Sistemas de Fortificación Minera

Fortificación Subterránea

Sistemas de sostenimiento para labores subterráneas en minería chilena

Elementos de Fortificación

Pernos de anclaje (Friction, SplitSet, Swellex)
Pernos cementados (Barra helicoidal, lechada)
Mallas electrosoldadas / Grapas
Shotcrete vía húmeda (con/sin fibra)

Estándares por Tipo de Labor

Desarrollos Permanentes

Pernos sistemáticos 1.0×1.0m + Malla + Shotcrete 100mm

Cablebolting en intersecciones, 6-8m

Labores Temporales

Pernos 1.2×1.2m + Malla + Shotcrete 50mm

Refuerzo dinámico en zonas de influencia de caving

Parámetros Clave

Secuencia 3-5 m

Capacidad 12-20 ton

Longitud 2.4-4.0 m

Sistema de fortificación en mina El Teniente, Codelco

Shotcrete: Propiedades por Aplicación

Primera capa

50-75

30-35 (7 días)

20-30 (metálica)

Refuerzo estructural

100-150

40-45 (28 días)

30-40 (metálica)

Control de dilución

75-100

30-40 (7 días)

5-7 (sintética)

Estabilización de Taludes

Sistemas de fortificación para rajos abiertos y taludes según NCh317

Métodos de Estabilización

Sistemas de pernos tensados (cables/barras)
Mallas de alta resistencia (Tecco®, Minax®)
Barreras dinámicas para caída de rocas
Sondaje de pilotes para zonas propensas a deslizamientos

Parámetros de Diseño

Ángulos Interrampa

Sector Norte: 45-55°

Sector Oriental Andino: 37-48°

Bancos Típicos

Altura: 15-18m (doble/triple banco)

Berma: 8-12m (según normativa chilena)

Elementos de Sostenimiento

Capacidad Cables 30-60 ton

Longitud 12-24 m

Tensión Malla 150-300 kN/m

Estabilización de talud con cables y malla en mina chilena

Factor de Seguridad según DS-132

Talud Global

FS Estático ≥ 1.3

FS Pseudo-estático ≥ 1.1

Talud Interrampa

FS Estático ≥ 1.2

FS Pseudo-estático ≥ 1.0

Banco Individual

Diseño POF < 30%

Riesgo Kinematic ≤ 20%

Caracterización Geomecánica

Sistemas de clasificación y diseño para fortificación en minería chilena

Clasificaciones

RMR (Rock Mass Rating): 0-100
Q (Sistema Q de Barton): 0.001-1000
GSI (Geological Strength Index)
MRMR (Mining Rock Mass Rating)

Estimaciones de RMR Típicas

Pórfidos Cupríferos Andinos

Mineralizado: RMR 45-65

Zona de alteración: RMR 30-50

Minas Subterráneas Chilenas

El Teniente: RMR 40-65

Chuquicamata Subterránea: RMR 35-55

Propiedades Representativas

UCS Pórfido 80-150 MPa

GSI 45-65

mi 15-25

Mapeo geomecánico en yacimiento de pórfido cuprífero chileno

Recomendación de Fortificación por RMR

41-60

Roca Regular

Sistemáticos 1.2-1.5m

50-100mm + fibra

21-40

Roca Mala

Sistemáticos 1.0-1.2m

100-150mm + fibra

0-20

Roca Muy Mala

Sistemáticos 0.8-1.0m

150-200mm + fibra + arcos

Monitoreo Geotécnico

Sistemas de control y vigilancia para estabilidad geotécnica en minería chilena

Instrumentación Subterránea

Extensómetros multipunto MPBX
Celdas de presión TPC
Pernos instrumentados Smart Rockbolt
Sismógrafos y geófonos (microsismicidad)

Convergencia típica: 0.5-3.0 mm/día

Monitoreo Superficial

Radar interferométrico (SSR, IBIS)
Estaciones robotizadas (TPS)
GNSS diferencial en tiempo real
Drones con fotogrametría LiDAR

Precisión radar: 0.1-0.2 mm

Umbrales de Alerta según DS-132

Amarillo

0.5-2.0

Naranja

2.0-5.0

Rojo

>5.0

Análisis de Estabilidad

FS = Σ Resistencias / Σ Solicitaciones

Métodos numéricos:
- Elementos finitos (Phase2, RS2)
- Elementos distintos (3DEC, UDEC)
- Análisis equilibrio límite (Slide, RocPlane)

FS mínimo requerido: 1.3 (SERNAGEOMIN)

Centro de monitoreo geotécnico de operación minera chilena

Normativa Chilena sobre Fortificación

Regulaciones y estándares para asegurar la estabilidad de labores mineras en Chile

Marco Regulatorio Principal

D.S. 132/2004 (Reglamento de Seguridad Minera)
D.S. 72/1986 (Complementario al DS132)
NCh170 (Procedimientos para shotcrete)
NCh317 (Diseño de taludes)

Requisitos Legales

Título XV del D.S. 132

Exige asegurar "la estabilidad física de labores" mediante buenas prácticas de soporte

Prohibición Expresa

Se prohíbe trabajar en lugares "que no estén debidamente fortificados"

Requerimientos de Diseño

Plan de fortificación diseñado por experto geotécnico
Áreas sin soporte solo con certificación de auto-soporte
Programa de apoyo de labranza revisado por SERNAGEOMIN
Secuencia de fortificación progresiva con avance

Fragmento del Título XV del DS132 sobre fortificación minera

Ejemplo: El Teniente, Codelco

Túneles Principales

Pernos swellex de 2-4 metros

Espaciamiento: cada 2-3 metros

Entradas Principales

Shotcrete de 100mm de espesor

Refuerzo con malla electrosoldada

Guía SONAMI Nº5

Minería pequeña zona sur

Sectores auto-soportantes con informe geotécnico

Fortificación y Sostenimiento Minero