SISMICIDAD INDUCIDA CONTROL Y PREVENCIÓN EN MINA UCHUCCHACUADavid Regalado Palomino Cía. de Minas Buenaventura SAA [email protected] RESUMEN: El yacimiento de Uchucchacua está ubicado en la vertiente occidental de los Andes y pertenece al distrito y provincia de Oyón, en el departamento de Lima-Perú. En la última década la mina Uchucchacua ha experimentado un nivel creciente de sismicidad y por efecto de esto se incrementó el peligro sísmico con algunos eventos de estallidos de roca, con la presencia de un patrón estructural complejo de fallas que están siendo activadas por efecto del minado inducido; además las operaciones de explotación de nuestra mina se orienta cada vez al desarrollo de niveles más profundos (actualmente a mas de 1000m) y con propiedades mecánicas de macizo rocoso que nos indican susceptibilidad al estallido, y con el deseo de compartir nuestra experiencia con otros yacimientos similares presentamos este trabajo técnico cuyos objetivos son : Contribuir a mejorar el control de caída de rocas en yacimientos con ambientes rocosos elásticos y dinámicos propensos a estallidos de roca. Establecer Criterio de implementación de Riesgo Sísmico dentro de la evaluación geomecánica del diseño minero. Definir conceptual y explícitamente principales mecanismos de fallamiento asociados al fenómeno de estallidos de roca. La supervisión sísmica como una herramienta para confirmar los parámetros asumidos, usados para el diseño de mina y modelamiento numérico, para mejorar los planes de diseño, ordenar la secuencia de minado, y estrategias de soporte. Para cuantificar la exposición a sismicidad y control del riesgo sísmico. la SUMMARY: The site of Uchucchacua is located on the western slope of the Andes and belongs to the district and province of Oyón, in the department of Lima, Peru. In the last decade has seen the mine Uchucchacua an increased level of seismicity and the effect of this increased the seismic hazard events with some rockburst, with the presence of a complex structural pattern of failures that are being activated by the effect of mining induced, besides harvesting operations of our mine is increasingly oriented to the development of deeper levels (currently at more than 1000m) and mechanical properties of rock mass that indicate susceptibility to the outbreak, and the desire to share our experience with other similar deposit present this technical work and whose objective are: - Contribute to improving the control of rock falls on rocky sites with elastic and dynamic environments rockburst. - Establish criteria for implementation of Seismic Risk Assessment in mining geomechanics design. - Conceptual and explicitly define the main mechanisms of faulting associated with the phenomenon of rockbursts. - Seismic monitoring as a tool to confirm the assumed parameters, used for mine design and numerical modeling to improve the design plans, ordering the sequence of mining, and support strategies. - To quantify the exposure control seismicity and seismic risk. - Consider their contribution productivity and safety of mine. to efficiency, - - - - 1. INTRODUCCION En mina Uchucchacua en los dos últimos años nos muestra que la mayoría de la sismicidad se han producido por cuatro factores importantes por el Regalado, 1 de 12 - Considerar su contribución a la eficiencia, productividad y seguridad de la mina. A lo largo de los años los métodos de explotación que han estado en uso son Shinkage. Hoy día en Uchucchacua nosotros tenemos 30 cuerpos de explotación en los deferentes niveles y Regalado. Marmatita Minerales de Ganga Pirita. Fig.de Ag.2).NW-SE.Calcita. Rodocrosita. 2 de 12 . Argentita. asociadas a ellas se encuentran cuerpos de reemplazamiento irregulares y discontinuos. 3. corresponde al Distrito y Provincia de Oyón del Departamento de Lima. transporte de materiales y de personal. Uchucchacua es un depósito hidrotermal epigenético del tipo de relleno de fracturas (vetas).1 Características Petromineralógica Compuesto principalmente por dos litologías una es la caliza frágil de alta resistencia y mineral compuesto por mena Galena. GEOLOGIA DEL DEPÓSITO 2. Las principales geoestructuras son del sistema NESW y las tensiónales son del sistema EW. En algunos casos son sucesos de pequeñas a medianas y en algunos casos de gran magnitud estas se suceden después de algunos minutos. Proustita. Además los eventos sísmicos se dan de 10 a cientos de metros de las zonas de minado como resultados de la mayor exposición de los efectos de la actividad sísmica. La mineralización económica comercial es básicamente de Ag. Esfalerita. Alabandita.1 Ubicación Yacimiento de Plata Uchucchacua La mina se sitúa en la vertiente occidental de los andes. los altos esfuerzos. es la cuarta mina en producción mundial con 10 millones de onz. las cuales también fueron canales de circulación y emplazamiento metasomático de soluciones mineralizantes que finalmente formaron cuerpos de mineral.minado inducido. días o semanas de haberse llevado a cabo las voladuras de producción Jumasha (fig. 2) y son de variada magnitud. como subproducto se extrae Zn y Pb.3 Plegamientos La presencia de la tectónica andina en nuestro yacimiento metalífero ha creado sistemas de plegamientos principales donde el minado está expuesto a zonas susceptibles a la ocurrencia de los estallidos de rocas (ver fig. 2 Perfil formación calizas Jumasha (Jm) 2. 2. Plata Nativa. Fig. cámaras y pilares en los cuerpos irregulares de dimensiones diferentes y sub-niveles con taladros largos en los cuerpos regulares de dimensiones grandes. los sistemas de fallas sub-verticales que generan deslizamientos y rocas de alta resistencia compresiva. Esta mina usa dos Piques y dos Rampas principales de accesos a los cuerpos de producción mineral para el servicio del extracción.1 La génesis del yacimiento El yacimiento de Uchucchacua está relacionado a una estructura geológica principal de los andes centrales.Las rocas encontradas son de acidez intermedia. Las estructuras se emplazan en rocas calcáreas del cretáceo superior en la formación 2. corte y relleno ascendente. de las zonas de deslizamiento y también después de las voladuras de producción. Pirrotita en diferentes combinaciones formando una estructura rocosa dura y de alta resistencia compresiva. horas. MINADO DEL DEPÓSITO La actividad minera en Uchucchacua históricamente viene tratando mineral desde el año 1975 con más de 3 décadas de producción progresiva desde 350 Ton/día y en la actualidad 2010 con más de 3000 Ton/día. Pirargirita. Y presencia de altos esfuerzos.000 TM/mes. Cuando la profundidad aumenta.2 Las tensiones tectónicas se pueden dividir en dos grupos. por ejemplo (Herget 1988. especialmente en las profundidades bajas cuando la superficie de tierra no es horizontal. y z es la superficie subterránea de la profundidad. Hoy día la disminución de reservas en los niveles superiores llevó a nosotros a una planificación estratégica y aumento de reservas en los niveles más profundos como 3990 dónde el minado es por el sistema de corte y relleno predominantemente en cuerpos pequeños de 3 a 6 metros de ancho y por 30 a 40metros de longitud.1 Tensiones gravitacionales Las tensiones gravitacionales resultan del peso de la sobrecarga por área de unidad en un punto específico en la masa de la roca. sostenimiento y perforación en realces de Tajos de producción y en frentes de avance. g es la aceleración de la gravedad (9. Esto significa en la práctica que las heterogeneidades pueden causar disturbios (concentraciones de tensión) con un campo de tensión bastante grande y causar los rockbursts o problemas de inestabilidad durante la excavación caso Chacua. Fig.sectores diferenciados como minas Carmen.81 m/s2). 1997.25 en promedio.2 Tensiones tectónicas Eq.000TM .2 Donde ν está el cociente de Poisson.000TM . 3 de 12 . ref.fuerte concentración de fallas sub verticales y macizo rocoso de alta resistencia. σv. Una asunción muy común en Mecánica de rocas es que las tensiones principales son verticales y horizontales. El material nuestro se puede considerar elástico lineal e isotrópico y un estado unidimensional. ref.15 y 0.2 yd3 de capacidad.1) como Eq.2). y en los cuerpos de dimensiones grandes de 7 a 15 m de ancho por 40 a 80 metros de longitud con equipos Jumbo adaptados para las actividades de desatado . Socorro y Huantajalla.1 donde ρ está la densidad de la masa de la roca (kg/m3). véase la fig. El componente vertical de la tensión.Huantajalla producción de 15. con perforación manual (uso de jackleg y stopers) para el acarreo de mineral con scoops de 2.Socorro producción de 50. La distribución y la magnitud de tensiones horizontales son afectadas por variaciones de la geología total y la existencia de estructuras geológicas y de otros cuerpos de mineral heterogéneos.35 para el caso nuestro está entre 0. la tensión horizontal media es definida. Distinguir entre ellos puede ser difícil y no puede siempre estar de interés de un punto de Regalado. Si miramos un área muy rocosa que consiste en altos picos y los valles profundos caso chacua se encontrará que las tensiones principales son paralelas y normales a la superficie de tierra. Esto no es siempre verdad.Carmen producción de 25. se asume normalmente para ser una función de la profundidad y se puede definir como Eq. 3 Efecto de la topografía 4. ESTADO TENSIONAL EN MINA CHACUA 4. tensiones tectónicas activas y esfuerzos remanentes tectónicos (Amadei y Stephansson.3.1 Eq. Las áreas principales de producción en la mina de Uchucchacua son: . El componente horizontal debido a las cargas gravitacionales depende de las características de la masa de la roca. que puede variar entre 0. 4. siendo el sector Carmen el de mayor cobertura rocosa . el efecto de la topología rugosa se reduce y las tensiones principales reasumen las mismas orientaciones que habrían tenido si la superficie de terreno fuese horizontal. 4. Las fracturas se crean a menudo en este proceso y a veces se generan las ondas sísmicas.1 Respuesta de la roca a los cambios de la energía Cuando se quita la roca para crear una excavación la masa y restantes de la roca instalada por el esfuerzo es deformado. El análisis se basa en cambios de geometría entre la figura 5a y la figura 5b. Se observa los progresos de minado hacia arriba. También algunos criterios para analizar el potencial de rockburst se basa en la ley de la conservación de la energía. (Jeremic. la zona alrededor de ella en cuál se disturba el campo de tensión también crece. En el yacimiento de chacua. Cuando minamos el tajo se acerca a la excavación (y rellenado). Si las fuerzas de tensiones en el pilar se van acercando. Cuando cada rodaja se quita.vista de la ingeniería. Deformación del refuerzo. Cuando una mina crece como la nuestra. Para abreviar. las tensiones pueden volverse a su equilibrio inicial caso chacua. etc. Si una masa rocosa ha sido sujeto a cargas altas o a condiciones diferentes en el pasado. 1986.4). la consistencia de la roca cambia.3 Las tensiones residuales La tensión residual se define como “el estado de tensión que aún permanece en la masa rocosa después de originado el mecanismo (Hyett et al. es decir. 4.3). ref. empezando de un corte de fondo y procediendo hacia arriba. mientras la altura de alzamiento es de 40 a 60 m. 5. 4 Incremento del techo en un stope con minado ascendente progresivo Cuando el pilar del umbral ha fallado.4.5 Tensiones inducidas en la explotación minera Nuestra mina de chacua constituye diversas clases de excavaciones en un área grande. es rellenada dejando una plataforma activa para el próximo alzamiento en la mina chacua usamos el estándar de 5m de altura de corte. las reacciones al relleno. y se deja entonces un pilar de umbral. La disposición compleja y el tiempo la secuencia de minado dependiente puede hacerlo difícil de determinar las tensiones secundarias alrededor las aberturas y en la masa de la roca que rodea la mina. 4. 1988. Las tensiones del minado inducido son los resultados del sistema de explotación su interacción con los techos a excavar. Regalado. 4. 4 de 12 . los efectos de flujo de la mena. la carga del cuerpo mineralizado sobre y debajo de las etapas del Tajeo de explotación. ref. la disminución en el endurecimiento lleva a la redistribución de tensiones encima de y debajo del tajo. Cada alzamiento consiste en ocho a diez rodajas. EL METODO DE MINADO CUT AND FILL (CORTE Y RELLENO ASCENDENTE) Es un método que es utilizado en nuestra mina en cuerpos mineralizados irregulares. el estado actual de la tensión no se puede relacionar con las estructuras geológicas.. Las tensiones han cambiado muy probablemente por efecto de las tres etapas de fracturamiento sucedidos en nuestro yacimiento ya sea cerca ó más allá de acontecimientos tectónicos. Fig. 5. Analizar los cambios de la energía al hacer labores subterráneos es por lo tanto importante.ref. rendimiento de pilares. este método de corte-y-relleno la mena es cortada en alzamientos horizontales. el fallamiento ocurrirá en el propio pilar o en la roca de techo. el fracturamiento de la masa rocosa y la creación de ondas sísmicas requiere energía. por lo tanto el campo de tensión local puede ser extenso. Tensiones secundarias o tensiones inducidas Las tensiones secundarias (o las tensiones inducidas) son el resultado de la redistribución de las tensiones primarias debido a un disturbio. La situación de tensión del método de corte-yrelleno se describe en la fig. 1987. la mena permanece formando un pilar del umbral horizontal sujetado a tensiones muy altas.3). El disturbio puede ser causado por las acciones humanas (excavaciones caso chacua) (Herget. ref. el proceso es estable y no se da ninguna energía sísmica.1 condiciones por ejemplo de pilares o del resbalón a lo largo de una discontinuidad. de alto. La energía restante se refiere como energía lanzada (Wr). Se define la relación como energía cinética ó sísmica respecto a la energía lanzada (W k / Wr). Cuadro fig. Una tensión horizontal pre minado de 50 MPa fue utilizada. Esto significa que hay algunas otras fuentes de la energía que es lanzada. si esto se puede reducir la otra energía los componentes reducen correspondientemente.estado I a estado II y la asunción de una masa elástico linear de la roca. (Hedley 1992. eso significa que Wr = Um + Wk Eq. minado en diez cortes. aumentando así su energía de tensión almacenada (Uc). El orebody tenía 3 m de ancho y 30 m. Una rebanada de 1 m debe ser una buena aproximación de la explotación minera incremental. que significa menor energía que está disponible para el lanzamiento como energía sísmica (rockburst). La roca quitada también contiene la energía almacenada (Um). 1992. 5a estado I y 5b estado II Las tensiones que actuaban una vez quitado la roca esta transfieren energía a la masa circundante de la roca. . ref.6 demuestra cómo cambia la energía de los componentes para cada corte.5).5). 1992. Para las condiciones elásticos no hay alternativas. El cambio en energía potencial sísmica (Wt) para cada cortada es obtenido restando el cambio total de la energía potencial del corte anterior del actual corte. dando por resultado un cambio de la energía potencial (Wt). Mientras que se agranda la excavación la masa circundante de la roca se mueve hacia la abertura creada. Un estudio numérico de los componentes de la energía durante la explotación creciente. .6 Componentes de energía por corte durante el corte de un Tajeo vertical. Las ecuaciones usadas ´para el cálculo de Regalado. Algunas minas que incrementan la explotación minera en ejecución pueden experimentar rockburst como es el caso de mina chacua que va en aumento en explotación. Fig.5). 5 de 12 . en reducir el cambio de energía potencial por reducción de la convergencia volumétrica del tajeo en explotación. desde Hedley (1992) Como experimento. Si la explotación minera se hace en los pasos pequeños (infinitesimales). la rebanada más alta fue dividida en tres rebanadas de 1 m para comparar la eficacia sísmica entre una rebanada de 3 m y una rebanada de 1 m. El componente sísmico de la energía contribuye al daño causado por un rockburst. 1992. El aumento es lineal pues progresa la explotación minera hacia arriba el cociente W k / W r demuestra que 72 % de la energía lanzada total son energía sísmica.el cambio en energía potencial es la fuerza impulsora. y el equilibrio sería restaurado por descarga y la energía sísmica de proceso o la energía cinética (Wk) sería disipado (Hedley. y de ella absorbe la energía. ref. Si las excavaciones entonces aportan una cierta energía esta se absorbe al deformarse (Ws). La reducción en la altura de la rebanada conducirá a una disminución de la eficacia sísmica desde72 % a 59 % (Hedley. que no es eliminado la energía sísmica. Cuando más alto es el cociente más alto es el potencial de rockburst. ref. La suma de estos términos representa la energía formada como resultado de la ampliación esta energía debe ser disipado (Hedley. y es energía sísmica que es registrada por los sistemas sísmicos como el caso chacua. quizás debido al fracturamiento inelástico de las Fig. La ley de la conservación de la energía. pero sigue siendo lejos una eficacia sísmica cero. Si la roca fuera quitada instantáneamente ésta causaría vibraciones en la masa de la roca. La energía que tiene que ser lanzada es la suma de energía almacenada en la roca quitada (Um) y la energía cinética (Wk). es decir. La eficacia sísmica es un cociente usado para describir el potencial de rockburst.el soporte (relleno) caso mina chacua es favorable de dos maneras.5) estudió un stope sin soporte en un orebody vertical. 7). y son un resultado directo de la redistribución de la tensión alrededor de la excavación. Si la roca es cercana a la excavación en conexión a la falla no pasa a través de la roca intacta. Estos tipos de acontecimientos no pueden ocurrir si no hay abertura (Ortlepp. desde entonces la cantidad de energía que lance es bastante pequeña. Los trozos de roca que se proyectan son generalmente finos con los bordes agudos (ver fig. 1994.8). La repentina pérdida de apoyo a partir de un pilar hace que las tensiones sean redistribuidas a los pilares próximos.7 Tajo 150 Alison B . explosión de la tensión.Las explosiones de tensión puede ser una forma de fallamiento local de la masa rocosa.8). Varios tipos de fallas pertenecen a esta categoría.8 Mw) 6.5).0 a + 0. que pueden conducir al derrumbamiento de esa área que se mina.Estallido de Pilar La explosión del pilar es un término usado para las fallas violentas del pilar. estos asociados directamente con stopes (tajos en producción) y asociados al movimiento con discontinuidades (fallas) geológicas importantes (Gibowicz y Kijko. explosión del pilar y explosión de la cara. por lo tanto las discontinuidades geológicas preexistentes no son requeridos para ocurrir una presicipitación . en los cuales puede fallar violentamente dependiendo de cómo están tan cercanos a la falla. Una tensión estallada causa generalmente daño relativamente limitado. Un acontecimiento sísmico es el lanzamiento repentino del potencial de Energía almacenada en la roca. y es también un resultado de la tensión local de redistribución. primero resumiremos los diversos términos usados por autores (Cocinero. ref. Ortlepp y Stacey. la localización del daño y la localización del lanzamiento de la energía son uno e iguales. El daño que resulta de una explosión del pilar puede ser severo dependiendo de localizaciones del pilar fallado y el estado de rodear pilares y la roca (verfig.6) parecen coincidir en las definiciones básicas de los términos acontecimiento sísmico y rockburst.7). Un rockburst es definido como acontecimiento sísmico por (minadoinducido) que causa daño a las aberturas en el macizo rocoso. La energía lanzada entonces se irradia como ondas sísmicas. La cantidad de la energía lanzada por una explosión del pilar es mucho más grande que de un estallido de tensión. Este fallamiento causa lajamiento y astillamiento (spalling) en el contorno de la superficie rocosa. La característica de este tipo de acontecimiento es que el daño y la falla coinciden. Regalado. A.los componentes de energía pueden estar fundadas en (Hedley 1992. sino por el contrario causa finas láminas de roca próxima a la superficie. los tres más comunes son descritos aquí. MECANISMOS QUE CAUSAN ROCKBURST Los diversos mecanismos que causan rockbursts en mina Uchucchacua. 1994. ref. 1983. Pueden resultar un efecto dominó de las fallas del pilar. De allí nuestra sismicidad es de mediana a baja intensidad (. ref. Allí son dos tipos generales de acontecimientos sísmicos. 1976. 6 de 12 . Fig. Estallido de tensión El término se utiliza para describir un acontecimiento de falla violenta donde los pedazos relativamente pequeños de la roca son expulsados del contorno de una excavación. Salomón. de tal forma que la irradiación de la onda sísmica puede causar daño en otras áreas por ejemplo sacudida a lo largo de roca floja.1. ref. En el caso nuestro las rebanadas en cuerpos mineralizados no superan los 5 m en cada corte.1 Acontecimientos sísmicos asociados a Tajos en producción en Chacua Estos tipos de acontecimientos ocurren en las cercanías de las excavaciones. Es decir. 1997. 6. Son más probables a ocurrir donde está la tensión lo más alta posible. Estallido de un frente La explosión de un frente es una forma de explosión de la tensión que es causada por la acumulación de la energía de tensión en masa de la roca fracturada delante del frente.3 Clasificación/categorización de rockbursts A.10): . Las actividades que minan pueden influenciar en las fallas de dos maneras. Según estos autores los estallidos de tensión son la causa de un daño limitado y localizado. 6. Rotura de Corte C. El otro es con el minado aumenta la fuerza de corte a lo largo de la falla. de modo que ocurra el resbalón. que da lugar a una falla de la cual pueda ser seguido por la proyección de roca. ref. Requiere un estado tensional triaxial y ocurre cuando las tensiones compresivas delante de un frente que se mina exceden la fuerza de corte de la roca. 1997.proyección de los bloques definidos por los empalmes existentes . que ocurre repentinamente y causa radiación de ondas sísmicas y daño a las excavaciones próximas. Esto nos está conduciendo a la reactivación de fallas en el área o a la formación violenta de fracturas nuevas en la roca intacta.una tensión extensible cerca del límite de la abertura. B. El daño a las excavaciones son causadas por la energía que se lanza cuando ocurre el resbalón. (Ver fig. Resbalón de Falla El resbalón de falla es el término usado para describir el deslizamiento de una estructura geológica. y .Fig. que da lugar a una falla extensible y proyección de la roca fallada.9 Ventana 064 Tajo Rosario 6. que conduce a la resistencia del esfuerzo de corte reducida a lo largo de la falla. los terremotos.8 Tajo 150 falla Rubí A.9). los rockbursts.2 Acontecimientos sísmicos asociados a discontinuidades geológicas Estos acontecimientos sísmicos que se están dando en nuestra mina Uchucchacua son también un resultado de la redistribución de la tensión de minado. El tipo más común de acontecimiento sísmico grande es el deslizamiento de una falla. Cantidad de roca desplazada y su magnitud Clasificación de rockbursts según la cantidad de roca que desplazan y su magnitud o la amplitud máxima en una grabación del sismógrafo es utilizada por nuestro sistema de supervisión sismica (Scott 1990 y Scott et al. mientras que estallidos de compresión y de resbalón Regalado.una tensión de compresión grande. Mientras que la mina crece. Estos autores definen un acontecimiento sísmico como llegada marcada por una fase de cambio de amplitud en un registro sísmico. 7 de 12 Fig. La ruptura de corte es una falla de corte a través de la roca intacta. Su definición de acontecimientos sísmicos incluye los acontecimientos. pero en más grande escala. El primer es que al minar en el área reduce la fuerza que afianza la unión a través de la falla. un área más grande alrededor de ella es afectada por la redistribución de la tensión. La energía lanzada se irradia como onda sísmica.9) Fig. el tipo de daño causado por la ruptura de corte es igual que un acontecimiento del tipo resbalón de falla. Otro requisito es que la masa de la roca tiene que estar libre de empalmes.10 Evento de estallido de roca Tajo 225 Falla Rita . y cuando la onda golpea causa una abertura en la roca (ver fig. y todos los eventos microsísmicos pueden causar daño a aberturas en roca. Las explosiones del frente son acompañadas por la proyección violenta de material del frente en el área excavada. accesos a tajeos. Rosita con buzamientos sub vertical que contribuye a los deslizamientos y concentración de esfuerzos por el minado inducido.50m de sección).70m (Tramo de macizo rocoso que fue roto ocasionando el evento donde la falla principal Rosa de buzamiento sub vertical (75°) tubo un deslizamiento horizontal.1 Caso Chacua: evento sísmico detectado por nuestro sistema de supervisión sísmica con resultados de Magnitud Richter (ML) +1.0 Mw Fig. Se continuó con el relleno de los espacios abiertos dejados por los Tajos 250. Que fue lo que está ocasionando estos eventos: a) Presencia de sismicidad inducida producto de la explotación de los Tajos 836 (nivel 3985). 7. 2. b) Espacios abiertos de los tajos explotados Tajo 260. cuerpo Rosita de manera constante y fluida. de diámetro) 3.12 Mecanismo focal deslizamiento Horizontal falla Rosa. además por versiones de testigos sintiéndose en los diferentes niveles como fue en el Tajo 160 del nivel 4240 relacionado a la falla Rosa con chispeo de caída de trozos pequeños de roca y sonido fuerte . Fig.11 Hipocentro ML +1. y causando estallidos con proyección (proyección de fragmentos de rocas pequeñas) y lajamiento de la masa de roca circundante.5 de magnitud de Richter.pueden causar daño extenso a las excavaciones y a los tajos de explotación. 4. Características del Evento: Radio de ruptura (source radius) = 20. sostenimiento y perforación con malla + súper split set de 7 y 8 pies de 47 mm. tajos que se encuentran entre el nivel 4060 y 3990 de mina Carmen. Ventanas con secciones de tal manera que se pueda usar los Jumbos. 250 con taladros largos en proceso de rellenado.5 de Richter.2 con hipocentro en el nivel 4042. Los acontecimientos sísmicos. Tajos 250. percusión. b) Falla principal ROSA. 8 de 12 . Energía liberada del evento hipocentro = 2086 KJ (kilo joule). Rosemary. a 17. se clasifica como acontecimientos sísmicos grandes o rockbursts. La secuencia del ciclo de minado de los Tajos en esta zona sísmica Regalado. que desplaza más de 10 toneladas de roca en una abertura. (mínimo 3. Estos acontecimientos microsísmicos ocurren generalmente junto a galerías. cercano a los cuerpos Rosario. sin presentar daños personales ni perdidos en el proceso.5 y Magnitud Momento (Mw) + 1. El sostenimiento continuo con los Jumbos techo y paredes (desatado.Significa fuerte fracturamiento del macizo rocoso en el sector mencionado. Acontecimientos que exceden de 0. o tiene un pico de amplitud mayor de 30 milímetros en un sismógrafo. del Tajo 990. PREVENCIÓN Y CONTROL DE SISMICIDAD Ejemplo de un evento sísmico de alto potencial de riesgo. Se planificó los accesos Rampas. microsísmicos ó pequeños sismos se definen como acontecimientos que desplazan menos de 1 a 2 m3 de material en una abertura de la mina. tienen una magnitud menos de 0.80m de la falla principal ROSA y a 90m. ES/EP relación de energías de las ondas P (Sonido) y ondas S (de rotura) =48. Tajo 990 (nivel 4040). Tajo 836.21 AM del día 01 de Mayo 2009. o resultan ó están dentro de menos de 30 milímetros de desplazamiento (amplitud) en un sismógrafo. sintiéndose en superficie un temblor pequeño en las oficinas administrativas y en interior mina sintiéndose con mayor impacto de sonido y remesón con caída de pequeños trozos de rocas en forma de chispeo a través de las mallas de sostenimiento en los Tajos 990.5 Richter ó +1.50x 3. siendo las 10. Tajo 250 (nivel 4060). 260. 7. Medidas de control que se tomaron: 1. 9. Puesto que la sismicidad es un problema dinámico el refuerzo utilizado para la estabilización estática puede no ser suficiente. 5. El propósito de reforzar la masa rocosa es consolidarla y sostener para apoyarse. tal como shotcrete reforzado con malla. el refuerzo ayuda a controlar la masa de la roca y asegura así la fricción entre bloques y cohesión de la roca. Fig. de sostener y de retener el material flojo (Káiser et al. Los estándares de refuerzo se diferencian entre los países. 1995. de espesor mínimo sobre todo en las Rampas y accesos a estos tajos mencionados 6. y si esto no es suficiente. Incluso si la iniciación de la fractura no puede ser prevenida.10). ref.13 Uso de Jumbos en realce. La función de contención del refuerzo es necesaria por razones de seguridad. La primera alternativa es una voladura tan fuertemente como sea posible sin dañar la excavación demasiado caso usado en los Tajos de explotación en realce de nuestra mina. El propósito de los elementos que sostienen es asegurar los elementos de retención del sistema subterráneo Regalado. Allí están dos maneras de lograr esto de los destress.4060-4120). Crucero principal 4060 El shotcrete tiene dos funciones. El ablandar conducirá a la alteración de la respuesta mecánica de la masa rocosa de elástico-frágil a la deformación plástica. Fig14.. Sobre esto fue observado para reducir el potencial de la falla violenta.. Si el problema se localiza solamente a una porción de minado. conserva los materiales. La idea es ablandar una región tan densa y segura a una zona de micro rajaduras como sea posible. el destressing puede ser intentado para relajar las tensiones. REFUERZO CONCEPTOS BASICOS APLICADOS EN UCHUCCHACUA El refuerzo se utiliza en casi todas las minas subterráneas para estabilizar y asegurar las aberturas de la mina y la seguridad del personal.13. 1997. 1998. Sin embargo. relleno y otro en perforación y voladura. al. y profundidad.11). pero es también importante para condiciones de altos esfuerzos para prevenir la falla progresiva que conduce a un reacomodo de la masa de la roca.Allí están también los elementos de soporte que están debajo de grandes desplazamientos cambiando de duro a comportamiento dúctil. Las funciones principales del soporte es reforzar la masa de la roca para prevenir la falla. ref. dependiendo de diversas culturas y requisitos. es decir uno en limpieza.1 Funciones del refuerzo El refuerzo debe ser eficiente de poder soportar cargas dinámicas y estáticas altas. El pre acondicionado es utilizado en los destres inmediatos de la masa rocosa por el ajuste de una ráfaga dando por resultado tensiones de cargas ó sobrecargas que son transferidas a la roca adyacente no afectada cerca de la ráfaga pre acondicionado (Toper et al. otros problemas vienen a menudo de arriba. si no es el destressing suficiente para evitar enteramente que los rockbursts ocurran. Los elementos de retención pueden ser duros y fuertes (revestimiento con concreto lanzado) o suaves y rendidoras (mallas). cualquier dureza de la roca debe ser promovida a ser disminuida con el corte de superficies existentes de la fractura. ref.10). edad. Se continuó con mayor control y seguimiento de supervisión sísmica de esta zona. compañías y minas. pero como la mina crece de tamaño. y consolidar la masa rocosa previniendo el aflojamiento en la superficie. frentes y sostenimiento 9. ver fig.2 Usando Pre condicionado y el destressing El pre acondicionado es el método usado en nuestra mina. Uno de los problemas que se parece ocurrir con el aumento de profundidad es la sismicidad y rockburst. La mayoría de las minas comienzan probablemente reforzando para mantener las cuñas en su lugar. el cual hace uso del control de los explosivos delante de los frentes de minado y limita la cantidad de daño que resulta de estallido del frente "según lo definido por (Toper et. ver caso chacua ver fig. 7. el refuerzo tiene que ser utilizado para estabilizar alrededor de la excavación rocosa.. otro en sostenimiento. 9 de 12 .(Niveles 3990. El sostenimiento con malla + Split set continuo reforzado con shotcrete con fibra hibrida de 5cm.14. no coinciden al mismo tiempo voladuras. Diseño de fortificación. 1995. según Káiser et. (1995). Las funciones primarias de los elementos de soporte. Los pernos regulares pueden disipar 1– 5 kJ. ref. realizamos un análisis comparativo entre energía de absorción de los elementos de fortificación y la energía de deformación generada por un evento sísmico. Esto requiere un buen diseño de las conexiones entre los elementos.ref. pero cuando ocurren largos desplazamientos son probables que ocurran entre la cabeza y el anclaje. por ejemplo shotcrete y pernos. (1995). Los elementos que sostienen pueden ser pernos de alta resistencia anclados en la roca firme (pernos de cable rellenados). ref.11) resumieron un número de pruebas realizadas y formaron diseño de valores de carga.3 Sistemas de soporte Para tener un sistema de soporte eficiente es esencial que las características requeridas sean igual al daño anticipado del rockburst.11) resumió diversas características de elementos de soporte y sus funciones. Si es severo los daños del rockburst se pueden esperar en un área en que no se debe reforzar solamente la roca a sostenerlo a granel sino que sea también dúctil y que rinda. para dislocaciones de 50-100mm. frágil o dúctil. Aplicando medidas. Con el shotcrete. ref. cuando el problema del rockburst es pequeño.. como el aumento de rigidez del sistema minero de fortificación en zonas detectadas con potenciales riesgo de estallidos de roca como se muestra en los mapas de riesgo sísmico (ver fig. Un sistema de soporte se compone de elementos separados estos trabajan juntos para realizar reforzar. ver la tabla 7.11). se prefiere el soporte duro y fuerte para reforzar la roca para evitar el aflojamiento y debilitamiento cerca de la abertura.. 9. 9.ref. fuerte o débil.En el general elementos de sostenimiento (pernos) necesitan ser más fuertes y más duros que los elementos de retención (malla y shotcrete) (Káiser et al.15. grandes cuando el shotcrete se ha fracturado él todavía tiene shotcrete de retención significativo. puede ser preferible que se rindan los elementos. Káiser et al. El poder absorbente de la energía es otra característica importante y se diferencia entre los elementos de soporte. en el diseño de labores se viene recomendando aplicar la tabla 7 donde muestra diferentes elementos de sostenimiento que nos Regalado. Cuando la malla se combina con el shotcrete facilita que la dureza inicial aumente.11).. la capacidad es 3-5 veces más alta que la malla solamente. pero en otros casos pueden ser requeridos solamente para moverse como si fuera energía absorbente (Káiser et al. Las características deseadas de soporte que se utilizará en áreas del rockburst dependen del papel previsto del soporte y de la severidad del daño esperado en un "diseño" para rockburst. desplazamiento y absorción de la energía para algunos elementos comunes de soporte utilizados en nuestra mina.( Káiser et al. sin embargo. Fig. mientras que rinden los pernos pueden disipar cerca de 30 kJ (Káiser et al.15. conservando y llevando a cabo funciones descritas arriba. Al principio. Los elementos que sostienen se pueden en algunos casos requerir que absorban energía desacelerando los bloques expulsados. El shotcrete también previene la corrosión de la malla y consolida la masa de la roca suprimiendo la dilatación. Si la deformación es más pequeña que 200 milímetros la energía de disipación de la malla solamente son absolutamente bajos. ver fig.. (Káiser. 1995. 10 de 12 . al. Diseño de valores para los parámetros de la cargadesplazamiento de los elementos de soporte. ver la tabla 7.11). así que los elementos que sostienen deben tener cuidado en la mayoría la combinación de energía.estable (roca firme) y prevenir caídas por gravedad durante y después de un rockburst.1995. La absorción de la energía de la malla o del shotcrete depende del área deformada.16). 1995. e igual en las dislocaciones Tabla 7.2 Capacidad de Soporte aplicado en chacua Las características de un elemento o de un sistema de soporte se pueden describir como duras o suaves. 1995. fortificación de 5 split set+ malla electrosoldada. total de energía disponible 15*5kj+1. O. Cambiando la forma de una abertura también disminuye las concentraciones de la tensión en localizaciones desfavorables. Todos los conceptos expuestos por los estudiosos de sismicidad en minas y aplicados convenientemente en nuestro yacimiento nos han dado resultados favorables en control de la sismicidad y eficiencia en la explotación y seguridad (IF =4. Stresses in Rock. porque en éstas rocas la energía acumulada puede ser reducida por estallidos impuestos o por romper rocas del techo como lo estamos haciendo con la perforación y voladura sub vertical en todos nuestros tajeos. Rampas y ventanas. L.16.2 m2 fortificación en base a 3 split set + malla electro soldada. la esbeltez de pilares debe ser menos de 2 (altura/diámetro). 10.8kj Pilares de producción. por metro lineal de avance) = 2. Para ablandar la roca o para transferir las tensiones ó disminuirlas el destressing nos fue útil. superficie cubierta en esquinas de pilares de producción (de acodamiento a acodamiento por metro lineal de curvatura del pilar) = 2.8 kj. 11 de 12 . Cambiando el diseño de minado puede asegurarse de que los pilares no estén demasiado esforzados con el uso del modelamiento numérico. Esta velocidad influye sobre la velocidad de deformación de las rocas. fortificación en base a 15 split set + malla. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. fortificación en base a 9 split set + malla de fortificación tipo electrosoldada. Se debe considerar. Además aplicamos shotcrete 5cm.52kj.. Además.70m. Tajo (excavación de producción). superficie de influencia (medida en el techo de la excavación de 2. 5* 5kj+1. David Córdova por su aporte en mi formación de especialidad de geomecánica en la unidad Uchucchacua. AGRADECINIENTOS Agradezco a la compañía de mina Buenaventura por el apoyo que me brinda a seguir desarrollándome profesionalmente y permitir seguir aplicando nuevos conocimientos.2kj/m2*2. que la destrucción de un pilar puede causar una descarga de una gran cantidad de energía elástica acumulada en las rocas de techo.64 kj. Stephansson.. 1997. total de energía disponible = 3*5 kj + 1...sirve de referencia para el cálculo de energía de absorción (de diseño) . 6.70x 2. total de energía disponible 9*5kj + 4m2*1. Herget. B.1m2=27. 12.Se debe controlar también las rocas de techo. superficie de influencia (techo de intersección entre rampa y ventana)=4m2.A. London: Chapman and Hall Andersen.2kj/m2*24m2=103. adicional considerando 3KJ /m2 de superficie de influencia según requiera la zona de riesgo sísmico ver fig. 16 Zonas de riesgo sísmico nivel 4060 mina Carmen Regalado. 5. 11. REFERENCIAS 1.1m2. 3. a relative moment tensor inversion technique applied to seismicity induced by Fig. Cruces Rampas y ventanas. superficie de influencia (En techo de excavación) = 24m2. 2.2 kj/m2 *2.2m2= 17.2kj/m2=49. 4. Balkema 2. Al Ing. 1988. Amadei. G.En el siguiente mostramos los cálculos para los diferentes casos según se viene aplicando en mina Uchucchacua. Rotterdam: A.8 y IS=225). 2001. por la formación academica en post grado y visitas técnicas a diferentes compañías brindándome aportes con sus avances en el tema. taladros de alivio y/o refuerzo en frentes. La prevención de estallidos requiere el análisis de casos particulares como el nuestro y el uso de un control conveniente de la velocidad de progreso del frente. A la universidad La Serena de Chile. Rock Stress and Its Measurement. total de energía disponible. 18 August 1993. an illustrative study. Lightfoot. A. S. R. Dyke.. Technology. Ottawa: Canada Communication Group. Proc.D. 1987. A. Proc. M. L. 1997. W. Thesis. 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