Geotechnical design of underground slate mines

C. Iglesias Comesaña; J. Taboada Castro; J. Arzúa Touriño; E. Giráldez Pérez; J. E. Martín Suárez

doi:10.21701/bolgeomin.128.2.009

Autores/as

C. Iglesias Comesaña Departamento de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Vigo
J. Taboada Castro Departamento de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Vigo
J. Arzúa Touriño Departamento de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Vigo
E. Giráldez Pérez Departamento de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Vigo
J. E. Martín Suárez Departamento de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Vigo

DOI:

https://doi.org/10.21701/bolgeomin.128.2.009

Palabras clave:

cámaras, mina, pizarra, recurso minero, yacimiento

Resumen

La pizarra es uno de los materiales naturales más importantes de España, con una potente industria extractiva y de elaboración concentrada en las comunidades autónomas de Galicia y Castilla y León. Gracias a su resistencia a los agentes externos, a su impermeabilidad y a su excelente fisilidad, la pizarra es utilizada como elemento para techar y para solados.

La práctica totalidad de las explotaciones activas en nuestro país extraen este recurso en minas a cielo abierto, cuyos ratios se aproximan al ratio límite económico, haciendo necesaria la búsqueda de una alternativa que permita continuar las labores. La minería subterránea es una solución que ofrece reducidos ratios de explotación, con una baja generación de escombros, cuyo método de cámaras y pilares barrera es empleado para el aprovechamiento de yacimientos de pizarra.

Son diversos los factores que se han de tener en cuenta a la hora de diseñar una explotación minera (económicos, logísticos, geotécnicos, técnicos, ambientales,…), en especial subterránea, centrándose el presente trabajo en los aspectos geotécnicos. Se explica el proceso de diseño geotécnico de una explotación subterránea por cámaras y pilares, basado en la teoría del área atribuida, el análisis de tensiones en el terreno por métodos numéricos y la elección de un sostenimiento adecuado para las inestabilidades en los huecos. Se ilustra con un ejemplo de diseño en el cual se incorpora la estimación de los rendimientos de explotación y producciones.

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Citas

Alejano, L.R., Ramírez-Oyanguren, P. y Taboada, J. 1999. FDM Predictive Methodology for Subsidence due to Flat and Inclined Coal Seam Mining. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 36(4): 475-91. https://doi.org/10.1016/S0148-9062(99)00022-4

Bandis, S.C. 2004. Numerical modelling of discrete materials in rock mechanics: Developments and engineering applications. En: Heinz Konietzky (ed.), Numerical Modelling of Discrete Materials in Geotechnical Engineering, Civil Engineering and Earth Sciences; Proceedings of the First International UDEC/3DEC Symposium, Bochum, 29 September-1 October 2004. Oxford: Taylor & Francis.

Barros Lorenzo, J.C. 1989. Nuevos datos geológicos y cartográficos sobre el flanco Sur del Sinclinorio de Truchas (Ourense-León, NW de España). Cuaderno Laboratorio Xeolóxico de Laxe, 14, 93-116.

Barton, N. 1987. Rock mass classification, tunnel reinforcement selection using the Q-system. Proceedings of the ASTM Symposium on Rock Classification Systems for Engineering Purposes. Cincinnati, Ohio. https://doi.org/10.1520/STP48464S

Barton, N. 2002. Some new Q-value correlations to assist in site characterisation and tunnel design. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 39, 185-216. https://doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00011-4

Bastante, F.G., Alonso, E., Giráldez, E., Taboada, J. y Alejano, L.R. 2006. Preliminary underground design of an ornamental slate exploitation. Proceedings Mine Planning and Equipment Selection 2006, 607-612, Turín (Italia).

Farmer, I.W. 1968. Elastic Properties of Rocks. En: Engineering Properties of Rocks, Londres: E & F.N. SPON Ltd.

Ferrero, A.M., Migliazza, R. y Giani, G.P. 2004. Analysis of tunnel stability: comparison between continuous and discontinuous approaches. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 41, 646-651. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2004.03.113

García Bastante, F. 2002. Evaluación, diseño y planificación de explotaciones de pizarra. (Tesis doctoral). Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas. Universidad de Vigo. Vigo.

González-Lodeiro, F. 1981. La estructura del anticlinorio del "Ollo de Sapo" en la región de Hiendelaencina (extremo oriental del sistema central español). Cuadernos de geología ibérica, 7, 535-545.

Hoek, E. y Brown, E.T. 1980. Underground excavations in rock. Institution of Mining and Metal. London. https://doi.org/10.1201/9781482288926

Hoek, E., Kaiser, P.K. y Bawden, W.F. 1995. Support of underground excavations in hard rock. AA Balkema, Rotterdam.

Hoek, E., Carranza-Torres, C.T. y Corkum, B. 2002. Hoek-Brown failure criterion- 2002 edition. Proceedings of the North American Rock Mechanics Society, Toronto, July.

IGME, 2011. Panorama minero. Piedra natural. Disponible en: www.igme.es/internet/PanoramaMinero/PMLin.htm

Itasca. 2010. User manual for FLAC. Itasca Consulting Group Inc, Minnesota.

Itasca. 2011. User manual for UDEC. Itasca Consulting Group Inc, Minnesota.

Karabin, G.J. y Evanto, M.A. 1994. Proc. 13th international conference, ground control in mining, Morgantown, WV, 1994 Experience with the Boundary Element Method of Numerical Modeling as a Tool to Resolve Complex Ground Control Problems.

Obert, L. y Duvall, W.I. 1967. Rock mechanics and the design of structures in rock. Wiley, New York.

Marcos, A. 1973. Las series del Paleozoico inferior y la estructura herciniana del Occidente de Asturias (NW de España). Trabajos de Geología, 6.

Pérez Estaún, A. 1978. Estratigrafía y estructura de la rama sur de la zona asturoccidental-leonesa, Memoria del IGME, 92, Madrid.

Potvin, Y. 1988. Empirical open stope design in Canada. PhD. Thesis, Dept. Mining and Mineral Processing, University of British Columbia.

Rocscience Inc., 2011. Phase2 online help, available at www.rocscience.com

Rocscience Inc., 2003. Theory manual for underground wedge stability analysis, Unwedge v3.0. Available at www.rocscience.com

Taboada Castro, J., Gutiérrez Blanco, F., González Nicieza, C. y Toraño Álvarez, J. 1994. Dimensionamiento y sostenimiento de minas subterráneas de pizarra, Cuaderno Xeolóxico de Laxe, 19, 419-435.