estrategia minado x slc mina rosaura

8/17/2019 Estrategia Minado x SLC Mina Rosaura

1/207

______________________________________________________________

PERUBAR S.A.

______________________________________________________________

EVALUACION GEOMECANICA DEL MINADO

Bocamina Nv. 4150 Area de subsidencia

MINA ROSAURA

INFORME TECNICO

PREPARADO POR:

DCR Ingenieros S.R. Ltda.Geomecánica en Minería y Obras Civiles

DICIEMBRE 2004

LIMA – PERU


2/207

PERUBAR S.A. Diciembre 14, 2004Evaluación Geomecánica del Minado – Mina Rosaura

EVALUACION GEOMECANICA DEL MINADO

MINA ROSAURA

CONTENIDO

1. RESUMEN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1

1.1 Resumen 11.2 Conclusiones 31.3 Recomendaciones 10

2. INTRODUCCIÓN 13

2.1 Objetivo y alcance 132.2 Actividades realizadas 15

3. MINA ROSAURA 17

3.1 Ubicación y acceso 173.2 Marco geológico 17

3.2.1 Geología general 173.2.2 Geología local 19

3.2.3 Geoestructuras principales 20

4. INVESTIGACIONES BASICAS 21

4.1. Caracterización de la masa rocosa 21

4.1.1 Registro de datos 214.1.2 Aspectos litológicos 214.1.3 Distribución de discontinuidades 224.1.4 Aspectos estructurales 23

4.2 Clasificación de la masa rocosa 234.3 Zonificación geomecánica de la masa rocosa 244.4 Resistencia de la roca 26

4.4.1 Resistencia de la roca intacta 264.4.2 Resistencia de las discontinuidades 274.4.3 Resistencia de la masa rocosa 27

4.5 Condiciones especiales de la masa rocosa 284.6 Condiciones del agua subterránea 294.7 Esfuerzos 30

PáginaDCR Ingenieros S.R.Ltda.

I


3/207


5. CONSIDERACIONES SOBRE LAS CONDICIONES DEESTABILIDAD 31

5.1 Descripción del minado actual 31

5.2 Planteamiento de los problemas de inestabilidad 335.3 Condiciones de estabilidad subterránea global 345.4 Condiciones de estabilidad subterránea local 365.5 Condiciones de estabilidad superficial global 38

5.5.1 Estabilidad del talud natural 38

5.5.2 Monitoreo de desplazamientos 40

6. ESTRATEGIAS DE MINADO PROPUESTAS 42

6.1 Método de minado 42

6.1.1 Hundimiento por subniveles 436.1.2 Corte y relleno 436.1.3 Conjunto de cuadros 44

6.2 SLC transversal vrs longitudinal 446.3 Ubicación de las galerías y cruceros 466.4 Parámetros del método de minado 46

6.4.1 SLC tradicional 466.4.2 SLC mejorado 48

6.5 Secuencias de avance del minado 516.6 Sostenimiento 536.7 Control de calidad 56

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 58

ANEXOS

Anexo 1 Data básica del mapeo geotécnicoAnexo 2 Resultados de ensayos de laboratorioAnexo 3 Resultados del análisis numérico – Estabilidad subterránea globalAnexo 4 Resultados del análisis numérico – Estabilidad subterránea localAnexo 5 Resultados del análisis de estabilidad del talud naturalAnexo 6 Resultados del monitoreo de desplazamientos en el talud naturalAnexo 7 Resultados del análisis numérico – Secuencia de avance del minadoAnexo 8 Cálculos del sostenimiento


II


4/207


RELACION DE FIGURAS

Figura 1 Arreglo estructural de la masa rocosa de Mina Rosaura

Figura 2 Características resaltantes del SLC tradicionalFigura 3 Características resaltantes del SLC mejoradoFigura 4 Diferencias en el esquema de la perforaciónFigura 5 Diferencias en la forma del flujo de mineral

RELACION DE CUADROS

Cuadro 1 Criterio para la clasificación de la masa rocosaCuadro 2 Zonificación geomecánica del yacimiento Rosaura

Cuadro 3 Resistencia de la roca intactaCuadro 4 Características promedio de resistencia de la masa rocosa

RELACION DE LAMINAS

Lámina 1 Plano geológico de la Mina Rosaura

Lámina 2 Plano litológico del Nv. 4210

Lámina 3 Plano litológico del Nv. 4190Lámina 4 Plano litológico del Nv. 4170






Lámina 10 Plano compósito de contornos de la mineralización por niveles

Lámina 11 Plano de alteraciones del Nv. 4170

Lámina 12 Plano de alteraciones del Nv. 4150Lámina 13 Plano estructural del Nv. 4210

Lámina 14 Plano estructural del Nv. 4190







Lámina 21 Plano geomecánico del Nv. 4150Lámina 22 Plano geomecánico del Nv. 4130


III


5/207


Lámina 23 Plano geomecánico del Nv. 4110



Lámina 26 Sección geológica – geomecánica – Sección 340



Lámina 29 Sección geológica – geomecánica – Sección Tajo

Lámina 30 Plano topográfico superficie open pit


IV


6/207


1. RESUMEN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1.1 Resumen

PERUBAR S.A. explota la Mina Rosaura utilizando el método de minado hundimiento por

subniveles. Dadas las condiciones geomecánicas adversas de la masa rocosa del yacimiento

y las características del minado, vienen ocurriendo problemas de inestabilidad de la masa

rocosa en las labores subterráneas y también en el área de subsidencia en superficie.

Conforme la explotación progresa en profundidad se vienen observando condiciones cada

vez más difíciles de minado, lo cual lleva a la interrogante de cómo será el minado futuro

en profundidad.

Por tal motivo, contrató los servicios de la empresa especializada DCR IngenierosS.R.Ltda., para que esta lleve a cabo una evaluación geomecánica integral de la masa

rocosa del yacimiento Rosaura, con el fin de analizar el método de minado que actualmente

se viene utilizando, y a la luz de los resultados obtenidos, dar las recomendaciones para el

minado futuro.

Para cumplir con el objetivo mencionado, fue necesario realizar trabajos de campo,

laboratorio y gabinete. En una primera etapa el estudio estuvo orientado a la ejecución de

investigaciones básicas, con el fin de obtener la información necesaria, que permita evaluar

los factores principales del control de la estabilidad, y estimar los parámetrosgeomecánicos. En una segunda etapa, se integró la información obtenida durante las

investigaciones básicas, con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad de las

excavaciones subterráneas y plantear las estrategias más adecuadas para el minado futuro,

asimismo con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad del talud natural en el área de

subsidencia.

Como parte de las investigaciones básicas, se ha hecho una caracterización detallada de la

masa rocosa del yacimiento, desde el punto de vista de su estructura y calidad, en base al

mapeo geotécnico de las labores subterráneas excavadas hasta la fecha y de testigos desondajes diamantinos disponibles. Esta caracterización condujo a la zonificación

geomecánica del yacimiento. Por otro lado, se evaluaron las propiedades físicas y

parámetros de resistencia de la roca intacta, de las discontinuidades y de la masa rocosa.

También se evaluaron las condiciones de presencia de agua y las condiciones de los

esfuerzos.

Como parte de la evaluación de las condiciones de estabilidad, primero se plantearon los

problemas que actualmente se observan en Mina Rosaura, luego se realizaron análisis

numéricos de las condiciones de estabilidad subterránea tanto a nivel global como local,asimismo de las condiciones de estabilidad superficial global, a fin de tener un marco de


1


7/207


referencia del minado actual y anticipar las condiciones de estabilidad del minado futuro en

profundidad y también los posibles riesgos en superficie debido a la inestabilidad del talud

natural ubicado sobre la caja techo del yacimiento.

Como parte de las estrategias de minado, se ha evaluado: el método de minado actual y

otros posibles métodos que podrían ser aplicados en Rosaura, las alternativas del

hundimiento por subniveles (SLC) transversal vrs longitudinal, la ubicación de las galerías

y cruceros, los parámetros del método de minado, la secuencia de avance del minado, el

sostenimiento, y los aspectos del control de calidad.

En el presente informe, se pone a consideración de PERUBAR S.A. los resultados de la

evaluación geomecánica realizada.

En resumen, los problemas de inestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones de la

Mina Rosaura se deben por un lado, a la calidad Muy Mala de la estructura veta – falla, a

las características “expansivas” y de “alta deformabilidad” de la roca, y a la presencia del

agua. Por otro lado, a los esfuerzos inducidos por el proceso del minado, que no obstante

ser de magnitudes relativamente bajas, sin embargo vencen a las muy bajas resistencias de

la masa rocosa; al esquema y secuencia de avance del minado; y a las técnicas de

perforación y voladura utilizadas. Se anticipa que de persistir estos factores, las condiciones

del minado en profundidad serán cada vez más difíciles.

A fin de contrarrestar las condiciones adversas mencionadas, se deberán adoptar medidas

apropiadas en relación a los factores que pueden ser controlables, esto es, el agua, el

esquema y secuencia de avance del minado y la perforación y voladura. Para mantener el

método de minado SLC, las principales medidas recomendadas son: el drenaje estricto del

agua, el traslado de las galerías y cruceros hacia la caja piso para que el avance en los

drawpoints sea de caja techo a caja piso; la ampliación de la separación de los cruceros para

crear pilares más robustos, pero asegurando la aplicación del concepto de flujo interactivo

del SLC mejorado, y también la utilización de técnicas adecuadas de perforación y

voladura; la implementación de la nueva secuencia de avance del minado propuesta por

PERUBAR S.A.; y el mejoramiento continuo de las técnicas de sostenimiento. Se espera

que con la implementación de las recomendaciones de este informe, mejoren las

condiciones de estabilidad de las labores mineras.

En cuanto a inestabilidad del talud natural ubicado sobre la caja techo, se ha determinado

que el posible deslizamiento no significaría daños a la estructura del Depósito de Relaves

Yauliyacu Nuevo, sin embargo es necesario, seguir las recomendaciones que se dan en este

informe.


2


8/207


1.2 Conclusiones

1) La veta falla Rosaura, de rumbo general NW y buzamiento promedio de 65°-80°

NW, está constituida por un relleno de una falla de cizalla, con presencias al piso de

pirita masiva, así como también a veces en forma diseminada de aspecto arenoso-

deleznable. La mineralización económica, pegada al piso, está constituida por

esfalerita, galena, calcopirita y algo de tetrahedrita, siendo los minerales de ganga:

cuarzo, pirita, calcita y clorita. La caja piso de la veta está constituida por los tufos

Yauliyacu y la caja techo por las calizas Bellavista, interestratificadas con tufos y

rocas andesíticas. En la parte superior del yacimiento y hacia el NW hay

predominancia de las calizas en la caja techo.

2) La extensión longitudinal reconocida de la veta falla Rosaura es de 280 m, con una

profundidad de 360 m. La geometría de la mineralización es irregular, tanto en el

sentido longitudinal como en el transversal. Se le puede dividir en tres sectores: el

Sector NW, con potencia promedio de 15 a 18 m; el Sector Central, con promedio

de 5 m; y el Sector SE, con potencia de 8 a 10 m.

3) Asociada a la mineralización hay presencia de pirita y hacia los contactos con las

cajas ocurre una alteración argílica, compuesta por minerales de arcilla y clorita,

acompañados por una pobre diseminación de pirita, galena y esfalerita, siendo esta

alteración más notable y de mayor espesor en la caja techo. Saliendo de la

estructura Rosaura, en las cajas inmediatas hay presencia de alteración propilítica,

constituida en orden de abundancia por calcita, cuarzo, pirita, clorita y yeso. La

potencia de las zonas de alteración hidrotermal tiene una relación directa con la

potencia de la veta mineralizada en una proporción aproximada de 1: 1: 3 (veta:

argilitización: propilitización ).

4) La secuencia sedimentaria en el distrito está plegada, teniendo su eje un rumbo

general N20°W, lo que hace que sea aproximadamente paralela al lineamiento

general de los Andes. La estructura de mayor importancia es el Anticlinorio

Casapalca, que presenta pliegues (sinclinales y anticlinales) asimétricos.

Localmente, la estructura principal la constituye el Anticlinal Rosaura, cuyo eje

tiene rumbo N30°W. La mina Rosaura se halla emplazada en su flanco W.

5) Los resultados del análisis de distribución de discontinuidades, han indicado la

presencia de tres sistemas de discontinuidades en toda el área del estudio, formados

principalmente por fallas y diaclasas, cuyas orientaciones promedio son: Sistema 1,

N49°W - 60°SW; Sistema 2, N77°W - 75°NE; y Sistema 3, N30°E - 53°NW. De

estos tres sistemas, el primero predomina respecto a los otros dos. Localmente

ocurren otros sistemas de discontinuidades secundarios. Además hay una


3


9/207


considerable cantidad de discontinuidades aleatorias en todo el área de estudio, lo

cual es un reflejo del alto grado de fracturamiento de la masa rocosa.

6) Según el criterio de clasificación geomecánica adoptado (Bieniawski, 1989), en la

caja techo alejada, la masa rocosa es generalmente de calidad Mala A (IVA), en

menor proporción se presentan zonas de calidad Regular B (IIIB). En la caja techo

inmediata, la masa rocosa es típicamente de calidad Mala B (IVB). En la estructura

veta-falla Rosaura, se observan dos tipos de materiales diferentes: la brecha de falla

y el mineral económico, sin embargo desde el punto de vista de sus calidades, estas

son similares, siendo ambos de calidad Muy Mala (V). En la caja piso inmediata, la

masa rocosa es de calida Mala B (IVB).

7) El zoneamiento geomecánico realizado, ha indicado que la caja techo alejada

conforma un dominio estructural de rocas de calidad Mala A (DE-IVA), con rango

RMR 30-40, rango Q 0.21-0.64 y GSI MF/R. La caja techo inmediata conforma un

dominio de rocas de calidad Mala B (DE-IVB), con rango RMR 20-30, rango Q

0.07-0.21 y GSI IF/P. La brecha de falla y mineral conforma un dominio de rocas

de calidad Muy Mala (DE-V), con RMR < 20, Q < 0.07 y GSI T/MP. La caja piso

inmediata conforma un dominio de rocas de calidad Mala B, con rango RMR 20-

30, rango Q 0.07-0.21 y GSI IF/P. Los detalles de las características estructurales

para cada uno de estos dominios se presentan en el Capítulo 4.

8) Los valores de resistencia compresiva de la roca intacta, estimada con ensayos de

laboratorio y otras técnicas sugeridas por ISRM (Sociedad Internacional de

Mecánica de Rocas), son respectivamente 37, 15, 3 y 15 para los volcánicos de la

caja techo alejada, volcánicos propilitizados de la caja techo inmediata, argílico y

mineral de la brecha de falla y mineral, y tufos propilitizados de la caja piso

inmediata. Los correspondientes valores de la constante “mi” son: 25.19, 12.8, 10 y

12.8. Los valores de las propiedades de resistencia de la masa rocosa se presentan

en el Cuadro 4 del Capítulo 4.

9) Las rocas de Rosaura además presentan condiciones especiales, referidas a

características expansivas (swelling rock) en presencia de agua y a características de

alta deformabilidad (squeezing rock); es decir, deformaciones en función del

tiempo, donde los esfuerzos al exceder la resistencia de la roca, producen su

deformación plástica. Ambas características tienen influencia en la alta deformación

del terreno y de las cimbras.

10) Es indudable que la presencia del agua es desde todo punto de vista dañina para las

condiciones de estabilidad de las labores mineras. Lo que se observa en el campo es

evidente. Las áreas de la mina con mayor presencia de agua son más inestables que


4


10/207


aquellas dónde la presencia del agua es menor. Aún ignorando el posible problema

del hinchamiento del terreno, el agua ejerce un efecto muy negativo en la

estabilidad de las labores mineras, desde que incentiva la alta deformabilidad en

este tipo de terreno. Por tanto será imperioso su tratamiento efectivo.

11) Los esfuerzos vertical y horizontal in-situ por carga gravitacional, sin considerar la

influencia de la topografía del terreno, son respectivamente del orden de 5 a 9 MPa

y 2.5 a 4.5 MPa. Considerando la influencia topográfica por la presencia del talud

natural ubicado en la caja techo del yacimiento, que tiene una altura aproximada de

850 m, estos esfuerzos podrían alcanzar valores de 10 a 15 MPa (esfuerzos

horizontales) y 5 a 10 MPa (esfuerzos verticales). El factor de competencia < 2 o

ligeramente > 2, indica que los esfuerzos producen un sobreesforzamiento

inmediato después de ejecutada la excavación, o que se produce en la masa rocosa

únicamente deformaciones plásticas, aspectos estos que son evidentes a simple

observación en mina Rosaura.

12) Según las investigaciones básicas realizadas, los factores atribuibles a las

condiciones geomecánicas de la masa rocosa del yacimiento que estarían

influyendo en los problemas de inestabilidad de las excavaciones subterráneas y en

la superficie son: la calidad Muy Mala de la masa rocosa mineralizada y calidad

Mala de las rocas encajonantes, las características “expansivas” de “alta

deformabilidad” de la roca, la presencia del agua subterránea, que activa el

hinchamiento de la roca y produce mayor deformabilidad. De estos factores, solo el

agua puede ser controlable, el resto de los factores señalados constituyen

condiciones naturales del yacimiento a los cuales debemos adecuar el método de

minado.

13) Los factores que son atribuibles al método de minado son principalmente: los

esfuerzos inducidos por el proceso del minado, que no obstante ser de magnitudes

relativamente bajas, sin embargo vencen a las bajas resistencias de la masa rocosa

del yacimiento; el esquema y secuencia de avance del minado; y las técnicas de

perforación y voladura utilizadas, que no están permitiendo un flujo continuo del

mineral. Estos factores de algún modo pueden ser controlables a fin de minimizar

los problemas mencionados anteriormente. Es aquí donde se centra este estudio en

el caso subterráneo, pero además también abordamos el caso de la inestabilidad del

talud natural en superficie.

14) Los análisis efectuados en relación a las condiciones de estabilidad subterránea

global, de una manera general, permiten concluir en lo siguiente:


5


11/207


A medida que el minado progrese en profundidad, los niveles de los esfuerzos

inducidos por el minado tenderán a ser cada vez más altos. Los esfuerzos

principales máximos, que en los niveles superiores actuales son del orden de 5

MPa, podrían llegar a 20 MPa en el Nv. 3900. Los esfuerzos principales

mínimos, que en los niveles superiores actuales son del orden de 4 MPa,

podrían llegar a 12 MPa en el Nv. 3900. Estos valores de esfuerzos, representan

órdenes de magnitud de las tendencias observadas. Localmente se pueden

registrar esfuerzos mayores como menores.

Definitivamente, los esfuerzos inducidos por el minado en la caja techo, donde

actualmente están ubicadas las labores de acceso y servicio a los tajeos, son

mayores que en la caja piso. Esto se debe principalmente al efecto gravitatorio

de la masa rocosa del talud ubicado en la caja techo, el cual tiene una altura

total de 850 m y cuyo pie está ubicado en el fondo del antiguo tajo abierto, en

el área de subsidencia actual.

La orientación del esfuerzo principal mayor es casi paralela a la pendiente del

talud, aproximadamente tiene una inclinación de 40° respecto a la horizontal.

Esta dirección del esfuerzo representa el empuje hacia abajo de los materiales

aflojados del talud mencionado. En profundidad estos esfuerzos tienden a ser

horizontales, siendo estos mayores que el esfuerzo vertical.

Los factores de seguridad en la caja piso inmediata, son mayores que en la caja

techo inmediata, mientras que los factores de seguridad en la caja piso alejada

son menores que en la caja techo alejada.

15) Los análisis efectuados en relación a las condiciones de estabilidad subterránea

local, han indicado lo siguiente:

El factor que está incidiendo significativamente en la inestabilidad actual de las

labores de acceso y servicios a los tajeos, es decir, galería principal y cruceros,

es la ubicación de los mismos en la caja techo y la secuencia de avance del

minado.

Como los esfuerzos inducidos por el minado son mayores en la caja techo y

tienen magnitud considerable frente a los muy bajos valores de resistencia de

las rocas, estas no tienen capacidad de contrarrestar dichos esfuerzos,

resultando incluso insuficiente el sostenimiento actual que se utiliza.

Como el avance es desde la caja piso hacia la caja techo, al efectuar el primer

corte en la caja piso, el bloque de minado o pilar puente liberado que queda


6


12/207


encima de los cruceros se ve sometido a los esfuerzos de empuje de la caja

techo y a la carga superior de los materiales de hundimiento. Este bloque

permanecerá en esta situación hasta llegar a la caja techo. La consecuencia es la

inestabilidad provocada en el área de la galería principal y en los cruceros.

Si el avance fuera inverso (de caja techo a caja piso) y la galería principal y los

cruceros estuvieran ubicados en la caja piso, las condiciones de estabilidad

serían más favorables. Al efectuar el primer corte en la caja techo, el bloque de

minado ubicado encima de los cruceros quedaría liberado del empuje de la caja

techo, actuando solo la carga superior de los materiales de hundimiento sobre el

mismo. Los esfuerzos de empuje de la caja techo, se concentrarían mayormente

en el área de la base del subnivel de la caja techo y hacia los costados, pero

como las labores mineras se trasladarían a la caja piso, esto no tendría mayor

importancia. El caso es que el ambiente de esfuerzos encima de los cruceros y

en la caja piso sería más favorable para las condiciones de estabilidad de las

labores mineras.

16) Si bien es cierto que los niveles de esfuerzos serán más altos a medida que progrese

el minado en profundidad, sin embargo, este hecho puede ser contrarestado en

alguna medida, además del traslado a la caja piso de las labores, mejorando el

dimensionamiento de los componentes estructurales del método de minado, según

las recomendaciones que se dan en este informe.

17) El proceso de selección del método de minado, ha indicado que el “hundimiento por

subniveles” se adapta a las condiciones geomecánicas de la masa rocosa del

yacimiento Rosaura, aunque no de una manera ideal, sin embargo, tiene ventajas

frente a los otros posibles métodos de minado que se aparejan a estas condiciones

naturales: el “corte y relleno” y el “conjunto de cuadros”.

18) De acuerdo a las conclusiones de los modelamientos numéricos realizados, se

concluye que el método de minado “hundimiento por subniveles” se debe continuar

utilizando. En tal sentido, hay que orientar esfuerzos, por un lado para mejorar las

condiciones de estabilidad de las labores mineras, por otro lado, para mejorar los

diferentes parámetros del método de minado que conduzcan a un menor costo y a

una mayor productividad.

19) La evaluación realizada en relación con los parámetros de minado, revela que

asegurando los conceptos del SLC mejorado (principio del flujo interactivo), con

buenas técnicas de perforación y voladura, y sin mantener el concepto de los

“bolsillos”, la altura entre los subniveles continuaría siendo 20 m y el espaciamiento


7


13/207


entre cruceros 12 m de centro a centro. Manteniendo los “bolsillos”, podría

ampliarse el espaciamiento entre cruceros hasta unos 15 m.

20) Los conceptos empleados en el citado Plan Estratégico del PERUBAR S.A. para

establecer la secuencia de avance del minado de Rosaura son correctos desde el

punto de vista geomecánico. Una forma de mejorar las condiciones de estabilidad

de las excavaciones asociadas al SLC transversal, es conformar frentes rectos en

retirada en etapas de paneles de 5 o 6 cruceros cada uno, jalando el mineral

simultáneamente. En el esquema de avance del minado establecido por PERUBAR

S.A. se ha tenido en consideración esta modalidad de avance para la explotación

simultánea en varios subniveles. Este mismo esquema puede ser válido en caso que

el avance en los drawpoints fuera de caja techo a caja piso, cuando se trasladen las

galerías principales y los cruceros hacia la caja piso.

21) Los resultados del ejercicio realizado para estimar la calidad y cantidad del

sostenimiento en las labores mineras de Rosaura, dan una idea del sostenimiento

que realmente se requeriría si se pretendiera estabilizar completamente estas

labores. Lógicamente, esta solución tendría un costo muy elevado, prohibitivo para

una operación minera como Rosaura. A esto hay que añadir, que en las

estimaciones realizadas se han adoptado ciertos parámetros optimistas, como es el

caso de los esfuerzos de campo. Por los resultados de los análisis numéricos

presentados en el Capítulo 5, en las diferentes etapas del minado, por la dinámica

del mismo, los esfuerzos inducidos podrían variar a valores más altos que los

adoptados, lo cual podría significar que incluso el sostenimiento estimado con el

NATM podría ser insuficiente en ciertos casos.

22) En cuanto a las soluciones del sostenimiento, se espera por un lado que con las

medidas que se puedan adoptar como producto de este estudio, las condiciones del

sostenimiento también mejoren. Por otro lado, se deberá seguir mejorando las

prácticas actuales del sostenimiento con cimbras y esta será una actividad principal

del personal del Area de Geomecánica. Se tiene la ventaja de la experiencia que se

viene ganando en el sostenimiento y en el método de minado, experiencia que debe

ser combinada con las recomendaciones que se dan en este informe, de tal manera

que el sostenimiento temporal permita cumplir con los planes de minado.

23) Los análisis realizados en relación a las condiciones de estabilidad superficial

global, permiten concluir en lo siguiente:

El volumen de materiales estériles que podrían estar involucrados en un

deslizamiento del talud natural ubicado en la caja techo del yacimiento, sería de

aproximadamente 5 millones de m3. De producirse un deslizamiento, los


8


14/207


materiales deslizados al final alcanzarían su talud de reposo. Los cálculos

efectuados, indican que con ángulos de reposo menores que 26°, los materiales

deslizados podrían pasar hacia el fondo de la quebrada. El caso es que los

ángulos de reposo medidos en campo están alrededor de 37°, muy superior a

los 26°. Por tanto, será poco probable que en un eventual deslizamiento, los

materiales deslizados lleguen a rellenar la quebrada y alcancen al Depósito de

Relaves Yauliyacu Nuevo.

Considerando las peores condiciones, caso que los materiales deslizados

puedan llegar a la quebrada, la dirección del movimiento estimado, según el

plano topográfico y las observaciones de campo, sería aproximadamente NEE.

En esta dirección los materiales se acumularían sobre el área del botadero de

desmonte antiguo. El volumen de materiales que podría caber en esta área se ha

estimado en aproximadamente en 3 millones de m3. Todos los materiales

deslizados no se trasladarían a la quebrada, sino que gran parte de ellos se

quedaría haciendo un talud de reposo en el área del fondo del tajo.

24) Los resultados del monitoreo de desplazamiento que se viene llevando a cabo en el

talud natural ubicado en la caja techo del yacimiento están indicando actualmente

un movimiento de la masa deslizante de 3 a 5 cm/día, de características constantes

y con vector desplazamiento hacia el SEE, paralelo a la estructura veta – falla

Rosaura. Será necesario tomar en cuenta las recomendaciones que se dan sobre el

monitoreo en el Capítulo 5 de este informe.


9


15/207


1.3 Recomendaciones

1) Según el balance de ventajas y desventajas, sobre el cambio de modalidad de SLC

de transversal a longitudinal, es recomendable no descartar la modalidad SLC

longitudinal como una alternativa de mejora de las condiciones de estabilidad. Al

respecto, se debe analizar con mayor detalle los aspectos productivos y operativos.

2) De acuerdo a los resultados de los análisis sobre las condiciones de estabilidad

subterránea global y local, y dado que las condiciones de minado serán más

dificultosas en profundidad, es recomendable trasladar las labores de acceso y

servicio, lo cual involucra a las galerías principales y a los cruceros, hacia la caja

piso. Estos análisis han demostrado que ubicando las citadas excavaciones en la

caja piso, las condiciones de estabilidad de estas mejorarán, principalmente por los

niveles de esfuerzos más bajos presentes en esta área y por la secuencia de minado

que implicará esta ubicación, desde caja techo hacia caja piso.

3) Sobre la distancia de ubicación de las galerías principales respecto del contacto caja

piso, desde el punto de vista de las condiciones de estabilidad de las galerías y

cruceros es recomendable ubicar esta galería lo más alejada de la caja piso. Sin

embargo, por los altos costos esto no siempre es posible. Actualmente se tiene

conocimiento de la caja piso solo en el Nv. 4110, por los sondajes exploratorios

realizados hasta 40 m de distancia. En los 20 a 30 m pegados a la caja piso, la roca

es de Tipo IVB y a partir de esa distancia la roca comienza a mejorar. Lo ideal sería

ubicar la galería principal, pasando la roca Tipo IVB, en roca de mejor calidad.

4) La experiencia tenida en el Nv. 4150 con la solución de los “candelabros”, indicó

que las condiciones de inestabilidad fueron menos intensas que en los niveles

superiores, al lograrse mayor volumen de pilares entre cruceros; por tanto, es

recomendable considerar en la caja piso esta forma de cruceros.

5) La utilización de técnicas adecuadas de perforación y voladura, serán muy

importantes para el minado futuro. Hasta la fecha, la perforación y voladura

empleada en Rosaura ha sido parcial; si se pretende seguir operando la mina con los

nuevos conceptos aquí esbozados, definitivamente, se tendrá que entrar a una etapa

de perforación y voladura completa en los tajeos.

6) En relación a la secuencia de avance del minado en subniveles múltiples,

establecido por PERUBAR S.A. en su Plan Estratégico, es recomendable que la

distancia horizontal de los gradines para lograr mejores condiciones de estabilidad,

sea alrededor de 31 m. Menores o mayores distancias generarán condiciones de

esfuerzos desfavorables.


10


16/207


7) Se deben tomar en cuenta las siguientes recomendaciones en relación al

sostenimiento:

Hacer un estricto control de calidad de las cimbras, ya que se ha observado en

algunos lotes fallas en su fabricación.

Aperturar las excavaciones con la mínima antelación y dar velocidad al

minado, para obtener un menor tiempo de permanencia de excavaciones

abiertas.

No hacer encostillado completo alrededor de las cimbras, dejar hasta donde sea

posible, aberturas en el encostillado para disipar los esfuerzos, pero esta

actividad no debe significar dejar de topear las cimbras a la roca, lo cual es muy

importante.

En las rocas de calidad Mala B (IVB) y Muy Mala (V) utilizar cimbras a

sección completa (“invert”) y espaciamientos mínimos entre ellas, compatibles

con la práctica usual de este tipo de sostenimiento (0.75 m).

Realizar mediciones de convergencia, con el fin de tener un mejor

entendimiento del comportamiento de las cimbras.

No descartar el uso del shotcrete como alternativa de sostenimiento, se deben

llevar a cabo pilotajes en rocas de mala calidad.

8) Se deberá implementar medidas efectivas de drenaje tanto en subterráneo como en

superficie (área de subsidencia), a fin de minimizar los efectos negativos del agua.

PERUBAR S.A. actualmente está llevando a cabo diferentes obras de drenaje en

subterráneo, lo cual es sumamente importante, pero además deberá efectuar obras

en superficie, puesto que se ha observado en el área de subsidencia signos

importantes de escorrentías (cárcavas), que podrían complicar más el problema de

las inestabilidades tanto subterráneas como en superficie.

9) Los análisis efectuados sobre el posible deslizamiento del talud natural ubicado en

la caja techo del yacimiento, han indicado que los materiales deslizados no

invadirían el Depósito de Relaves Yauliyacu Nuevo, a lo más podrían llegar al área

del man hole, el cual podría ser dañado, pero no significaría comprometer toda la

estabilidad física de esta relavera. Sin embargo, hay que asegurar que los materiales

deslizados no salgan por la parte Este del área de la subsidencia, es decir por la

parte más baja del antiguo tajo abierto, ya que en este caso estos materiales podrían

caer sobre la relavera y posiblemente sobre las instalaciones del Nv. 4090. Para


11


17/207


18/207


2. INTRODUCCION

PERUBAR S.A. viene actualmente explotando el yacimiento Rosaura, utilizando el método

de minado de “hundimiento por subniveles”. La explotación ha comenzado por la parte

superior del yacimiento, en donde tanto la masa rocosa mineralizada como las rocas de las

cajas son de mala calidad.

Si bien es cierto, que con el método de minado que se viene utilizando se está logrando

resultados relativamente satisfactorios, sin embargo, existen problemas relacionados a las

altas deformaciones del terreno, que inciden en la generación de inestabilidades en las

excavaciones y en el deterioro de los sistemas de sostenimiento que se vienen utilizando.

Por tal razón, PERUBAR S.A. ha encargado a DCR Ingenieros S.R.Ltda. la ejecución de

una evaluación geomecánica integral del yacimiento Rosaura, a fin de analizar la situación

actual del minado y a la luz de ello dar las recomendaciones para el minado futuro.

La evaluación geomecánica llevada a cabo, significó caracterizar a la masa rocosa del

yacimiento, determinar el comportamiento mecánico de la roca, clasificar y zonificar

geomecánicamente a la masa rocosa del cuerpo mineralizado y de su entorno, evaluar las

condiciones naturales del yacimiento, evaluar las condiciones de estabilidad de las

excavaciones asociadas al minado actual, y establecer las estrategias para el minado futuro.

El presente, constituye el informe de los resultados del trabajo efectuado, el mismo que se

pone a consideración de PERUBAR S.A.

2.1 Objetivo y alcance

El objetivo es realizar una evaluación geomecánica de la masa rocosa del yacimiento

Rosaura de PERUBAR S.A., con el fin de analizar el método de minado que actualmente

se viene utilizando, y a la luz de los resultados obtenidos, dar las recomendaciones para el

minado futuro.

Los alcances para el cumplimiento del objetivo planteado son:

Realizar investigaciones básicas, con el fin de obtener la información necesaria que

permita evaluar los factores principales del control de la estabilidad y estimar así los

parámetros geomecánicos básicos.

Evaluar las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas al minado actual

del yacimiento.

Establecer estrategias adecuadas para el minado futuro del minado del cuerpo

mineralizado.

Página

DCR Ingenieros S.R.Ltda.

13


19/207


Los aspectos considerados como investigaciones básicas son:

Caracterización litológica y estructural de la masa rocosa del yacimiento, en base a la

revisión y análisis de la información disponible y a mapeos geotécnicos realizados en

las excavaciones subterráneas existentes, en afloramientos superficiales y en testigos de

las perforaciones diamantinas. Para tal caracterización se utilizaron las normas ISRM

(International Society for Rock Mechanics). La distribución de los sistemas de

discontinuidades se determinó utilizando técnicas estereográficas computarizadas, y las

características geomecánicas de cada sistema fueron establecidas mediante análisis

estadísticos convencionales.

Evaluación de las propiedades de resistencia de la roca utilizando los métodos

sugeridos por la ISRM y los criterios de falla más convenientes.

Determinación de la calidad de la masa rocosa involucrada en el área de estudio,

mediante la aplicación de los criterios de clasificación geomecánica de Bieniawski

(1989), Barton (1974) y Marinos & Hoek (GSI – Geological Strenght Index – 2002).

Zonificación geomecánica del área de estudio, a fin de determinar los dominios

estructurales en base a la información obtenida en los puntos precedentes.

Evaluación de las características de presencia de agua subterránea.

Evaluación de las condiciones de esfuerzos.

Los aspectos considerados en la evaluación de las condiciones de estabilidad de las

excavaciones asociadas al minado actual del yacimiento son:

Descripción del método de minado actual.

Planteamiento de los problemas de inestabilidad.

Análisis de las condiciones de estabilidad subterránea global.

Análisis de las condiciones de estabilidad subterránea local.

Análisis de las condiciones de estabilidad superficial global.

Los aspectos considerados en el establecimiento de las estrategias del minado futuro

son:

Evaluación del método de minado.

Página


14


20/207


Evaluación de las posibilidades de variación del método de minado

La ubicación de las labores de acceso y servicios a los tajeos.

Definición de los parámetros del método de minado.

Definición de la secuencia de avance del minado.

Definición del sostenimiento.

Establecimiento de controles de calidad.

2.2 Actividades realizadas

El estudio combinó observaciones y acopio de información de campo, pruebas de

laboratorio y trabajos de gabinete, utilizando técnicas adecuadas, seleccionadas entre las

alternativas disponibles.

En el campo se realizaron las siguientes actividades:

Reconocimiento geológico-geomorfológico de la zona.

Mapeos geotécnicos en interior mina, en superficie y en testigos rocosos.

Toma de muestras de roca para ensayos de laboratorio.

Observaciones sobre el método de minado actual.

Recopilación de información adicional (planos, reportes, informes, etc.), de interés para

el estudio.

En gabinete se llevó a cabo lo siguiente:

Elaboración de los planes de trabajo, referentes a los detalles prácticos de la ejecución

del estudio.

Revisión y análisis de toda la información disponible relacionada a la evaluación que

se propone.

Procesamiento y análisis de la información geotécnica registrada en el campo.

Evaluación de las propiedades de resistencia de la roca.

Página


15


21/207


Clasificación geomecánica de la masa rocosa.

Zonificación geomecánica del cuerpo mineralizado y su entorno.

Evaluación de los factores complementarios de influencia sobre la estabilidad (agua

subterránea y esfuerzos).

Evaluación de las condiciones de estabilidad de las excavaciones subterráneas y de la

superficie.

Establecimiento de las estrategias de minado.

Elaboración del informe técnico, incluyendo el texto, los planos, gráficos, cuadros,

figuras, etc.

Página


16


22/207


3. MINA ROSAURA

3.1 Ubicación y acceso

La mina Rosaura, de la empresa minera PERUBAR S.A., se encuentra ubicada en la zonacentral del Perú, al Nor-Este de la cuidad de Lima, en el flanco Oeste de la Cordillera

Occidental de los Andes, a una altitud comprendida entre los 3885 y 4500 msnm.

Políticamente pertenece al distrito de Chicla, provincia de Huarochirí, departamento de

Lima.

Es accesible a través de la Carretera Central del Perú: Lima – Chosica – Matucana – San

Mateo – Chicla – Yauliyacu Km 110, localidad de donde parte una carretera afirmada

hasta la mina Rosaura, con un recorrido de 2.5 km hasta llegar a la Bocamina Nv. 4090.

3.2 Marco geológico

3.2.1 Geología general

Desde el punto de vista geológico – minero, Rosaura pertenece al distrito minero de

Casapalca. La secuencia estratigráfica general está conformada principalmente por

calizas, areniscas, lutitas calcáreas, brechas y tufos volcánicos, los cuales alcanzan

una potencia de 540 m.

a) Rocas del Cretáceo

Formación Jumasha

Las calizas Cretáceas de la Formación Jumasha no afloran en superficie en el área

de Casapalca, sin embargo, una secuencia que correlaciona con esta formación,

constituida por calizas grises con algunas intercalaciones de lutitas, fue interceptada

en los túneles Graton.

b) Rocas del Terciario

Formación Casapalca

Afloran en el área de estudio y están constituidas por dos miembros:

Miembro Capas Rojas.- Caracterizado por presentar intercalaciones de

lutitas y areniscas calcáreas, con coloraciones rojizas debido a finas

diseminaciones de hematita. Las areniscas son de grano fino a grueso y

comúnmente se observa una débil estratificación.

Página


17


23/207


Miembro Carmen.- Sobreyaciendo a las capas rojas se encuentra una serie

de paquetes de conglomerado y calizas intercaladas con capas de areniscas,

lutitas, tufos y conglomerados volcánicos, con una potencia de 80 a 200 m.

Los conglomerados, que también se presentan en lentes, están compuestos

por guijarros y rodados de cuarcita y calizas, en una matriz areno-arcillosa y

cemento calcáreo.

Formación Carlos Francisco

Se encuentra sobreyaciendo a las rocas sedimentarias, está constituida por una

potente serie de rocas volcánicas que se han dividido en tres miembros:

Miembro Tablachaca.- Se encuentra sobreyaciendo al miembro Carmen,

está constituido por tufos, brechas, conglomerados, aglomerados y rocas

porfiríticas efusivas.

Miembro Carlos Francisco.- Consiste de flujos andesíticos masivos y

brechas. Las brechas consisten de fragmentos porfiríticos angulares,

generalmente verdosos, incluidos en una matriz de roca porfirítica rojiza.

Intercaladas con las brechas están las andesitas porfiríticas que varían de

gris oscuro a verde. Los fenocristales de feldespatos son conspicuos y

alterados a clorita y calcita.

Miembro Yauliyacu.- Consiste de tufos rojizos de grano fino y están

sobreyaciendo a los volcánicos Carlos Francisco.

Formación Bellavista

Consiste de capas delgadas de calizas de color gris con algunas intercalaciones de

calizas gris oscuro, tufos de grano fino y lutitas rojizas.

Formación Río Blanco

Está conformada por una potente serie de volcánicos bien estratificados que

consisten en tufos de lapilli de color rojizo con intercalaciones de brecha y riolitas.

Algunas capas de calizas ocurren en la parte superior.

c) Materiales cuaternarios

El cuaternario, está representado en el distrito de Casapalca por una serie de

depósitos glaciares y conos de escombros de formación reciente.

Página


18


24/207


3.2.2 Geología local

Las rocas expuestas en el área de Rosaura, corresponden a tufos Yauliyacu, calizas

Bellavista, volcánicos Río Blanco y volcánicos Pacococha, los cuales conforman

una secuencia sedimentaria de aproximadamente 1300 m de potencia. Un pequeño

stock intrusivo de composición diorítica aflora en la parte Norte del área y

constituye probablemente la fase marginal de un intrusivo que no aflora en la mina

Rosaura (ver Lámina 1 – Plano Geológico).

La mineralización de la mina Rosaura se presenta en vetas de tipo hidrotermal, sub-

volcánico, con valores de plomo, zinc, plata y oro. Existen dos sistemas de vetas:

uno de rumbo N45°-55°W y buzamiento 50°-80° SW, constituido por las vetas

Rosaura, Martita, Julia y Santo Domingo; el otro sistema, de rumbo N 65°- 80°E y

buzamiento de 67°-80°NW, con las vetas Adela, Génesis, Talía y Carmen. Sus

afloramientos son discontinuos pero alcanzan en algunos casos más de 1000 m de

extensión longitudinal.

La única veta explorada – explotada desde 1950 hasta la fecha, es la veta falla

Rosaura de rumbo general NW – SE. En su extremo SE tiene un rumbo N 55°W

para pasar a N 35°W en su extremo NW, el buzamiento promedio es de 80° y

65°NW respectivamente.

La veta falla Rosaura está constituida por un relleno de una falla de cizalla, con

presencias al piso de pirita masiva, así como también a veces en forma diseminada

de aspecto arenoso-deleznable. La mineralización económica está constituida por

esfalerita, galena, calcopirita y algo de tetrahedrita, siendo los minerales de ganga:

cuarzo, pirita, calcita y clorita.

La caja piso de la veta está constituida por los tufos Yauliyacu y la caja techo por

las calizas Bellavista, interestratificadas con tufos y rocas andesíticas. Ver Láminas

2 a 9 (Planos litológicos por niveles).

La extensión longitudinal reconocida de la veta falla Rosaura es de 280 m, con una

profundidad de 360 m. La geometría de la mineralización es irregular, tanto en el

sentido longitudinal como en el transversal. Se le puede dividir en tres sectores: el

Sector NW, que tiene una potencia promedio de 15 a 18 m (Sección 380); el Sector

Central, que tiene una potencia promedio de 5 m (Sección 420); y el Sector SE, que

tiene una potencia de 8 a 10 m (Sección 480). Ver Lámina 10 – Contornos de la

mineralización por niveles.

Página


19


25/207


La alteración hidrotermal está distribuida de las cajas hacia la veta por una

propilitización y una argilización (ver Láminas 11 y 12 – Planos de alteraciones por

niveles). La propilitización está ubicada íntegramente en la caja techo y piso de la

veta, la cual está constituida en orden de abundancia por la calcita, cuarzo, pirita,

clorita y yeso. La argilitización, está ubicada dentro de la veta hacia su caja techo,

está compuesta básicamente por minerales de arcilla y de clorita, acompañado por

una pobre diseminación de pirita, galena y esfalerita; en conjunto está zona se halla

brechada y fallada; su potencia es variable de 4 a 10 m.

3.2.3 Geoestructuras principales

La secuencia sedimentaria en el distrito está plegada, teniendo su eje un rumbo

general N20°W, lo que hace que sea aproximadamente paralela al lineamiento

general de los Andes. La estructura de mayor importancia es el Anticlinorio

Casapalca, que presenta pliegues (sinclinales y anticlinales) asimétricos.

En el área se encuentran cuatro grandes fallas inversas: Infiernillo de rumbo N38°W

y buzamiento 70°SW, Rosaura de rumbo N55°W y buzamiento 80°SW, Americana

de rumbo N38°W y buzamiento 70°NE, y Río Blanco, en la parte SW del distrito,

con un rumbo N35°E y paralelo al sistema de vetas Casapalca.

Localmente, la estructura principal la constituye el Anticlinal Rosaura, cuyo eje

tiene rumbo N30°W. La mina Rosaura se halla emplazada en su flanco W. En esta

área hay tres sistemas principales de fracturamiento – falla: el sistema principal

tiene rumbo N40°-60°W y buzamiento 60°-80°SW, el segundo sistema tiene rumbo

N70°-80°W y buzamiento 60°-80°NE, y finalmente el tercer sistema tiene rumbo

N20°-30°E y buzamiento 50°-70° al NW. Ver Planos del 13 al 20 – Planos

estructurales por niveles).

Página


20


26/207


27/207


Las rocas de las cajas están conformadas por volcánicos de composición andesítica.

En la caja piso se presentan mayormente tufos andesíticos. En la caja techo,

volcánicos andesíticos con intercalaciones de calizas. En la parte superior del

yacimiento y hacia el NW hay predominancia de las calizas.

Asociada a la mineralización hay presencia de pirita; y hacia los contactos con las

cajas ocurre una alteración argílica, compuesta por minerales de arcilla y clorita,

acompañados por una pobre diseminación de pirita, galena y esfalerita, siendo esta

alteración más notable y de mayor espesor en la caja techo. Saliendo de la

estructura Rosaura, en las cajas inmediatas hay presencia de alteración propilítica,

constituida en orden de abundancia por calcita, cuarzo, pirita, clorita y yeso.

Cabe mencionar que la potencia de las zonas de alteración hidrotermal tienen una

relación directa con la potencia de la veta mineralizada en una proporción

aproximada de 1: 1: 3 (veta: argilitización: propilitización ).

4.1.3 Distribución de discontinuidades

Para establecer las características de la distribución de discontinuidades, el

procesamiento de los datos orientacionales se realizó mediante técnicas de

proyección estereográfica equiareal, utilizando el programa de computo DIPS,

Versiones 3.12 (1989-95) y 5.0 (2001), elaborados respectivamente por la

Universidad de Toronto y Rocscience (Canadá).

Los resultados de las características de distribución de los sistemas de

discontinuidades estructurales se muestran en el Anexo 1 y en las Láminas 21 a 25

– Planos Geomecánicos por niveles. En la Figura 1 se presenta el diagrama

estereográfico del compósito general. Este diagrama muestra la presencia de tres

sistemas de discontinuidades en toda el área de estudio, formados principalmente

por fallas y diaclasas, cuyas orientaciones promedio son:

Sistema 1: Rumbo N49°W y buzamiento 60°SW.Sistema 2: Rumbo N77°W y buzamiento 75°NE.

Sistema 3: Rumbo N30°E y buzamiento 53°NW.

De estos tres sistemas, el primero predomina en mayor proporción tanto en las cajas

como en el cuerpo mineralizado, con respecto a los otros dos sistemas. Localmente

ocurren otros sistemas de discontinuidades secundarios. Cabe mencionar que hay

una considerable cantidad de discontinuidades aleatorias en toda el área de estudio,

lo cual es un reflejo del alto grado de fracturamiento de la masa rocosa.

Página

DCR Ingenieros S.R.Ltda.22


28/207


Perubar S.A. - Mina Rosaura

1m

W

Composito General

S

2m

1m

2m

N

ORIENTATIONSE

2 m 75/0131 m 60/221

# DIP/DIR.

CONTOUR PLOT

SCHMIDT POLECONCENTRATIONS% of total per

1.0 % area

Minimum Contour Contour IntervalMax.Concentration

MAJOR PLANES

= 1= 1= 4.3

3m

3 m 53/300

442442

3m

Data EntriesPoles Plotted

LOWER HEMISPHEREEQUAL AREA

Figura 1: Arreglo estructural de la masa rocosa de Mina Rosaura

4.1.4 Aspectos estructurales

Los aspectos estructurales de los diferentes tipos de roca están asociados a la

zonificación geomecánica del yacimiento, por lo que este tema se verá más

adelante.

4.2 Clasificación de la masa rocosa

Para clasificar geomecánicamente a la masa rocosa se utilizó la información desarrollada

precedentemente, aplicando los criterios de clasificación geomecánica de Bieniawski

(RMR – Valoración del Macizo Rocoso – 1989), Barton y Colaboradores (Sistema Q –

1974) y Marinos & Hoek (GSI – Geological Strenght Index – 2002).

Los valores de resistencia compresiva de la roca intacta, fueron obtenidos conforme a los

procedimientos señalados mas adelante en el numeral 4.4. Los valores del índice de

calidad de la roca (RQD) fueron determinados mediante el registro lineal de

discontinuidades, utilizando la relación propuesta por Priest & Hudson (1986), teniendo

como parámetro de entrada principal la frecuencia de fracturamiento por metro lineal.

El criterio adoptado para clasificar a la masa rocosa se presenta en el Cuadro 1.

Página



29/207


Cuadro 1

Criterio para la clasificación de la masa rocosa

Tipo de roca Rango RMR Rango Q Calidad según RMR

II > 60 > 5.92 Buena

IIIA 51 – 60 2.18 – 5.92 Regular A

IIIB 41 – 50 0.72 – 1.95 Regular B

IVA 31 – 40 0.24 – 0.64 Mala A

IVB 21 – 30 0.08 – 0.21 Mala B

V < 20


30/207


un resumen de las zonas geomecánicas o dominios estructurales en términos de calidad de

la masa rocosa, utilizando diferentes criterios de clasificación.

Cuadro 2

Zonificación geomecánica del yacimiento Rosaura

Ubicación Dominio

Estructural

Clasificación

RMR

Sistema

Q

GSI

Caja techo alejada DE-IVA 30 – 40 0.21 – 0.64 MF/R

Caja techo inmediata (Zona de alteración propilítica) DE -IVB 20 – 30 0.07 – 0.21 IF/P

Brecha de falla y mineral (Zona de alteración argílica) DE-V < 20 < 0.07 T/MP

Caja piso inmediata DE-IVB 20 – 30 0.07 – 0.21 IF/P

A continuación, una descripción de los dominios estructurales:

Dominio DE-IVA Caja techo alejada:

Partiendo de la caja techo (desde el SW) hacia el mineral económico (al NE), este dominio

abarca la caja techo alejada de la estructura Rosaura de 10 a 30 m antes de ésta. La roca

involucrada esta conformada por volcánicos andesíticos, intercalados con horizontes de

caliza.

En este dominio predomina el Sistema 1 de discontinuidades mencionado anteriormente.Las características geomecánicas generales de las discontinuidades son: espaciado 5 a 20

cm, persistencia de 10 a 20 m, apertura menor de 0.1 mm, rugosidad ligera a lisa, relleno

suave menor de 5 mm, intemperización moderada, condiciones húmedas. El RQD está en

el rango de 25 – 50 %, la estructura se muestra muy fracturada y la condición superficial de

las discontinuidades revela características de resistencia moderada.

Se asume que hacia el SW la roca de la caja techo alejada, tienda a mejorar su calidad.

Dominio DE-IVB Caja techo inmediata:

Este se ubica entre la caja techo alejada y la veta – falla Rosaura, tiene un espesor de 10 a

30 m. Está conformado por volcánicos andesíticos, que presentan alteración propilítica.

El arreglo estructural es similar al dominio anterior. Las características geomecánicas

generales de las discontinuidades son: espaciado menor de 6 cm, persistencia de 10 a 20 m,

apertura menor de 0.1 - 1 mm, rugosidad lisa, relleno suave menor de 5 mm,

intemperización de moderada a alta, condiciones húmedas a mojada con goteo esporádico.

El RQD está en el rango menor a 25 %, la estructura se muestra intensamente fracturada yla condición superficial de las discontinuidades revela características de baja resistencia.

Página



31/207


Dominio DE-V Brecha de falla y mineral:

Este dominio comprende a la veta – falla o estructura Rosaura, en donde se encuentran

tanto la zona de alteración argílica como el mineral económico. Su espesor varía desde 5

hasta 30 m.

En relación al arreglo estructural, se observa la predominancia del Sistema 1, indicándose

que este está conformado principalmente por estructuras mayores (fallas y fallas-contacto).

Las características geomecánicas generales de las discontinuidades son: espaciado menor

de 6 cm, persistencia mayor de 20 m, apertura mayor de 1 mm, rugosidad espejo de falla,

relleno suave mayor de 5 mm, intemperización de alta a descompuesta, condiciones de

goteo a flujo pequeño hacia el sector NW. El RQD es nulo, la estructura se muestra

prácticamente triturada y la condición superficial de las discontinuidades revela

características de muy baja resistencia.

Dominio DE-IVB Caja piso inmediata:

Este dominio comprende a la caja piso inmediata de la estructura Rosaura, en donde se

encuentran tufos y volcánicos andesíticos, con alteración propilítica. Su espesor varía de 20

a 30 m, en el Nv. 4110, en donde se le conoce por las perforaciones diamantinas efectuadas

para su exploración.

En relación al arreglo estructural, se observa también aquí la predominancia del Sistema 1,

respecto a los otros dos sistemas de discontinuidades antes señalados. Las características

geomecánicas generales de las discontinuidades son similares a las de la caja techo

inmediata.

4.4 Resistencia de la roca

4.4.1 Resistencia de la roca intacta

Uno de los parámetros más importantes del comportamiento mecánico de la masarocosa, es la resistencia compresiva no confinada de la roca intacta (σc). Durante

los trabajos de campo, como parte del mapeo geotécnico, se intentó realizar

ensayos de dureza con el Martillo Schmidt para estimar la resistencia compresiva

de la roca intacta, sin lograrse respuesta de la roca a la medición de esta propiedad,

debido a su intenso grado de fracturamiento y debilitamiento. Se intentó también

extraer muestras para ensayos de laboratorio, pero por las mismas razones, no fue

posible obtener muestras adecuadas; solo se obtuvieron muestras de la caja piso

inmediata y de la caja techo alejada, pero en condiciones que representan el rango

superior, por lo que no necesariamente son representativas de las condiciones

Página



32/207


promedio. Lo que finalmente se hizo, es estimar la resistencia compresiva con el

método del martillo de geólogo de acuerdo a las normas sugeridas por ISRM.

Los resultados de los ensayos de laboratorio se presentan en el Anexo 2 de este

informe y un resumen en el Cuadro 3.

Cuadro 3

Resistencia de la roca intacta

Ubicación y tipo de roca Sigmac

(MPa)

“mi” Comentario

Caja techo alejada (Volcánico) 37 25.19 Laboratorio*

Caja techo inmediata (Volcánico propilítizado) 15 12.18 Estimado

Brecha de falla y mineral (Argílico y Mineral) 3 10 EstimadoCaja piso inmediata (Tufos propilitizados) 15 12.18 Laboratorio*

4.4.2 Resistencia de las discontinuidades

Desde el punto de vista de la estabilidad estructuralmente controlada, es importante

conocer las características de resistencia al corte de las discontinuidades, puesto que

estas constituyen superficies de debilidad de la masa rocosa y por tanto planos

potenciales de falla. La resistencia al corte en este caso está regida por los

parámetros de fricción y cohesión de los criterios de falla Mohr-Coulomb.

Por los diferentes aspectos señalados anteriormente en el Acápite 4.3 (Zonificación

geomecánica), la estabilidad estructuralmente controlada pasa a segundo plano,

siendo de mayor importancia la resistencia de la roca intacta y de la masa rocosa.

Para el caso de los taludes del área de subsidencia, los parámetros de Mohr

Coulomb serán estimados a partir del retroanálisis (back análisis) que se llevará a

cabo más adelante.

4.4.3 Resistencia de la masa rocosa

Las propiedades de resistencia de la masa rocosa, referidas a la compresión,

tracción, parámetros de corte y constantes elásticas, fueron estimadas utilizando el

criterio de falla de Hoek & Brown (Hoek et.al., 1992) y (Hoek et.al., 2002 –

Programa RocLab). Los resultados se presentan en el Cuadro 4, para valores

promedio de calidad de la roca y de resistencia compresiva no confinada, mostrado

en los Cuadros 2 y 3.

Página



33/207


Cuadro 4

Características promedio de resistencia de la masa rocosa

Propiedades de la Masa Rocosa

Tipo Roca

ResistenciaCompresiva

(MPa)

Resistenciaa la tracción

(MPa)

CohesiónC - MPa

Angulo defricción

(°)

Modulo deDeformaciónEmr – (GPa)

Relación dePoisson

IVA 0.843 0.015 0.286 22 2.50 0.28

IVB 0.166 0.004 0.145 12 0.87 0.30

V 0.010 0.0003 0.020 8 0.19 0.35

4.5 Condiciones especiales de la masa rocosa

Estas condiciones están referidas a las características de expansión (swelling rock) en

presencia de agua y a las características de alta deformabilidad (squeezing rock) de la masarocosa del yacimiento Rosaura.

Rocas expansivas:

En Julio del año 2003, se realizaron pruebas de hinchamiento en muestras rocosas de

mineral y cajas de la veta – falla Rosaura. Los resultados de estas pruebas indicaron que el

mineral (muestra M-1) presentó valores de 0.44 % y 1 KPa, respectivamente para la

expansión libre y para la presión de control de la expansión, lo cual indica que este material

tiene características de bajo hinchamiento. El desmonte de caja, presentó valores de 7.85 %y 9 KPa, respectivamente para la expansión libre y para la presión de control de la

expansión, lo cual indica que este material tiene características de moderado hinchamiento.

Por otro lado, los análisis por difractometría de rayos X llevados a cabo también en aquella

fecha, indicaron la presencia de montmorrillonita (3 % en el mineral y 8 % en el desmonte),

material típicamente expansivo. También indicaron la presencia de clinocloro (22 % en el

mineral y 7 % en el desmonte), que son arcillas de capas mixtas correspondientes al grupo

de las cloritas y pueden transformarse a montmorrillonita por hidrólisis y acción del ácido

sulfúrico natural, formado por la hidrólisis de los sulfuros y reacción con los carbonatos decalcio.

Por otro lado, los análisis de las muestras de agua indicaron pHs neutros, sin embargo, la

presencia de cantidad de sulfatos (baja en el Nv. 4190, alta en el Nv. 4150 y moderada en el

Nv. 4090), podría indicar la presencia de ácido sulfúrico natural, aunque muy diluido pero

suficiente para causar la transformación del clinocloro a montmorrillonita. El agua

muestreada ya habría sido neutralizada por los carbonatos.

Considerando estos aspectos mineralógicos y químicos, se puede concluir que el terreno deRosaura y principalmente las cajas, tiene características expansivas (“swelling rock”) y el

Página



34/207


hinchamiento de los mismos está influyendo en parte sobre la alta deformación del terreno

y de las cimbras.

Rocas de alta deformabilidad:

Las rocas de alta deformabilidad o conocidas también como “squeezing rock”, son aquellas

rocas circundantes a las excavaciones que muestran deformaciones en función del tiempo;

aquí, los esfuerzos han excedido la resistencia de la masa rocosa o el límite de fluencia,

ocurriendo entonces que esta se deforme plásticamente. Este hecho explica la alta

deformabilidad de la masa rocosa de Rosaura.

Actualmente, no hay técnicas de diseño cuantitativo para tratar los problemas de expansión

y alta deformabilidad de las rocas de excavaciones subterráneas de un yacimiento. Lo que

se suele hacer es permitir que la roca se deforme un tanto, antes de instalar el

sostenimiento, pero el problema radica en la determinación de la magnitud de la

deformación que puede ser permitida antes que se dé una pérdida significativa de la

resistencia de la masa rocosa.

4.6 Condiciones de agua subterránea

Es indudable que la presencia del agua es desde todo punto de vista dañina para las

condiciones de estabilidad de las labores mineras. Lo que se observa en el campo es

evidente. Las áreas de la mina con mayor presencia de agua son más inestables que

aquellas dónde la presencia del agua es menor. Aún ignorando el posible problema del

hinchamiento del terreno, el agua ejerce un efecto muy negativo en la estabilidad de las

labores mineras, desde que incentiva la alta deformabilidad en este tipo de terreno.

En los niveles superiores prácticamente no hubo presencia de agua, conforme el minado fue

avanzando en descenso, el agua apareció en forma de flujo significativo en el extremo NW

del yacimiento. Actualmente se registra un flujo de 100 l/s. En los niveles inferiores del

minado actual, el agua está migrando hacia el SE por percolación a través de la masa

rocosa. Como consecuencia de esto, en los niveles inferiores se está observando cada vez

condiciones geomecánicas de la masa rocosa más difíciles que los niveles superiores, que

complican el minado. Por ello, se recomendó a PERUBAR S.A. la ejecución de un estudio

hidrogeológico detallado a fin de tener pautas de manejo de este problema. Este estudio

esta en curso de ejecución.

Lo que queda claro, es que se deberán implementar medidas efectivas de drenaje tanto en

subterráneo como en superficie (área de subsidencia), a fin de minimizar los efectos

negativos del agua. PERUBAR S.A. actualmente está llevando a cabo diferentes obras de

drenaje en subterráneo, pero además deberá efectuar obras en superficie, puesto que se ha

observado en el área de subsidencia signos importantes de escorrentías (cárcavas), que

Página



35/207


podrían complicar más el problema de las inestabilidades tanto subterráneas como en

superficie.

4.7 Esfuerzos

La zona de la presente evaluación está relativamente a poca profundidad respecto a la

superficie del terreno, por lo que se esperaría que los esfuerzos sean de magnitud

relativamente pequeños. Se ha estimado el esfuerzo vertical a partir del criterio de carga

litostática (Hoek & Brown, 1978), considerando profundidades de excavaciones de 200 a

300 m, que es la profundidad conocida de la mineralización; según este criterio, el esfuerzo

vertical in-situ resulta aproximadamente en el rango de 5 a 9 MPa. La constante “k”

(relación de los esfuerzos horizontal a vertical) para determinar el esfuerzo in-situ

horizontal, fue estimado utilizando el criterio de Sheorey (1994), según esto k sería

aproximadamente 0.56, con el que se obtiene un esfuerzo horizontal in-situ entre 2.5 a 4.5MPa.

Sin embargo, es necesario aclarar que los esfuerzos indicados en el párrafo anterior no

consideran el efecto de la topografía del terreno superficial, lo cual es importante para este

caso, por encontrarse el área de minado al pie de un gran talud natural de casi 850 m de

altura. Como se verá más adelante, en los modelamientos numéricos efectuados, este hecho

significa esfuerzos horizontales por carga gravitacional en el rango de 10 a 15 MPa y

esfuerzos verticales de 5 a 10 MPa, es decir el esfuerzo horizontal es mayor que el esfuerzo

vertical en el área de minado.

Considerando los valores señalados de esfuerzos y la resistencia de la roca intacta, el

“Factor de competencia = Resistencia compresiva uniaxial/ Esfuerzo vertical” es < 2 o

ligeramente > 2; el primer caso indica que estos esfuerzos producen un sobreesforzamiento

inmediato después de ejecutada la excavación, requiriendo sostenimiento permanente; y el

segundo indica que se produciría en la masa rocosa únicamente deformaciones plásticas.

Estos aspectos son evidentes a simple observación en mina Rosaura.

Página



36/207


5. CONSIDERACIONES SOBRE LAS CONDICIONES DE

ESTABILIDAD

5.1 Descripción del minado actual

El método de minado que se está utilizando para la explotación de la veta-falla Rosaura es

el “hundimiento por subniveles” (Sub level caving – SLC), con el cual se viene

produciendo actualmente 1500 tms/día de mineral, y con el cual también se tiene

proyectado a partir de Abril del 2005 una producción sostenida de 2,000 tms/día con una

ley promedio de 3.61% de Zn y 3.41 de Pb.

Los accesos desde superficie a la mina están constituidos por galerías de nivel principales

desarrollados en la caja techo, de 3.5 m x 3.0 m de sección. Se tienen en la actualidad tres

accesos principales, por los Nvs. 4150, 4090 y 3900; se tuvo anteriormente otro acceso porel Nv. 4210, perdiéndose este por el proceso de minado. Estos accesos están ubicados en la

caja techo del yacimiento (hacia el SW).

Desde el Nv. 4150 se desarrolló una rampa positiva para tener acceso a los Subniveles 4170

y 4190. Similarmente desde este nivel se construyó una rampa negativa hacia los

Subniveles 4130 y 4110. Desde el Nv. 4090 se construyó la rampa positiva hacia el

Subnivel 4110 y se viene construyendo la rampa negativa hacia los subniveles inferiores.

Los subniveles se construyen cada 20 m de altura de piso a piso. En cada subnivel, sedesarrolla un by pass en la caja techo, aproximadamente paralelo a la estructura

mineralizada y alejado 30 m a 50 m con referencia al contacto mineral – caja piso, lo cual

significa distancias de 10 m a 40 m con referencia al contacto mineral – caja techo. Desde

el by pass se construyen cruceros o ventanas perpendiculares a la estructura mineralizada,

con separación de 9 m centro a centro, lo cual genera pilares de 6 m de ancho. Los cruceros

atraviesan todo el mineral hasta el contacto con la caja piso, en el tramo de mineral estos

cruceros adoptan el nombre de drawpoints, en los cuales se construyen los “bolsillos”.

Todas estas labores tienen sección 3 m x 3 m.

Dadas las condiciones de calidad del terreno, rocas Malas en las cajas y Muy Malas en el

mineral, prácticamente todas las labores de desarrollo y preparación tienen sostenimiento

con cimbras de diferentes tipos de perfiles de acero. Una mínima proporción de

excavaciones se encuentran sostenidas con pernos y/o malla y/o shotcrete, esto

principalmente en los subniveles inferiores a partir del Subnivel 4130.

La secuencia de minado que se ha venido utilizando hasta hace poco tiempo, comprendió la

explotación descendente partiendo del Subnivel 4210. La característica del minado fue

llevar la explotación en un solo subnivel hasta agotar el mineral, luego recién pasar alsubnivel inferior y así sucesivamente, de esta manera se ha llegado hasta parte del Subnivel

Página


31


37/207


4150. En cada subnivel no ha habido una secuencia de avance estandarizada en la longitud

de la estructura, sin embargo, en el ancho de la estructura la rotura fue de caja piso hacia

caja techo.

Actualmente se viene implementando la explotación simultánea en subniveles múltiples, tal

es el caso de los Subniveles 4150, 4130 y 4110. El Plan Estratégico de Producción de

PERUBAR S.A. tiene previsto una secuencia de minado por “bloques”, que permita tener

hasta 4 subniveles en explotación simultánea. Según este plan, el minado sería

estrictamente en retirada, en transversal desde la caja piso hacia la caja techo, y en

longitudinal desde el NW hacia el SE.

Debido a la muy mala calidad de la masa rocosa mineralizada, inicialmente se pensó que el

flujo de mineral se produciría con una perforación y voladura parcial, sin embargo, la

experiencia ha demostrado que esta operación unitaria es importante. Los equipos de

perforación que actualmente se disponen (2 Driftech), tienen un alcance de perforación de

hasta 17 m y 2.5” de diámetro, presentando limitaciones operativas, por lo que la empresa

está en proceso de adquisición de nuevo equipo.

Para la limpieza del mineral en los drawpoints se utilizan scooptrams diesel, los cuales

llevan el mineral desde los niveles de producción hasta el Ore Pass N° 01, a través del cual

se transfiere el mineral al nivel de extracción (Nv. 3900). Cabe señalar que este es el único

ore pass construido hasta la fecha. Actualmente esta en implementación un segundo ore

pass que entrará en operación para la ampliación de la producción (Abril 2005).

El Nv. 3900 es la actual labor principal de drenaje. Hacia este nivel se encausan todos los

flujos generados encima del Nv. 4090, a través de 02 taladros diamantinos. Se tiene

planeado ejecutar 1 o 2 taladros adicionales del Nv. 4090 al Nv. 3900. Como los flujos de

agua se producen en el extremo NW, se busca concentrar estos flujos mediante el

hundimiento de las labores allí ubicadas, de tal manera de evitar su dispersión hacia los

niveles inferiores. Por otro lado, se busca también minimizar la presencia del agua en los

subniveles, conduciendo el agua de subnivel a subnivel mediante taladros de drenaje. El

objetivo de todas estas medidas es evitar o minimizar los efectos adversos producidos por

el agua, en las condiciones de estabilidad de las labores mineras y en la operación. Como se

indicó en el Capítulo 4, esta en curso de ejecución un estudio hidrogeológico del

yacimiento.

Finalmente, cabe mencionar que el costo de minado es de 11.74 US$/t, la productividad

4.96 tms-h/g. La dilución es 25 % y la recuperación del mineral 90 %.

Página


32


38/207


5.2 Planteamiento de los problemas de inestabilidad

En el marco de las condiciones geomecánicas descritas en el capítulo 4 y de las

características del minado descritas en el acápite anterior, el problema que motiva el

presente estudio, es la inestabilidad de la masa rocosa de las labores subterráneas y de la

superficie del área de subsidencia, asociadas al minado de la veta – falla Rosaura.

Los problemas en interior mina, son evidenciados por el daño severo que sufren las

cimbras, principalmente en los cruceros y en los by passes, con mayor intensidad en los

primeros que en los segundos. Esto obliga a llevar a cabo permanentemente trabajos de

mantenimiento del sostenimiento, lo cual tiene incidencia en la seguridad, producción y

costos de minado.

Los problemas en el área de subsidencia superficial, son evidenciados por el deslizamiento

progresivo del talud natural principal ubicado hacia la caja techo del yacimiento, talud que

ya tenía antecedentes de deslizamientos cuando se llevó a cabo el antiguo minado a cielo

abierto en la parte superior de esta veta – falla. Si bien es cierto que en el minado de

hundimiento por subniveles es inevitable la subsidencia del terreno, sin embargo, en el caso

de Rosaura este fenómeno tiene características particulares.

Conforme el minado progresa en profundidad se vienen observando condiciones cada vez

más difíciles de minado, lo cual lleva a la interrogante de cómo será el minado futuro en

profundidad.

Según las investigaciones básicas realizadas, los factores atribuibles a las condiciones

geomecánicas de la masa rocosa del yacimiento que estarían influyendo en los citados

problemas son:

La calidad Muy Mala de la masa rocosa mineralizada y calidad Mala de las rocas

encajonantes.

Las características de deformación de la masa rocosa del yacimiento, que la tipifican

como “rocas de muy alta deformabilidad” (“squeezing rock”).

Las características expansivas de la masa rocosa del yacimiento (“swelling rock”),

principalmente las rocas que tienen alteración argílica y en menor grado las que tienen

alteración propilítica.

La presencia del agua subterránea, que activa el hinchamiento de la roca y produce

mayor deformabilidad.

Página


33


39/207


De estos factores, solo el agua puede ser controlable, el resto de los factores señalados

constituyen condiciones naturales del yacimiento a los cuales debemos adecuar el método

de minado.

Los factores que son atribuibles al método de minado son principalmente:

Los esfuerzos inducidos por el proceso del minado, que no obstante ser de magnitudes

relativamente bajas, sin embargo vencen a las bajas resistencias de la masa rocosa del

yacimiento.

El esquema y secuencia de avance del minado. El primero, que tiene que ver entre

otros, con la ubicación, forma, tamaño y orientación de las excavaciones y de otros

componentes estructurales, como pilares y puentes. El segundo, que tiene que ver con

el orden en que es extraído el mineral de los tajeos.

Las técnicas de perforación y voladura utilizadas, que no están permitiendo una

fragmentación homogénea de todo el bloque de minado, lo cual resulta en un flujo no

continuo del mineral que influye en el daño a las cimbras y representa situación de

riesgo para el personal y los equipos.

Estos factores atribuibles al método de minado de algún modo pueden ser controlables a fin

de minimizar los problemas mencionados anteriormente. Es aquí donde centramos nuestro

estudio, evaluando principalmente en un contexto global y local el esquema y secuencia de

avance del minado del yacimiento, que permita adecuarse a las condiciones naturales

encontradas.

Por otro lado también orientamos este estudio a evaluar las condiciones de estabilidad del

talud natural ubicado en el área de la subsidencia.

5.3 Condiciones de estabilidad subterránea global

Como primer paso de la evaluación de las condiciones de estabilidad que aquí se realiza, se

ha hecho un análisis numérico del progreso del minado hasta el Nv. 3900.

Este análisis, está dirigido a los siguientes objetivos:

Tener un marco de referencia del minado actual.

Anticipar las condiciones de estabilidad del minado futuro en profundidad

Para llevar a cabo este análisis, se han elaborado tres secciones transversales típicas

representativas de la veta – falla Rosaura (ver Láminas 26, 27 y 28) y una secciónPágina


34


40/207


transversal típica representativa de la topografía superficial actual (ver Lámina 29). En

estas secciones se ha considerado la zonificación geomecánica efectuada en el Capítulo 4,

proyectando la información hasta el Nv. 3900 y abarcando 100 m mas abajo. Por otro lado,

se han considerado los parámetros del método de minado actualmente utilizado. Los datos

de entrada utilizados en relación a los parámetros que definen las propiedades de los

diferentes tipos de masas rocosas, son aquellos desarrollados en los Capítulos 3 y 4 de este

informe. El software utilizado es el PHASE2 Versión 5.047, desarrollado por

ROCSCIENCE – Canadá (2002).

Par

estrategia minado x slc mina rosaura

Documents