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Sumario Tema 1 - Mecánica de rocas e ingeniería de minas
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1. Definiciones básicas 2. Mecánica de rocas 3. Minería subterránea y minería a cielo abierto
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MECÁNICA DE ROCAS TEMA 1TEMA 1
MECÁNICA DE ROCAS E
INGENIERÍA DE MINAS
1.1 – DEFINICIONES BÁSICAS
MINERAL:
Científico: Sustancia de origen natural, de composición química y estructura atómica definidas.
Minero: Sustancia de origen natural cuya explotación origina un beneficio.
ROCA:
Agregado sólido formado por uno o varios minerales que se encuentra ocupando grandes extensio-
nes de la corteza terrestre.
MACIZO ROCOSO:
Forma en la que se presentan las rocas en el medio natural. Así pues un macizo rocoso estará com-
puesto por una o varias rocas que a su vez contienen planos de estratificación, fallas, juntas, pliegues
y otros caracteres estructurales.
SUELO:
Material formado por partículas sólidas y poros rellenos de agua y/o aire, originado por la alteración
de las rocas y sobre el que se desarrolla la mayor parte de la actividad humana y biológica.
1.2 – MECÁNICA DE ROCAS
La mecánica de rocas es la ciencia técnica aplicada del comportamiento mecánico de la roca y de los ma-
cizos rocosos.
PUNTOS DE PARTIDA DE LA MECÁNICA DE ROCAS:
1. A cualquier macizo rocoso se le pueden asignar un conjunto de propiedades mecánicas, que se
pueden medir a través de ensayos estándar.
2. El proceso de excavación minera origina una estructura de roca superficial o subterránea que se
puede analizar a partir de la mecánica clásica.
3. La capacidad de predecir y controlar el comportamiento del macizo rocoso en el que se realiza la
operación minera puede asegurar o incrementar
, MECÁNICA DE ROCAS TEMA 1
METODOLOGÍA BÁSICA:
El objetivo final del diseño de una mina es el control de los desplazamientos de la roca hacia y alre-
dedor de la excavación minera.
La metodología incluirá por tanto los elementos siguientes:
a. Determinación estandarizada de las propiedades de resistencia y deformabilidad del mineral.
b. Definición de la estructura geológica del macizo rocoso.
c. Distribución de presiones de agua en el dominio minero a través de las técnicas de piezometría.
d. Desarrollo de técnicas para evaluar los posibles modos de respuesta del macizo rocoso para la
explotación y geometría mineras.
DIFERENCIAS BÁSICAS ENTRE LA MECÁNICA DE ROCAS Y LA MECÁNICA DE SUELOS:
a. Los procesos de rotura de rocas implican mecanismos de fracturación mientras que en suelos la
rotura no afecta a la integridad mecánica de los granos individuales.
b. Los suelos están sometidos a campos de tensiones débiles, al contrario que en rocas.
c. Las rocas suelen tener módulos elásticos mucho mayores que los suelos.
d. El flujo de agua en rocas es a través de fisuras mientras que en suelos se produce a través de los
poros.
e. Un suelo es un medio continuo formado por multitud de elementos discontinuos mientras que un
macizo rocoso es un medio discontinuo formado por un número finito de grandes elementos con-
tinuos.
PARTICULARIDADES INHERENTES A LA MECÁNICA DE ROCAS:
- Materiales de origen natural: Los materiales con los que se trabaja no tienen por qué ser homogé-
neos y constantes en sus propiedades y comportamientos.
- Fractura de rocas: Los campos tensionales se encuentran en el dominio de la compresión, a la que
está asociada la fricción movilizada entre las superficies de microfracturas, donde se produce la
iniciación de la fracturación y que hace que la resistencia de la roca sea muy dependiente de la
tensión de confinamiento.
- Efecto de escala: La respuesta de un macizo rocoso a una serie de cargas aplicadas muestra un
pronunciado efecto de escala en función del volumen al que se someten las cargas.
- Resistencia a tracción: Las muestras de roca ensayadas a tracción suelen romperse a niveles ten-
sionales del orden de diez veces menores que cuando se ensayan a compresión simple.
- Efecto de las aguas subterráneas: El agua subterránea que influye en el comportamiento de las ro-
cas tiene lugar en rocas porosas debido al funcionamiento del principio de Terzagui y en el agua
sometida a presión en las juntas que separan bloques reduciendo la presión efectiva entre ambos
labios de la junta.
- Meteorización: Alteración físico-química de las rocas en superficie, debido a las reacciones con so-
luciones atmosféricas líquidas o gaseosas.
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