Análisis actual y propuesta técnica y económica para el método de excavación y fortificación de túneles mineros en Mina Buen Retiro
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Fecha
2016
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
Título de la revista
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
En el presente trabajo tesis se realiza un análisis técnico y económico de
las metodologías constructivas de túneles de desarrollo y producción de la mina
Buen Retiro, ubicada en la costa de Coronel, con el objetivo de identificar y
generar alternativas para el desarrollo, tanto para la construcción de túneles en
general como para la construcción de un túnel de 2233 metros de largo,
denominado como túnel de "proyecto", puesto en estudio para la explotación de
un nuevo manto de carbón con recursos del orden de 900.000 toneladas. En el
estudio se evalúa la fortificación en base a marcos de madera, sometidos a una
carga estimada mediante el factor de carga modificado de Terzaghi (Cording,
Hendron y Deere, 1972) y caracterizaciones de macizo rocoso, de acuerdo a las
disposiciones establecidas en la norma chilena de diseño en madera
(NCH1198.OF2006). En cuanto al método de excavación, se analizan 5 opciones
mecanizadas con el fin de optimizar el proceso de construcción de túneles
actualmente utilizado en la mina Buen Retiro. Finalmente se proyectan los
resultados del análisis, a modo de pre-factibilidad, para dar recomendaciones en
cuanto al sistema de excavación y sostenimiento a utilizar en la construcción del
túnel de proyecto.
Tras la caracterización del método actual se obtiene un costo por metro de
túnel construido de 494 $US/m y el rendimiento de 15.37 h/m. Por otro lado, el
resultado del análisis estructural al sistema de fortificación actual, fueron
insatisfactorios, presentado valores de cizalle longitudinal en las vigas, que
estuvieron fuera de los rangos establecidos. Por otra parte, los resultados de las
proyecciones, para el túnel de proyecto, establecen a la opción mecanizada
utilizando una maquina tunelera Anderson RH-25 como la mejor opción con un
costo de construcción total de 443502 US$, equivalente a un costo por metro de
túnel construido de 198,6 US$/m y un tiempo unitario de construcción de 3, 18
h/m, los cuales determinan un tiempo total de construcción 296 días. En cuanto
al sistema de fortificación se propone la utilización de la caracterización para macizos rocosos propuestas por Barton año 1993, a fin de respaldar y apoyar la
toma de decisiones con un carácter más objetivo en cuanto sostenimiento
recomendado, así mismo, se entrega el dimensionado de los marcos para que
cumplan con las tensiones de diseño establecidas en la NCH1198.
The goal of this thesis study is to conduct a technical and economic analysis of the construction methodologies present in development and production tunnels of the mine "Buen Retiro", located in the coast of Coronel. The objective was to identify and generate development alternatives for the construction of general tunnels and also for the construction of a 2233 meters long tunnel, named "project" tunnel, launched to study the exploitation of a new coal layer with natural resources of 900.000 tons. In the study, it is assessed the fortification based on wood frames, subjected to an estimated load through Terzaghi's modified load factor (Cording, Hendron y Deere, 1972) and characterizations of rock mass, according to the requirements established in the Chilean regulation of wood design (NCH1198.OF2006). Concerning the excavation method, five mechanized options are analyzed to optimize the tunnel construction process used in the mine Buen Retiro. Finally, analysis results are projected, by way of pre-feasibility, to give recommendations regarding the excavation and support system to be used in the construction of the project tunnel. After the characterization of the current method, a cost is obtained per meter of tunnel constructed of 494 $US/m and a performance of 15.37 h/m. on the other hand, the result of the structural analysis of the current system of fortification was unsatisfactory, presenting longitudinal shear values in the beams out of the established parameters. On the other hand, the projections results for the project tunnel establish that the mechanized option using the tunneling machine Anderson RH-25 is the best choice, with a total construction cost of 443502 US$, equivalent to a cost of 198,6 US$/m per meter of tunnel and a construction time of 3, 18 h/m, which define a total time of tunnel construction of 296 days. As far as the fortification system, it is suggested the use of the characterization for rock mass proposed by Barton, 1993, in order to endorse more objectively the decisión making with a character more recommended target for support, also, the dimensioning of the frames to meet design requirements tension delivered in the NCH 1198.
The goal of this thesis study is to conduct a technical and economic analysis of the construction methodologies present in development and production tunnels of the mine "Buen Retiro", located in the coast of Coronel. The objective was to identify and generate development alternatives for the construction of general tunnels and also for the construction of a 2233 meters long tunnel, named "project" tunnel, launched to study the exploitation of a new coal layer with natural resources of 900.000 tons. In the study, it is assessed the fortification based on wood frames, subjected to an estimated load through Terzaghi's modified load factor (Cording, Hendron y Deere, 1972) and characterizations of rock mass, according to the requirements established in the Chilean regulation of wood design (NCH1198.OF2006). Concerning the excavation method, five mechanized options are analyzed to optimize the tunnel construction process used in the mine Buen Retiro. Finally, analysis results are projected, by way of pre-feasibility, to give recommendations regarding the excavation and support system to be used in the construction of the project tunnel. After the characterization of the current method, a cost is obtained per meter of tunnel constructed of 494 $US/m and a performance of 15.37 h/m. on the other hand, the result of the structural analysis of the current system of fortification was unsatisfactory, presenting longitudinal shear values in the beams out of the established parameters. On the other hand, the projections results for the project tunnel establish that the mechanized option using the tunneling machine Anderson RH-25 is the best choice, with a total construction cost of 443502 US$, equivalent to a cost of 198,6 US$/m per meter of tunnel and a construction time of 3, 18 h/m, which define a total time of tunnel construction of 296 days. As far as the fortification system, it is suggested the use of the characterization for rock mass proposed by Barton, 1993, in order to endorse more objectively the decisión making with a character more recommended target for support, also, the dimensioning of the frames to meet design requirements tension delivered in the NCH 1198.
Notas
Memoria (Ingeniero Civil)
Palabras clave
Excavaciones Subterráneas (Minería), Fortificaciones, Construcción de Túneles, Aspectos Económicos