Embed Size (px)
Citation preview
Instituto TecnológicoGeoMinero de España
ESTRUCTURAS SUB1ERRANEAS.
INVENTARIO Y CARACTEROACION.
APUG4CIONA UN CASO OONcRE7O
RESUMEN DE LOS 7RIa4 IOS
CONCLUSIONES YRECOMENDACK~
CONVENIO ESPECIFICO
17GE - PRINCIPADO DE AS7URUIS 1 4
�ee SECRETARIA GENERAL DE LA ENERGIA Y RECURSOS MINERALES 01*300MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIA
ESTRUCTURAS SUB7FRRANFAS
INVENTARIO Y CARACTERIZACION_
APUCACION A UN CASO CONCREIU_
RESUMEN DE LOS TRABAJOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONVENIO ESPECIFICO
_ ITGE - PRINCIPADO DEASTURIAS 1994
INDICE
P$9
l.-INTRODUCCIÓN ............................................... 1
II.-OBJETIVOS DEL PROYECTO ..................................... 1
111.- TRABAJOS REALIZADOS ......................................... 2
-Inventario de huecos ........................................ 2
- Estudio geológico .......................................... 2
- Estudio ambiental .......................................... 3
- Estudio geomorfológico, neotectónico y sismotectónico .............. 4
- Estudio hidrogeológico ...................................... 5
- Estudio hidroquímico ........................................ 6
- Estudio de procesos activos .................................. 7
- Estudio estructural .......................................... 7
- Estudio geotécnico y de subsidencia ............................ 9
-Estudio de cuñas ......................................... 11
- Subsidencia del terreno ..................................... 12
- Ensayos geotécnicos ....................................... 12
- Estudio de expansión y convergencia .......................... 13
IV.- CONCLUSIONES-RECOMENDACIONES ............................ 14
-Inventario ............................................... 14
- Estudio geológico ......................................... 14
- Estudio ambiental ......................................... 15
- Estudio geomorfológico, neotectónico y sismotectónico ............. 17
- Estudio hidrogeológico ..................................... 18
- Estudio hidroquímico ....................................... 20
- Estudio de procesos activos ................................. 21
_ - Estudio estructural ......................................... 21
- Estudio geotécnico y de subsidencia ........................... 26
- Estudio de expansión y convergencia .......................... 29
I.- INTRODUCCIÓN
La Ley de Minas de 1973 dedica una Sección , concretamente la tercera del Capitulo II del
Titulo IV a Estructuras Subterráneas y posteriormente su Reglamento es prolijo en el
procedimiento administrativo.
Resulta sorprendente ver que hace más de veinte años la Administración ya regulase
legalmente esta figura , en un momento en el cual los conocimientos técnicos en España
iniciaban los primeros balbuceos, si bien la utilización de las estructuras subterráneas
empieza a ser tenida en cuenta en la década de los 50.
La constante y creciente producción de residuos s.l., y la consiguiente necesidad de su
transformación, aprovechamiento y almacenamiento son circunstancias que han actuado
de forma convergente al desarrollo de los estudios relacionados con el uso y
aprovechamiento del espacio subterráneo.
El Principado de Asturias , aparte de las estructuras geológicas , cuenta con innumerables
huecos producidos por la actividad minera, que si bien no en su totalidad pueden ser
soporte para almacenamiento, sí algunos de ellos podrían , en principio , tener un suficiente
grado de utilización.
Bajo esta óptica de aprovechamiento de los huecos mineros el Principado de Asturias, a
través de la Consejería de Industria , Turismo y Empleo y el Instituto Tecnológico Geominero
de España (en adelante ITGE) firmaron, en Julio de 1994, un CONVENIO ESPECIFICO de
colaboración y asistencia técnica para el desarrollo del proyecto "Estructuras Subterráneas.
Inventario y Caracterización . Aplicación a un caso concreto.
II.- OBJETIVOS DEL PROYECTO
El proyecto tenía dos objetivos , uno de carácter general cuyo producto era el conocer
globalmente , en base a un inventario selectivo , la situación de Asturias en cuanto a huecos
subterráneos mineros habida cuenta de la importante actividad del sector extractivo en el
Principado.
El segundo objetivo era mucho más especifico , y tiene como meta el estudiar las
posibilidades de almacenamiento de una mina en actividad , con las ventajas que ello tenía
relativas al acceso e infraestructura.
1
La explotación seleccionada fue la mina de espato flúor llamada "MOSCONA", perteneciente
a la empresa MINERSA, y ubicada en el término municipal de Corvera de Asturias , próximo
a núcleos urbanos e Industriales de gran importancia como son : Oviedo, Gijón y Avilés.
Finalmente hay que destacar la Importancia de este estudio especifico dado que va a
permitir obtener datos reales a escala natural y puede marcar una nueva metodología de
explotación de una mina no pensando en el abandono, sino en su posterior utilización
como almacén.
III.- TRABAJOS REALIZADOS
Se citan y exponen brevemente los trabajos que han sido realizados en el marco del
proyecto y correspondientes a las dos fases que lo configuran:
13 FASE
- INVENTARIO DE HUECOS MINEROS
La base de partida del trabajo han sido los Planes de Labores presentados en 1992 por las
empresas explotadoras , para el desarrollo de sus actividades desde dicha fecha , y puestos
a disposición del proyecto por el Servicio de Minas de la Dirección Regional de Minas del
Principado. A partir de dicha información se han realizado:
Elaboración de una ficha tipo, con nueve campos, entre los cuales se incluye el
volumen total de huecos (m) de la explotación.
- Inventario de 63 estructuras: 53 carbón, 4 espato flúor, 3 caolín , 1 hierro y 1
yeso.
- Base de datos del inventario en DBASE W.
- Mapa escala 1: 200 000 de ubicación de las estructuras inventariadas.
2a FASE
Aplicación a un caso concreto : Mina Moscona.
- ESTUDIO GEOLÓGICO
- Cartografía geológica a escala 1 : 5 000, de una superficie de aproximadamente
863 Ha, en el entorno de la mina.
2
- Análisis litológico y estratigráfico de 48 columnas de sondeos, que fueron
realizados en diferentes etapas de la vida de la explotación.
- Realización , en base a los sondeos, de diez perfiles de correlación
litoestratigráfica sobre el yacimiento.
- Realización, en base a los sondeos, de cuatro perfiles de correlación
litoestratigráfica sobre el nivel 19.
- Esquema de distribución de los materiales , a techo del nivel mineralizado del nivel
19.
- Realización de 11 columnas esquemáticas y tipo de los d iferentes niveles de la
mina.
- Descripción litológica de 37 columnas correspondientes a los sondeos utilización
para la realización de perfiles de correlación litoestratigráfica.
- ESTUDIO AMBIENTAL
Al no existir un proyecto industrial, no estar caracterizado el residuo en cuanto a sus
características físico-químicas , ni tampoco conocer la tipología del residuo a almacenar, el
trabajo ha consistido en la realización de un Estudio Previo de Impacto Ambiental (EPIA).
El estudio, tras unas consideraciones de carácter legislativo y metodológico, comprende:
- Estudio preoperacional . Inventario ambiental : En este punto se analiza la actual
situación ambiental en lo referente a: bioclimatología, hidrología , ruido ambiental,
paisaje , suelos, fauna , vegetación, cultivo y aprovechamiento y espacios naturales.
- Identificación y producción de impactos : En este punto se desarrolla la
metodología de identificación de las acciones de producir impactos, así como los
componentes ambientales que pueden recibir impacto, todo ello mediante una
matriz de identificación que relaciona acciones con factores ambientales.
- Evaluación del impacto ambiental : A falta de definición y diseño del proyecto
industrial, en este punto se avanzan algunas reflexiones referentes a impacto sobre:
atmósfera, las aguas subterráneas y superficiales , la vegetación, la fauna, los
procesos físicos, el paisaje , el suelo y finalmente sobre los usos y
aprovechamientos agrícolas.
3
El estudio concluye con un pequeño comentario sobre un programa de vigilanciaambiental.
- ESTUDIO GEOMORFOLOGICO NEOTECTONICO Y SISMOTECTONICO
- Estudio aeomorfol ico : Partiendo de una situación morfoestructural y un análisisgeomorfológico general de la zona circundante a la mina, se pasa seguidamentea realizar una descripción detallada de los depósitos o formaciones superficiales.
El estudio se completa con un mapa geomorfológico que cubre una superficieaproximada de 24 km2.
- Estudio neotectónico: Tras una exposición de carácter general y de la cual sedesprenden, a efectos de representación ca rtográfica con enfoque neotectónico,los sedimentos modernos , se pasa a realizar un breve comentario sobre lafragmentación alpina, haciendo indicación sobre la falla de Ventaniella comoelemento más característico del conjunto estructural denominado sistema NO-SE.
Finalmente, y en el punto 111. Actividad Neotectónica, se exponen los indicios deactividad neotectónica en el entorno de la Mina Moscona.
El estudio se completa con un mapa neotectónico a escala 1 : 200 000.
- Estudio sismotectónico : La base documental de este estudio la constituye el MapaSismotectónico de España (ITGE, inédito), y a partir de la información en élrecogida se efectúa una correlación sismotectónica del NO peninsular.
El estudio se acompaña de dos ANEXOS, el primero de los cuales trata acerca dela metodología de la confección del mapa sismotectónico de España y el segundoes un catálogo de sismos hasta 1990 , localizados en una banda geográfica queincluye la zona de la Mina Moscona.
Como documento gráfico se acompaña un mapa a escala 1: 1 000 000 que,formando parte del mapa nacional, engloba gran parte del N y NO del territorionacional.
4
- ESTUDIO HIDROGEOLOGICO
El estudio se inicia indicando la ubicación hidrogeológica del área objeto del estudio, deacuerdo con la distribución efectuada para el Plan Hidrológico de la Cuenca Norte II,haciendo mención de los acufferos más destacables presentes en la zona.
Se continua con un estudio climatológico referido al periodo 1973-1987 , tomando comobase para su realización las ocho estaciones meteorológicas situadas en el entornopróximo a la zona de estudio.
A partir de los datos termopluviométricos de las estaciones, facilitados por el InstitutoNacional de Meteorología , se calculó para cada estación , y en función de la serie históricade datos, los siguientes parámetros : precipitación media anual , temperatura mediamensual , evapotranspiración real y potencial y lluvia útil.
Para el cálculo de los citados parámetros se ha hecho uso dei paquete informáticoHIDROBAS (desarrollado por ITGE-ETSIM de Madrid).
Se realizó un inventario de puntos de agua , 9 en la zona de estudio y 22 en susalrededores, describiéndose sus características en cuanto a naturaleza , caudal , utilizacióndel agua y litología.
Paralelamente al Inventario se comenzó a estudiar la hidrogeología de la zona, empezandopor una diferenciación de los sedimentos en función de su permeabilidad , conforme la cualse definieron cuatro tipos diferentes: impermeables , (formaciones de Rañeces, Moniello yAreniscas del Naranco); escasamente permeables por fisuración (serie detrítica inferior ysuperior del Trias (T1 y TJ , areniscas del Dogger (J2) y areniscas del Mal ..; permeables porfisuración y karstificación (tramos formaciones Rañeces y Moniello ; el nivel T2 delMuschelkalk, el tramo calcáreo detrítico T3., del Trias, los términos carbonatados del Lías);permeables por porosidad intergranular (depósitos cuaternario-aluvial río Lavares).
Tras analizar los aspectos de alimentación y descarga se pasa seguidamente al punto"hidrogeología y las labores minera", en el cual se exponen las característicahidrogeológicas más representativas del nivel estudiado (nivel 19), en especial los aspectosde: fluencia de agua al nivel; descargas de agua en el nivel; permeabilidades de techo,capa y muro (valores puramente cualitativos en función de las observaciones realizadas).
5
El estudio se complementa con tres mapas: mapa 1 hidrogeológico (escala 1 : 5 000);mapa 2 de embalsamiento y circulación de agua en el nivel 19; y mapa 3, puntos depercolación de agua en dicho nivel.
- ESTUDIO HIDROQUIMICO
Como complemento fundamental al estudio hidrogeológico se ha realizado el estudio
hidroquímico cuyo objetivo final ha sido caracterizar desde el punto de vista geoquímicolas aguas , tanto procedentes del río Lavares y manantiales , como las que surgen en elinterior de la mina (nivel 19).
En una única campaña (8 y 9 de Noviembre) se tomaron 12 muestras : 6 en el nivel 19, 2
en el nuevo nivel de explotación (profundo), 3 en manantiales de superficie y 1 de agua del
río Lavares, antes del vertido del agua de la mina.
Para cada una de las 12 muestras se ha realizado su análisis químico completo (27
determinaciones ; 324 en total). A partir de los datos analíticos el estudio representa, en
múltiples tablas y diagramas, cuales son las características químicas de las aguas, para
finalmente hacer una diferenciación en tres grupos.
En el estudio se incluyen , además de todos los datos analíticos, diagramas, etc., dos
planos: el primero de ubicación de puntos muestreados en el nivel 19, y el segundo los
muestreados en superficie.
Al objeto de conocer mediante el análisis de tritio 3H , la antigüedad de las aguas que se
descargan en las labores de preparación del nivel profundo de la mina , y a part ir de ese
dato poder hacer una interpretación de su procedencia, se tomó una muestra de agua para
su posterior envío al laboratorio de isótopos ambientales del LNETI (Portugal). Esta
información , todavía no ha sido suministrada en el momento de redactar este informe-
resumen.
Posteriormente , fue tomada una muestra de agua en el punto de mayor surgencia de agua
en el nivel 19 . Se realizó su correspondiente análisis y se caracterizó dentro de uno de los
tres grupos diferenciados a partir de los análisis de las muestras de la campaña anterior.
6
- ESTUDIO DE PROCESOS ACTIVOS
Bajo la denominación de "Procesos Activos" se entiende el conjunto de procesos de tipo
natural , o inducido ocasionalmente, que tienen manifestación actual y pueden determinar
cambios en las condiciones del entorno , o modificaciones al evolucionar temporalmente
los parámetros que los determinan.
A lo largo del estudio se analizan los procesos activos siguientes:
Dinámica de vertientes. Fl ujos, deslizamiento y desprendimientos.
Hundimientos y subsidencia , tratados más profundamente en el estudio geotécnico.
- Avenidas fluviales y posibles inundaciones.
Erosión del suelo.
Procesos de disolución/precipitación.
Otros procesos. Condensación de agua en el interior de la mina.
- ESTUDIO ESTRUCTURAL
El objetivo de este estudio es la caracterización estructural del macizo rocoso del nivel 19
de la Mina Moscona centrado en: el análisis geométrico de la fracturación, un estudio
estadístico sectorial de los grupos de fracturas y la discriminación de los mismos en base
a características geométricas y de relleno, y para lo cual se han realizado los trabajos
siguientes:
* Una cartografía de detalle , a escala 1: 1 000 , de las trazas de fracturas que cubren
el Macizo 19 . Este trabajo es básico para comprender la estructura del Macizo,
discriminar sistemas de fractura , estudiar sus relaciones geométricas y determinar
posibles zonas de conectividad . Además , ha sido fundamental para tener un
control de puntos de percolación (Infiltración de agua) a favor de fracturas, para
su posterior análisis y estudio hidrogeológico.
* Un estudio geométrico de la fracturación en 13 Transversales de toma de datos,
con 236 fracturas analizadas. En cada Transversal se han tomado medidas de la
orientación espacial de cada una de las fracturas que son intersectadas en la línea
de muestreo . Además, se tomaron datos de espaciado interfracturas, de apertura
horizontal , rugosidad y planaridad de los planos , densidad de fracturación,
terminaciones y rellenos, así como cualquier tipo de información que fuera de
7
i nterés para caracterizar geométricamente el conjunto o conjuntos de fracturas
intersectadas en cada Transversal.
En base a los tipos de rellenos que presentan , se han diferenciado los siguientesgrupos de fracturas: a) rellenas con óxidos de Fe, b) rellenas por sulfuros de Fe
y Cu (pirita, calcopirita), c) rellenas por carbonatos de Ca/Mg (calcita/dolomita)
y fluorita , y d) fracturas con baritina.
* En base a las características geométricas de los sistemas de fracturación
analizados y a los tipos de rellenos, se ha realizado una diferenciación estadística
de grupos de fracturas , utilizando un sistema i nteractivo de discriminación basado
en cálculos probabilísticos.
* Se ha llevado a cabo un análisis estructural sectorial para discriminar sistemas de
fractura y rellenos , en el que se han medido 713 fracturas que son estadísticamente
representativas de la fracturación del Macizo 19. El trabajo se complementa con
la elaboración sectorial de los correspondientes diagramas estructurales, de polos
de fracturas , de contornos y "en rosa•" de orientaciones en 2-D y 3-D.
* Se ha realizado un análisis estadístico univariante de los espaciados inte rfracturas,
de las aperturas y de la densidad de fracturas en el Macizo 19. Se presentan los
estadísticos básicos que incluyen medidas de localización (Media, Mínimo y
Máximo), medidas de dispersión (Desviación típica, a) y de forma (Sesgo y
Curtosis).
* Se ha realizado un ensayo de modelización estocástica de fracturas en 3-D para
el análisis de la conectividad interfracturas . Los resultados de las simulaciones se
han conseguido en base a un modelo conceptual "Baecher", asumiendo que las
fracturas tienen forma rectangular o poligonal . El problema de la conectividad de
fracturas es dificil de abordar y tiene un gran interés hidrológico, para llegar a
determinar zonas donde se puede producir percolación de agua , lo cual es
primordial a la hora de pensar en un área como posible zona de almacenamiento.
* Por otra parte, y con objeto de caracterizar las discontinuidades del Macizo 19, que
son posteriores en su formación a los sistemas de fracturación, se ha realizado
también un análisis de los sistemas de diaclasas que se encuentran en el Macizo.
Su discriminación tiene importancia , no sólo como complemento del análisis
8
estructural de la fracturación, sino también desde el punto de vista de una
caracterización geotécnica de dicho Macizo. Este análisis se ha desarrollado de
forma sectorial , en estaciones estadísticamente representativas , en las que se
tomaron 50 medidas de diaclasas en 6 pilares por estación, con un número total
de 505 medidas. Al Igual que se hizo con los sistemas de fracturas, se ha
realizado un estudio de estadística esférica de cada estación.
Finalmente, se presenta un esquema cinemático de la Falla Principal que es la que
estructura gran parte de la fracturación del Macizo. Se ha reconocido una primera
etapa de desgarre, en la que la falla actuó como "falla de dirección" (paralela al
"Sistema Ventaniella") y sentido dextrógiro y una segunda etapa de carácter
extensional en la que la falla actuó como falla normal.
ESTUDIO GEOTÉCNICO Y DE SUBSIDENCIA
Los trabajos realizados en este estudio, todos ellos tendentes al conocimiento del
comportamiento geomecánico del terreno y relacionado con la estabilidad de cámaras y
pilares y con la subsidencia han sido:
Caracterización geotécnica : Se inicia el trabajo con un análisis de la
documentación disponible:
* Estratigrafía, a partir del estudio geológico.
* Sondeos mecánicos, seleccionando los 26 situados en la zona de estudio.
* Parámetros geomecánicos, a partir de un estudio realizado por la Universidad de
Oviedo.
Seguidamente se pasa a la identificación cartográfica de los 474 pilares y macizos
del nivel 19, mediante la asignación de letras del alfabeto a cada cuadrícula minera
(100 x 100 m), y dentro de cada cuadrícula a cada pilar se la ha dado un número
correlativo, para posteriormente proceder a la estimación del recubrimiento y altura
de pilares. A partir de los datos de sondeos, y con ayuda del programa SURFER
de Golden Software, Inc., se han obtenido los mapas de isolíneas de cotas de
terreno, de techo de la capa y de muro de la capa.
En base a los mapas, y con ayuda de la hoja de cálculo LOTUS 1-2-3 para
Windows se han calculado, para cada uno de los 474 pilares, su recubrimiento y
9
altura (2370 datos).
Para el estudio del macizo rocoso se ha realizado un detallado estudio de campo
de su estado de fracturación, y así poder caracterizar tanto su índice de calidad
RMR (Rock Mass Ratio), como conocer las más relevantes características de las
discontinuidades (estratificación , diaclasado y fracturación).
Para ello , dentro del nivel 19, se establecieron 10 estaciones , E-1 a E-10,
comprendiendo cada estación 4 pilares.
Con los parámetros disponibles de roca intacta y los valores del RMR se calcularon
para el macizo rocoso (techo-capa -muro) sus correspondientes parámetros
geomecánicos.
Para la determinación de las familias de fracturación del nivel 19, se procedió, en
cada una de las 10 estaciones , a tomar dirección y buzamiento de unas 20
discontinuidades (408 medidas estructurales). A part ir de esos datos se
caracterizaron ocho familias , haciendo uso de los programas DIPS y
ROCKWORKS. Posteriormente se procedió a definir las características
geomecánicas de las discontinuidades , así como los valores de cohesión y ángulo
de fricción (el total de datos tomados fue de 275).
Esta fase de caracterización geotécnica, finaliza con el análisis y'determinación de
la capacidad portante de cada uno de los 474 pilares (Tensión admisible MPa).
Análisis de la estabilidad
Se ha estudiado y analizado el comportamiento geomecánico del terreno, en
relación con la estabilidad de las cámaras y pilares, tanto a nivel global como
puntual , así como los movimientos del terreno sobre la explotación y su posible
repercusión en superficie (subsidencia).
* Estabilidad en las cámaras : Su determinación se ha realizado mediante
diferentes formulaciones , en las cuales intervienen parámetros
geomecánicos ya determinados en el estudio de caracterización
geotectónica y teniendo en cuenta los anchos de cámaras normalmente
existentes en el nivel 19 (entre 5-6 m)
10
* Estabilidad de pilares : En este punto se analiza el nivel de tensiones
normales a que están sometidos los pilares, evaluándose sus coeficientes
de seguridad a la rotura.
El análisis se ha efectuado utilizando dos métodos; "Método del área
atribuida" y "Modelo numérico continuo" (Programa Besol), realizándose
poste riormente una comparación de resultados entre ambos métodos.
Los parámetros utilizados para la determinación final del coeficiente de
seguridad de cada uno de los 474 pilares han sido 10, lo que representa
el tratamiento de 4740 datos.
* Estabilidad del techo inmediato : Su estabilidad se ha estudiado aplicando
la teoría de las vigas (R. Oyanguren , 1971 ) y criterios específicos respecto
a la resistencia a la tracción y potencia del estrato.
* Estabilidad del muro : Su determinación se ha realizado como si se tratase
de un problema claro de Mecánica de suelos y aplicando la formulación
para el diseño de explotaciones de Brady y Brown (1985). En Anexo se
presenta hoja de cálculo con los coeficientes de seguridad a fallos del
muro para los distintos pilares (4740 datos).
- ESTUDIO DE CUÑAS
En este apartado se realiza un análisis estructural del macizo rocoso para determinar la
posibilidad del deslizamiento o caída de cuñas , tanto del techo como de los paramentos
de los pilares.
Para este análisis se ha utilizado el programa UNWEDGE, de la Universidad de Toronto
(Canadá).
La sección tipo de excavación empleada en el análisis, corresponde a pilares cuadrados
de 6 m de lado y anchura de cámara de 6 m. En cuanto a la orientación longitudinal de
las cámaras , se han utilizado dos casos: orientación 1, al norte (00) y orientación 2, de
146°. Esta segunda orientación corresponde prácticamente a la zona de la explotación
adosada a lo largo de la falla; la orientación 1 al resto.
11
Se han identificado y seleccionado cinco familias de juntas , las cuales se han combinado
ternariamente para su análisis , en una serie de 10 conjuntos de cuñas.
Para cada orientación se han cuantificado los diferentes tipos de rotura posible de cuñas,
así como sus correspondientes coeficientes de seguridad y volumen de las cuñas (192
parámetros).
El estudio se acompaña con los cuadros de resultados del análisis de las cuñas y los
diagramas tipo de cuñas expuestas a caída libre.
- SUBSIDENCIA DEL TERRENO
Se ha procedido , en las dos zonas seleccionadas para el cálculo de tensiones de pilares,
a realizar el estudio de subsidencia (influencia en superficie por la explotación subterránea),
estimando que los valores obtenidos pueden ser tomados como representativos a toda la
cavidad del nivel 19.
Se ha hecho uso del programa BESOL-3D, que permite calcular los desplazamientos según
los tres ejes coordenados y su resultante , así como las seis componentes independientes
del tensor de deformaciones.
Las dimensiones utilizadas para cada una de las dos zonas han sido:
Zona 1 : Superficie de 80 x 90 m y profundidad de 32 m
Zona 2 : Superficie de 70 x 70 m y profundidad de 60 m
Al estudio acompañan, para cada zona , los datos resultantes de la modelización , en cuanto
a: isolíneas de hundimiento (m), isolíneas de deformaciones según los ejes OX y OY (en
mm/m).
ENSAYOS GEOTÉCNICOS
Se tomaron un total de 30 muestras del nivel 19, correspondiendo 10 al techo, 4 ala zona
de tránsito de capa a techo, 9 a la capa mineralizada y las 7 restantes al muro.
A partir de dichas muestras, se han realizado los siguientes trabajos:
12
* Preparación de muestras:
Mediante perforación a 2" de diámetro se han obtenido los testigos para
la realización de los ensayos . Únicamente ha sido posible sacar testigo de
15 muestras , como consecuencia de que las otras 15 estaban muy
fracturadas y diaciasadas , habiéndose roto durante la perforación.
* Ensayos aeotécnicos
Los ensayos realizados han sido:
- Peso especifico aparente. 6 ensayos.
- Resistencia a la tracción indirecta (ensayo Brasileño). 6 ensayos.
- Resistencia a la compresión simple (compresión uniaxial). 4 ensayos.
- Módulo de elasticidad (Young). 3 ensayos.
- Coeficiente de Poisson . 3 ensayos.
- Resistencia a la compresión triaxial. 3 ensayos.
- Corte directo . 8 ensayos.
- ESTUDIO DE EXPANSIÓN Y CONVERGENCIA
Como complemento al estudio geotécnico , se consideró conveniente la realización de una
campaña de medidas de convergencias y expansiones, considerando que la misma podría
aportar información válida sobre la estabilidad de los pilares, al poder comprobar los
resultados teóricos, sacados del modelo, con los reales tomados en la explotación.
Lamentablemente , por problemas de infraestructura de la mina, las dos zonas a
instrumentar para realizar la campaña de medidas se tuvieron que ubicar en el nivel
intermedio de la explotación, por debajo del nivel 19 unos 80 m.
Se eligió una zona de explotación y otra zona inactiva (explotada en 1992).
Los trabajos se iniciaron en la tercera semana de Julio y las medidas se efectuaron hasta
el 19.12.94.
En la zona en explotación se montaron cuatro estaciones de convergencia y dos de
expansión, mientras que en la zona inactiva se montaron ocho estaciones de convergencia
y cuatro de expansión.
13
El tiempo de medida fue:
Zona en explotación : convergencia 133 días
expansión 112 días
Zona inactiva : convergencia 119 días
expansión 119 días
El número total de medidas realizadas ha sido:
Convergencia 123
Expansión 63
IV.- CONCLUSIONES-RECOMENDACIONES
Se exponen seguidamente las conclusiones y recomendaciones más significativas de cada
uno de los estudio realizados en el marco del proyecto.
INVENTARIO
El volumen total de huecos en las 63 explotaciones mineras consideradas, y a la fecha de
realización del inventario, Diciembre 1994, asciende a un total de 8.637.888 m3.
ESTUDIO GEOLÓGICO
Los materiales de la zona circundante a la Mina Moscona se incluyen en los dominios del
paleozoico (representado por materiales devónicos de reducida extensión), del mesozoico
(materiales triásicos y jurásicos) y del cuaternario.
La mineralización de fluorita se presenta en el nivel carbonatado del Muschelkalk, de forma
estratiforme y suavemente basculada hacia el NE, con una potencia entre 3 y 4 metros,
aumentando en las proximidades de las fallas.
El yacimiento reconocido está dividido en tres niveles de explotación : nivel 19 o superior
(en el cual se ha centrado el estudio) que se encuentra abandonado , nivel intermedio en
actividad y nivel Inferior en el que se están realizando labores de infraestructura para su
puesta en explotación.
14
Los niveles se presentan separados por fallas directas y selladas hidrogeológicamente, de
dirección NO-SE.
La capa mineralizada presenta aspecto masico y brechoide , con contenidos mayoritarios
del 30-35% de F2Ca , 35% de SiO2 y 25% de CO3Ca.
ESTUDIO AMBIENTAL
Como consecuencia de no existir Proyecto Industrial y no estar caracterizado
(características físico-químicas) ni conocer la tipología del residuo a almacenar, se ha
realizado un Estudio Previo de Impacto Ambiental (EPIA).
Con los condicionantes citados las conclusiones del EPIA son:
Impacto sobre la atmósfera
No debe existir efecto ambiental sobre la atmósfera ya que el residuo, independientemente
del tipo que sea, debe entrar directamente en la mina sin emisión de partículas a la
atmósfera ni por supuesto emanaciones gaseosas . Se descartan residuos que puedan
producir emanaciones por fermentación o reacción.
Impacto ambiental sobre lasa as
No se puede llegar a unas conclusiones objetivas como consecuencia de desconocer las
características del residuo. Será necesario realizar los ensayos de lixiviación y
ecotoxicidad , etc., según la Orden de 13 de Octubre de 1989 por la que se determinan los
métodos de caracterización de los residuos tóxicos y peligrosos.
En el caso de ser residuos industriales inertes , sí puede afirmarse el nulo impacto tanto
sobre las aguas subterráneas como superficiales.
Impacto hidrogeológico
La red hidrográfica no se verá modificada, ni aún en el caso de ampliación de la superficie
de la plaza de la mina , por tener pendientes prácticamente planas.
15
La hidrodinámica del arroyo Lavares tampoco se verá afectada, pues en caso de verterse
a él agua de la mina, su escaso caudal no comportará cambios en los procesos de
erosión-sedimentación.
Impacto sobre la vegetación
No habrá modificación de la vegetación natural (ripícola), pues se encuentra alejada de
cualquier posible ampliación de las instalaciones superficiales.
Impacto sobre la fauna
No afecta a la fauna terrestre ni a la avifauna ya que no habrá impacto a áreas de cría o
campo, ni por alteración física de esas zonas por ruidos con alto nivel de presión sónica.
El impacto sobre la fauna acuática , en caso de almacenamiento de residuos inertes, sería
nula.
Por otra parte, en la zona no hay especies en peligro de extinción o amenazadas ni se
encuentra en rutas de emigración de aves.
Impacto por procesos geofísicos
Por lo que respecta a procesos de subsidencia, los datos del estudio geotécnico ponen de
manifiesto la nula existencia de efectos en superficie.
En cuanto al tema de avenidas, el estudio de procesos activos evalúa el caudal del arroyo
Lavares:
Para un período de retorno de 100 años, entre 20 y 35 m3/s.
- Para un periodo de retorno de 500 años, entre 25 y 45 m3/s.
- Habría que realizar un levantamiento topográfico entre el arroyo y la plaza de la mina, al
objeto de conocer la diferencia topográfica y a partir de ellas, con una sección dada al
_ arroyo, determinar la altura de la lámina de agua, para cada uno de los caudales citados.
16
Impacto paisajístico
El impacto sobre el paisaje será el mismo que actualmente dan las instalaciones de
superficie, y que se puede considerar insignificante por la situación , fuera de corredores
con alta frecuencia de visitantes.
Impacto sobre el suelo
Aún en el supuesto caso de aumento del área de servicio, el impacto por pérdida física del
suelo sería insignificante.
La pérdida absoluta de altura de suelo debido al proceso erosiva estaría en torno a 50 cm
por milenio (dato del estudio de procesos activos).
Impacto sobre los usos y aprovechamientos agrícolas
Sólo en el caso de ampliación de las instalaciones podría afectar a prados de siega de la
llanura aluvial, siendo en todo caso un Impacto Insignificante.
ESTUDIO GEOMORFOLOGICO. NEOTECTONICO Y SISMOTECTONICO
Las conclusiones más Importantes de este estudio se refieren a los aspectos neotectónicos
y sismotectónicos.
Por lo que respecta a la neotectónica , la observación concreta del área de estudio, entorno
de la Mina Moscona, no revela indicios de actividad neotectónica a pesar de estar ubicada
dentro del radio de acción de la Falla de Ventaniella.
Aunque todos los argumentos disponibles Implican una inactividad de la falla en época
reciente , lo que sí es cierto es que el elemento geográfico más importante de la zona, el
trazado del río Albares , se ajusta a esa línea estructural, una línea de debilidad litológica
que no tiene que implicar actividad reciente.
En cuanto a la sismotectónica, y como principal conclusión , se puede decir que la zona
de la Mina Moscona se emplaza en un contexto regional de nula o muy escasa sismicidad.
17
ESTUDIO HIDROGEOLOGICO
Teniendo presente la información de que se dispone actualmente, en relación con el
comportamiento hidrogeológico de los sedimentos de edad Triásíca vinculados , directa o
indirectamente , con las labores mineras realizadas en el nivel superior (nivel 19) de la
explotación subterránea denominada Mina Moscona, y de acuerdo con los comentarios
precedentemente expuestos al respecto , se considera oportuno destacar las conclusiones
siguientes:
- Las labores mineras se desarrollan prácticamente en el nivel ocupado por la capa
mineralizada (T2.2), estando sus espacios libres, por tanto, limitados, a techo y a
muro, por los sedimentos que, estratigráficamente , constituyen el techo (T3.,) y el
muro (T2_1) de la mineralización.
- Tanto los sedimentos correspondientes al tramo Triásico suprayacente (T3), como
aquéllos constitutivos del conjunto sobre el que se apoya la capa mineralizada
(T2.,), no permiten obtener información alguna que indique globalmente la
existencia de permeabilidad por fisuración y/o karstificación, en el sector objeto
de estudio (nivel 19).
- El comportamiento hidrogeológico de la capa mineralizada (T2_2), en las primeras
etapas del avance de las labores mineras de los niveles 19 e intermedio , le asigna
un carácter permeable de importancia destacable y una ausencia clara de
mecanismos hidrogeológicos de recarga y de drenaje, en condiciones naturales.
- El carácter impermeable de los sedimentos del techo (T3) y del muro (T2.,), a
confirmar en este último con ensayos de permeabilidad , así como la desconexión
hidráulica , con su entorno geológico , de la capa mineralizada (T2.2), permite en
principio descartar cualquier posibilidad de intercambio hídrico subterráneo que
afecte al comportamiento hidrogeológico asociado a las labores de explotación.
- El origen de las surgencias en el nivel 19, está íntimamente relacionado con la
pluviosidad. Las observaciones realizadas y los datos del estudio hidroquímico así
lo confirman.
- El hueco minero correspondiente a las labores realizadas en el nivel 19 de la
explotación Mina Moscona , en principio, y a la espera de la información que
18
aporten los ensayos de permeabilidad del muro , debe considerarse apto, desde el
punto de vista hidrogeológico , para su utilización como almacén de residuos.
Del análisis de lo expuesto en este estudio hidrogeológico , cabe realizar las siguientes
recomendaciones, de cara a la utilización del nivel 19 de la Mina Moscona como estructura
para almacenamiento:
- Realización de una campaña de sondeos (8-10) en el muro del nivel 19, con una
profundidad máxima de 15 m, con recuperación de testigo.
- Realización en cada sondeo de ensayos de permeabilidad.
- Realización de ensayos geotécnicos en los testigos obtenidos , al objeto de
caracterizar geomecánicamente el muro.
- Acondicionamiento del punto de descarga S, para proceder a la captación y
almacenamiento de sus surgencias de agua.
- Trazado de una conducción que lleve el agua almacenada hasta el límite Este del
nivel 19, para desde allí proceder al desagüe.
- Taponamiento de los sondeos que aportan agua al nivel 19.
- Establecimiento de un control de calidad de:
* Los lixiviados procedentes del residuo a almacenar.
* El agua evacuada del nivel 19.
* Las aguas de manantiales del entorno de la explotación, cuyas
características hidrogeológicas así lo aconsejen.
- Pe rforación de sondeos, adecuadamente ubicados , para el control de la calidad del
agua subterránea.
19
ESTUDIO HIDROQUIMICO
Las muestras tomadas se distribuyen en:
- Tomadas en nivel 19 : S, M„ M2, M„ M6, M7 y MB.
- Tomadas en nivel profundo : T, y T5.
- Tomadas en manantiales de superficie: S„ S2 y S3.
- Tomada en el arroyo Lavares-Río.
Como conclusiones de este estudio se destacan:
- La caracterización hidrogeoquímica de las aguas muestreadas en la Mina Moscona
pone de manifiesto diferencias en la composición química de las mismas, que se
atribuye por una parte a la procedencia desigual de las mismas, y por otra a las
variaciones introducidas por el contacto con los materiales por los que circula el
agua. El análisis de puntos de agua en superficie ha permitido detectar similitudes
entre las muestras del interior de la mina y las procedentes del exterior.
Entre las aguas de la mina se pueden diferenciar tres grupos principales. Uno
constituido por las muestras del nivel profundo (T-4, T-5), otro unitario,
correspondiente al agua M -3 y el último, que incluye el resto de muestras (M-1,
M-2, M-6 y M-8). A pesar de la existencia de ciertas diferencias entre las aguas de
este último grupo no se consideran significativas a la hora de manifestar su
procedencia, sino que se pueden atribuir a modificaciones introducidas por un
efecto de escala debido a la heterogeneidad de los materiales que atraviesan y al
tiempo de contacto con los mismos.
Se observa gran semejanza entre M-8 y las aguas de superficie (S-1, S-2 y S-3),
por lo que su origen se considera por infiltración rápida a través del sondeo.
El agua de M-3 correspondería a un agua en contacto con materiales salinos,
posiblemente los niveles de margas con pasadas de yesos, de edad triásica
existentes en la zona. Este hecho se puede constatar en el sondeo F-33, próximo
al punto de muestreo, que corta en su parte superior el nivel de margas y yesos.
Las aguas del nivel más profundo, representadas por las muestras T-4 y T-5 son
aguas más antiguas, que han permanecido retenidas en la formación , de la que
20
han adquirido su mayor salinidad.
En conjunto , excepto las aguas M-3 y T-4 y T-5, el resto parecen ser aguas de
infiltración superficial más o menos lenta , cuyo recorrido a través de fracturas y
fisuras modifica su quimismo , hecho que apoya la intermitencia de su aparición
ligada a episodios de ll uvia.
ESTUDIO DE PROCESOS ACTIVOS
Como conclusiones más importantes del estudio se pueden citar:
- La no influencia en la Mina Moscona de procesos activos externos.
- La generación de procesos activos de disolución-precipitación en diferentes zonas
del nivel 19.
- Los procesos de condensación de vapor de agua, por ausencia de ventilación.
Se recomienda la localización en el nivel 19 de fracturas rellenas de sulfuros para evitar,
mediante sellado , procesos de disolución y puesta en movimiento de aguas ácidas.
Asimismo, en caso de utilización del citado nivel como almacén, debe procederse a su
ventilación.
ESTUDIO ESTRUCTURAL
De este amplio estudio, se obtienen las siguientes conclusiones:
El entorno de la Mina muestra una estructuración geométrica en bloques, la cual
obedece a una tectónica extensional que afectó a la zona, que es posterior a la
etapa de desgarre, condicionada por el Sistema de la "Falla de Ventaniella", y que
probablemente empezó a estructurarse en épocas tardihercínicas (Permo-Trías).
Posteriormente, durante el Ciclo Alpino se producen una serie de reactivaciones
de las estructuras . La presencia de dos fallas de extensión , de dirección media
NW-SE, con salto o deslizamiento en el plano de buzamiento y con una importante
21
componente rotacional es decisiva en la estructuración de la Mina.
El régimen de deformación que caracteriza a los materiales que componen la
Unidad Mineralizada es frágil . No se ha observado ningún rasgo de deformación
dúctil.
La elaboración de un mapa detallado de Trazas de Fracturas se considera una
metodología válida por la Información que ha suministrado respecto a la estructura
del Macizo, a la discriminación de los sistemas de fractura, al conocimiento de sus
relaciones geométricas , y finalmente porque sirve para determinar posibles zonas
de conectividad . Toda esta información es fundamental para tener un control de
puntos de percolación (infiltración de agua) a favor de fracturas, para su posterior
análisis y estudio hidrogeológico.
El control geométrico que ejercen determinadas fracturas en el desarrollo de
puntos de percolación (infiltración de agua) es muy claro y da lugar a una primera
selección de zonas de conectividad de fracturas . Estos puntos de infiltración de
agua se concretan a favor de una zona de fracturas , con orientaciones 3200 -
330°, que se sitúa a unos 30 metros de la Falla principal, en una banda, que
probablemente representa una zona de debilidad, que se extiende desde el
extremo NW del Sector 6, pasa por el Sector 6 y llega hasta el extremo SE de
dicho sector con una extensión aproximada de 200 metros (véase Plano de Trazas
de Fracturas).
Existe otra posible zona de conectividad, con puntos de infiltración de agua a favor
de fracturas de dirección 300° y con menos extensión (50-60 metros) que se sitúa
entre los Sectores 8 y 9. Finalmente, el "manantial" intermitente que hay en el
Oeste del Macizo 19 , y que es el responsable de la circulación de agua esporádica
que se encuentra en la mina, debe de estar controlado vía red de fisuras,
probablemente a favor de una zona de orientación similar a las anteriores.
En base a los rellenos de las fracturas se han podido d iferenciar los siguientes
grupos:
a.- rellenas de óxidos de Fe,
b.- rellenas por sulfuros de Fe y Cu (pirita , calcopirtta),
c.- rellenas por carbonatos de Ca/Mg (calcita/dolomita) y fl uorita
d.- fracturas con baritina
22
De todos los grupos, las fracturas con baritina son las que presentan mayor interés
cinemático . Tienen mayor apertura que el resto de las fracturas y por su estructura
(bandeados simétricos , etc.) se constata que son muy importantes los procesos
de extensión.
En base al análisis geométrico de la fracturación en 13 Transversales, con 236
fracturas analizadas, se han podido discriminar tres Grupos de Fracturas , utilizando
un sistema interactivo de discriminación basado en cálculos probabilísticos.
Del análisis estructural sectorial Nevado a cabo en el Macizo 19, en el que se han
medido 713 fracturas , que son estadísticamente representativas de fracturación del
Macizo, se ha adquirido un importante conocimiento sobre la evolución de la
fracturación y se deducen las siguientes consideraciones:
En primer lugar, el grado de dispersión de orientaciones de fracturas en el Macizo
es muy pequeño, apareciendo concentrados los polos en torno a un máximo (25%
de área) que se encuentra localizado en los cuadrantes NE y SW.
En segundo lugar, se pueden discriminar dos grupos generales de fracturas con
una frecuencia aproximada de un 12%. El primero, con orientaciones entre 3200
y 33S I> y el segundo, más norteado, con direcciones entre 3400 y 355<>, rellenos
respectivamente por carbonatos y fluorita el primero, y por óxidos de Fe el
segundo.
La estadística univariante de distribución de fracturas , apertura y densidad de
fracturación refleja que los patrones de fracturación en el Sector Oriental del
Macizo , próximo a la Falla Principal están más evolucionados.
La distribución de aperturas de fracturas también es mayor hacia el Este del
Macizo , en las proximidades de la Falla Principal, hecho que viene corroborado por
los valores calculados de extensión que oscila entre 0.013% de media en el
conjunto del Macizo y sin embargo en las proximidades de la Falla Principal es
0.12% de media.
Se observa un claro aumento de la densidad de fracturas desde el Oeste al Este
del Macizo , en una proporción de 0.19 fracturas/metro en el sector occidental a
1.15 fracturas/metro en el oriental.
23
Debe de existir un mayor grado de conectividad entre las fracturas en el Sector
Oriental , cercano a la Falla Principal . Esto tiene gran importancia ya que las
fracturas de esta zona podrían actuar como "canales" favoreciendo el desarrollo de
sistemas de percolación de agua.
El análisis estructural y geométrico de la fracturación, su estudio estadístico y las
aportaciones del análisis fractal a la distribución de los grupos de fracturas, han
sido claves para realizar una serie de simulaciones estocásticas de las fracturas.
De un esbozo sobre la cinemática de la Falla Principal, se puede suponer que en
una primera etapa la falla tiene una componente oblicua, de desgarre horizontal,
actuando como falla en dirección y sentido dextrógiro, condicionada por el
accidente principal que es la "Falla de Ventaniella". La compresión en esta etapa
es horizontal y de dirección NNE-SSW y la extensión es en dirección ortogonal
WNW-ESE. Esta fase coincide con la etapa de desgarre que cronológicamente se
sitúa en el Permo-Trías.
En una segunda etapa extensiva (probablemente durante el Mesozoico), la
extensión general de la zona es aproximadamente horizontal y de dirección
próxima a E-W, con una compresión en la vertical que es cuando la Falla Principal
actúa como falla normal y probablemente también todo el Sistema Ventaniella".
Se conoce que las fracturas con baritina que aparecen en el Labio Levantado, en
las proximidades de la Falla Principal, también existen en el Labio Hundido. Luego,
en función de todos los datos que actualmente se poseen, es factible suponer que
dichas fracturas se originaron en la primera etapa, cuando la falla actuó con una
componente oblicua en dirección . Posteriormente, en una segunda etapa
extensional, cuando la falla se movió como falla normal, el grupo previo de
fracturas con baritina está desplazado por fallas sintéticas de la Principal.
En base a los datos estructurales es factible pensar en el nivel 19, de forma
sectorial , como lugar para almacenamiento de residuos.
En base a los resultados obtenidos hasta el momento en esta fase de la investigación, se
pueden hacer una serie de recomendaciones encaminadas a continuar los trabajos, con
24
objeto de comprobar resultados para poder validar la metodología y ampliar conocimientos
en los niveles inferiores (más profundos) de la Mina.
Se recomienda, por tanto:
- Proseguir con el análisis de la fracturación en otros niveles inferiores de la Mina.
La metodología de análisis estructural, Incluida la realización de un mapa de trazas
de fracturas, parece la adecuada por la variedad de información que suministra,
siempre que el análisis se lleve a cabo estadísticamente, tanto en su variedad
esférica como de estadística univariante.
- Continuar con el análisis geométrico de tracturación en niveles más profundos de
la Mina. El análisis geométrico de la fracturaclón en Transversales de muestreo se
considera que es fundamental, no sólo para conocer distribuciones de aperturas,
espaciados, densidades de fractura, etc., sino que también se deben considerar
otros rasgos morfológicos de las fracturas que sean cuantificables y que puedan
incluirse como método de discriminación, basado en un análisis probabilístico de
tipo Interactivo.
- Profundizar en la modelización geométrica estocástica de fracturas, aquí esbozada.
La realización de un mayor número de simulaciones permitirá validar los resultados,
contrastar los ya obtenidos y mejorar, haciendo más reales, los modelos de
asimilación de fracturas a cuerpos geométricos ideales.
- Avanzar en el estudio de las distribuciones de fracturas mediante técnicas de
análisis fractal. Dicho análisis suministrará información cuantitativa sobre el grado
de organización geométrica de los grupos de fracturas discriminados. El
conocimiento de la fractalidad es crítico para el establecimiento de modelos
geométricos adecuados de los patrones de fracturación, para desarrollar
simulaciones que cada vez sean más parecidas a la realidad.
- De forma prioritaria, y si se piensa en sectores de la Mina como posibles zonas de
almacenamiento de residuos, se sugiere profundizar en el análisis de la
conectividad entre fracturas, enfocado principalmente a conocer zonas de
conexión, con objeto de controlar posibles áreas de drenaje y puntos de
percolación de agua que pudieran suponer un mínimo riesgo para el
almacenamiento.
25
Aunque los valores que en este informe se presentan son estimativos, habría que
controlar el grado de conectividad que pudieran presentar los grupos de fracturas.
En general , parece que éste no es muy elevado en el Macizo 19, pues se puede
asumir que entre el 20 y 30% de las fracturas podrían estar conectadas,
dependiendo del modelo considerado. No obstante, cabe esperar que de forma
sectorial la conectividad entre fracturas aumente, tal es el caso de la zona con
puntos de percolación que hay en las proximidades de la Falla Principal.
No obstante , hay que tener en cuenta que aunque generalmente hay una relación
directa entre el grado de conectividad y la percolación, esto no quiere decir que
todas las fracturas conectadas vayan a ser canales por donde circule un fluido (en
este caso el agua). Puede haber fracturas que estén conectadas y sin embargo
que no circulen fluidos a través de ellas.
Para avanzar en los estudios de conectividad, se debe analizar en detalle un mayor
número de "redes de percolación", en este informe ya se ha esbozado, y también
llevar a cabo una serie de análisis de "canales" (pathways).
Por otra parte, se recomienda un control y análisis de los productos de
precipitación (óxidos de Fe y Mn, sulfato de Cu, etc.) de los diferentes puntos de
percolación existentes en el Macizo 19.
Asimismo, convendría estudiar las analogías y diferencias , tanto geométricas como
de comportamiento mecánico de los materiales, entre los Labios Levantado y
Hundido de la Falla Principal que es la que estructura la Mina.
ESTUDIO GEOTÉCNICO Y DE SUBSIDENCIA
Las conclusiones obtenidas son:
El estudio geotécnico que ha abarcado al nivel 19 ya explotado de la mina, ha
tenido por objetivos fundamentales, el conocimiento de la estabilidad de la zona
explotada por cámaras y pilares, en cuanto a su comportamiento geomecánico, y
el de la subsidencia del terreno originada por las labores.
26
Se ha realizado un estudio de caracterización del macizo rocoso, que ha permitido
conocer de un modo estimativo sus parámetros geomecánicos.
En el estudio del macizo rocoso, se ha hecho uso de la clasificación de
BIENIAWSKI (1979) para la obtención del índice de calidad del terreno , RMR (Rock
Mass Ratio), que ha dado como resultado un valor medio de 56, lo que clasifica
al conjunto rocoso estudiado como "roca media".
A partir de este valor y en función de conocidas expresiones empíricas, se han
podido conocer diversos parámetros mecánicos del macizo rocoso, cuya
utilización ha sido necesaria para el análisis de la estabilidad y de la subsidencia.
En el estudio del macizo rocoso, se ha hecho un completo análisis de la
fracturación existente, que ha permitido conocer las cinco principales familias de
discontinuidades presentes en la zona.
El estudio de las características de estas discontinuidades, ha conducido, por
medio de relaciones empíricas, al conocimiento de su propiedades mecánicas, que
han sido utilizadas , en concreto, en el estudio del deslizamiento de cuñas (roturas
dependientes de la estructura).
Los cálculos específicos realizados, con base en el método clásico y conservador
del área atribuida y un método numérico de contraste, comprueban y documentan
la estabilidad de las labores (cámaras y pilares). El coeficiente de seguridad medio
del conjunto de los pilares (descontados macizos y pilares de gran sección) supera
el valor de 2 y sólo en un 2% de éstos el coeficiente estimado sería inferior a la
unidad ; se localizan junto a la zona de falla, en su parte central.
No obstante, las hipótesis de partida han sido siempre conservadoras, como se
indica en el cuerpo del estudio.
Los valores máximos obtenidos , en dos zonas representativas, para el
desplazamiento en cámaras varía de 0 ,7 a 2,2 mm y para la convergencia de 2,1
a 4,7 mm. Estos valores corresponden a desplazamientos máximos, estimados en
el cálculo numérico , que abarcan todo el período de permanencia de las
excavaciones. Dado el tiempo transcurrido desde la apertura de las labores en el
nivel 19 , estos desplazamientos deben estar ya muy probablemente estabilizados.
27
La estabilidad del techo Inmediato en las cámaras , o zona de techo próxima a la
excavación donde podría suponerse que pudiera producirse un despegue del resto
de los estratos subhorizontales (terreno sedimentario como el estudiado), ha sido
también analizado con resultados positivos en cuanto a su seguridad.
La estabilidad del muro en cuanto a roturas al corte o punzonamiento de pilares
en el mismo, es patente con altos coeficientes de seguridad.
Como resultado del estudio de rotura estructural por deslizamiento de cuñas, en
lo que se refiere a hastiales, tanto en paramentos como pilares , podrían existir
pequeños deslizamientos , en todo caso de pequeño volumen, previsibles y
- saneables a efectos de seguridad personal.
En cuanto a cuñas con posibilidad de formación en el techo, existen tres tipos de
cuñas con coeficiente de seguridad igual a cero , es decir, con posibilidad de caída
libre, por lo que en caso de haberse formado , seguramente habrán caído ya en
su día, durante los trabajos de voladura para apertura de las cámaras. No son
esperables problemas con el resto de cuñas con posibilidad de formación en el
techo, por presentar los tipos analizados coeficientes superiores a la unidad y en
su mayoría superiores a 2.
Se han observado, durante los reconocimientos de mina, caídas de lisos
constituidos preferentemente por margas, aunque localmente esporádicos. Estas
caídas son debidas fundamentalmente a la gran humedad de saturación que existe
en el nivel 19, como consecuencia de la falta de ventilación. Esta humedad
entumece y reblandece este tipo de litología y provoca su despegue y caída.
- En función de la calidad del macizo rocoso estudiado y de los anchos de cámara
existentes en el nivel 19, normalmente comprendidos entre 5 y 6 m, puede
considerarse a este nivel de explotación como una cavidad minera permanente, sin
una necesidad general y sistemática de sostenimiento.
- No existe problema alguno de subsidencia. Los resultados del cálculo numérico
realizado, en dos zonas seleccionadas , dan para el hundimiento máximo en la
superficie del terreno el valor máximo de 1 mm. Para la deformación máxima, en
compresión , se obtiene el valor de 0,013 mm/m, puramente testimonial por su
insignificancia.
28
El volumen de hueco estimado en el nivel 19, está en el orden de los 200 .000 m3.
Los datos resultantes de los ensayos geotécnicos, no sólo avalan los cálculos de
estabilidad y subsidencia, sino que de forma cualitativa puede afirmarse que en
todos los casos aseguran un aumento del grado estimado de seguridad en la
estabilidad de la zona de la mina estudiada en el nivel 19.
Como recomendación , además de la ya citada de ventilación del nivel 19, se puede dar:
Un bulonado del techo, dirigido y zonal de acuerdo con las discontinuidades
estudiadas, siempre sería a mayor seguridad una buena medida preventiva de la
posibilidad de caída de cuñas del techo, en dependencia del uso a que se destinen
los espacios de las cámaras.
ESTUDIO DE EXPANSIÓN Y CONVERGENCIA
De los resultados y de las observaciones efectuadas durante la campaña de medidas
realizada en la Mina Moscona, parecen desprenderse las siguientes conclusiones:
- Los resultados obtenidos para las convergencias medidas en los distintos pilares
estudiados , no alcanzan en ningún caso valores significativos , ya que ni el valor
máximo obtenido , 1,41 (Estación G-H) puede ser relacionado con un posible
deterioro de los pilares.
Los valores obtenidos para las expansiones parecen confirmar los resultados de
la convergencia, no apreciándose signos de inestabilidad en el interior de los
pilares.
Hay que significar que durante el período (Agosto) en que la mina estuvo Inactiva,
se detectó un ligero hinchamiento en los pilares, atribuible posiblemente a la falta
de ventilación.
De las medidas realizadas, parece desprenderse que la mina no debiera de
presentar problemas de inestabilidad en el futuro, siempre que se respecten las
actuales dimensiones de los pilares y no varíe considerablemente la estructura
geológica de la formación.
29
