Criterios para la evaluación del comportamiento mecánico-estructural del macizo rocoso con el empleo de la modelación numérica.

Abstract

La presente investigación, tiene como objetivo establecer criterios para la evaluación del comportamiento mecánico-estructural del macizo rocoso donde se laborean las minas subterráneas, con el empleo de la modelación numérica, basada en el método de elementos finitos. Este trabajo se enmarca en dos momentos importantes: primero, el análisis de los criterios geomécanicos con el empleo de la modelación numérica por método de elementos finitos para la evaluación del comportamiento estructural de la masa de rocas y, en segundo lugar, su aplicación en las minas subterráneas, Descanso y Meloneras, ubicadas en Placetas, Villa Clara, Cuba. Para ello se realiza un análisis de las características ingeniero-geológicas, donde se consideran las propiedades físico-mecánicas de las rocas intactas y del macizo rocoso, las constantes de materiales que constituye el mismo, sus características estructurales que permiten establecer las ecuaciones que describen el estado tensional de las principales litologías que componen el medio. Los criterios considerados parten de las características estructurales y el comportamiento de la masa de rocas, la geometría de las excavaciones y el sostenimiento empleado, los cuales permiten crear modelos sin soporte y con soporte de ancla y hormigón lanzado. Los resultados del análisis muestran que el macizo rocoso es quebradizo y los modelos creados revelan que para las minas estudiadas, las tensiones máximas convalores entre 0,22 MPa y 0,99 MPa, ocurren en las secciones de cambio brusco de la excavaciones, los desplazamientos máximos con magnitudes de 0,20 mm a 0,95 mm, ocurren por las esquinas superiores y los techos, las deformaciones con valores entre 0,001 m 2 y 0,01 m2 ocurren en los techos y por los lados y el valor mínimo del factor de resistencia es de 1,30 a 1,83. Estos resultados, obtenidos de los modelos confirman la competencia del macizo rocoso de las minas analizadas, por lo tanto no necesitan sostenimiento. No obstante, los resultados de esta investigación permitirá, también,establecer un monitoreo eficaz del macizo por ser quebradizo para evitar el riesgo de la caída de los pedazos de rocas.