Aspectos geotécnicos y desarrollo tecnológico en el control de la explosión de rocas en el desarrollo de Túneles.

Transcripción

1 Aspectos geotécnicos y desarrollo tecnológico en el control de la explosión de rocas en el desarrollo de Túneles. División El Teniente, Codelco, Chile. Copyrights 2017 CODELCO-CHILE. Todos los Derechos Reservados. Copyrights 2017 by CODELCO-CHILE. All Rights Reserved (AMJ). Dirección Geomecánica Divisional Eduardo Rojas V. Abril 2017

2 CONTENIDOS CONTEXTO El Teniente Geología y emplazamientos Accidentabilidad en la minería en Chile Frecuencia de Estallidos de rocas en el Teniente Aplicación de nuevos conceptos ESTALLIDO DE ROCA QUÉ ES? MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Disipación de energía Caracterización estática y dinámica de los sistemas de fortificación Fortificación mecanizada de desarrollos y de frentes de avance RESULTADOS Resumen de incorporación de nuevos elementos en el tiempo Resumen de ranking de sistemas Disposición de sistemas según energía en la mina. Reflexiones 2

3 CONTEXTO

4 CONTEXTO La mayor mina de cobre subterránea en el mundo, en operación desde 1905 (112 años en operación) 34 años de explotación en roca dura (primaria) 22 Mt de producción de cobre. Mas de 110 millones de toneladas de cobre en recursos geológicos y 36 millones de toneladas en reservas de mineral. Tasa de producción actual, 140 ktpd. 4

5 CONTEXTO Bloque II Bloque I 5

6 CONTEXTO Accidentabilidad de la minería en Chile 6

7 CONTEXTO Lecciones aprendidas en la explotación de rocas duras Frecuencia de Estallidos de Rocas Tasa de Estallidos de Rx (N /Mt 1 Rx) 7

8 KTPD # Estallidos de Rocas CONTEXTO 150 Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a 2015 Hundimiento Convencional con FH Hidrofracturamiento Control de la Geometría de la Cavidad Durante lo últimos años hemos generado un aprendizaje Producción Primario Pilar Norte Ten-3 Isla Martillo Isla LHD Esmeralda Ten Sub-6 Ten-4 Sur Aplicando nuevos conceptos: Hidrofracturamiento Mejoras en los métodos de explotación. Reglas del caving (Cave Back) Mejoras en los sistemas de fortificación.

9 ESTALLIDO DE ROCAS

10 ESTALLIDO DE ROCAS

11 ADMINISTRACION DEL RIESGO Un evento sísmico corresponde a una ruptura brusca del macizo rocoso, caracterizado por una liberación de energía. Se busca reducir el riesgo de tres formas: evitando eventos sísmicos de alta magnitud (las fuentes), reduciendo el nivel de daños esperado y reduciendo el nivel de exposición del personal. Minería Caving Túneles Reducir Magnitud Eventos Esperados Control de Daños Control de la Exposición - Fracturamiento Hidráulico - Control de Minería - Tasas de Extracción y Hundimiento - Secuencia de Explotación - Tronadura de menor tamaño - Destresing - Disminuir largo de disparo - Fracturamiento Hidráulico (prueba industrial) Soporte y Sistema de refuerzo diseñado para disipar energía - Zona de Transición - Criterio de aislación - Criterio de re ingreso de polvorazos - Equipos remotos - Criterio de re entrada - Criterio de aislación - Equipos mecanizados 11

12 MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN

13 MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Como aumentamos la capacidad de disipar energía en los sistemas de fortificación? Determinar características estáticas y dinámicas de los elementos y de los sistemas de fortificación. Desarrollar sistemas que integren capacidad de retención y de refuerzo. Vida útil de los elementos (reducción de su capacidad).

14 MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN Asegurar el comportamiento de la fortificación como un sistema que satisfaga la ecuación CAPACIDAD Energía Instalada = F. S. x DEMANDA Energía Sistema de Fortificación Falla del macizo rocoso Revisión y evaluación de las alternativas disponibles para los sistemas de fortificación

15 Energy (KJ) MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Caracterización de elementos evaluado bajo las mismas condiciones de borde (Estáticos / Dinámicos / corrosión) Displacement(mm) Helicoidal A H 22mm Helicoidal A H 25 mm Helicoidal A H 22mm Durabar Dynatork Garford Jenmar Bolt D-Bolt Roofex Bolt cable DET 15.6 mm Malla (media) Malla G65 4 Malla G80 4

16 Energy (KJ) MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Caracterización de elementos evaluado bajo las mismas condiciones de borde (Estáticos / Dinámicos / corrosión) Displacement(mm) Helicoidal A H 22mm Helicoidal A H 25 mm Helicoidal A H 22mm Durabar Dynatork Garford Jenmar Bolt D-Bolt Roofex Bolt cable DET 15.6 mm Malla (media) Malla G65 4 Malla G80 4

17 MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Evaluaciones dinámicos a sistemas de fortificación

18 MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación Fortificación mecanizada de frentes

19 MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación Sin fortificación en la frente Refuerzo en la frente. Uso de split set Refuerzo + retención Nada Split set Split set + malla polietileno Splitset + malla electrosoldada + jumbo malla bizcocho 19

20 MEJORAS EN SISTEMAS Y ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN Reducción de la exposición de trabajadores es procesos de instalación de fortificación Fortificación mecanizada en túneles de mayor complejidad

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22 KTPD # Estallidos de Rocas RESULTADOS Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a PERNOS L Resumen de mejoras en el tiempo Fortificación en 2 capas Mallas Planchuela Shotcrete Malla electrosoldada 2 Kj/m 2 Mallas romboidales >12 60 Kj/m2 100 Sistema Pernos 25 mm Malla bizcocho 5 Kj/m 2 Cables Split Set en la frente Sh rain (malla adicional) 40 Diseños con 2 malla sin Shotcrete NNM Reducción espesor Sh sobre la malla Malla en la frente 10 0 Producción Primario Pilar Norte Ten-3 Isla Martillo Isla LHD Esmeralda Ten Sub-6 Ten-4 Sur 22

23 KTPD KTPD # Estallidos de Rocas RESULTADOS PERNOS L Estallidos de Rocas v/s Producción años 1982 a Planchuela Shotcrete Malla electrosoldada 2 Kj/m Malla bizcocho 5 Kj/m 2 Cables Resumen de mejoras en el tiempo Split Set en la frente Fortificación en 2 capas Mallas Kj/m2 Capacidad energética Sh rain (malla adicional) Mallas romboidales > Kj/m2 Producción Primario Pilar Norte Ten-3 Isla Martillo Isla LHD Esmeralda Ten Sub-6 Ten-4 Sur Sistema Pernos 25 mm Diseños con 2 malla sin Shotcrete NNM 30 # Estallidos de Rocas 50 Reducción espesor Sh sobre la malla Malla en la frente 10 0 Producción Primario Pilar Norte Ten-3 Isla Martillo Isla LHD Esmeralda Ten Sub-6 Ten-4 Sur 23

24 RESULTADOS 69,5 kj/m2 SNV EXTRACCIÓN SUAPI - PIPA 27,0 kj/m2 RENO DACITA 39,9 kj/m2 ESMERALDA 71,7 kj/m2 TIPO D 39,1 kj/m2 B1 B2 TIPO A 25,8 kj/m2 40,9 kj/m2 62,8 kj/m2 TIPO C DIABLO REGIMIENTO 29,2 kj/m2 BLOQUES 42,9 kj/m2 TIPO B

25 RESULTADOS

26 REFLEXIONES Es importante y necesario tener una completa caracterización de los elementos y/o sistemas de soporte de acuerdo a su condición particular de uso. Las planchuelas, tuercas y mallas deben asegurar traspasar la carga a las anclajes (barras) de forma de asegurar su capacidad de diseño. Implementar un sistema de control de calidad de los sistemas de soporte. Estandarizar los diseños de soporte en base a las condiciones geotécnicas y mineras. Continuar con el desarrollo de nuevos elementos y tecnologías que incrementen la disipación de energía. Mejorar el entendimiento de los mecanismos de generación de daños y los mecanismos de liberación de energía asociado a un evento sísmico. 26

27 AGRADECIMIENTOS GRACIAS!! 27