DOCENTE: Mgr. Ing. Víctor Ponce Estrada ALUMNOS: -Luis Ángel Villanueva Zeballos -Sara Yenifer Ayma Mamani -Joan Robert Arpita Chura -Zenón Ramos Santos.

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1 DOCENTE: Mgr. Ing. Víctor Ponce Estrada ALUMNOS: -Luis Ángel Villanueva Zeballos -Sara Yenifer Ayma Mamani -Joan Robert Arpita Chura -Zenón Ramos Santos MECÁNICA DE ROCAS ESPECIAL

2 INTRODUCCION OBJETIVOS CONCEPTO DISEÑO DE EXCAVACIONES DIFERENTES EXCAVACIONES SUBTERRANEAS TIPOS DE ROTURA EN MACIZOS ROCOSOS GEOMECANICA SOSTENIMIENTO CONCLUSIONES

3 Dentro de los desafíos más importantes que enfrenta la industria minera en la actualidad, se destaca la importancia de la seguridad y de resguardar la integridad física de los trabajadores, además de instalaciones y equipos. Haciendo necesario establecer metodologías que permitan mejorar aspectos de diseño y estabilidad en excavaciones subterráneas. Estas operaciones se realizaban al comienzo en forma artesanal y se les conocía con el nombre de socavones y tenían una mínima sección, ahora se han desarrollado con las nuevas técnicas y son partes fundamentales y necesarios de la actividad minera subterránea. El tamaño y la profundidad del yacimiento y el método de explotación decide el método y el equipo de Perforación y Voladura. Las excavaciones pueden ser temporales o a largo plazo. De acuerdo a la necesidad de la extracción del mineral, ya sea la excavación subterráneo o cielo abierto. Los niveles de extracción se debe mantener siempre en buenas condiciones de ventilación, de iluminación, de drenaje, de tránsito, de señalización, de comunicación y de seguridad. No debe tener ningún obstáculo.

4 Identificar los alcances de los métodos actuales de diseño de soporte en excavaciones subterráneas con entrada de personal, estableciendo las características de los elementos de estabilización usados. Desarrollar los diferentes tipos de diseño de estabilidad en una excavación subterránea y explicar sobre los aspectos generales y el diseño en ingeniería. Realizar excavaciones para construir con diversas finalidades para dar paso a una vías férreas, carreteras, minas, acueductos, etc. A través de una montaña, con el fin de evitar grandes rodeos o declives fuertes, para explotar un yacimiento, conducir agua, realizar desviaciones de aguas de un rio, construcciones de metros, alojar tuberías de electricidad, agua, gas, teléfono, etc.

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7 El diseño de una excavación subterránea, que es una estructura de gran complejidad, es la medida para el diseño de los sistemas de fortificación (sostenimiento). El diseño de sostenimiento de una excavación subterránea es un campo especializado, el procedimiento de diseño para el sostenimiento de terrenos por lo tanto tiene que ser adaptado a cada situación o yacimiento.

8 El propósito principal de cualquier diseño de excavación subterránea debe utilizar la roca misma como material estructural principal, provocando la menor perturbación posible durante el proceso de excavación y añadiendo el mínimo posible de ademe metálico o de concreto.

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10 A.Minas con excavaciones temporales. B.Chimeneas o piques verticales. C.Túneles de conducción de agua para proyectos hidroeléctricos y de irrigación, túneles de exploración, accesos permanentes para desarrollos mineros, galerías y cortes parciales en grandes excavaciones. D.Túneles para obras viales (carreteras, ferrocarriles, viaductos), túneles de acceso a casa de máquinas en proyectos hidroeléctricos, pozos de oscilación, plantas de tratamiento de agua. E.Casas de máquinas subterráneas, refugios de defensa civil, almacenes subterráneos, ferrocarriles subterráneos en áreas metropolitanas. F.Estaciones de trenes, fábricas subterráneas, instalaciones deportivas y públicas. Categoría de excavaciones subterráneas según Barton, Liend y Lunde.

11 Variación del Factor de seguridad en relación con los fines de la Excavación. A.Minas con excavaciones temporales. B.Chimeneas o piques verticales. C.Túneles de conducción de agua para proyectos hidroeléctricos y de irrigación, túneles de exploración, accesos permanentes para desarrollos mineros, galerías y cortes parciales en grandes excavaciones. D.Túneles para obras viales (carreteras, ferrocarriles, viaductos), túneles de acceso a casa de máquinas en proyectos hidroeléctricos, pozos de oscilación, plantas de tratamiento de agua. E.Casas de máquinas subterráneas, refugios de defensa civil, almacenes subterráneos, ferrocarriles subterráneos en áreas metropolitanas. F.Estaciones de trenes, fábricas subterráneas, instalaciones deportivas y públicas.

12 Costo del ademe en relación con la categoría de excavación. Es evidente que las necesidades de estabilidad aumentan desde la categoría A hasta la F. En condiciones geológicas iguales, el costo del ademe (que incluye las exploraciones geológicas, su diseño y su instalación), estará en relación con la categoría de excavación, como lo muestra el diagrama.

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14 Cuadro de los tipos de rotura en diferentes macizos rocosos bajo diferentes niveles de tensión. Hoek et al.(1995) Hoek y Brown resumen las causas que pueden originar la inestabilidad en cuatro: 1.tensiones excesivas (de campo o inducidas) 2.geología desfavorable 3.flujos de agua grandes 4.alteraciones desfavorables (hinchamiento y desmoronamiento)

15 La inestabilidad debida a esfuerzos exagerados en la roca también se relaciona con roca dura y puede ocurrir en minas a gran profundidad o cuando se hacen excavaciones muy grandes a escasa profundidad. El cambio en la forma de la excavación y la reubicación de la misma son muy útiles para sobrellevar estos problemas pero también puede necesitarse ademe. 1. Tensiones excesivas (de campo o inducidas)

16 La inestabilidad ocasionada por una geología estructural adversa suele ocurrir en rocas duras que tienen fallas y fracturas y donde varias series de discontinuidades tienen una fuerte inclinación. La estabilidad puede a veces mejorarse con la relocalización o reorientación de las excavaciones pero casi siempre se necesitan también refuerzos bastante importantes como por ejemplo anclas, dovelas y cables, los cuales son muy efectivos para su soporte a esta clase de macizos rocosos.

17 La inestabilidad debida a presiones o flujo excesivo de aguas subterráneas puede presentarse en cualquier macizo rocoso. Desviar el flujo de agua con concreto y reducir su presión por medio de drenes son generalmente los remedios mas eficaces. 3. Flujos de agua grandes

18 4. Alteraciones desfavorables (hinchamiento y desmoronamiento) La inestabilidad debida a la meteorización y/o expansiones, generalmente se relaciona con una roca más bien mala pero también puede presentarse en grietas aisladas dentro de una roca sana. El remedio más eficaz que se aplicara en tal caso es el de proteger la superficie recosa de cambios importantes de humedad.

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20 Índice Q. Índice RQD Índice RMR. Índice GSI. Índice MRMR.

21 Índice Q.

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24 EJEMPLO:

25 SOLUCIÓN:

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42 Índice RQD

43 Índice RMR.

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45 Para obtener el Índice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente:

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49 2 DO PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. CALCULO DE R.Q.D. El R.Q.D. se calcula como se indica al inicio de esta guía, cuando se tiene el valor, se debe buscar el índice para el calculo del RMR, y para ello se utiliza el siguiente grafico:

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52 4to PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. NATURALEZA DE LAS JUNTAS.

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55 5 to PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. SEGÚN LA PRESENCIA DEL AGUA. Para calcular el RMR según la presencia del agua se toma como referencia la tabla que a continuación se especifica.

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62 El bulonaje es una técnica de sostenimiento que, en esencia consiste en anclar en el interior de las rocas una barra de material resistente que aporta una resistencia a tracción y confinando el macizo rocoso permite aprovechar las características resistentes propias de la roca facilitando así su sostenimiento.

63 El concepto de anclaje de bloques se deriva directamente del planteamiento inicial del bulonaje y se basa en que cada bulón debe de esta anclado a lo largo de una longitud suficiente para agotar la carga axial que la barra

64 Sistema De Anclaje Tradicionalmente los bulones sean clasificados en función de que su anclaje del terreno se materializara en un extremo, anclaje puntual o a lo largo de toda la barra del bulón, anclaje repartido.

65 Los bulones tipo Split set están constituidos por un tubo, de 2,3mm de espesor, que tiene una ranura longitudinal y un diámetro superior al del taladro en el que va ser anclado, tal como se ilustra en la figura.

66 Se trata de tipo de malla que se utiliza para cercas y consiste en un tejido de alambre. El alambre puede ser galvanizado para protegerlo de la corrosión, y por la misma forma de tejerse es bastante flexible y resistente

67 La malla soldada es la que se utiliza para reforzar el concreto lanzado y consiste en una cuadricula de alambres de acero que están soldados en sus puntos de intersección. Una malla soldada típica para usarse en excavaciones, tiene alambres de 4.2 mm colocados en cuadros de 100 mm (se llama malla de 100*100*4.2) y se entrega en secciones que pueden ser manejadas por uno o dos hombres.

68 Son infraestructura de sostenimiento que tiene por objeto aumentar la competencia de la roca alrededor de una excavación se caracteriza fundamentalmente porque amarra entre sí estratos Incompetentes para formar una viga monolítica, evitan el deslizamiento de planchones o bancos que se encuentran fracturados en el techo de un Tajeo y suspenden a las capas débiles de las más resistentes que se hallan encima.competenciabancos

69 Sostenimiento con Shotcrete en una mina subterránea mecanizada. De todos los elementos que componen el sostenimiento en el ciclo de minado de la mina subterránea, uno de los más importantes y costosos es el concreto lanzado o también llamado Shotcrete.

70  Es necesario seguir trabajando para explorar la caracterización del macizo rocoso y sus modelos de comportamiento, y también para cuestiones específicas del método de convergencia ‐ confinamiento como la inclusión del sostenimiento en el cálculo de las curvas de convergencia del terreno y una representación más correcta de los perfiles de deformación longitudinal y de las curvas características del sostenimiento, con el fin de poder aplicar de forma fiable el método de convergencia ‐ confinamiento a macizos rocosos.  Para la realización del diseño y análisis de la estabilidad de obras en macizos rocosos es necesario conocer las características de deformación y resistencia de los mismos. La metodología de estimación de los parámetros resistentes de los macizos rocosos, es amplia y generalmente aceptada y ha sido aplicada a un buen número de proyectos a lo largo y ancho del mundo. Sin embargo, esta metodología sólo contempla el comportamiento del macizo rocoso hasta alcanzar el nivel de rotura.