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Dimensionamiento y Sostenimiento de Minas Subterráneas de Pizarra,…

- - - - Se explota en la formacion Agueria
        Caraterisircas de la capa inferioir:
        -Potencia de 20m en flanco y 37m en la charnela
        -Flanco limitado al sur por falla que condiciona la explotacion
        -En direccion longitudinal existen fallas normales que causan un descenso de la cota a razon de 4.5
        
        Modelo Hidrogeologico
        
        Se carateriza por una exclusiva permeabilidad secundaria por fracturas
        -Posee flujos verticales y horizontales debiles
        estos componeentes ayudan a preveer la escazes de agua en la excavacion
        
        Tiene dos etapas
        
        Primera Etapa
        
        -En estos queda la mrca de anisotropia de la pizarra
        -Se marca su comportamiento a favor y en contra de de la esquistosidad de flujo
        
        Segunda Etapa
        
        -Se basa en levantamiento geomecanico de las discointinuidades del macizo rocoso
        -Evalua las caracteristicas geomecanicas, en base a clasificacion de Bieniawski y Barton
        -Evalua indices de claidas comprobando correlacion entre los ambos indices
    - - Para el dimensionamiento de las cámaras se realizan dos tipos de calculos: Método empirico y Análisis mediante modelo de elementos finitos
        
        Para el método empírico se parte con el calculo del area atribuida, que es la siguiente relación de areas:
        S/S'=(A+w)*L/LW=A+W/W
        donde:
        S es la sección del techo a soportar, S' sección del pilar, A ancho de la cámara, L Largo del pilar y W ancho del pilar
        
        Ahora, para obtener el ancho W del pilar se utiliza la siguiente ecuación:
        W=(A)/(R/ZKd-hd/Zd-1)
        donde:
        Z es profundidad, h altura del pilar, d densidad media rocas suprayancetes, d' densidad media de la roca o mineral a beneficiar, R carga de rotura, K coeficiente de seguridad.
        
        Para mantener el factor de seguridad constante, se adoptan las siguientes consideraciones: a) Ir aumentando el ancho del pilar manteniendo la dirección o línea de los hastiales. b) mantener el ancho del pilar constante e ir disminuyendo el ancho de la cámara conforme se avanza.
        
        Para el caso de una labor de 38m de alto y dos de 20m de largo con un macizo central de 30m de ancho se considera:
        
        Diseño de labores mineras.
        
        Mayor extracción en el avance con un coeficiente de seguridad superior que en la retirada.
        mayor aprovechamiento de la charnela donde existe la pizarra de mejor calidad.
        
        anchos de cámaras más grandes.
        
        En el criterio de rotura, la ecuación empirica es la siguiente: sigma1=sigma3+sqrt(msigmacsigma3+ssigmac*2)
        donde: sigma1 es la tención principal mayor, sigma3 es la tensión principal menor, sigmac es la resistencia a tensión simple de la roca de la matriz, m y s son constantes empiricas.
    - - Diseño del sostenimiento
        
        Dimensión equivalente = (Dimensión de la excavación (diámetro o altura))/(Tipo de excavación (ESR))
        
        Para bóveda: Se recomienda pernos de anclaje tensados, espaciados de 1,5 a 2 metros, hormigón proyectado de 5 a 10 centímetros de espesor y mallado electrosoldada.:
        
        Para hastiales: Se recomienda pernos de anclase sin tensión, espaciados de 1,5 a 2 metros y tela mecánica.
        La longitud de los pernos se calcula con las expresiones de Barton
        
        Se usa el Índice Q de Barton (Q = 12)
        
        De acuerdo a la expresiones de Barton se proponen pernos de 5,6 metros de longitud
      - Interacción sostenimiento-roca
        
        Para el análisis se usa el criterio de rotura de Hoek y Brown
        
        Se supone que la solución es correcta para un túnel de sección circular, donde las tensiones son iguales.
        
        Se comparan las presiones criticas (según la longitud de la mina) y la presión radial que se supone que ejerce el sostenimiento
        
        Si la presión radial es mayor a la critica, la deformación alrededor del tunes el elástica
        
        Se considera presión radial cero, por lo tanto la deformación es elástica.
        
        Si la presión radial es menor a la critica, se presenta un debilitamiento plástico alrededor del túnel
        
        Aunque el macizo se comporta inicialmente en forma elástica, se recomienda un sostenimiento en base a Barton
        
        Este sostenimiento aumentara la seguridad de la excavación en cuanto a:
        
        Caídas de bloques y piedras desde la bóveda
        
        Sujeción de cuñas como consecuencia del diaclasado
        
        Mantener el estado elástico del macizo rocoso
        
        Eliminar los efectos de anisotropía y falta de homogeneidad
        
        El sostenimiento mantendría en su lugar el túnel en caso de que la roca alrededor llegara a la plastificación
      - Estudio de cuñas inestables
        
        Según el criterio de los estudios de Hoek y Brown
        
        Las caídas de bloques y cuñas son debidas a la gravedad y dependen de la geometría y tamaño de la excavación.
        Las tensiones pueden alcanzar un punto de debilitamiento de la roca circundante y deben ser tenidas en cuenta cuando los esfuerzos superen la quinta parte de la resistencia a compresión uniaxial de la roca.
        
        Estudio de caso de cuñas (ABC y DJF)