MECÁNICA DE MECÁNICA DE ROCASROCAS

La La Mecánica de Mecánica de Rocas Rocas se encarga del se encarga del estudio teórico y estudio teórico y práctico de las práctico de las propiedades y propiedades y comportamiento comportamiento mecánico de los mecánico de los materiales rocosos, materiales rocosos, y de su respuesta y de su respuesta ante la acción de ante la acción de fuerzas aplicadas en fuerzas aplicadas en su entorno físico.su entorno físico.

La finalidad de la La finalidad de la Mecánica de Rocas es Mecánica de Rocas es conocer y predecir el conocer y predecir el comportamiento de comportamiento de los materiales los materiales rocosos ante la rocosos ante la actuación de las actuación de las fuerzas internas y fuerzas internas y externas que se externas que se ejercen sobre ellos.ejercen sobre ellos.

Los distintos ámbitos de Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica aplicación de la mecánica de rocas se agrupan en:de rocas se agrupan en:1)1)Cuando el material rocoso Cuando el material rocoso constituye la estructura constituye la estructura (excavaciones de túneles, (excavaciones de túneles, galerías, taludes, etc.).galerías, taludes, etc.).

2)2)Cuando la roca es el Cuando la roca es el soporte de otras soporte de otras estructuras (cimentaciones estructuras (cimentaciones de edificios, presas, etc.).de edificios, presas, etc.).

3)3)Cuando las rocas son Cuando las rocas son empleadas como material empleadas como material de construcción de construcción (escolleras, pedraplenes, (escolleras, pedraplenes, rellenos, etc.).rellenos, etc.).

Cuando se excava un Cuando se excava un macizo rocoso o se macizo rocoso o se construyen construyen estructuras sobre las estructuras sobre las rocas se modifican las rocas se modifican las condiciones iniciales condiciones iniciales del medio rocoso, el del medio rocoso, el cual responde a estos cual responde a estos cambios cambios deformándose y/o deformándose y/o rompiéndose.rompiéndose.

El conocimiento de las El conocimiento de las tensionestensiones y y deformacionesdeformaciones que puede llegar a soportar que puede llegar a soportar el material rocoso ante unas el material rocoso ante unas determinadas condiciones determinadas condiciones permite evaluar su permite evaluar su comportamiento mecánico y comportamiento mecánico y abordar el diseño de abordar el diseño de estructuras y obras de estructuras y obras de ingeniería. ingeniería.

La relación entre ambos La relación entre ambos parámetros describe el parámetros describe el comportamiento de los comportamiento de los diferentes tipos de rocas y diferentes tipos de rocas y macizos rocosos, que macizos rocosos, que dependen de las dependen de las propiedades físicas y propiedades físicas y mecánicas de los materiales mecánicas de los materiales y de las condiciones a que y de las condiciones a que están sometidos en la están sometidos en la naturaleza.naturaleza.

FACTORES GEOLOGICOS QUE FACTORES GEOLOGICOS QUE DOMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS DOMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOSMACIZOS ROCOSOS

1.La Litología y propiedades de la matriz rocosa.

2.La estructura geológica y las discontinuidades.

3.El estado de esfuerzos a que está sometido el material.

4.El grado de alteración o meteorización.

5.Las condiciones Hidrogeológicas.

METEORIZACION DE LOS METEORIZACION DE LOS MATERIALES ROCOSOSMATERIALES ROCOSOS

1.1.PROCESOS DE METEORIZACIÓN PROCESOS DE METEORIZACIÓN DE ORIGEN FÍSICODE ORIGEN FÍSICO

a) Formación de hieloFormación de hielo

b)b) InsolaciónInsolación

c)c) Formación de salesFormación de sales

d)d) HidrataciónHidratación

e)e) CapilaridadCapilaridad

2.2.PROCESOS DE METEORIZACION PROCESOS DE METEORIZACION DE ORIGEN QUÍMICODE ORIGEN QUÍMICO

a)a)DisoluciónDisolución

b)b)HidrataciónHidratación

c)c)HidrólisisHidrólisis

d)d)Oxidación y ReducciónOxidación y Reducción

METEORIZACION DE LOS METEORIZACION DE LOS MATERIALES ROCOSOSMATERIALES ROCOSOS

EFECTOS DEL AGUA SUBTERRANEA EFECTOS DEL AGUA SUBTERRANEA SOBRE LAS PROPIEDADES DE LOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE LOS

MACIZOS ROCOSOSMACIZOS ROCOSOS

El agua como material El agua como material geológico coexistente geológico coexistente con las rocas influye en con las rocas influye en su comportamiento su comportamiento mecánico y en su mecánico y en su respuesta ante las respuesta ante las fuerzas aplicadasfuerzas aplicadas

Los efectos más Los efectos más importantes son:importantes son:1)1)Juega un papel importante en Juega un papel importante en

la resistencia de las rocas la resistencia de las rocas blandas y de los materiales blandas y de los materiales meteorizados.meteorizados.

2)2)Reduce la resistencia de la Reduce la resistencia de la matriz rocosa en rocas porosas.matriz rocosa en rocas porosas.

3)3)Rellena las discontinuidades Rellena las discontinuidades de los macizos rocosos e de los macizos rocosos e influye en su resistencia.influye en su resistencia.

4)4)Las zonas alteradas y Las zonas alteradas y meteorizadas superficiales, las meteorizadas superficiales, las discontinuidades importantes y discontinuidades importantes y las fallas son camino las fallas son camino preferente para el flujo del preferente para el flujo del agua.agua.

5)5)Produce meteorización Produce meteorización química y física en la química y física en la matriz rocosa y en los matriz rocosa y en los macizos rocososmacizos rocosos

6)6)Es un agente erosivoEs un agente erosivo

7)7)Produce reacciones Produce reacciones químicas que pueden dar químicas que pueden dar lugar a cambio en la lugar a cambio en la composición del aguacomposición del agua

El agua puede lubricar las El agua puede lubricar las familias de discontinuidades y familias de discontinuidades y permitir que las piezas de rocas permitir que las piezas de rocas se muevan.se muevan.

En rocas intensamente En rocas intensamente fracturadas, la presencia del fracturadas, la presencia del agua acelera el proceso de agua acelera el proceso de aflojamiento, especialmente en aflojamiento, especialmente en ambientes de altos esfuerzos ambientes de altos esfuerzos donde el aflojamiento de la roca donde el aflojamiento de la roca será muy rápido.será muy rápido.La presencia de agua en las La presencia de agua en las fallas geológicas y zonas de fallas geológicas y zonas de corte, influye corte, influye significativamente en la significativamente en la estabilidad de la masa rocosa estabilidad de la masa rocosa de una excavación.de una excavación.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS MACIZOS ROCOSOSMACIZOS ROCOSOS

Los macizos rocosos se Los macizos rocosos se clasifican basados en clasifican basados en factores que determinen factores que determinen su comportamiento su comportamiento mecánico.mecánico.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS MACIZOS ROCOSOSMACIZOS ROCOSOS1)1) Propiedades de la matriz rocosa.Propiedades de la matriz rocosa.

2)2) Frecuencia y tipo de las Frecuencia y tipo de las discontinuidades que definen:discontinuidades que definen:

- El grado de fracturación - El grado de fracturación (índice RQD)(índice RQD)

- El tamaño y la forma del - El tamaño y la forma del macizo.macizo.

- Sus propiedades - Sus propiedades hidrogeológicas.hidrogeológicas.

3)3) Grado de Meteorización o Grado de Meteorización o Alteración.Alteración.

4)4) Estado de Tensiones In SituEstado de Tensiones In Situ

5)5) Presencia de aguaPresencia de agua

Dependiendo de sus Dependiendo de sus características y características y condiciones, la masa rocosa condiciones, la masa rocosa puede variar de una mina a puede variar de una mina a otra, como también de área otra, como también de área en área dentro de una misma en área dentro de una misma mina.mina.

Con el paso del tiempo Con el paso del tiempo crecen las labores mineras y crecen las labores mineras y el minado se realiza a el minado se realiza a mayores profundidades, mayores profundidades, desarrollándose así desarrollándose así diferentes problemas de diferentes problemas de inestabilidad en la roca.inestabilidad en la roca.

Conocer la roca permitirá Conocer la roca permitirá tomar decisiones correctas tomar decisiones correctas sobre diferentes aspectos sobre diferentes aspectos relacionados con las labores relacionados con las labores mineras.mineras.Entre otras, se podrá Entre otras, se podrá establecer:establecer:•la dirección en la cual se la dirección en la cual se deben avanzar las deben avanzar las excavacionesexcavaciones•el tamaño de las mismasel tamaño de las mismas•el tiempo de exposición el tiempo de exposición abierta de la excavaciónabierta de la excavación•el tipo de sostenimiento a el tipo de sostenimiento a utilizarutilizar•y el momento en que éste y el momento en que éste debe ser instalado.debe ser instalado.

MATRIZ MATRIZ ROCOSAROCOSA

Es el material rocoso exento Es el material rocoso exento de discontinuidades, o de discontinuidades, o bloques de roca intacta que bloques de roca intacta que quedan entre ellas. quedan entre ellas.

La matriz rocosa, a pesar de La matriz rocosa, a pesar de considerarse continua, considerarse continua, presenta un presenta un comportamiento comportamiento heterogéneo y anisótropo heterogéneo y anisótropo ligado a su fábrica y a su ligado a su fábrica y a su microestructura mineral. microestructura mineral.

Mecánicamente queda Mecánicamente queda caracterizada por su peso caracterizada por su peso específico, resistencia y específico, resistencia y deformabilidad.deformabilidad.

MACIZO MACIZO ROCOSOROCOSO

Es el conjunto de los Es el conjunto de los bloque de matriz rocosa y de bloque de matriz rocosa y de las discontinuidades de las discontinuidades de diverso tipo que afectan al diverso tipo que afectan al medio rocoso. medio rocoso.

Mecánicamente los Mecánicamente los macizos rocosos son medios macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y discontinuos, anisótropos y heterogéneos. heterogéneos.

Prácticamente pueden Prácticamente pueden considerarse que presentan considerarse que presentan una resistencia a la tracción una resistencia a la tracción nulanula..

DIAGRAMA QUE MUESTRA LA TRANSICIÓN DESDE LA ROCA INTACTAHASTA EL MACIZO ROCOSO MUY FRACTURADO.

DISCONTINDISCONTINUIDADESUIDADES

Son cualquiera de los Son cualquiera de los planos de origen mecánico o planos de origen mecánico o sedimentario que sedimentario que independiza o separa los independiza o separa los bloques de matriz rocosa de bloques de matriz rocosa de un macizo rocoso. un macizo rocoso.

Generalmente la Generalmente la resistencia a la tracción de resistencia a la tracción de los planos de discontinuidad los planos de discontinuidad es muy baja o nula. es muy baja o nula.

Su comportamiento Su comportamiento mecánico queda mecánico queda caracterizado por su caracterizado por su resistencia al corte o, en su resistencia al corte o, en su caso, por la del material de caso, por la del material de relleno.relleno.

Dependiendo de cómo se Dependiendo de cómo se presenten estas presenten estas discontinuidades o rasgos discontinuidades o rasgos estructuralesestructuralesdentro de la masa rocosa, dentro de la masa rocosa, ésta tendrá un ésta tendrá un determinado determinado comportamiento frente a comportamiento frente a las operaciones de las operaciones de minadominado..

ANISOTROANISOTROPIAPIA

La presencia de planos de La presencia de planos de debilidad de orientaciones debilidad de orientaciones preferentes (estratificación, preferentes (estratificación, laminación, familia de laminación, familia de diaclasas, tectónicas) implica diaclasas, tectónicas) implica diferentes propiedades y diferentes propiedades y comportamiento mecánico en comportamiento mecánico en función de la dirección función de la dirección considerada. considerada.

También la orientación de los También la orientación de los esfuerzos que se ejercen esfuerzos que se ejercen sobre el material rocoso sobre el material rocoso puede implicar una puede implicar una anisotropía asociada al anisotropía asociada al estado tensional.estado tensional.

MACIZO MACIZO ROCOSOROCOSO

DISCONTINUIDADES DE LA DISCONTINUIDADES DE LA MASA ROCOSAMASA ROCOSA

Los principales tipos de Los principales tipos de discontinuidades presentes en discontinuidades presentes en la masa rocosa son:la masa rocosa son:

PLANOS DE ESTRATIFICACIÓNPLANOS DE ESTRATIFICACIÓNDividen en capas o estratos a Dividen en capas o estratos a las rocas sedimentariaslas rocas sedimentarias.

Son fracturas que han Son fracturas que han tenido desplazamiento. tenido desplazamiento.

Éstas son estructuras Éstas son estructuras menores que se presentan menores que se presentan en áreas locales de la mina o en áreas locales de la mina o estructuras muy importantes estructuras muy importantes que pueden atravesar toda la que pueden atravesar toda la mina.mina.

FALLASFALLAS

Son bandas de material que pueden ser Son bandas de material que pueden ser de varios metros de espesor, en donde ha de varios metros de espesor, en donde ha ocurrido fallamiento de la roca.ocurrido fallamiento de la roca.

ZONAS DE CORTEZONAS DE CORTE

También denominadas juntas, son También denominadas juntas, son fracturas que no han tenido fracturas que no han tenido desplazamiento y las que más desplazamiento y las que más comúnmente se presentan en la masa comúnmente se presentan en la masa rocosa.rocosa.

DIACLASASDIACLASAS

PLANOS DE EXFOLIACION O PLANOS DE EXFOLIACION O ESQUISTOCIDADESQUISTOCIDADSe forman entre las capas de las Se forman entre las capas de las

rocas metamórficas dando la rocas metamórficas dando la apariencia de hojas o láminas.apariencia de hojas o láminas.

CONTACTOS CONTACTOS LITOLÓGICOSLITOLÓGICOSCuando comúnmente forman, por ejemplo, Cuando comúnmente forman, por ejemplo,

la caja techo y caja piso de una veta.la caja techo y caja piso de una veta.

VENILLASVENILLASSon rellenos de las fracturas con otros materialesSon rellenos de las fracturas con otros materiales

PLIEGUESPLIEGUESSon estructuras en las cuales los Son estructuras en las cuales los estratos se presentan curvadosestratos se presentan curvados

DIQUESDIQUESSon intrusiones de roca ígnea de forma Son intrusiones de roca ígnea de forma tabular, que se presentan generalmente tabular, que se presentan generalmente empinadas o verticalesempinadas o verticales..

PROPIEDADES PROPIEDADES DE LAS DE LAS

DISCONTINUIDDISCONTINUIDADESADES

ORIENTACIÓNORIENTACIÓN

Es la posición de la Es la posición de la discontinuidad en el espacio discontinuidad en el espacio y comúnmente es descrito y comúnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. por su rumbo y buzamiento.

Cuando un grupo de Cuando un grupo de discontinuidades se discontinuidades se presentan con similar presentan con similar orientación o en otras orientación o en otras palabras son palabras son aproximadamente paralelas, aproximadamente paralelas, se dice que éstas forman un se dice que éstas forman un “sistema” o una “familia” de “sistema” o una “familia” de discontinuidades.discontinuidades.

ORIENTACIORIENTACIONON

ESPACIADOESPACIADO

Es la distancia Es la distancia perpendicular entre perpendicular entre discontinuidades adyacentes. discontinuidades adyacentes.

Éste determina el tamaño Éste determina el tamaño de los bloques de roca de los bloques de roca intacta. intacta.

Cuanto menos espaciado Cuanto menos espaciado tengan, los bloques serán tengan, los bloques serán más pequeños y cuantomás pequeños y cuantomás espaciado tengan, los más espaciado tengan, los bloques serán más grandes.bloques serán más grandes.

ESPACIESPACIADOADO

Es la extensión en área o Es la extensión en área o tamaño de una tamaño de una discontinuidad.discontinuidad.

Cuanto menor sea la Cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa persistencia, la masa rocosa será más estable y cuanto será más estable y cuanto mayor sea ésta, será menos mayor sea ésta, será menos estable.estable.

PERSISTEPERSISTENCIANCIA

PERSISTEPERSISTENCIANCIA

RUGOSIRUGOSIDADDAD

Es la aspereza o Es la aspereza o irregularidad de la superficie irregularidad de la superficie de la discontinuidad. de la discontinuidad.

Cuanto menor rugosidad Cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad, la tenga una discontinuidad, la masa rocosa será menos masa rocosa será menos competente y cuanto mayor competente y cuanto mayor sea ésta, la masa rocosa será sea ésta, la masa rocosa será más competente.más competente.

RUGOSIRUGOSIDADDAD

Es la separación entre las Es la separación entre las paredes rocosas de una paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de discontinuidad o el grado de abierto que ésta presenta. abierto que ésta presenta.

A menor apertura, las A menor apertura, las condiciones de la masa condiciones de la masa rocosa serán mejores y a rocosa serán mejores y a mayor apertura, las mayor apertura, las condiciones serán más condiciones serán más desfavorables.desfavorables.

APERTUAPERTURARA

APERTUAPERTURARA

RELLENORELLENO

Son los materiales que se Son los materiales que se encuentran dentro de la encuentran dentro de la discontinuidad. discontinuidad.

Cuando los materiales son Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa es suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando menos competente y cuando éstos son más duros, ésta es éstos son más duros, ésta es más competente.más competente.

RELLENORELLENO

PROPIEDADES DE LAS PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES

REPRESENTACION ESPACIAL DE LOS REPRESENTACION ESPACIAL DE LOS SISTEMAS DE DISCONTINUIDADESSISTEMAS DE DISCONTINUIDADES

CONDICIONES DE LA MASA ROCOSACONDICIONES DE LA MASA ROCOSA

De acuerdo a cómo se De acuerdo a cómo se presenten las características presenten las características de la masa rocosa, ésta tendrá de la masa rocosa, ésta tendrá un determinado un determinado comportamiento al ser comportamiento al ser excavada. excavada.

Si la roca intacta es dura o Si la roca intacta es dura o resistente y resistente y las discontinuidades tienen las discontinuidades tienen propiedadespropiedades favorables, la masa rocosa favorables, la masa rocosa será será competente y presentará competente y presentará condiciones condiciones favorables cuando sea favorables cuando sea excavada. excavada.

Si la roca intacta es débil o Si la roca intacta es débil o de baja resistencia y las de baja resistencia y las discontinuidades presentan discontinuidades presentan propiedades desfavorables, propiedades desfavorables, la masa rocosa será la masa rocosa será incompetente y presentará incompetente y presentará condiciones desfavorables condiciones desfavorables cuando sea excavada.cuando sea excavada.

Habrá situaciones Habrá situaciones intermedias entre los intermedias entre los extremos antes mencionados extremos antes mencionados donde la roca tendrá donde la roca tendrá condiciones regulares condiciones regulares cuando sea excavada.cuando sea excavada.

CLASIFICACION GEOMECÁNICA CLASIFICACION GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSODEL MACIZO ROCOSO

Para definir las condiciones del Para definir las condiciones del macizo rocoso existen criterios de macizo rocoso existen criterios de clasificación geomecánica clasificación geomecánica ampliamente difundidos en todo el ampliamente difundidos en todo el mundo, como los desarrollados por mundo, como los desarrollados por Barton y colaboradores (1974), Barton y colaboradores (1974), Laubscher (1977), Bieniawski Laubscher (1977), Bieniawski (1989), Hoek y Marinos (2000) y (1989), Hoek y Marinos (2000) y otrosotros..

Por su simplicidad y utilidad, están Por su simplicidad y utilidad, están los criterios RMR (Valoración de la los criterios RMR (Valoración de la Masa Rocosa) de Bieniawski (1989) y Masa Rocosa) de Bieniawski (1989) y GSI (Índice de Resistencia GSI (Índice de Resistencia Geológica) de Hoek y Marinos Geológica) de Hoek y Marinos (2000), los mismos que se (2000), los mismos que se determinan utilizando los datos de determinan utilizando los datos de los mapeos geomecánicos los mapeos geomecánicos efectuados en las paredes de las efectuados en las paredes de las labores mineras.labores mineras.

EL CRITERIO RMR DE BIENIAWSKI EL CRITERIO RMR DE BIENIAWSKI 1.1.La resistencia compresiva (Rc)La resistencia compresiva (Rc)

De la roca intacta, que puede ser De la roca intacta, que puede ser determinada con golpes de picota o determinada con golpes de picota o con otros procedimientos como los con otros procedimientos como los ensayos de laboratorio.ensayos de laboratorio.

Puede ser determinado utilizando Puede ser determinado utilizando los testigos de las perforaciones los testigos de las perforaciones diamantinas. El RQD es el diamantinas. El RQD es el porcentaje de trozos de testigos porcentaje de trozos de testigos recuperados mayores a 10 cm, de larecuperados mayores a 10 cm, de lalongitud total del taladro.longitud total del taladro.

2.2.El RQD (Rock Quality El RQD (Rock Quality Designation)Designation)

TESTIGOS DE PERFORACIÓN DIAMANTINATESTIGOS DE PERFORACIÓN DIAMANTINA

3.3. El espaciamiento de las El espaciamiento de las discontinuidades.discontinuidades.

4.4. La condición de las La condición de las discontinuidades, discontinuidades, referidas en este caso a referidas en este caso a la persistencia, apertura, la persistencia, apertura, rugosidad, relleno y rugosidad, relleno y meteorización.meteorización.

5.5. La presencia de agua.La presencia de agua.

PROPIEDADES PROPIEDADES DE LA MATRIZ DE LA MATRIZ

ROCOSAROCOSA

PROPIEDADES PROPIEDADES FISICASFISICAS

Controlan las características Controlan las características resistentes y resistentes y deformacionales de la deformacionales de la matriz rocosa, y son el matriz rocosa, y son el resultado de la génesis, resultado de la génesis, condiciones y procesos condiciones y procesos geológicos y tectónicos geológicos y tectónicos sufridos por las rocas a lo sufridos por las rocas a lo largo de su historia.largo de su historia.

1.1. Composición Composición MineralógicaMineralógica

2.2. Fábrica, texturaFábrica, textura3.3. PorosidadPorosidad4.4. Peso EspecíficoPeso Específico5.5. Contenido de Contenido de humedadhumedad

6.6. PermeabilidadPermeabilidad7.7. Durabilidad Durabilidad (Alterabilidad)(Alterabilidad)

PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICAS ÍNDICESFÍSICAS ÍNDICES

PROPIEDADES PROPIEDADES MECANICASMECANICAS

1.1. Resistencia a la Resistencia a la Compresión SimpleCompresión Simple

2.2. Resistencia a la tracciónResistencia a la tracción

3.3. Velocidad de propagación Velocidad de propagación de las ondas elásticasde las ondas elásticas

4.4. ResistenciaResistencia

5.5. DeformabilidadDeformabilidad

En el comportamiento En el comportamiento mecánico de los macizos mecánico de los macizos rocosos influyen además las rocosos influyen además las Características Geológicas:Características Geológicas:1)1) LitológicasLitológicas

2)2) EstratigrafíaEstratigrafía

3)3) Estructura GeológicaEstructura Geológica

4)4) Discontinuidades tectónicas Discontinuidades tectónicas o Diagénicaso Diagénicas

5)5) Estados de esfuerzos In SituEstados de esfuerzos In Situ

ORIENTACIÓN DE LAS EXCAVACIONESORIENTACIÓN DE LAS EXCAVACIONES

La roca puede ser minada La roca puede ser minada con mayor seguridad en con mayor seguridad en una dirección que en otra, una dirección que en otra, la dirección preferencial la dirección preferencial de avance de la de avance de la excavación es excavación es determinada por el rasgo determinada por el rasgo estructural dominante de estructural dominante de la masa rocosa.la masa rocosa.

Minar en la dirección Minar en la dirección preferencial de avance, preferencial de avance, significará tener condiciones significará tener condiciones más ventajosas para la más ventajosas para la estabilidad de la excavación. estabilidad de la excavación.

Contrariamente, minar en Contrariamente, minar en la dirección de avance menos la dirección de avance menos favorable, puede alterar o favorable, puede alterar o debilitar la estabilidad de la debilitar la estabilidad de la masa rocosa durante la vida masa rocosa durante la vida de la mina, representando de la mina, representando peligro de caída de rocas.peligro de caída de rocas.

ORIENTACIÓN DE LAS EXCAVACIONESORIENTACIÓN DE LAS EXCAVACIONES

Si una excavación avanza Si una excavación avanza en forma paralela a un en forma paralela a un sistema principal de sistema principal de discontinuidades o al discontinuidades o al rumbo de los estratos, rumbo de los estratos, fallas principales y zonas fallas principales y zonas de corte, las condiciones de corte, las condiciones de estabilidad de la masa de estabilidad de la masa rocosa serán muy rocosa serán muy desfavorables por el desfavorables por el debilitamiento de la roca, debilitamiento de la roca, principalmente cuando el principalmente cuando el buzamiento de estas buzamiento de estas estructuras es mayor de 45 estructuras es mayor de 45 °.°.

Condiciones de avance muy Condiciones de avance muy desfavorables para la estabilidad. desfavorables para la estabilidad. La estructura rocosa funciona a La estructura rocosa funciona a manera de varillas apiladas en manera de varillas apiladas en forma paralela a la excavación, las forma paralela a la excavación, las mismas que presentan mismas que presentan inestabilidad.inestabilidad.

En ambientes de altos En ambientes de altos esfuerzos, el fallamiento de la esfuerzos, el fallamiento de la roca es una constante roca es una constante preocupación, particularmente preocupación, particularmente si la excavación avanza cerca de si la excavación avanza cerca de una falla geológica. una falla geológica.

En este caso, los esfuerzos En este caso, los esfuerzos se concentran en el área se concentran en el área ubicada entre la falla y la ubicada entre la falla y la excavación y si estos esfuerzos excavación y si estos esfuerzos exceden la resistencia de la exceden la resistencia de la roca, puede ocurrir la falla. roca, puede ocurrir la falla.

En rocas competentes En rocas competentes pueden ocurrir reventazones y pueden ocurrir reventazones y hasta estallido de rocas en hasta estallido de rocas en ambientes de altos esfuerzos.ambientes de altos esfuerzos.

Problemas de inestabilidad cuando la excavación avanza Problemas de inestabilidad cuando la excavación avanza paralela a una fallaparalela a una falla

Condiciones de avance muy favorables Condiciones de avance muy favorables para la estabilidad. La estructura para la estabilidad. La estructura rocosa funciona a manera de varillas rocosa funciona a manera de varillas apiladas en forma perpendicular a la apiladas en forma perpendicular a la excavación, las mismas que presentan excavación, las mismas que presentan buena estabilidad.buena estabilidad.

El principio señalado El principio señalado también es aplicable al también es aplicable al caso de cuñas biplanares, caso de cuñas biplanares, no siendo recomendable no siendo recomendable que el eje de la que el eje de la excavación sea paralelo a excavación sea paralelo a la cuña biplanar, sino que la cuña biplanar, sino que la excavación atraviese la la excavación atraviese la cuña, es decir, que el cuña, es decir, que el rumbo de la cuña sea rumbo de la cuña sea perpendicular al eje de la perpendicular al eje de la excavación, en este caso, excavación, en este caso, las mismas familias de las mismas familias de discontinuidades discontinuidades permitirán el permitirán el autosostenimiento de la autosostenimiento de la excavación.excavación.

En lo posible, la En lo posible, la excavación debe excavación debe atravesar la cuñaatravesar la cuña

Así mismo, el mencionado Así mismo, el mencionado principio también es principio también es aplicable al caso de aplicable al caso de labores mineras en zonas labores mineras en zonas de pliegues con de pliegues con anticlinales y sinclinales.anticlinales y sinclinales.

En este caso, la ubicación y En este caso, la ubicación y dirección de avance de las dirección de avance de las excavaciones influirán en excavaciones influirán en las condiciones de las condiciones de estabilidad de las estabilidad de las excavaciones.excavaciones.

En general, las labores En general, las labores cuyo avance escuyo avance esperpendicular a los ejes perpendicular a los ejes de los plegamientos, de los plegamientos, presentarán mejores presentarán mejores condiciones de estabilidad condiciones de estabilidad respecto a las orientadas respecto a las orientadas en forma paralela a los en forma paralela a los ejes, siendo las más ejes, siendo las más desfavorables las desfavorables las paralelas a los ejes de los paralelas a los ejes de los sinclinales por la sinclinales por la concentración de los concentración de los flujos de agua y de los flujos de agua y de los esfuerzos.esfuerzos.

Estas consideraciones Estas consideraciones son particularmente son particularmente aplicables a los casos aplicables a los casos de túneles yde túneles ygalerías para drenajes, galerías para drenajes, transporte, etc., que transporte, etc., que son labores comunes en son labores comunes en una mina.una mina.

(a) Condiciones regulares; (b) Condiciones (a) Condiciones regulares; (b) Condiciones desfavorables; (c) Condiciones muy desfavorables; (c) Condiciones muy desfavorables. A) Tramo de galería de desfavorables. A) Tramo de galería de condiciones favorables; B) Tramo de condiciones favorables; B) Tramo de condiciones desfavorables.condiciones desfavorables.

Al definir un Al definir un volumen de macizo volumen de macizo rocoso, rocoso, implícitamente implícitamente estamos también estamos también definiendo el definiendo el tamaño de los tamaño de los “trozos de roca” y “trozos de roca” y de las estructuras de las estructuras que conforman este que conforman este volumen a estudiar.volumen a estudiar.