EXPLORACIÓN DEL ESPACIO PARAMÉTRICO DE LA GEOMETRÍA DE UN PIT PARA DETERMINAR LA MEJOR SITUACIÓN GEOMECÁNICA BAJO EL CRITERIO DE MOHR-COULOMB

ROMAN CATAFAU, ESTEBAN HERNAN (2018)

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Tesis Pregrado

Dada la baja sostenida en las leyes de los yacimientos, se hace necesario llegar a mayoresprofundidades para extraer los minerales utilizando métodos de cielo abierto. Este hechopuede producir inestabilidad geomecánica por tener la excavación una geometría más empinada.Usualmente, para estudiar la estabilidad, se debe determinar el estado tensional delmacizo en el cual está la excavación usando algún método numérico, a lo que debe agregarseun criterio que indique si hay o no estabilidad. En la práctica, las deformaciones inducidastienen largo alcance, por tanto, ha de tenerse en cuenta que se trabaja sobre un dominiono acotado. Luego, es necesario aplicar alguna herramienta matemática para tratar esto: sepropone el uso del operador Dirichlet-to-Neumann (DtN). El uso de este exige resolver dosproblemas acoplados, uno interior y otro exterior. Para el problema exterior se aplica unasolución analítica, mientras que para el problema interior se aplica un método de elementos nitos. Para medir la estabilidad del macizo se usa el criterio de Mohr-Coulomb, en donde secalcula una distancia y desde un círculo que representa el estado tensional en un punto a unarecta que representa el criterio de falla. Si la distancia es positiva, se considera estable. Elproblema que se plantea es parametrizar la geometría de una excavación, calcular el estadotensional (vía el operador DtN) y determinar la estabilidad de un conjunto de con guracionesde interés. Se analizaron dos geometrías diferentes: la primera representa un pit real, conuna secuencia de peldaños heterogénea. Se encontró que para los materiales y dimensionescomúnmente usadas en la minería se tienen casos estables. La segunda geometría esta parametrizadapor dos ángulos b que determina la pendiente global del pit y a que determina lapendiente del banco. Se exploraron 140 combinaciones de estos para estudiar la estabilidadde todos ellos. Nuevamente se encontró que para los materiales estudiados, las confi guracionesson estables. Una oportunidad a futuro es la necesidad de estudiar la estabilidad bajocondiciones de heterogeneidad del medio y bajo la acción de fuerzas externas como tronaduras,cargas estáticas o deslizamientos. Finalmente queda por recalcar que la metodologíapropuesta habilita el estudio, en tiempos razonables, de problemas de geomecánica aplicadosen condiciones de simetría axial.