Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad de Oviedo programan el diseño óptimo de pilares para evitar desprendimientos de techo en las minas subterráneas
La investigación desarrollada ha conducido a la creación de ADENTRO, un programa de ordenador que facilita enormemente los cálculos que hay que efectuar para conseguir la determinación de bloques inestables en los techos de las minas subterráneas y la óptima ubicación y diseño de pilares para sostener dichos bloques.
Las minas subterráneas, especialmente aquellas en las que se extraen metales básicos y preciosos, han experimentado últimamente un auge espectacular, como consecuencia del aumento de precios de estas materias primas. La tendencia hacia una mayor productividad en las minas subterráneas demanda la apertura de grandes huecos en los que existe más riesgo de desprendimientos del techo. Cuando la masa que puede desprenderse es grande la mejor forma de evitar su caída es colocando debajo de ella un pilar, por lo que la ubicación correcta de los pilares es fundamental.
Encontrar esta ubicación ha sido el objetivo del trabajo1 desarrollado por investigadores de la ETSI de Minas de la Universidad de Oviedo y de la ETSI de Minas de la UPM. El primer paso que hay que dar para lograr un diseño de pilares que evite desprendimientos de techo consiste en discretizar, mediante un mallado, el hueco subterráneo originado por la extracción del mineral. A continuación, a partir de la orientación y tamaño de los sistemas de discontinuidades geológicas existentes en los macizos rocosos de la mina, se determinan las dimensiones y ubicación de los máximos bloques a los que dichas discontinuidades pueden dar lugar.
Una vez definidos y ubicados los bloques de techo que hay que sostener, se calcula su peso y su altura, ya que algunos bloques, los más pequeños, pueden ser sostenidos sin necesidad de pilares, mediante anclajes de cable cuya longitud hay que determinar. Los pilares se reservan para soportar aquellos bloques que no pueden sujetarse de otra forma, es decir, los más grandes. El programa ADENTRO identifica estos bloques y diseña y ubica los pilares necesarios para sostenerlos.
Además de esta función, que es la más importante, ADENTRO sirve también para calcular el sostenimiento necesario para los entronques o uniones de galerías, lugares en los que, por su gran anchura, es especialmente necesario sostener bien el techo para evitar accidentes en la mina causados por desprendimientos.
1 Alvarez Fernandez MI, Gonzalez Palacio C, Menendez Diaz A, Gonzalez Nicieza C, Alvarez Vigil AE, Ramirez Oyanguren P. Determination of blocks and the optimum design of pillars in arbitrarily shaped excavations. INTERNATIONAL JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND MINING SCIENCES 48 (3): 482-492. Abril 2011.
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