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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 10 Contenido Histórico 80 Apuntes para la historia de la minería en los Andes centrales del Perú 11 Economía Circular y minería Editorial Universidades Economía Circular Geoingeniería 26 Aproximación geomecánica usando velocidades de onda y su relación con el parámetro “b” 38 Caracterización temprana de la resistencia de los materiales de desmonte de mina Quellaveco 62 Optimización minera mediante Ore Sorting: innovación en sensores y su impacto en la eficiencia y sostenibilidad operativa 48 Economía Circular aplicando la separación de minerales mediante la tecnología Ore Sorting en un yacimiento polimetálico tipo VMS e impacto en el incremento de producción 12 Herramientas geotécnicas para el control de inestabilidades, uso de la curva tangente, velocidad inversa, gráficas de evaluación y Tarp geotécnicos, en Minera Las Bambas PRESIDENTE: Darío Zegarra 1er. VICEPRESIDENTE: Zetti Gavelán 2do.VICEPRESIDENTE: Juan Carlos Ortíz DIRECTORES Raúl Garay Tamiko Hasegawa Gustavo Luyo Richard Contreras Homar Lozano Diana Rake Roberto Maldonado Tomás Gonzáles Karina Zevallos Enrique Ramírez Jimena Sologuren EXPRESIDENTE: Abraham Chahuan REPRESENTANTE CIP: Germán Arce GERENTE GENERAL: Gustavo De Vinatea COMITÉ EDITORIAL: Miguel Cardozo Roberto Maldonado Richard Contreras Darío Zegarra Luz Cabrera Diógenes Uceda MINERÍA es la publicación oficial del Instituto de Ingenieros de Minas del Perú Calle Los Canarios 155-157, Urb. San César - II Etapa, La Molina, Lima 12, Perú. Telf. (511) 313-4160 / E-mail: rmineria@iimp.org.pe http://www.iimp.org.pe «Hecho el Depósito Legal Nº 98-3584 en la Biblioteca Nacional del Perú» El Instituto de Ingenieros de Minas del Perú no se solidariza necesariamente con las opiniones expresadas en los artículos publicados en esta edición de MINERÍA. Se autoriza la reproducción de los textos siempre que se cite la fuente Director: Homar Lozano Editor: Hebert Ubillús Arriola Publicidad: 961748318 / 944570038 Colaboradores: David Ojeda, Malena Arrieta y Efraín Flores – Peter Espinoza y José Velásquez – Sandra Linero, Antony Aguedo y Miguel García – Gianncarlo Zamora y Jean Paul Bueno – Johana Quispe, Rosa Razuri, Brayan Tapia, Aldo Inga, Aldair Velásquez y Sergio Cisneros – Augusto V. Ramírez Diagramación: César Blas Valdivia Corrección: C & S Comunicaciones PUBLICACIÓN OFICIAL DEL IIMP www.revistamineria.com.pe rmineria@iimp.org.pe 565 Octubre 2024 Ofrecer a nuestros lectores conocimiento, tecnología e innovación, orientados al desarrollo productivo y sostenible de las operaciones mineras, buscando la mejora de la calidad y competitividad del sector minero. Misión: Foto: Las Bambas
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 11 Economía Circular y minería En el marco de la sostenibilidad de las operaciones mineras, la Economía Circular se constituye en una de las principales prácticas, que tiene un impacto positivo en el medio ambiente, los costos y reputación de las empresas. En el caso peruano en la gran y mediana minería, ya se desarrollan experiencias plausibles que, con el uso de lo último de la tecnología, posibilitan, por ejemplo, la recuperación de material que hace unos años se constituía en desechos con contenidos contaminantes y ahora aportan a la producción y la reducción de la huella de carbono de las minas. En ese contexto, también destaca la recirculación de agua, que es una práctica que viene del siglo pasado y que permite a las unidades mineras reutilizar hasta más del 80% del líquido que se usa en las operaciones, con el propósito de utilizar cada vez menos recursos hídricos y, hasta en algunos casos, se logra el cero vertimiento. Precisamente, por esa razón la actividad minera, de acuerdo con información de la Autoridad Nacional del Agua, usa menos del 2% de los recursos hídricos superficiales disponibles en el país, a lo que se suma experiencias como la de Quellaveco de Anglo American y Pucamarca de Minsur, que aprovechan agua contaminada naturalmente para no afectar al consumo humano y agrícola. Otro ejemplo de Economía Circular, lo representa la transformación de los relaves mineros en relleno en diferentes formas, que sirve para el cierre de áreas explotadas en las minas subterráneas, como el caso de Cerro Lindo, que usa sistemas de secado de última generación. En forma adicional, los relaves también sirven para la producción de materiales de construcción y hasta para la pavimentación de carreteras, con lo que un residuo que puede ser peligroso y ha causado graves daños en otros países, tiene un nuevo uso en beneficio de la sociedad. De la misma forma, hay experiencias como las de Yanacocha que convierte los residuos orgánicos del campamento minero y las comunidades aledañas, en abono, que es usado en sus actividades de cierre de minas, con lo que realiza un gran aporte para la reutilización de desechos no solo generados en la unidad sino también de la población. Así como estos casos, existe una serie de otras prácticas innovadoras que se ejecutan en las minas del Perú, con el fin de trabajar en beneficio del medio ambiente y el entorno, para ofrecer un aporte concreto con la aplicación de la Economía Circular, que es clave para la sostenibilidad y la reducción de la huella de carbono de las operaciones mineras. Editorial
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 12 Herramientas geotécnicas para el control de inestabilidades, uso de la curva tangente, velocidad inversa, gráficas de evaluación y Tarp geotécnicos, en Minera Las Bambas Geoingeniería Por: David Ojeda Farfán, Malena Arrieta Quiroz, Efraín Flores Quispe, Minera Las Bambas. Resumen La ocurrencia de deslizamientos de taludes en tajos abiertos es muy frecuente dentro de las operaciones mineras. Por ende, estos eventos no deseados ponen en peligro la integridad de personas, equipos y, en algunos casos, el riesgo de la viabilidad operacional del negocio minero. Por lo tanto, determinar un sistema de alerta temprana de deslizamiento de rocas y suelos es vital para la gestión y reducción de riesgos dentro de una organización. El yacimiento minero Ferrobamba es uno de los depósitos en el que actualmente se realizan actividades mineras de explotación, cuyas reservas representan el 100% de la producción de Minera Las Bambas en los próximos 10 años, debido a su avance y desarrollo, se cuenta con 112 inestabilidades en todo el tajo Ferrobamba durante los siete años de operación. En el presente trabajo usaremos como muestras representativas tres eventos significativos de deslizamientos ocurridos en el tajo Ferrobamba los cuales se detalla a continuación: Inestabilidad #83: deslizamiento parcial de seis bancos desde el nivel 3870 al nivel 3780. El material deslizado quedó retenido en las banquetas inferiores del nivel 3750 y nivel 3720 sin daños a equipos y personas. El evento fue identificado por tres sistemas y dos equipos de monitoreo geotécnico (Radares, Prismas e imágenes Insar). Figura 1. Herramientas clave para la identificación temprana de sectores con riesgo geotécnico.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 13 Abstract The occurrence of slope slides in open pits is very frequent in mining operations. Therefore, these undesired events jeopardize the integrity of people, equipment and in some cases put the operational viability of the mining business at risk. Therefore, determining an early warning system for rock and soil slides is vital for risk management and risk reduction within an organization. The Ferrobamba mining deposit is one of the deposits in which mining activities are currently being carried out and whose reserves represent 100% of the production of Minera Las Bambas in the next 10 years, due to its progress and development, there are 112 instabilities in the entire Ferrobamba pit during the 7 years of operation. In this paper we will use as representative samples 3 significant landslide events that occurred in the Ferrobamba pit, which are detailed below: Instability #83: Partial sliding of 6 benches from level 3870 to level 3780. The sliding material was retained on the lower benches of level 3750 and level 3720 with no damage to equipment or people. The event was identified by three systems and two geotechnical monitoring equipment (Radars, Prisms, INSAR images). Instability #105: Large scale slope slide located on the west wall of the ore production pit and an access ramp to the north sector of phase 05. The event was identified by different geotechnical monitoring systems (Radars, Prisms, INSAR images and Inclinometers). Instability #112: The sliding zone affects 5 benches from level 3915 to level 3990 with an area of 600 square meters and a volume of 30,000.00 cubic meters. The sector has a dirty limestone lithology and a break by the multi-bench wedge type structure. The event was identified by 2 radars: IBIS FM01 and FM02. This paper shows how early identification of sectors with geotechnical risk (landslides) was achieved with the application of geotechnical tools and the accuracy of the new early warning model to issue alert levels used by the geotechnical monitoring equipment at Minera Las Bambas. Inestabilidad #105: deslizamiento de talud a gran escala localizado en la pared oeste del tajo Ferrobamba, que comprometió parte de la producción de mineral y una rampa de acceso al sector norte de la fase 05. El evento fue identificado por diferentes sistemas de monitoreo geotécnico (Radares, Prismas, imágenes Insar e inclinómetros). Inestabilidad #112: la zona deslizada afecta cinco bancos desde el nivel 3915 hasta el nivel 3990 con un área de 600 metros cuadrados y un volumen de 30,000 metros cúbicos. El sector presenta una litología de caliza sucia y una ruptura por la estructura tipo cuña multibanco. El evento fue identificado por dos radares: IBIS FM01 y FM02. En este trabajo se muestra cómo se lograron identificar tempranamente los sectores con riesgo de deslizamientos con la aplicación de herramientas geotécnicas y la precisión del nuevo modelo de alerta temprana para emitir avisos de advertencia, que son utilizados por el equipo de monitoreo geotécnico en Minera Las Bambas. Introducción El trabajo en minería de cielo abierto implica actividades que presentan sus propios riesgos y el nivel de estos puede aumentar dependiendo de la velocidad y cantidad de la producción. En el caso de Minera Las Bambas, es una de las minas más grandes del Perú, ocupando el cuarto lugar de producción de cobre a nivel nacional y se ubica entre las diez principales minas de producción cuprífera del mundo. Por otro lado, las operaciones mineras son afectadas por daños y pérdidas de millones de dólares causados principalmente por los deslizamientos de los taludes de macizos rocosos, debido a distintos factores predominantes en su equilibrio, los cuales son designados como actividades de alto riesgo. El tajo Ferrobamba es el único en producción de Minera Las Bambas, y debido al gran nivel de avance y producción, además de los factores climáticos, el macizo rocoso constantemente está en proceso de reacomodo, en la actualidad ya cuenta con 112 eventos significativos (deslizamientos).
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 14 Es por ello, que es importante realzar un continuo monitoreo y seguimiento del comportamiento de los taludes, con el fin de alertar de forma anticipada a la operación, ante un posible colapso o deslizamiento, que sea efectivo y preventivo para así evitar las consecuencias de fatalidades como ha sucedido en otras compañías mineras en el país. Objetivos Objetivo general Aplicar/dar a conocer el nuevo modelo de alerta temprana para emitir niveles de alerta cualitativos al equipo de monitoreo geotécnico y detectar tempranamente el desarrollo de deslizamientos en el tajo Ferrobamba. Objetivo específico Niveles de alerta Contar con un nuevo modelo de alerta temprana, alineada a las condiciones y la geología local propia del tajo Ferrobamba. Validar si este nuevo método con umbrales de ángulo tangente se alinea a las condiciones y geología de Minera Las Bambas. Generar un plan de respuesta de riesgo geotécnico efectivo para cada tipo de nivel de alerta Monitoreo geotécnico Generar niveles de alerta objetivos al equipo de monitoreo. Generar un plan de respuesta de riesgo geotécnico efectivo para cada tipo de nivel de alerta. Riesgos geotécnicos Identificar y mapear sectores con riesgo geotécnico alineado a los niveles de alerta en el tajo Ferrobamba. Desarrollo y colección de datos Tarps del tajo Ferrobamba En el tajo Ferrobamba, el equipo de monitoreo geotécnico se basa en la evaluación y detección de deformación de taludes de acuerdo con el Tarp de Velocidades de Deformación (Figura 3) y Tarp de Evaluación de la Condición del Talud (Figura 4), con sus respectivos niveles de alerta. Los umbrales de las alarmas del Tarp de Velocidad de Deformación establecidos para el tajo Ferrobamba con el monitoreo del Radar Ibis fueron obtenidos de un back análisis del evento de la caída de una estructura planar ocurrida en Jahuapaylla Alta (3 y 4 de septiembre del 2017), donde se obtuvieron los resultados de la Tabla 1. Los umbrales alineados al Tarp de Evaluación de la Condición del Talud están enfocados en la tendencia de la curva de deformación tiempo. En base a ello, se establece el nivel de alerta. 2023: Estructura de la producción de cobre por empresas, enero-marzo Reporte 2022: 48 titulares mineros, 2023: 49 titulares mineros Fuente: Boletín Estadístico Minero - Edición N° 03 – 2023 – Minem. Figura 2. Estructura de producción de cobre por empresas mineras. Tabla 1. Tarp Velocidad de Deformación Fuente: Minera Las Bambas. MMG - Las Bambas - Slope Movement Alert Thresholds Radar Stable Watch Warning Danger (Evacuation) IBIS <1 mm/h 1 mm/h - 1.5 mm/h 1.5 mm/h - 3.5 mm/h >3.5 mm/h Fuente: IntellTech. Figura 3. Tarp de Evaluación de la Condición del Talud.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 15 Como observación respecto a estos umbrales, podrían generar una ambigüedad y errores subjetivos al no tener definido un indicador o valor, lo que podría ocasionar la tardía identificación de una inestabilidad, cuyo riesgo podría afectar a personas y equipos. Metodología Ángulo Tangencial La metodología del Ángulo Tangencial es aplicada en el artículo de “Alerta temprana exitosa y respuesta de emergencia de un deslizamiento de rocas desastroso en la provincia de Guizhou, China”. El trabajo presenta un caso de alerta temprana exitosa y evacuación oportuna antes de un gran deslizamiento de rocas que ocurrió el 17 de febrero de 2019, en la provincia de Guizhou, China. El desprendimiento de rocas se desencadenó inicialmente en 2014 debido a la excavación del talud para la expansión de la carretera. En la aplicación del caso, se utilizó instrumentación geotécnica inalámbrica que combina sensores en el sitio y el método geodésico del Sistema de Navegación Satelital Global (GNSS) para monitorear continuamente el desplazamiento de la superficie del deslizamiento de rocas. El criterio de alerta temprana (Figura 4) de deslizamiento fue desarrollado por State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection (SKLGP), que es un laboratorio estatal, ubicado en la ciudad de Chengdu (China), dedicado a la investigación básica aplicada sobre la prevención de riesgos geológicos y la protección del geoambiente. De acuerdo con el artículo se concluye que, en comparación con los umbrales tradicionales de desplazamiento y velocidad, los del ángulo tangencial se pueden utilizar para varios tipos de deslizamientos. Por esta razón, realizaremos una simulación y aplicación de los eventos significativos registrados en el tajo Ferrobamba con este método. Validaremos si este, con umbrales de ángulo tangente se alinea a las condiciones y geología de Minera Las Bambas. Registro de Eventos Significativos Inestabilidad 83 El 2 de diciembre de 2019, se observa una tendencia Fuente: State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection (SKLGP). Figura 4. Criterios de alerta del sistema de alerta temprana de deslizamientos desarrollado por SKLGP. Fuente: Radar Ibis FM01, Minera Las Bambas. Figura 5. Gráfica de deformación e interpretación geotécnica inestabilidad 83. Fuente: Radar Ibis FM02, Minera Las Bambas. Figura 6. Gráfica de deformación de inestabilidad 83. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 7. Registro fotográfico antes del deslizamiento inestabilidad 83.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 16 progresiva desde las 09:35 aprox. con una velocidad de deformación de 2mm/h, para posteriormente acelerarse y pasar a una curva de tendencia crítica con una velocidad de deformación de 70 mm/h hasta su colapso a las 07:10 horas, aproximadamente. La zona deslizada presentó una afectación que abarca cuatro bancos simples y un banco doble desde el Nv. 3870 al Nv. 3780, con un volumen de 20,882 m3, en el sector geotécnico E1 y E2. La zona presenta una litología de monzonitas biotititas (MzB) en contacto con calizas, presentando un tipo de ruptura en estructura mixta. (Planar & Cuña). Se registró el desplazamiento vs tiempo con el radar Ibis FM01, ubicado perpendicularmente a la inestabilidad i83 ubicada en la Fase 2A noreste, sector con estructuras de cuñas y planares a nivel multibanco. El pronóstico de falla fue a las 07:05 horas y colapsó a las 07:10 horas, teniendo cinco minutos de desfase. En las Figuras 7 y 8, se muestra el registro fotográfico del antes y el después del deslizamiento de la inestabilidad 83. Con la data registrada por el radar Ibis FM01, se procedió a exportar la información y elaborar el análisis con los dos Tarp estándar en Minera Las Bambas (Tendencia & Velocidad de Deformación) y el Tarp Ángulo Tangente. Con ellos, podremos comparar y analizar que tanto el método del Ángulo Tangente se alinea a las condiciones y comportamiento de la inestabilidad 83. Figura 9. Gráfica Tarp Tendencia. Figura 10. Gráfica Tarp Velocidad. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 8. Registro fotográfico post del deslizamiento inestabilidad 83. Figura 11. Gráfica Tarp Ángulo Tangente.
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 18 Tarp N° 1: Gráfica de Tendencia Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 83 según el Tarp de Tendencia, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Inactiva y Regresiva de 30/11 11:02 hasta 13:06 horas (±2h). Alerta geotécnica amarrilla: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Lineal y Transgresiva de 30/11 13:07 hasta 01/12 18:00 horas (±29h). Alerta geotécnica naranja: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Progresiva de 01/12 18:01 hasta 02/12 00:11 horas (±6h). Alerta geotécnica roja: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Crítica de 02/12 00:12 hasta el colapso a las 07:10 horas (7±h). Tarp N° 2: Gráfica Velocidad de Deformación Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 83 según el Tarp de Velocidad de Deformación, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 1.0 mm/h (±2 horas). Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 1.5 mm/h (±20 horas). Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 3.5 mm/h (±10 horas). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación mayor 3.5 mm/h, llegando a una velocidad de deformación máxima de 56 mm/h hasta el quiebre (±12 horas). Tarp N° 3: Gráfica Ángulo Tangente Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 83 según el método Ángulo Tangente, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente menor a < 45° (±2 horas). Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 45° a 80° (±30 horas). Fuente: Radar Ibis FM02, Minera Las Bambas. Figura 12. Gráfica de deformación e interpretación geotécnica, inestabilidad 105. Radar Ibis FM02, Minera Las Bambas. Figura 13. Gráfica de deformación inestabilidad 105. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 14. Registro fotográfico antes del deslizamiento de la inestabilidad 105. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 15. Registro fotográfico post deslizamiento de la inestabilidad 105.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 19 Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 80° a 85° (±5 horas). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente mayor a 85° (±7 horas). Inestabilidad 105 El 5 de mayo de 2021, se observa una tendencia progresiva desde las 20:30 aproximadamente, con una velocidad de deformación de 8.5 mm/h, para posteriormente acelerarse y pasar a una curva de tendencia crítica con una velocidad de deformación de 102.13 mm/h hasta su colapso el 8 de agosto de 2021 a las 13:56 horas aproximadamente. La zona deslizada presentó una afectación que abarca 14 bancos desde el Nivel 3840 hasta el Nivel 3870, con un volumen de 1.3 Mtonnes, en el sector geotécnico NW1 y NW2. La zona presenta una litología de MZQ (diques de intrusivo), BX (Brecha) y LMT_S (Caliza alterada), presentando un tipo de ruptura en estructura rotacional controlada por la Falla Jhoshua. Se registró el desplazamiento vs tiempo con el radar Ibis FM02, ubicado perpendicularmente a la inestabilidad i105, situada en el tramo 3 superior y pared oeste de la Fase 03 con presencia de estructura rotacional controlada por un sistema de diques de intrusivo (MZQ), en el extremo norte, sur y la Falla Joshua, con persistencia de estructuras paralelas a la dirección del talud. El pronóstico de falla fue a las 00:56 horas y el momento del colapso fue a las 13:56 horas, teniendo 13 horas de desfase. En las Figuras 14 y 15, se muestra el registro fotográfico del antes y el después del deslizamiento de la inestabilidad 112. Figura 16. Gráfica Tarp Tendencia, inestabilidad 105. Figura 17. Gráfica Tarp Velocidad, inestabilidad 105. Figura 18. Gráfica Tarp Ángulo Tangente, inestabilidad 105. Fuente: Radar Ibis FM02, Minera Las Bambas. Figura 19. Gráfica de deformación e interpretación geotécnica, inestabilidad 112.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 20 Con la data registrada por el radar Ibis FM02, se procedió a exportar la información y elaborar el análisis con los dos Tarp estándar en Minera las Bambas (Tendencia & Velocidad Deformación) y el Tarps Ángulo Tangente, con ello podremos comparar y analizar que tanto el método de Ángulo Tangente se alinea a las condiciones y comportamiento de la inestabilidad 105. Tarp N° 1: Gráfica de Tendencia Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 105 según el Tarp de Tendencia, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica amarrilla: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Lineal y Transgresiva desde 11/04/21 13:12 hasta 29/04/21 14:15 horas (±18 días). Alerta geotécnica naranja: en 6 días este tipo de alerta se ubica la tendencia Progresiva desde el 29/04/21 22:49 hasta 04/05/21 14:15 horas (±6 días). Alerta geotécnica roja: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Crítica desde el 06/05/21 14:16 hasta el colapso 08/05/21 a las 23:33 horas (±2 días). Tarp N° 2: Gráfica Velocidad Deformación Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 105 según el TARPS de Velocidad de Deformación mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 1.5 mm/h (±13 días). Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 3.5 mm/h (±8 días). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación mayor a 3.5 mm/h, llegando a una velocidad de deformación máxima de 30 mm/h hasta el quiebre (±5 días). Tarp N° 3: Grafica Ángulo Tangente Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 105 según el método Ángulo Tangente, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 45° a 80° (±19 días). Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 80° a 85° (±5 días). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente mayor 85° (±2 días). Fuente: Radar Ibis FM02, Minera Las Bambas. Figura 20. Gráfica de deformación, inestabilidad 112. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 21. Registro fotográfico antes del deslizamiento, inestabilidad 112. Fuente: Minera Las Bambas. Figura 22. Registro fotográfico post deslizamiento, inestabilidad 112. Figura 23. Gráfica Tarp Tendencia, inestabilidad 112.
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 22 Inestabilidad 112 El 15 de marzo de 2023 se observa una tendencia progresiva desde las 20:30 aproximadamente, con una velocidad de deformación de 3.04 mm/h, para posteriormente acelerarse y pasar a una curva de tendencia crítica con una velocidad de deformación de 99.1 mm/h hasta su colapso a las 23:33 horas, aproximadamente. La zona deslizada presentó una afectación que abarca 05 bancos desde el Nivel 3915 hasta el nivel 3990, con un área cercana a los 600 m2 y un volumen de 30,000 m3, en el sector geotécnico NW2. La zona presenta una litología de LMT_S3 (caliza Sucia), registrando un tipo de ruptura en estructura de cuña multibanco. Se registró el desplazamiento vs tiempo con el radar Ibis FM02, ubicado perpendicularmente a la inestabilidad i112, situada en el tramo 3 superior, sector con estructuras de cuñas a nivel multibanco. El pronóstico de falla fue a las 00:01 horas y el momento de colapso fue a las 23:33, teniendo 28 minutos de desfase. En las Figuras 21 y 22, se muestra el registro fotográfico del antes y el después del deslizamiento de la inestabilidad 112. Con la data registrada por el radar Ibis FM02, se procedió a exportar la información y elaborar el análisis con los dos Tarp estándar en Minera las Bambas (Tendencia & Velocidad Deformación) y el Tarp Ángulo Tangente, con ello, podremos comparar y analizar que tanto el método de Ángulo Tangente se alinea a las condiciones y comportamiento de la inestabilidad 112. Tarp N° 1: Gráfica de Tendencia Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 112 según el Tarp de Tendencia, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Inactiva y Regresiva desde el 15/03/23 a las 0:00 hasta 10:18 horas (±10h). Alerta geotécnica amarrilla: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Lineal y Transgresiva desde el 15/03/23 a las 10:18 hasta 21:38 horas (±11h). Alerta geotécnica naranja: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Progresiva desde 15/03/23 a las 21:38 hasta 22:44 horas (±1h). Figura 24. Gráfica Tarp Velocidad, inestabilidad 112. Figura 25. Gráfica Tarp Ángulo Tangente, inestabilidad 112. Tabla 2. Alerta Geotécnica Verde N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Inactiva & Regresiva 11:02 13:06 00, 02:04 2 V < 1.0 mm/h 11:02 13:01 00, 01:59 3 α <45° 11:02 13:05 00, 02:03 Tabla 3. Alerta Geotécnica Amarilla N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Lineal & Transgresiva 13:07 18:00 01, 04:53 2 V= 1.0 – 1.5 mm/h 13:02 08:42 00, 19:40 3 α = 45°– 80º 13:06 19:01 01, 05:55
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 23 Alerta geotécnica roja: en este tipo de alerta se ubica la tendencia Crítica desde el 15/03/23 a las 22:44 hasta el colapso a las 23:33 horas (±1h). Tarp N° 2: Gráfica Velocidad de Deformación Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 112 según el Tarp de Velocidad de Deformación, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 1.0 mm/h (±10h). Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 1.5 mm/h (±7h). Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación menor < 3.5 mm/h (±2h). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta una velocidad de deformación mayor a 3.5 mm/h, llegando a una velocidad de deformación máxima de 35 mm/h hasta el quiebre (±4h). Tarp N° 3: Gráfica Ángulo Tangente Se analizó el desarrollo del deslizamiento de la inestabilidad 112 según el método de Ángulo Tangente, mostrando las siguientes observaciones: Alerta geotécnica verde: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente menor a < 45° (±10h). Alerta geotécnica amarrilla: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 45° a 80° (±11h). Alerta geotécnica naranja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente entre 80° a 85° (±1h). Alerta geotécnica roja: este tipo de alerta presenta un Ángulo Tangente con la pendiente mayor a 85° (±1h). Presentación y discusión de resultados Análisis comparativo Tarp i83 Se analiza cada Tarp por cada nivel de alerta geotécnica, observando los márgenes de tiempo y holgura entre cada uno de ellos. Con respecto al nivel de alerta amarrilla se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 2 min de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de ±10 horas. Con respecto al nivel de alerta naranja se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 1 hora de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de 4 horas. Con respecto al nivel de alerta rojo se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 1 min de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de 5 horas. Análisis comparativo Tarp i105 Se analiza cada Tarp por cada nivel de alerta geotécnica, observando los márgenes de tiempo y holgura entre cada uno de ellos. Tabla 4. Alerta Geotécnica Naranja N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Progresiva 18:01 00:11 00, 06:10 2 V= 1.5 – 3.5 mm/h 08:43 19:01 00, 10:18 3 α =80°- 85° 19:02 00:10 00, 05:08 Tabla 5. Alerta Geotécnica Roja N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Crítica 00:12 07:10 00, 06:58 2 V > 3.5 mm/h 19:02 07:10 00, 12:08 3 α <45° 00:11 07:10 00, 06:59 Tabla 6. Alerta Geotécnica Amarilla, Tarp i105 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Lineal & Transgresiva 13:12 22:48 18, 09:36 2 V= 1.0 – 1.5 mm/h 13:12 03:36 13, 14:24 3 α =45°- 80° 13:12 19:12 19, 06:00 Tabla 7. Alerta Geotécnica Naranja, Tarp i105 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Progresiva 22:49 14:15 06, 15:26 2 V= 1.5 – 3.5 mm/h 03:37 03:45 08, 00:08 3 α = 80°- 85° 19:12 14:15 05, 19:03 Tabla 8. Alerta Geotécnica Roja, Tarp i105 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Crítica 14:16 13:56 01, 23:40 2 V > 3.5 mm/h 03:46 13:56 05, 10:10 3 α > 85° 14:16 13:56 01, 23:40
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 24 Con respecto al nivel de alerta naranja se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 20 horas de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de ±5 horas. Con respecto al nivel de alerta roja se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está alineado con el Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de ±3 días. Análisis comparativo Tarp i112 Se analiza cada Tarp por cada nivel de alerta geotécnica, observando los márgenes de tiempo y holgura entre cada uno de ellos. Con respecto al nivel de alerta amarrilla se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está en el tiempo promedio de los otros dos Tarp estándar del tajo Ferrobamba. Generando una variación del nivel de alerta amarrillo de ±1 minuto. Con respecto al nivel de alerta naranja se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 2 min de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de 3 horas y 30 minutos. Con respecto al nivel de alerta Roja se visualiza que el Tarp Ángulo Tangente está a 2 min de diferencia del Tarp Tendencia y, estos a su vez, presentan una diferencia con el Tarp Velocidad de Deformación de 2 horas y 26 minutos. Conclusiones Se concluye que el modelo de alerta temprana para emitir niveles de alerta utilizados por el equipo de monitoreo geotécnico en Minera Las Bambas, viene permitiendo: 1.Lograr estandarizar los criterios de niveles de alerta generando un tercer Tarp para la identificación temprana de inestabilidades dentro del tajo Ferrobamba. 2.Se logró validar el nuevo método con umbrales de Ángulo Tangente alineado a las condiciones y geología de Minera Las Bambas. 3.Se permitió generar un plan de respuesta de riesgo geotécnico efectivo para cada tipo de nivel de alerta. 4.Se logró identificar y mapear sectores con riesgo geotécnico alineado a los niveles de alerta en el tajo Ferrobamba. Agradecimientos Los autores agradecen a Minera las Bambas por el permiso para publicar el presente artículo. Bibliografía Xuanmei, A. et al. 2019. Successful early warning and emergency response of a disastrous..., ResearchGate. Available at: https://www.researchgate.net/profile/ Qiang-Xu/publication/335486528_Successful_early_warning_and_emergency_response_of_a_disastrous_rockslide_in_Guizhou_province_China/links/61 639a291eb5da761e794382/Successful-early-warning-and-emergency-response-of-a- disastrous-rockslide-in-Guizhou-province- China.pdf (Accessed: April 2022). Tabla 9. Alerta Geotécnica Verde, Tarp i112 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Inactiva & Regresiva 00:00 10:18 10:18 2 V < 1.0 mm/h 00:00 10:20 10:20 3 α < 45° 00:00 10:19 10:19 Tabla 10. Alerta Geotécnica Amarilla, Tarp i112 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Lineal & Transgresiva 10:18 21:38 11:20 2 V= 1.0 – 1.5 mm/h 10:20 17:32 07:12 3 α = 45°- 80° 10:19 21:40 11:21 Tabla 11. Alerta Geotécnica Naranja, Tarp i112 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Progresiva 21:38 22:44 01:06 2 V= 1.5 – 3.5 mm/h 17:32 19:36 02:04 3 α = 80°- 85° 21:40 22:42 01:02 Tabla 12. Alerta Geotécnica Roja, Tarp i112 N° TARP Time (i) Time (i) ∆Time 1 Crítica 22:44 23:33 00:49 2 V > 3.5 mm/h 19:36 23:33 03:57 3 α > 85° 22:42 23:33 00:51
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 26 Aproximación geomecánica usando velocidades de onda y su relación con el parámetro “b” Geoingeniería Por: Peter Espinoza Sáenz, jefe de Geofísica y José Velásquez Zúñiga, Ingeniero Geofísico, Compañía Minera Poderosa. Resumen El presente estudio se centra en el cálculo y análisis de las velocidades de las ondas P y S, y su relación con el mapeo geomecánico en diferentes formas (Índice de Resistencia Geomecánica –GSI–, Índice de Masas Rocosas –RMR– y valor Q), con el objetivo de establecer que el parámetro “b” y su relación con estas velocidades son indicadores estructurales de la calidad de las rocas en yacimientos mineros. Esto proporcionaría una aproximación más precisa del mapeo geomecánico realizado por medio del sistema de monitoreo microsísmico instalado en la mina Pencas de la veta Choloque en la unidad de producción Marañón correspondiente a Compañía Minera Poderosa y su evaluación en campo. El parámetro “b” indica los valores altos (3 a más) que corresponden a una predominancia de eventos microsísmicos de baja magnitud, lo cual sugiere una baja resistencia a la ruptura en estos volúmenes. Por otro lado, un valor bajo de “b” indica un medio con alta resistencia a la ruptura y eventos microsísmicos de magnitud elevada. Por lo tanto, la variación de “b” a lo largo del tiempo podría indicar cambios en las condiciones elásticas del medio y servir como un parámetro de predicción estadístico. El parámetro “b” es una medida de la distribución relativa del tamaño de los eventos sísmicos en un volumen y periodo específicos. La estimación de “b” se basa en la magnitud momento (Mw), a partir de la cual se detectan todos los eventos en un volumen espacio – temporal, utilizando la distribución de frecuencia-magnitud (Ley de Gutenberg - Richter) establecida por Ishimoto e Iida (1939) y posteriormente por Gutenberg y Richter (1944). En ese contexto, en esta investigación, los autores buscan demostrar una relación directa entre el parámetro “b” y los valores del mapeo geomecánico aproximado, mediante el estudio de velocidades de las ondas sísmicas en los volúmenes donde se obtienen datos del sistema de monitoreo microsísmico. Introducción A través del cálculo y análisis de las velocidades de las ondas P y S y su relación con el mapeo geomecánico, este estudio tiene como objetivo establecer la relación directa entre el parámetro “b”, como indicador estructural, con las velocidades de los eventos microsísmicos, permitiendo de esta manera una aproximación del mapeo geomecánico de forma sistemática.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 27 Abstract The present study focuses on the calculation and analysis of P- and S-wave velocities and their relationship with geomechanical mapping in different forms (GSI, RMR, Q), with the objective of establishing that the “b” parameter and its relationship with these velocities are structural indicators of rock quality in mineral deposits. This would provide a more accurate approximation of the geomechanical mapping performed by the microseismic monitoring system installed at the Pencas mine of the Choloque vein in the U.P. Marañon corresponding to Compañía Minera Poderosa and its field assessment. Parameter “b” indicates that high values (3 or more) correspond to a predominance of low magnitude microseismic events, suggesting low rupture strength in these volumes. On the other hand, a low value of “b” indicates a medium with high resistance to rupture and high magnitude microseismic events. Therefore, the variation of “b” over time could indicate changes in the elastic conditions of the medium and serve as a statistical prediction parameter. The “b” parameter is a measure of the relative distribution of the size of seismic events in a specific volume and period. The estimation of “b” is based on the moment magnitude “Mw” from which all events in a spacetime volume are detected; using the frequency-magnitude distribution (Gutenberg - Richter Law) established by Ishimoto and Iida (1939) and later by Gutenberg and Richter (1944). Therefore, in this research, the authors seek to demonstrate a direct relationship between the parameter “b” and the approximate geomechanical mapping values by studying seismic wave velocities in the volumes where data are obtained from the microseismic monitoring system. La actividad minera subterránea, conocida como sismicidad inducida, está estrechamente relacionada con la sísmica. Esta actividad se manifiesta a través de desprendimientos de rocas, eventos de relajamiento o estallidos de rocas, lo cual puede tener un impacto directo al personal, la infraestructura y los equipos que operan en interior mina. Para desarrollar la matriz GSI, RMR y valor Q se considera la velocidad de la onda P, que se relaciona con la dureza del macizo rocoso y la velocidad de la onda S, lo que está relacionado con el nivel de fracturamiento. Se deben tener en cuenta los valores residuales durante el procesamiento de la información, así como la geolocalización precisa utilizando tanto geófonos uniaxiales como triaxiales. A diferencia de la tomografía sísmica, que analiza las velocidades de los rayos sísmicos a través del macizo rocoso, el cálculo de velocidades para la obtención de la matriz GSI, RMR y Q considera la velocidad inicial del evento microsísmico, es decir, la velocidad en la localización donde se originó este evento. Para este cálculo, se requiere información como la distancia del evento al sensor, los primeros arribos procesados de las ondas P y S, los arribos teóricos y el tiempo de inicio del evento microsísmico. Los datos microsísmicos utilizados en este estudio provienen de un sistema constituido por 16 geófonos (12 geófonos uniaxiales y 4 triaxiales) y se obtuvo un catálogo de eventos con distintos valores de magnitud momento. El análisis del parámetro “b” y los valores obtenidos permitieron aproximar un mapeo “sistemático” que muestra una correlación directa entre las velocidades de las ondas sísmicas y las características de los medios por donde se propagan. Los volúmenes de baja velocidad corresponden a rocas de baja calidad y alta acumulación de esfuerzos, mientras que los volúmenes de alta velocidad indican una buena calidad de roca y eventos microsísmicos de alta magnitud debido a la resistencia del medio. En consecuencia, este estudio evalúa la importancia del parámetro “b” y su relación con las velocidades de las ondas sísmicas, con la finalidad de obtener una aproFigura 1. Procesamiento y análisis para geolocalización de eventos microsísmicos (uso de distintos tipos de geófonos).
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 28 ximación más precisa de los distintos esquemas de mapeo geomecánico en volúmenes alejados de campo visual en yacimientos mineros, proporcionando de esta manera una información valiosa para la evaluación de la estabilidad de las labores mineras y la mitigación de los efectos de los eventos microsísmicos. Objetivos Determinar las velocidades de propagación de las ondas sísmicas P y S en el área de estudio. Establecer la relación entre las velocidades de las ondas sísmicas y el mapeo geomecánico en diferentes formas, como el GSI, el RMR y el valor Q. Se busca determinar si el parámetro "b" y su relación con las velocidades de las ondas sísmicas pueden ser utilizados como indicadores de la calidad de las rocas en los yacimientos mineros. Proporcionar una aproximación más precisa del mapeo geomecánico realizado por el sistema de monitoreo microsísmico en la mina Pencas de la veta Choloque en la unidad productiva Marañón, perteneciente a Compañía Minera Poderosa, y evaluar su efectividad en el campo. Aproximación al mapeo geomecánico Para el desarrollo de la matriz GSI, RMR y valor Q, es necesario tener en cuenta dos consideraciones fundamentales. En primer lugar, la onda P (debido a su trayectoria directa) se relaciona con la dureza del macizo rocoso. En segundo lugar, la onda S, al ser una onda de trayectoria cortante o de cizalla, se relaciona con el nivel de fracturamiento en el medio. Durante el procesamiento de la información, es crucial considerar los valores residuales o de calidad, específicamente en este caso en particular. Esto implica tomar en cuenta la precisión y confiabilidad de los datos procesados. Para lograr una buena geolocalización, se requiere utilizar al menos cuatro geófonos uniaxiales capaces de registrar cuatro arribos de la onda P, así como dos geófonos triaxiales para obtener dos arribos de la onda S y determinar las polaridades de las ondas sísmicas. De forma más resumida, el desarrollo de la matriz GSI, RMR y valor Q implica considerar la relación entre las ondas P y S con la dureza del macizo rocoso y el nivel Figura 2. Modelo de trayectoria de rayos sísmicos en tres dimensiones. Figura 3. Uso del diagrama de “Wadati” con una apertura de +/- 15 milisegundos sobre la recta teórica de los primeros arribos. Tabla 1. Matriz de Correlación de Velocidades de Onda P y Onda S para el Mapeo GSI Rangos Vp Matriz Vp Rangos Vs Matriz Vs 4,200.000 5,400.000 4 2,200.000 2,675.000 4 5,400.001 6,600.000 3 2,675.001 3,150.000 3 6,600.001 7,800.000 2 3,150.001 3,625.000 2 7,800.001 9,000.000 1 3,625.001 4,100.000 1
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 30 de fracturamiento, respectivamente. Además, es necesario considerar los valores residuales o de calidad durante el procesamiento de la información. Para una geolocalización precisa, se requiere de una adecuada utilización de geófonos uniaxiales y triaxiales (Figura 1). Se deberá considerar un modelo de estudio en tres dimensiones, el cual irá modificando su velocidad a medida que se realiza la profundización. Para establecer un correcto control de calidad de la geolocalización de los eventos microsísmicos se hace uso del diagrama de “Wadati” cuyos valores para el eje son determinados por medio de las siguientes relaciones: Y = Ts – Tp (Ec. 1) X = Tp (Ec. 2) Donde: Ts = tiempo de arribo de la onda S (en milisegundos) Tp = tiempo de arribo de la onda P (en milisegundos). Es importante establecer una relación que cuente con una apertura de +/- 15 milisegundos con el objetivo de garantizar que al menos el 80% de los primeros arribos tanto de P como de S se encuentren dentro de este margen de tolerancia, la cual se puede ajustar para tener mejor precisión en el procesamiento, hasta 10 milisegundos en relación con la pendiente teórica de los primeros arribos. A diferencia de la tomografía sísmica, la cual analiza las velocidades de los rayos sísmicos a través del macizo rocoso, el cálculo de velocidades que permitió obtener la matriz GSI se enfoca en la velocidad de inicio del evento microsísmico en el punto de origen de este. Para realizar el cálculo, se requiere tener en cuenta los siguientes elementos: 1) La distancia entre el evento y el geófono (uniaxial y/o triaxial), 2) El tiempo de llegada procesado de la onda P y S, 3) Los tiempos de llegada teóricos de las ondas P y S (en el caso de que no se disponga de una llegada clara durante el procesamiento) y 4) El tiempo inicial del evento microsísmico. El cálculo del verdadero tiempo de arribo de P se calcula por medio de: Tp = Tzero – Tpp (Ec. 3) El cálculo del arribo real de S se calcula por medio de: Ts= Tzero -Tsp (Ec. 4) Figura 4. Base de datos con valores calculados de velocidades y residuales de control de calidad. Figura 5. Cartilla geomecánica GSI con datos matriciales de acuerdo con su velocidad P y velocidad S. Tabla 2. Aproximación de Velocidad de Onda P para el RMR Bienieawsky RMR de Bienieawsky 4,200.000 4,800.000 V 8 6,600.001 7,200.000 III A 4 4,800.001 5,400.000 IV B 7 7,200.001 7,800.000 II B 3 5,400.001 6,000.000 IV A 6 7,800.001 8,400.000 II A 2 6,000.001 6,600.000 III B 5 8,400.001 9,000.000 I 1
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 31 Donde: Tzero = tiempo de inicio del evento microsísmico. Tpp = tiempo de arribo de la onda P procesada. Tsp = tiempo de arribo de la onda S procesada. Para el caso de la velocidad de P se usa la expresión siguiente: Vp = D/Tp (Ec. 5) Para la velocidad de S usamos: Vs = D/Ts (Ec. 6) Para calcular el control de calidad de la residual del sistema usamos: Rc = ((Tsc – Tpc)+(Vp*Vs)/(Vp-Vs)) (Ec. 7) Donde: Rc = Residual calculada Tpc = Tiempo de arribo calculado por sistema para la onda P Tsc = Tiempo de arribo calculado por el sistema para la onda S V = Velocidad de P Vs = Velocidad de S El cálculo de la residual de procesamiento se calcula mediante: Rp = ((Tsp – TPP)*(Vp+Vs)/(VP-VS)) (Ec. 8) Tabla 3. Aproximación de Velocidad de Onda S para el Valor de Q Valor Q 2200.000 2411.111 Excepcionalmente mala IX 9 2411.112 2622.222 Extremadamente mala VIII 8 2622.223 2833.333 Muy mala VII 7 2833.334 3044.444 Mala VI 6 3044.445 3255.556 Media V 5 3255.557 3466.667 Buena IV 4 3466.668 3677.778 Muy buena III 3 3677.779 3888.889 Extremadamente buena II 2 3888.890 4100.000 Excepcionalmente buena I 1 Figura 6. Red de geófonos instalados para el SMM Pencas. Figura 7. Zonas de investigación del parámetro “b”.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2024 / EDICIÓN 565 32 Tabla 6. Resumen de Medición de Esfuerzos con Respecto al Análisis del Parámetro “b” Resumen de Medición de Esfuerzos Consecuencia 1 Consecuencia 2 Consecuencia 3 Consecuencia 4 Consecuencia 5 Alta calidad de roca Baja calidad de roca Disminución de esfuerzos Disminución de velocidad de propagación Disminución de eventos microsísmicos Eventos con magnitud momento alta Parámetro "b" bajo Baja calidad de roca Alta calidad de roca Aumento de esfuerzos Aumento de velocidad de propagación Aumento de eventos microsísmicos Eventos con magnitud momento baja Parámetro "b" elevado Donde: Rp = Residual procesada Tpp = Tiempo de arribo procesado para la onda P Tsp = Tiempo de arribo procesado para la onda S Vp = Velocidad de P Vs = Velocidad de S Con ambas residuales calculadas se obtiene la residual total, la cual no debe exceder el 5% para ser considerada como un cálculo efectivo de las velocidades tanto para la onda P como la onda S. Rt = (Rc – Rp)/Rc <= 5% (Ec. 9) Donde: Rt = Residual total Rc = Residual calculada por el sistema Rp = Residual de procesamiento (ver Figura 4) Matrices de aproximación al mapeo geomecánico Comprendiendo el comportamiento de las velocidades de la onda P y la onda S, en el caso del sistema de monitoreo microsísmico de Pencas se determinó que Vp máx. = 9,000 m/s Vp mín. = 4,200 m/s, Vs máx. = 4,100 m/s y Vs mín. = 2,200 m/s se creó la matriz 4x4 donde cada valor de esta corresponde a un índice de resistencia geológico GSI, RMR y valor Q. Caracterización del parámetro “b” El parámetro "b" es una medida que describe la distribución relativa del tamaño de los eventos sísmicos en una zona y periodo específicos (Farrell et al., 2009). Cuantitativamente, valores bajos de "b" indican la predominancia de sismos de magnitud elevada debido a la resistencia del medio a la ruptura y una mayor acumulación de esfuerzos. Por otro lado, valores altos de "b" implican la presencia de medios de menor resistencia y acumulación de esfuerzos (Urbancic and Trifu, 2000). Los valores bajos de "b" varían entre 0 y 3, mientras que los valores altos van de 3 en adelante, de acuerdo con la magnitud momento. La estimación de "b" se basa principalmente en la magnitud momento (Mw), a partir de la cual se detectan todos los eventos en un volumen de espacio-tiempo completo (Wiemer & Wyss, 2000). Esta estimación se realiza utilizando la Distribución Frecuencia-Magnitud, establecida por primera vez por Ishimoto & Iida Tabla 4. Aproximación del Porcentaje de Ocurrencia del Índice Geomecánico GSI entre los Meses de Octubre a Diciembre de 2022 Índice de calidad GSI LF/B 1.11% F/B 3.89% MF/B 0.44% LF/R 0.66% F/R 53.60% MF/R 6.66% IF/R 0.01% F/P 28.09% MF/P 4.22% IF/P 0.17% MF/MP 0.91% IF/MP 0.24% Tabla 5. Aproximación del Porcentaje de Ocurrencia del Índice Geomecánico RMR entre los Meses de Octubre a Diciembre de 2022 Índice de calidad RMR I 3.00% II A 2.44% II B 17.99% III A 42.95% III B 30.52% IV A 1.95% IV B 0.61% V 0.54%
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