Segurança em Mineração

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Aplicación de la Geomecánica a la 
Seguridad. 
Introducción. 
Los diversos accidentes especialmente los debidos a la 
caída de rocas, son la causa principal de los accidentes 
fatales en las diversas operaciones mineras subterráneas a 
nivel mundial. 
Para prevenir y/o controlar la caída de rocas en la 
actualidad, se esta aplicando con mucho énfasis la 
Mecánica de Rocas y la geomecánica, mediante las cuales 
se caracteriza al macizo rocoso. 
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La Seguridad y la Rentabilidad de un Complejo 
Minero-Metalúrgico. 
La rentabilidad de cualquier complejo minero-metalúrgico, 
es función de: 
•Gerencia por objetivos 
•Maximización de la Producción y productividad, 
•Control de calidad 
•Control ambiental 
•Seguridad e higiene minera 
•Prevención de riesgos, etc., etc. 
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En este tercer milenio la seguridad e higiene minera lo mismo 
que los controles ambientales, son de suma importancia si se 
quiere maximizar la rentabilidad de cualquier empresa minera; 
así por ejemplo se muestran algunas estadísticas que en los 
últimos años han ocurrido 436 accidentes fatales en las 
operaciones mineras del Perú. 
•1998 = 97 Accidentes fatales 
•1999 = 87 “ 
•2000 = 54 “ 
•2001 = 66 “ 
•2002 = 78 “ 
•2003 = 54 “ 
 
De estos accidentes el 40% han sido causados por la caída 
de rocas. 
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Se muestra a continuación algunas estadísticas de los 
accidentes fatales ocurridos en el Perú y otros países 
para el año 2000. 
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En este tercer milenio se debe aplicar ciencia y tecnología 
para minimizar, mitigar y/o evitar los accidentes fatales que 
conllevan a perdidas irrecuperables de toda empresa minera . 
 
Por lo tanto, en toda organización minero-metalúrgica la 
seguridad debe ser bien entendida y tanto los trabajadores y 
los ejecutivos de esta industria deben estar bien entrenados y 
motivados. 
 
Por otro lado, el mayor conocimiento que se tenga del macizo 
rocoso en términos de: Geología estructural, hidrogeología, 
mecánica de rocas, geomecánica, modelamientos 
matemáticos, etc. conllevaran a lo anteriormente mencionado. 
Seguridad en las Operaciones Mineras 
Subterráneas. 
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Causas principales de los accidentes fatales 
por caída de rocas. 
Las causas de la referencia entre otras pueden ser: 
•Fracturamiento excesivo del macizo rocoso. 
•Orientación desfavorables de las discontinuidades. 
•Superficie de las discontinuidades sin rugosidades. 
•Diseño no adecuado de perforación y voladura. 
•Diseño no adecuado de las labores mineras, etc., etc. 
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Fracturamiento excesivo del macizo rocoso. 
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Orientación desfavorables de las discontinuidades. 
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SUPERFICIE 
 LISA SUPERFICIE 
 RUGOSA 
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Fracturamiento excesivo 
Diseño no adecuado de perforación y voladura, y la no 
aplicación de las técnicas de la voladura controlada. 
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RELLENO 
MINERAL 
ALTURA 
 EXCESIVA 
h 
Diseño no adecuado de las labores mineras. 
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Softwares aplicables a mecánica de rocas y 
geomecánica. 
En la actualidad los doctores Bawden, Hoek y Kaiser han 
desarrollado algunos softwares muy didácticos para ser 
aplicados en la caracterización del macizo rocoso, entre 
los cuales se tiene: 
•DIPS 
•Phases 
•Rocklab 
•Rockscince 
•Unwedge, etc., etc. 
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Cada uno de estos softwares tienen sus ventajas, 
desventajas y limitaciones. 
Por otro lado, se debe tener en cuenta que dichos 
softwares han sido diseñados y elaborados para otras 
realidades (macizos rocosos). 
Por lo tanto, la aplicación de estos softwares en las 
diversas operaciones mineras en el Perú, deben ser 
tomadas como una guía, por que pueden darse algunos 
casos que los resultados no coincidan con la realidad, y 
antes de usarlos deben ser debidamente validados y/o 
convalidados. 
Recomendaciones. 
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Introducción. 
La clasificación geomecánica del macizo rocoso se 
hace con los siguientes objetivos principales: 
1. El diseño de labores mineras subterráneas 
2. Para seleccionar el tipo y sistema de sostenimiento 
adecuado para las diferentes labores subterráneas. 
3. Conservar la resistencia del macizo rocoso para que 
se auto-sostenga. 
4. Para diseñar un adecuado sistema de estabilidad de 
taludes en minería superficial, etc. 
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Definición: 
Se le puede definir como la metodología y la 
aplicación de los diferentes materiales 
usados para obtener una buena estabilidad y 
mantener la capacidad portante del macizo 
rocoso circundante a la labor minera. 
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La contribución de esta es: 
Permite seleccionar el tipo y el sistema de 
sostenimiento mas adecuado. 
Mejorar las condiciones de estabilidad de las 
diferentes labores subterráneas. 
Minimizar o disminuir la aplicación de los 
diferentes sistemas de sostenimiento 
Evitar o minimizar el deterioro de los diferentes 
sistemas de sostenimiento, etc., etc. 
Contribución de la geomecánica. 
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Tipos de sostenimiento. 
En general se puede decir que, existen dos 
sistemas principales de sostenimiento: 
◘Natural y 
◘Artificial 
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CON SOSTENIMIENTO 
 NATURAL 
CON SOSTENIMIENTO 
ARTIFICIAL 
AUTO 
SOSTENIMIENTO 
Sistemas de 
Sostenimiento 
CORTE Y 
RELLENO 
SHIRINKAGE 
CAMARAS Y 
PILARES 
TAJEOS 
ABIERTOS 
HUNDIMIENT
O POR 
SUBNIVELES 
HUNDIMIENTO 
POR BLOQUES 
Diagrama conceptual Nº 1, muestra los sistemas de 
sostenimiento. 
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Sistema de sostenimiento natural. 
En este tipo de sostenimiento, como su nombre 
lo indica, el macizo rocoso se auto-sostiene. 
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Sistema de sostenimiento artificial. 
En el diagrama conceptual Nº 2, se puede 
apreciar los diferentes tipos y sistemas de 
sostenimiento artificial. 
Se puede definir como los 
diferentes refuerzos 
(sostenimiento activo) y 
soportes (sostenimiento 
pasivo) que se usan en las 
diversas labores mineras 
subterráneas. 
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Sostenimiento Artificial 
Refuerzo 
Sostenimiento Activo 
Soporte 
Sostenimiento Pasivo 
Pernos con resina y/o cemento 
Split set 
Shocrete y mallas 
Pernos y mallas 
Sistemas combinados, etc. 
Cuadros de madera 
Cerchas, cimbras 
Wood packs 
Gatas con concreto 
Anillos con concreto 
Sistemas combinados, etc. 
Diagrama conceptual Nº 2, muestra el sistema de sostenimiento artificial 
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Sostenimiento artificial, usando malla 
metálica 
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El refuerzo es parte integrante del macizo 
rocoso. 
En el soporte, los elementos de sostenimiento 
son externos al macizo rocoso, y estos tienen 
por finalidad evitar la excesiva deformación de la 
roca circundante a la labor minera. 
En general el sostenimiento en las diversas 
operaciones mineras subterráneas combinan el 
refuerzo (sostenimiento activo) y el soporte 
(sostenimiento pasivo). 
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Influencia de las direcciones de las 
discontinuidades en las clasificaciones 
geomecánicas. 
La clasificación RMR de Bienawski, 
establece las influencias que tienen las 
orientaciones de las discontinuidades 
respecto a las condiciones de estabilidad de 
las excavaciones, por lo que, es necesario 
tomarlas en cuenta. 
En los siguientes diagramas conceptuales 
se muestran estas influencias. 
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Esquema de orientaciones 
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Rumbo perpendicular a la excavación. 
Avance con el buzamiento. 
Condición de estabilidad: 
Muy favorable: Cuando el buzamiento esta entre 45º - 90º 
Favorable: Cuando el buzamiento esta entre 20º - 45º 
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Avance contra el buzamiento 
Condición de estabilidad: 
Regular: Cuando el buzamiento esta entre 45º - 90º 
Desfavorable: Cuando el buzamiento esta entre 20º - 45º 
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Aberturas máximas de las excavaciones. 
Se pueden determinar mediante los valores de Q 
y RMRS según las siguientes relaciones 
matematicas: 
Máxima abertura sin sostenimiento = 2 (ESR) Q0.4 
RMRS sin sostenimiento = 22 ln DE + 25 
Máxima abertura sin sostenimiento de la 
excavación = ESR* exp((RMR – 25)/22) 
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ESR es la relación de sostenimiento de la 
excavación: 
Para labores mineras temporales ESR =3 a 5 
Para labores mineras permanentes ESR = 1.6 
DE es la dimensión equivalente, definida como: 
ESR
excavaciònladealturaoAncho
DE 