Respuesta del macizo rocoso a la minería de cielo abierto de gran profundidad

Abstract

El presente trabajo propone un modelo conceptual de comportamiento de taludes mineros profundos. Se propone que los taludes profundos se diferencian de los taludes más superficiales típicos, en que manifiestan más de un comportamiento geomecánico. Un comportamiento del tipo elasto-plástico, observado en las zonas más cercanas a la superficie, y otro comportamiento del tipo strain-weakening, o elasto-frágil, a mayor profundidad. El modelo conceptual es analizado numéricamente en dos dimensiones, en base a la parametrización de la geometría del rajo (profundidad y ángulo global), profundidad del límite de sulfatos y razón de esfuerzos. Los resultados muestran que la razón de esfuerzos no afecta el factor de seguridad del talud profundo para distintos casos de ángulo global, y que existe una relación de equilibrio límite entre la geometría del talud y límite de sulfatos con la profundidad de este. Finalmente, se evalúa un caso real de aplicación correspondiente a la mina Spence ubicada en la región de Antofagasta, que proyecta un rajo final de 800 m de profundidad. Se utilizan resultados de ensayos de laboratorio, de los cuales 20 de ellos fueron realizados a deformación controlada, y 538 a tensión controlada. El análisis muestra que el factor de seguridad decrece desde 1.50 a 1.22, debido a la hipótesis de strain-softening aplicada bajo el límite de sulfatos. Los alcances y objetivos del presente estudio son estrictamente académicos, y exponen un análisis inicial para avanzar hacia una metodología que permita resolver la pregunta de investigación planteada en este trabajo. Los resultados generados involucran parámetros de entorno sobre la base de decisiones críticas, las cuales han sido basadas solo en la experiencia profesional del autor. Dichos parámetros deben ser explorados en profundidad en trabajos posteriores, y que involucren un análisis profundo de ensayos de laboratorio. Los resultados de este estudio exploratorio se restringen a exponer los parámetros de primer orden, siendo de carácter estrictamente referenciales, para el desarrollo de investigaciones futuras y necesarias que permitan, en el futuro, el desarrollo formal de soluciones de ingeniería que puedan ser aplicadas al caso en estudio.