional Eduardo Rojas V. Abril 2017

CONTENIDOS



CONTEXTO •

El Teniente



Geología y emplazamientos



Accidentabilidad en la minería en Chile



Frecuencia de Estallidos de rocas en el Teniente



Aplicación de nuevos conceptos



ESTALLIDO DE ROCA ¿QUÉ ES?



MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN •

Disipación de energía



Caracterización estática y dinámica de los sistemas de fortificación



Fortificación mecanizada de desarrollos y de frentes de avance



RESULTADOS •

Resumen de incorporación de nuevos elementos en el tiempo



Resumen de ranking de sistemas



Disposición de sistemas según energía en la mina.



Reflexiones

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CONTEXTO

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CONTEXTO

 La mayor mina de cobre subterránea en el

mundo, en operación desde 1905 (112 años en operación)  34 años de explotación en roca dura

(primaria)  22 Mt de producción de cobre.  Mas de 110 millones de toneladas de cobre en

recursos geológicos y 36 millones toneladas en reservas de mineral.

de

 Tasa de producción actual, 140 ktpd.

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CONTEXTO

Bloque II

Bloque I

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CONTEXTO

Accidentabilidad de la minería en Chile

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CONTEXTO

Lecciones aprendidas en la explotación de rocas duras Frecuencia de Estallidos de Rocas

Tasa de Estallidos de Rx (N°/Mt 1° Rx)

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CONTEXTO

Hundimiento Convencional con FH

Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a 2015

Hidrofracturamiento

125

60

50

Control de la Geometría de la Cavidad

100

75

40

30 50 20

25

10

0

• Durante lo últimos años hemos generado un aprendizaje Aplicando nuevos conceptos: Producción Primario

• • • •

Pilar Norte

Ten-3 Isla Martillo

Isla LHD

Esmeralda

Hidrofracturamiento Mejoras en los métodos de explotación. Reglas del caving (Cave Back) Mejoras en los sistemas de fortificación.

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Ten Sub-6

Ten-4 Sur

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

1985

1984

1983

0

1982

KTPD

70

# Estallidos de Rocas

150

ESTALLIDO DE ROCAS

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ESTALLIDO DE ROCAS

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ADMINISTRACION DEL RIESGO

Un evento sísmico corresponde a una ruptura brusca del macizo rocoso, caracterizado por una liberación de energía . Se busca reducir el riesgo de tres formas: evitando eventos sísmicos de alta magnitud (las fuentes), reduciendo el nivel de daños esperado y reduciendo el nivel de exposición del personal.

Minería Caving Reducir Magnitud Eventos Esperados

-

- Destresing - Disminuir largo de disparo - Fracturamiento Hidráulico (prueba industrial)

Soporte y Sistema de refuerzo diseñado para disipar energía

Control de Daños Control de la Exposición

Fracturamiento Hidráulico Control de Minería Tasas de Extracción y Hundimiento Secuencia de Explotación Tronadura de menor tamaño

Túneles

-

Zona de Transición Criterio de aislación Criterio de re ingreso de polvorazos Equipos remotos

- Criterio de re entrada - Criterio de aislación - Equipos mecanizados 11

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MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN

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MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN

Como aumentamos la capacidad de disipar energía en los sistemas de fortificación? • Determinar características estáticas y dinámicas de los elementos y de los sistemas de fortificación.

• Desarrollar sistemas que integren capacidad de retención y de refuerzo. • Vida útil de los elementos (reducción de su capacidad).

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MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN

Asegurar el comportamiento de la fortificación como un “sistema” que satisfaga la ecuación

CAPACIDAD Energía Instalada = F. S. x DEMANDA Energía

Sistema de Fortificación

Falla del macizo rocoso

Revisión y evaluación de las alternativas disponibles para los sistemas de fortificación

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MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Caracterización de elementos evaluado bajo las mismas condiciones de borde (Estáticos / Dinámicos / corrosión) 70 Helicoidal A440-280H 22mm

60

Helicoidal A440-280H 25 mm Helicoidal A630-420H 22mm

50 Energy (KJ)

Durabar

40

Dynatork Garford

30

Jenmar Bolt

D-Bolt

20

Roofex Bolt

10

cable DET 15.6 mm Malla 10006 (media)

0

0

100

200

300

400

Displacement(mm)

500

600

Malla G65 4 Malla G80 4

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MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Caracterización de elementos evaluado bajo las mismas condiciones de borde (Estáticos / Dinámicos / corrosión) 70 Helicoidal A440-280H 22mm

60

Helicoidal A440-280H 25 mm Helicoidal A630-420H 22mm

50 Energy (KJ)

Durabar

40

Dynatork Garford

30

Jenmar Bolt

D-Bolt

20

Roofex Bolt

10

cable DET 15.6 mm Malla 10006 (media)

0

0

100

200

300

400

Displacement(mm)

500

600

Malla G65 4 Malla G80 4

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MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Evaluaciones dinámicos a sistemas de fortificación

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MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación Fortificación mecanizada de frentes

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MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación 2001

Sin fortificación en la frente

Nada

2016

Refuerzo en la frente. Uso de split set

Split set

Refuerzo + retención

Split set + malla polietileno

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Splitset + malla electrosoldada + jumbo malla bizcocho 19

MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN

Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación Fortificación mecanizada en túneles de mayor complejidad

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150

PERNOS L Planchuela Shotcrete Malla electrosoldada 2 Kj/m2

125

60 Mallas romboidales >12 Kj/m2 50

Sistema Pernos 25 mm

100

Split Set en la frente

Malla bizcocho 5 Kj/m2

75

40 Diseños con 2° malla sin Shotcrete NNM

Sh rain (malla adicional)

Cables 50

30

Reducción espesor Sh sobre la malla

25

20

Malla en la 10 frente

Producción Primario

Pilar Norte

Ten-3 Isla Martillo

Isla LHD

Esmeralda

Ten Sub-6

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

0

1985

1983

1984

22

0 1982

KTPD

70

Fortificación en 2 capas Mallas

Resumen de mejoras en el tiempo

Ten-4 Sur 22

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# Estallidos de Rocas

RESULTADOS

Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a 2015

150

70

125

RESULTADOS

energética Estallidos de Rocas v/sCapacidad Producción años 1982 a 2015

60

50

20

10

60 Mallas romboidales >12 Kj/m2

Ten-3 Isla Martillo

Isla LHD

Esmeralda

Ten Sub-6

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

0

1994

1993

1992

1990

Pilar Norte

30

Ten-4 Sur

50

Sistema Pernos 25 mm

100

Split Set en la frente

Malla bizcocho 5 Kj/m2

75

40 Diseños con 2° malla sin Shotcrete NNM

Sh rain (malla adicional)

Cables 50

30

Reducción espesor Sh sobre la malla

25

20

Malla en la 10 frente

Producción Primario

Pilar Norte

Ten-3 Isla Martillo

Isla LHD

Esmeralda

Ten Sub-6

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

0

1985

1983

1982

1984

23

0

Ten-4 Sur 23

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# Estallidos de Rocas

Producción Primario

1989

1985

1984

1983

1982

0

1988

125

Planchuela Shotcrete Malla electrosoldada 2 Kj/m2 1987

25

Resumen de mejoras en el tiempo

2007

PERNOS L

1991

50

KTPD

70

Fortificación en 2 capas Mallas

Kj/m2

150

1986

KTPD

40 75

# Estallidos de Rocas

100

RESULTADOS 69,5 kJ/m2

RENO DACITA

SUAPI - PIPA

SNV EXTRACCIÓN

39,9 kJ/m2

27,0 kJ/m2

ESMERALDA 39,1 kJ/m2

71,7 kJ/m2

B1

TIPO D

62,8 kJ/m2

25,8 kJ/m2 TIPO A

40,9 kJ/m2

TIPO C

DIABLO REGIMIENTO 29,2 kJ/m2

TIPO B Copyrights© 2017 CODELCO-CHILE. Todos los Derechos Reservados. | Copyrights© 2017 by CODELCO-CHILE. All Rights Reserved .

B2

BLOQUES 42,9 kJ/m2

RESULTADOS

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REFLEXIONES



Es importante y necesario tener una completa caracterización de los elementos y/o sistemas de soporte de acuerdo a su condición particular de uso.



Las planchuelas, tuercas y mallas deben asegurar traspasar la carga a las anclajes (barras) de forma de asegurar su capacidad de diseño.



Implementar un sistema de control de calidad de los sistemas de soporte.



Estandarizar los diseños de soporte en base a las condiciones geotécnicas y mineras.



Continuar con el desarrollo de nuevos elementos y tecnologías que incrementen la disipación de energía.



Mejorar el entendimiento de los mecanismos de generación de daños y los mecanismos de liberación de energía asociado a un evento sísmico. 26

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AGRADECIMIENTOS

GRACIAS!!

27 Copyrights© 2017 CODELCO-CHILE. Todos los Derechos Reservados. | Copyrights© 2017 by CODELCO-CHILE. All Rights Reserved .