El Instituto de Innovación en Minería y Metalurgia IM2 S.A. filial Codelco y la Universidad
de Chile participan en esta memoria de titulo, que trata del protocolo y del diseño de la
tronadura confinada (sin cara libre) para el acondicionamiento de macizos rocosos que se
quieran explotar mediante los métodos de hundimiento (block o panel caving).
El protocolo describe las actividades que se deben considerar para realizar el
acondicionamiento de manera estándar. El protocolo involucra actividades previas tales
como caracterización del macizo, diseño de la tronadura, perforación de pozos, manejo de
explosivos y aspectos de seguridad.
El diseño contempla, en primer lugar la caracterización del macizo rocoso: estructuras,
módulos de Poisson y de Young, velocidad de transmisión de ondas sísmicas, esfuerzos a
los que está siendo sometida la roca, RQD, RMR, Q de Barton, etc. Para ello se presenta
la mayoría de las fórmulas utilizadas en minería para evaluar y caracterizar los macizos
rocosos.
También se requiere seleccionar el explosivo, el cual posee una velocidad de
detonación característica, el que a su vez conforma una relación única entre ese explosivo
y el macizo rocoso, determinando la velocidad de las ondas producidas por la tronadura.
Se analizaron varios modelos de ondas producidos por la tronadura, entre ellos los
modelos basados en los diagramas de Lagrange, los cuales no son un aporte desde el
punto de vista de la ingeniería, ya que posee poco soporte físico y matemático. Por otro
lado se estudió la solución cerrada presentada por N. Kouzniak y H. P. Rossmanith para
los esfuerzos, la cual no pudo ser implementa en Matlab en forma completa, sólo se logró
programar una parte de ella, por lo que queda abierta la posibilidad de continuar con el
estudio de este modelo. Finalmente se utilizaron los modelos basados en la ecuación de
ondas propuestos por H. P. Rossmanith, los que fueron modelados en el software Comsol,
obteniendo buenos resultados, tanto cualitativa como cuantitativamente.
Utilizando estos modelos introducidos en Comsol se logró simular la tronadura de
un pozo, con las mismas condiciones de una prueba de acondicionamiento realizada por
Codelco en la División Andina el año 1999, el cual posee registros de la Velocidad Peak de
Partícula, medida con geófonos y representadas en una serie de gráficas. Dado que Comsol
permite obtener los resultados que uno necesita, se obtuvieron estas mismas gráficas y
se observó el comportamiento del modelo en función de una serie de variables. Con este
análisis se logró proponer una serie de factores de ajuste, con un criterio basado en el
mínimo error de los datos simulados con respecto a los datos reales. Además se justificaron
los supuestos planteados y se discutió su influencia en los resultados, con el objetivo de
obtener una mejor simulación de la tronadura. Con los esfuerzos asociados a las ondas
de tronadura, su posición en función del tiempo, se puede determinar la distancia entre los
pozos. Para tales efectos se propone una distancia mínima de 0,5 [m], que es la zona donde
predominan los efectos de los esfuerzos de compresión asociados a la tronadura.
Finalmente, se propone como criterio de diseño, aquel lugar geométrico donde la
magnitud de los esfuerzos de tracción producidos por el acople de ondas sea mayor o igual al valor de la resistencia a la tracción de la roca, con un cierto factor de seguridad. Esta es
una primera aproximación para el diseño de una tronadura confinada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/104936 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Rivera García, Alfredo |
| Contributors | Castro Ruiz, Raúl, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería de Minas, Encina Montenegro, Víctor, Chacón Fernández, Jaime |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
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