Minimizando la inestabilidad de la masa rocosa

Es importante reconocer que hay dos escalas involucradas en la creación de problemas de inestabilidad potencial de la masa rocosa asociadas al minado subterráneo. 

La primera escala, la cual puede ser denominada escala de mina (visión macro), es la que involucra a todo el cuerpo mineralizado, la infraestructura de la mina y la masa rocosa circundante. La segunda escala o escala local (visión micro), está limitada a la masa rocosa circundante a las labores mineras subterráneas.

La composición y naturaleza del cuerpo mineralizado y de la roca encajonante circundante, los esfuerzos in situ, la geometría y secuencia de excavación de los tajeos, tienen influencia sobre la estabilidad global de la mina.

El minado de los tajeos en una secuencia incorrecta, el dejar pilares de tamaños inadecuados, la ubicación incorrecta de los piques y echaderos de mineral, en áreas que probablemente estarán sujetas a cambios importantes de los esfuerzos, son todos ellos problemas que tienen que ser tratados considerando la geometría global de la mina.

Por otro lado, la estabilidad de la roca circundante a un simple tajeo, a una estación de pique o a una rampa, depende de los esfuerzos y las condiciones estructurales de la masa rocosa dentro de unas pocas decenas de metros de los bordes de la excavación.

Los esfuerzos locales son influenciados por las condiciones de escala de mina, pero las inestabilidades locales serán controladas por los cambios locales en los esfuerzos, por la presencia de rasgos estructurales y por la cantidad de daño causado a la masa rocosa por la voladura.

Es necesario, por tanto, controlar las condiciones de estabilidad tanto a escala de mina como a escala local, pero es esta última la que tiene mayor importancia, desde que los problemas potenciales de inestabilidad constituyen un peligro para la seguridad del personal como para los equipos y también para la rentabilidad de la operación minera.

A fin de contrarrestar este peligro, es necesario adoptar medidas de control de la estabilidad de las labores mineras. En tal sentido, los problemas de inestabilidad de la masa rocosa de las labores mineras pueden ser minimizados:

• Planeando la forma de la mina en relación al cuerpo mineralizado.
•  Considerando adecuadas formas, tamaños y orientaciones de las excavaciones.
• Considerando adecuados esquemas y secuencias de avance del minado.
• Implementando técnicas apropiadas de voladura.
• Asegurando correctas prácticas de desatado.
• Utilizando el sostenimiento con estructuras naturales y/o artificiales.
• Implementando controles instrumentales de la estabilidad.

Todo el personal de la mina, debe estar familiarizado con estas técnicas de tal manera que puedan aplicarlas, para controlar apropiadamente las condiciones de estabilidad de las labores mineras.

Planeamiento de minado

En la minería subterránea, la exploración mediante perforaciones diamantinas, es usualmente llevada a cabo con el fin de identificar el tonelaje y la ley del mineral. Además, los testigos de las perforaciones diamantinas constituyen también una buena fuente de información geomecánica.

Estos proporcionan datos sobre el grado de fracturamiento, ubicación y orientación de estructuras geológicas principales como fallas, zonas de corte, zonas de alteración (en general, zonas de debilidad) de la masa rocosa, asimismo sobre la resistencia de la roca y calidad de la masa rocosa.

Conociendo esta información, se podrá evaluar su influencia sobre la estabilidad de las futuras excavaciones. Por ello, es importante que las compañías mineras lleven a cabo registros geotécnicos de los testigos de las perforaciones diamantinas, en adición a los registros convencionales con fines de geología económica.

Cuando una mina es nueva, los sondajes de perforación diamantina ejecutados desde la superficie, proporcionan a los ingenieros de planeamiento y diseño, la forma, orientación y leyes de mineral del cuerpo mineralizado, así como la información geomecánica. Con toda esta información, determinarán las mejores ubicaciones de los piques, galerías de nivel, rampas de acceso, chimeneas de ventilación y otras excavaciones importantes.

En la siguiente etapa, los testigos rocosos extraídos de los nuevos programas de perforaciones diamantinas de detalle, en este caso, ejecutados desde las labores subterráneas, proporcionarán a los ingenieros de planeamiento y diseño, información específica sobre las leyes del mineral, el tamaño del cuerpo mineralizado y la información geomecánica, en base a los cuales se podrán identificar los problemas potenciales que podrían afectar a las condiciones de estabilidad de las labores mineras, conforme avance la explotación de la mina.

Con la información probada de las perforaciones diamantinas de detalle, los ingenieros de planeamiento y diseño, establecerán todas las labores de desarrollo de la mina y determinarán la mejor estrategia de minado para la explotación, definiendo los mejores esquemas y secuencias de avance del minado para la extracción del mineral y las estrategias de control de la estabilidad a escala de mina y escala local, respecto a la presencia de fallas geológicas u otras estructuras principales, que pudieran tener efectos adversos sobre la estabilidad de las excavaciones, de tal manera que sean minimizadas las interrupciones de la producción.

El concepto de estabilidad a escala mina, en el diseño de la estructura de la mina, dará un conocimiento a nivel macro de la misma, lo cual ayudará a todo el personal a entender los problemas de inestabilidad de la masa rocosa de las excavaciones a escala local.

A medida que progrese la explotación de la mina y se extraiga cada vez más mineral, las perforaciones diamantinas seguirán siendo un aspecto importante en el proceso de minado, puesto que éstas no solamente permitirán encontrar nuevas reservas de mineral, sino también permitirán identificar las condiciones geomecánicas de la masa rocosa que podrían afectar la estabilidad global y local de la mina.

Artículo publicado en Seguridad Minera Nº45 Tomado del Manual de Geomecánica Aplicada a la Prevención de Accidentes por caida de Rocas