Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El Sublevel Stoping (SLS) es el método de explotación subterráneo ampliamente utilizado por la mediana minería en Chile. Uno de los aspectos claves del SLS es mantener el control de la recuperación y dilución minera, mientras se resguarda la estabilidad de los caserones en operación. A raíz de ello, en la literatura se encuentran diversas metodologías para estimar la estabilidad de los caserones. De ellas, destaca la metodología de estabilidad de Mathews, la cual basada en datos de minas en Australia y Canadá, define curvas de estabilidad geomecánica para el diseño de caserones. No obstante, no representa la geología ni las condiciones operacionales de las minas SLS de Chile. Por ejemplo, una de las diferencias más importantes es la profundidad de las operaciones. En efecto, la metodología de Mathews se basó en minería SLS de alta profundidad cercana a 1000 m, en contraste con las operaciones chilenas que están ubicadas en torno a los 500 m de profundidad. Luego, es necesario el desarrollo ajustes a la metodología considerando los esfuerzos en tres dimensiones. Permitiendo curvas de estabilidad de caserones que capturen y reflejen adecuadamente las condiciones geológicas y de esfuerzos locales. Para entender el comportamiento de las condiciones de explotación en minería SLS chilena, en este trabajo se presenta y analiza una base de datos estandarizada con el objetivo de determinar nuevas curvas de estabilidad geomecánica para caserones SLS. Para lograr este objetivo, se utiliza el software Mineroc® en el cual se centraliza la información proveniente de tres minas subterraneas, de la Región de Atacama. La base de datos utilizada contiene información de 236 cavidades o CMS (Cavity Monitoring System), 107 diseños de caserones, plantas geológicas, litologías, modelo de esfuerzos y reportes de la calidad del macizo rocoso. La información recopilada es posteriormente usada para determinar las curvas de estabilidad según el criterio de aceptabilidad, definiendo tres nuevos limites para distintas condiciones de sobre excavación. Con las curvas de estabilidad ya definidas se continuó el estudio con el análisis del comportamiento de los esfuerzos determinado por Mathews. Se analizó el cambio de un modelo de estimación de esfuerzos en dos dimensiones a un modelo de estimación en tres dimensiones. Además, se evaluaron propuestas de diversos autores con el fin de determinas cuál de las funciones propuestas se ajustan mejor a las condiciones de la base de datos recolectada . Dentro de las propuestas se evaluó el factor A de Vallejos, el SRF del Q de Barton y la propuesta original del método de estabilidad. A los resultados se les evaluó el rendimiento de clasificación estadístico sobre las curvas locales y a las modificaciones a la metodología. Las curvas se establecieron mediante la maximización de la clasificación y la interpretación ingenieril de la información presente en el gráfico de estabilidad. Al evaluar el nuevo método destaca que el uso de esfuerzos en tres dimensiones en conjunto con el SRF mejora la clasificación en determinar límites de estabilidad con respecto a la estimación en dos dimensiones, logrando mejores resultados para los límites de mayor sobreexcavación. El resto de los casos no tienen una mejora significativa sobre el método original para estimar el factor A. El método de estabilidad original presenta el mejor rendimiento global, por sobre todas las propuestas. Se puede mejorar el rendimiento utilizando la estimación de esfuerzos en tres dimensiones junto al SRF para los límites de mayor sobreexcavación.

La minería es considerada un trabajo de alto riesgo debido a la exposición a diferentes peligros, alineado al trabajo de investigación se menciona la inestabilidad de los tajeos que está estrictamente relacionado a los daños que pueden ocasionar a los colaboradores y como señala el MINEM, entre el 2015 y 2020, del total de accidentes ocurridos en la minería, el 28.7 % corresponden a accidentes relacionados a desprendimiento de rocas, deslizamiento de bloques y derrumbes totales. Esto evidencia la necesidad de realizar evaluaciones geomecánicas en todos los niveles de la minería para ejecutar trabajos seguros y mantener la continuidad operativa. Por consiguiente, el presente trabajo de investigación se enfoca en determinar la dimensión geométrica óptima del tajeo N°1 de la Unidad Minera Debra Luz, de modo que la evaluación de cada superficie del tajeo sea estable y de esa manera señalar que el tajeo en general es seguro para la operación. El escenario de la investigación es en vetas angostas, característica que eleva el nivel de importancia del aporte puesto que la técnica a usar se ha implementado generalmente en métodos de explotación de grandes dimensiones. La técnica a usar será el Método Gráfico de Estabilidad de Mathews que permite evaluar mediante dos parámetros de ingreso, Número de estabilidad (N´) y Radio Hidráulico (RH), si el diseño propuesto se encuentra en una zona estable o no. El N´ es un factor asociado al macizo rocoso, valor constante, y el RH es una variable relacionada con las dimensiones del tajeo. Además, en el desarrollo de la investigación interviene el uso del Modelo Numérico de Elementos Finitos para determinar el esfuerzo de compresión inducida máxima y el factor de seguridad asociado al tajeo N°1 que indica si la labor es estable o no. El valor del ensayo de compresión uniaxial de la roca intacta de la caja techo de la galería SE es 150.3 MPa. Según Gonzales de Vallejo et al. (2002), este valor se encuentra en el rango considerado roca muy dura. La constante “k” para el caso de estudio se obtuvo igual a 1.55 que significa que la mayor ocurrencia de falla en el tajeo podría deberse a los esfuerzos horizontales. La dimensión optima que mantiene estable el tajeo es de 1.25 x 25 x 30 m, donde cada superficie del tajeo fue evaluada mediante el gráfico de estabilidad. Se obtuvo valores de factores de seguridad mayores a 1.3 mediante el modelo numérico, siendo estable. / Mining is considered a high-risk job due to exposure to different hazards, In line with the research work, mention is made of the instability of the stopes that is strictly related to the damage that can be caused to collaborators and, as the MINEM says, between 2015 and 2020, of the total number of mining accidents, 28.7 % relate to accidents related to rock fall, block slip and total landslides. This shows the need for geomechanical assessments at all levels of mining to perform safe work and maintain operational continuity. Therefore, this research paper focuses on determining the optimal geometric dimension of the N°1 stope of Debra Luz Mining Unit, so that the assessment of each stope surface is stable and thus indicate that the stope in general is safe for operation. The research scenario is in narrow veins, a characteristic that raises the level of importance of the contribution because the technique to use has generally been implemented in methods of exploitation of large dimensions. The technique to use will be the Mathews Stability Graph Method that allows to evaluate by two input parameters, Stability Number (N ) and Hydraulic Radius (RH), whether the proposed design is in a stable area or not. N is a factor associated with the rock mass, constant value, and the RH is a variable related to the stope dimensions. In addition, the research involves the use of the Finite Element Numerical Model to determine the maximum induced compression stress and the safety factor associated with the N°1 stope that indicates whether the work is stable or not. The value of the uniaxial compression test of the intact rock of the SE gallery hanging wall is 150.3 MPa. According to Gonzales de Vallejo et al. (2002), this value is in the range considered very hard rock. The constant "k" for the case study was obtained equal to 1.55 which means that the greatest occurrence of failure in the stope could be due to horizontal stresses. The optimal dimension that keeps the stope stable is 1.25 x 25 x 30 m, where each surface of the stope was evaluated using the stability graph. Values of safety factors greater than 1.3 were obtained using the numerical model, being stable. / Tesis