Análisis de la Identificación y Estabilidad de Bloques en Excavaciones Subterráneas con Múltiples Frentes de Trabajo
La estabilidad de las excavaciones subterráneas, especialmente en stopes con múltiples frentes de trabajo, es un desafío considerable en la ingeniería de rocas. El artículo analiza un enfoque innovador para la identificación de bloques, proponiendo un método que combina subregiones convexas para facilitar la aplicación de teorías de bloques tradicionales. El estudio se centra en cómo las geometrías cóncavas complejas dificultan la identificación de bloques utilizando teorías de corte convencionales.
Metodología Propuesta
La metodología presentada se descompone en tres pasos fundamentales:
- Descomposición: Dividir el volumen cóncavo en subregiones convexas.
- Introducción de Discontinuidades: Añadir discontinuidades de mayor a menor tamaño, lo que permite cortar todas las unidades de bloque interactivas.
- Fusión de Bloques: Restaurar los tamaños de discontinuidades y fusionar los bloques separados.
Este método fue implementado en el software GeoSMA-3D, aplicándose a un stope de metal poco profundo, donde se identificaron todos los bloques independientes, incluyendo aquellos críticos para la estabilidad.
Resultados Clave
El análisis reveló que las perturbaciones causadas por la excavación incrementan la persistencia de las discontinuidades y, por ende, el número de bloques clave. En total, se identificaron 205 bloques clave, de los cuales el 60% se relacionaban con discontinuidades deterministas. Estos bloques tenían un volumen máximo de 5.37 m³ y se distribuyeron principalmente a lo largo de las discontinuidades deterministas. Este enfoque demuestra la eficacia del nuevo método para manejar la complejidad asociada a las excavaciones subterráneas multi-frente.
Aplicaciones Prácticas
El trabajo proporciona un marco técnico robusto para la evaluación de estabilidad en el entorno rocosa alrededor de stopes mineros, contribuyendo a prácticas de minería más seguras y al diseño de soportes. La metodología puede ser una guía valiosa para ingenieros y profesionales del sector minero, facilitando la identificación proactiva de riesgos asociados a inestabilidades.
Conclusiones Útiles
- Innovación en Métodos de Identificación de Bloques: La combinación de técnicas de descomposición y corte permite una mejor identificación en geometrías complejas.
- Importancia de las Discontinuidades: Comprender cómo las discontinuidades afectan la estabilidad puede conducir a mejoras en el diseño de excavaciones.
- Herramientas de Software: La integración de la metodología en software especializado como GeoSMA-3D simplifica y mejora el análisis de la estabilidad, permitiendo a los ingenieros abordar proyectos más complejos con confianza.
Este artículo pone de manifiesto cómo el desarrollo y la adopción de nuevas metodologías pueden ser la clave para mejorar la seguridad y eficacia en la minería subterránea, un área que sigue evolucionando constantemente.
