Caracterización Geotécnica y Estructural de la Rampa de Exploración y del Túnel de Drenaje, Mina Chuquicamata

Abstract

Entre los años 2003 y 2005 se realizó la excavación de aproximadamente 6.200 m de túneles correspondientes a la Rampa de Exploración y al Túnel de Drenaje de la mina Chuquicamata. Se entrega en este trabajo la caracterización geotécnica-estructural y la definición de soporte de estos desarrollos subterráneos, ubicados en el área de influencia de los esfuerzos activos inducidos por la minería a rajo abierto. Sobre la base del levantamiento geotécnico de las labores subterráneas, aplicando el sistema de clasificación geotécnica mediante el índice Q de Barton (1974), se establecen en forma empírica los requerimientos de fortificación adecuada y suficiente para la estabilidad de los túneles. Las excavaciones subterráneas que se extienden en una franja Nor-Nor-Este de 2.400 m de largo por 600 m de ancho, se realizaron principalmente en el pórfido granodiorítico denominado Pórfido Este, huésped de la mineralización de cobre y molibdeno del yacimiento Chuquicamata. Subordinadamente también se excavaron rocas intrusivas estériles como las granodioritas Fortuna y Elena y una unidad de sedimentos mesozoicos afectadas por metamorfismo dinámico y de contacto. En el Pórfido Este se pueden distinguir unidades de alteración en franjas subverticales orientadas en dirección Nor-Este con predominio de clorita, feldespato potásico, sericita y de la asociación cuarzo-sericita. Las unidades litológicas y de alteración presentan características geotécnicas homogéneas (unidades geotécnicas) que han sido reconocidas en los desarrollos subterráneos. De igual manera, se distinguen áreas con patrones estructurales propios, en función de la influencia de las fallas principales del yacimiento, y de la condición de las familias de fallas y diaclasas (Dominios Estructurales). La calidad geotécnica del macizo rocoso en los túneles varia predominantemente de Buena a Regular con índice Q de Barton entre 2 y 30, RQD entre 60% y 90%, con una resistencia de la roca estimada entre 50 MPa y 120 MPa. Para estas condiciones, se determinó fortificar los desarrollos con pernos sistemáticos y malla tejida tanto en la bóveda como en la parte superior de las paredes. Para esta calidad de roca, solo puntualmente se requirió de la proyección de shotcrete en zonas con fracturamiento intenso y humedad. Aproximadamente el 3% de los desarrollos se realizaron en roca de Mala y Muy Mala calidad geotécnica asociada principalmente a zona de influencia de fallas importantes del yacimiento como las fallas Oeste y Americana, con Índice Q de Barton entre 0,06 y 0,8, RQD de 30% a 65% y una resistencia de la roca estimada entre 1 MPa y 80 MPa. Para los tramos de Mala calidad geotécnica se determinó un sostenimiento consistente en pernos sistemáticos, malla tejida y shotcrete con espesores de 10 cm a 15 cm, en tanto que para la zona de Muy Mala calidad geotécnica se determinó la instalación de marcos metálicos. Transcurridos entre 3 y 5 años desde la ejecución de estos desarrollos, se mantienen buenas condiciones de estabilidad, observándose solo puntualmente oxidación de los componentes metálicos de la fortificación, en zonas con afloramientos de aguas ácidas.