• Saltar al contenido principal
  • Skip to secondary menu
  • Saltar a la barra lateral principal
  • Saltar al pie de página
  • Inicio
  • ISEM
  • Nosotros
  • Revista en APP
  • Maratón Streaming
  • Contacto

Revista Seguridad Minera

Seguridad Minera es la revista oficial del Instituto de Seguridad Minera-ISEM para promover la gestión de seguridad y salud ocupacional en minería.

  • Minas
  • Protección
  • Salud
  • Materiales Peligrosos
  • Operaciones
  • Gestión
    • Capacitación
    • Comportamiento
  • Emergencias
  • Medio ambiente
Usted está aquí: Inicio / Operaciones / Mitigación del estallido de roca en excavaciones subterráneas

Mitigación del estallido de roca en excavaciones subterráneas

11 junio, 2020 por Seguridad Minera Deja un comentario

[Escrito por Miguel A. Berrocal] Históricamente, el primer reporte del fenómeno de estallido de rocas ocurrió en 1972, en la mina Kolar (India) de Goldfields; pocos años después, se registraron eventos en minas de Sudáfrica, Rusia, China, Estados Unidos, Canadá y Chile.

En el Perú, el fenómeno de estallido de rocas se presentó por primera vez en la mina Yauliyacu de Glencore Perú, sucesivamente se han tenido reportes en la mina Uchucchacua de Compañía de Minas Buenaventura, mina Papagayo de Compañía Minera Poderosa, mina MARSA y mina El Provenir de Compañía Minera Milpo, entre otras minas. También ocurrió en la construcción del túnel transandino Olmos, en el 2010.

Los eventos por estallido de rocas constituyen riesgos que afectan la seguridad de las personas, calidad de las operaciones, infraestructura, pérdida de producción y reservas, en algunos casos incrementando los costos de operación.

1. Estallido de rocas

Muchos investigadores han dedicado esfuerzos para encontrar métodos de predicción, prevención y mitigación del estallido de rocas. Sin embargo, los resultados aún no son muy alentadores. Entendemos al estallido de rocas como el desprendimiento súbito y violento de bloques de roca. Son producidos en ambientes de incremento de concentración de altos esfuerzos, inducidos por la voladura, activación de fallas, excavaciones sin rellenar y otras condiciones, produciéndose con mayor énfasis en rocas elásticas (ígneas y metamórficas), como por ejemplo las rocas silíceas y otros minerales afines.

El estallido de rocas se produce cuando la roca es incapaz de resistir los esfuerzos de onda de una fuente o foco, hasta su punto de rotura. Cuando una roca está próxima a estallar, se generan constantes sonidos de relajación (chasquidos crepitantes), con astillamiento, desprendimiento y expulsión de rocas, desde pequeñas a grandes fragmentos.

2. Mecanismo de los estallidos de roca

Independientemente del volumen vacío y la inestabilidad de las excavaciones subterráneas, el estallido de rocas está asociado al evento sísmico (por condiciones naturales o provocados por el hombre), con liberación de esfuerzos de un foco o fuente de energía. El mecanismo de los estallidos de roca, lo exponemos en tres etapas:

Etapa I: Al producirse la liberación de esfuerzos desde la fuente o foco se transmiten ondas de compresión por la roca, generando la creación de grietas radiales.

Etapa II: La onda de compresión se propaga por la roca y cuando ésta alcanza una cara libre, se refleja como onda de tracción.

Etapa III: Cuando las ondas de compresión son mayores que las ondas de tracción, se producen grietas con descostramiento, produciéndose el estallido de rocas. (Ver Fig. 1)

Ubicación de la fuente o foco

La ubicación de las fuentes y foco de los estallidos de roca, pueden originarse desde cualquier instante y posición. Algunos ejemplos los exponemos en la figura 2, donde el foco puede situarse al lado izquierdo (sector a), techo (sector b), y diagonal (sector c) de la excavación, así como también en el frente posterior de la excavación (sector d).

3. Prevención y mitigación de los estallidos de rocas

Actualmente, tenemos disponibles métodos que permiten monitorear los eventos sísmicos y permiten responder responden a preguntas como ¿cuándo y donde ocurrió el evento sísmico? o ¿cuál fue la magnitud del evento sísmico? Analizando estas preguntas y sus respuestas posteriores, estas se situan en un tiempo pasado, solamente evaluan los daños, sin determinar ni poder predecir la ocurrencia del evento sísmico. El propósito del presente artículo consiste en presentar técnicas preventivas, identificando lugares vulnerables y de mitigar en lo posible los efectos del estallido de rocas.

Sectores vulnerables para la ocurrencia de estallido de rocas

Los sectores vulnerables de la excavación son las áreas planas. Al impactar perpendicularmente sobre un plano, las ondas y los rayos atravesarán con facilidad ese sector, tal como la sección de tipo baúl (Fig. 3b).

Mitigación del estallido de roca en el contorno de la excavación

Para conseguir la mitigación de la energía liberada del foco o fuente en el contorno de la excavación, pueden diseñarse formas de excavación con sección cóncava con el objetivo de desviar o deflactar las los rayos, logrando incrementar la presión interna radial (Pi) de la abertura hacia el contorno del macizo rocoso. Para mitigar los estallidos de roca, la geometría favorable de la excavación son las formas de tipo elipsoidal: circular, herradura o baúl. Con esta condición, los rayos son desviados o reflejados del contorno de la excavación, con daños mínimos a la excavación, tal como en la figura 4 (b) donde la sección de excavación es de tipo herradura.

Para definir el radio de curvatura, de manera que la presión interna radial (Pi) sea efectiva, proponemos diseñar formas o secciones de geometría elipsoidal utilizando la técnica del Método Detonación de Taladros (MDT), que además determina la dirección y magnitud de los esfuerzos In situ, parámetro k. El Método de Detonación de Taladros (MDT) se adecua a las condiciones anisotrópicas y heterogéneas del macizo rocoso.

Mitigación del estallido de roca en el frente de la excavación

El frente de cualquier excavación es un lugar vulnerable y de alta frecuencia por estallido de rocas. En este caso se recomienda realizar taladros disipadores, para atenuar la capacidad de la onda y el rayo, disminuyendo el impacto al frente de la excavación. (Fig. 5).

El cálculo de la longitud (L) y el volumen de vacíos de los taladros disipadores (VVa) está relacionado al área vulnerable (AV) del frente de perforación y sectores planos de la excavación.

4. Sostenimiento de excavaciones

Para condiciones de estallido de rocas, el sistema de soporte que se instala debe contribuir al equilibrio del campo de esfuerzos y la elipse de esfuerzos, amortiguando o absorbiendo la energía liberada. El soporte para condiciones de estallido de rocas debe reunir características elásticas, flexionantes y deformable. A continuación, algunos elementos:

Malla tejida romboidal

Malla tejida de alambre de acero, de presentación romboidal con aberturas de 2”, 3” y 4”. Se amoldan al contorno de la excavación (en oquedades y rocas sobresalientes), deformables, elásticos y de alto comportamiento a la flexión. Diseñado para soportar y absorber una importante cantidad de energía.

Pernos Swellex

El perno Swellex de acero tubular es un tipo de anclaje expansivo, construido por plegamiento hacia su interior en toda su longitud, con la finalidad de reducir su diámetro para ser introducido en el taladro. Es resistente a la tracción, compresión o flexión y buen porcentaje de alargamiento. Una vez inflado, genera una fuerza radial perpendicular a su eje en toda su longitud.

Cimbras

Se trata de perfiles cuya sección resistente se asemeja a la letra griega W. Son conocidos con el nombre de Marco Omega, por sus propiedades de deformación. Por su naturaleza elástica y de comportamiento deslizante es ideal para condiciones de altos esfuerzos. Usualmente, están conformados por tres segmentos que se deslizan entre sí, sujetados y ajustados con uniones. Además, son ideales para rocas RMR V.

Elementos combinados

Se recomienda instalar pernos swellex y malla romboidal, combinada con el shotcrete.


Miguel A. Berrocal Mallqui

Ingeniero de minas con más de 25 años de experiencia, especializado en Geomecánica, con capacidad de interpretar las condiciones que propician la inestabilidad, diseño de técnicas de autosoporte y soporte de las excavaciones en rocas masivas (cuerpos) y/o roca estructural (vetas y mantos). Actualmente, se desempeña como consultor en Geomecánica del Perú EIRL, desempeñando sus servicios en minas del Perú, Colombia y Nicaragua. Expositor en diversos eventos mineros, con temas propios de mecánica de rocas, fue profesor del curso de mecánica de rocas en la Universidad Nacional de Trujillo (2004). Autor del libro Estabilidad de excavaciones en minería subterránea (2015). Contacto: geomecanicadelperu@gmail.com.

Bibliografía

  • ALZATE LOPEZ, Héctor. Física de las ondas. Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Física; Medellín – Colombia; Marzo 2006.
  • BERROCAL MALLQUI Miguel A., Estabilidad de excavaciones subterráneas. Agosto 2015, (página146-148) Primera edición, Lima – Perú.
  • RIQUELME A. SILVIA, Las misteriosas explosiones de rocas, Boletín minero, mayo 1990, Chile
  • CAVIERES ROJAS, PATRICIO; Silva Quintana, Manuel, El fenómeno de estallido de roca en la Mina El Teniente, Boletín minero, mayo 1990, Chile

Publicado en: Operaciones Etiquetado como: Geomecánica

Anuncios

También te puede interesar

Interacciones con los lectores

Deja un comentarioCancelar respuesta

Barra lateral principal

Buscar

Únete a nuestra comunidad

Suscripción gratuita

Únete a nuestra comunidad y recibe todas nuestras publicaciones

¡Muchas gracias!

Se unió con éxito a nuestra lista de suscriptores.

.

Evento destacado

Recibe información

Consulta el Directorio

Evento

Recientes

  • La seguridad en voz de los trabajadores de Miski Mayo
  • SPCC Toquepala conmemoró Día Mundial de la Seguridad 2025
  • Minera Bateas lanza “Willakuy”, programa de apoyo emocional gratuito para la comunidad de Caylloma
  • Shougang Hierro Perú informa sobre suspensión temporal de operaciones por incidente en instalaciones portuarias
  • ISEM organiza webinar internacional para abordar los desafíos del sueño y la fatiga en altura
  • ISEM impulsa la excelencia formativa con su programa ‘Entrenando al Entrenador’
  • Lomas Bayas revoluciona la seguridad minera con tecnología preventiva para conducción segura
  • TUMI Raise Boring eleva la seguridad en perforación subterránea
  • Tecnología y seguridad se integran en Minera Bateas
  • Programa de Anglo American busca prevenir enfermedades a través de hábitos saludables de la población de Moquegua

Explorar temas

Accidentes Alto Riesgo Australia Chile Concursos Conducta Conferencias Congresos Cultura de Seguridad Electricidad Empresa Minera Enfermedades EPP Ergonomía Estado Geomecánica Gestión de Riesgos Higiene Industrial Incendio ISEM Legislación en Seguridad Minera Liderazgo Mantenimiento Medio Ambiente Minería Subterránea Normas de Seguridad Perforación PERUMIN Prevención Productos Químicos Peligrosos Protección Psicología Rescate Minero Responsabilidad Social Riesgos Salud Laboral Seguridad Seguridad Minera Seguridad y Maquinarias Seminarios Sistemas de Gestión Sustancias peligrosas Tecnología Transporte Voladura

Mira todos los videos del canal

Forma parte del ISEM

Descarga la APP Seguridad Minera

Banner widget APP Seguridad Minera

Footer

Información Institucional

  • Instituto de Seguridad Minera – ISEM
  • Revista Seguridad Minera
  • APP Revista Seguridad Minera
  • Contacto

Noticias y Reportajes

  • Información de eventos
  • Noticias internacionales
  • Noticias mineras en Perú
  • Reportajes mineros en Perú

Secciones de artículos

  • Capacitación
  • Comportamiento
  • Emergencias
  • Equipos de Protección
  • Gestión
  • Materiales Peligrosos
  • Operaciones
  • Salud Ocupacional

Información especial

  • Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería
  • Especial Certificaciones Mineras
  • Especial Equipos de Protección Personal
  • Especial Caída de Rocas
  • Especial Codigo de Señales y Colores
  • Especial Trabajos en Altura

Síguenos

  • Facebook
  • YouTube
  • WhatsApp

Copyright © 2025 · Magazine Pro editado por Tuminoticias · WordPress · Acceder

 

Cargando comentarios...