Quantifying the influence of geological faults on the stability of open stopes' back walls

Abstract

El método de gráfico de estabilidad de Mathews es usado ampliamente para el diseño de minas subterráneas de caserones abiertos. Como método empírico, utiliza variables de entrada como la calidad del macizo rocoso y factores de ajuste que representan el impacto en la estabilidad de varios parámetros. El método de Mathews tiene varias limitaciones, entre ellas la imposibilidad de representar la influencia de las fallas en la integridad del caserón. Este estudio propone dos métodos para la inclusión de fallas en el análisis de estabilidad para el diseño de caserones como factor de ajuste del número de estabilidad. La primera forma es utilizar la orientación de la falla en el gráfico de valores de factor B. El segundo método consiste en crear un nuevo factor de ajuste F para cuantificar la influencia de las fallas en la estabilidad de la pared trasera del rebaje. Para producir los resultados necesarios para el cálculo del factor de ajuste F se utilizó modelado numérico 3D. Se proponen dos formas de cálculo del factor F, ambas utilizando los volúmenes de sobre excavación obtenidos en los modelos numéricos. Se incluyeron varias configuraciones de orientación de fallas relativa al caserón en los gráficos de factor F, que incluyen tres diferentes strikes y cinco diferentes dips, así como dos posiciones de intersección para los casos de fallas paralelas y cinco distancias entre la falla y el techo del caserón para el caso de fallas horizontales. Los resultados muestran que el strike juega un papel importante en la influencia que tiene una falla sobre la estabilidad del techo de un caserón. El strike paralelo tiene el mayor impacto. En tal caso, el manteo de la falla tiene poca importancia ya que todos los resultados muestran un gran volumen de sobre excavación generado por la falla. El punto de intersección del techo del caserón y la falla es relevante para el análisis de estabilidad. Las fallas que cruzan el techo del caserón cerca del borde lejano ; vale decir, el borde opuesto a la dirección de manteo de la falla, producen mayor sobre excavación. El impacto de la falla en la estabilidad del caserón disminuye a medida que aumenta la distancia entre el punto de intersección y el borde cercano del techo del caserón. Si la falla es horizontal, la distancia entre la falla y el techo del caserón es de gran importancia. Los resultados sugieren que existe una distancia crítica que maximiza el volumen de sobre excavación producido por la falla. Si se supera esta distancia, la influencia de la falla en la estabilidad del techo del caserón disminuye rápidamente hasta no tener ninguna influencia. Como solo se utilizó un conjunto de parámetros del macizo rocoso para todos los modelos numéricos, se presume que esta distancia crítica depende, entre otras cosas, de la resistencia del macizo rocoso.