Caserones en Minería Subterránea
Introducción
Los caserones son la unidad básica de explotación en minería subterránea. Pueden ser vacíos (sub-level stoping), rellenos (cut and fill) o colapsados (caving). El diseño de caserones se basa en gráficos de estabilidad que relacionan la estabilidad del macizo rocoso con el tamaño y la forma de la excavación.
Métodos de Estabilidad Gráficos
Los métodos de estabilidad gráficos son herramientas empíricas que relacionan el tamaño de la excavación con la competencia del macizo rocoso. Son simples de usar y se dividen en dos categorías:
- Con entrada de personal: Gráfico de luz crítica
- Sin entrada de personal: Gráfico para estabilidad de caserones, Gráfico de caving
Gráfico de Luz Crítica
Se utiliza para el diseño inicial de techos en minería por corte y relleno (Cut and Fill) y Room and Pillar. Se basa en un gráfico de RMR76 en función de la luz de la excavación y es adecuado para esfuerzos bajos en el techo. No considera condiciones de estallidos de roca.
El gráfico establece categorías de estabilidad:
- Estable: sin fallas no controladas, sin movimiento significativo del techo y sin necesidad de refuerzo adicional.
- Potencialmente inestable: existen cuñas potencialmente deslizantes en el techo, se requiere refuerzo adicional o hay indicadores de movimiento del techo.
- Inestable: el área ha colapsado o el refuerzo adicional no es efectivo.
Método de Estabilidad Gráfico
Se utiliza para el diseño de caserones sin entrada de personal. Considera los siguientes factores:
- Tamaño, forma y orientación de la excavación
- Resistencia de la roca y estructura
- Esfuerzos en las paredes del caserón
Se basa en dos factores:
- N’: número de estabilidad (capacidad de una pared para mantenerse estable)
- HR: factor de forma o radio hidráulico (extensión de una pared relativa a su geometría)
Factor de Esfuerzos A
Reemplaza al factor SRF del Sistema de clasificación Q y se basa en la relación entre la resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta y el máximo esfuerzo inducido.
Factor de Orientación B
Considera la orientación del set estructural más crítico relativo a la orientación de la superficie del caserón.
Factor de Ajuste por Gravedad C
Considera el efecto de la gravedad sobre la estabilidad de la superficie del caserón.
El método de estabilidad gráfico define límites de estabilidad con y sin refuerzo con cables, y permite el diseño de cableado.
Caving
El caving es el colapso controlado del macizo rocoso. Los mecanismos de caving incluyen:
- Desconfinamiento o caving gravitacional inducido por discontinuidades
- Stress Caving: propagación del caving a superficie con falla de corte y fracturamiento de roca
- Subsidence caving: caving contra un área previamente hundida
El análisis de hundibilidad se puede realizar mediante experiencia práctica, gráficos empíricos, análisis estructural o análisis numérico.
El gráfico de hundibilidad es útil para MRMR < 40 y define zonas de estabilidad y transición.