INVESTIGACIÓN DE SISMICIDAD INDUCIDA POR MINERÍA

BAE actualmente continúa con su investigación sobre la aplicación de modelamiento inelástico en 3D para evaluar el riesgo sísmico comparativo de opciones de minería alternativas. La investigación sigue  a partir de trabajo ensayado y probado utilizando modelamiento elástico para cuantificar  las cantidades que controlan la sismicidad.

La ventaja del modelamiento inelástico es que los cálculos de energía están implícitos en la solución. Para los modelos calibrados, la comparación  de la energía plástica disipada y la ocurrencia de sismicidad está entregando relaciones probabilísticas muy bien definidas.

La energía plástica disipada  es la energía liberada  como resultado de deformación en la etapa de minería. En los modelos inelásticos de BAE, la deformación se considera automáticamente, siguiendo las reglas determinadas por el análisis retrospectivo de la deformación medida.

Cálculos de zona sismogénica

La Energía Plástica Disipada (DPE) es la energía disipada  producto de la masa de roca que cede en una etapa de extracción. Generalmente la DPE es toda la energía liberada producto  de deformación y solo una pequeña fracción  de esta es liberada  en forma de sismicidad medible.

Esta razón no es constante, pero usualmente está dentro de un rango pequeño – típicamente 2-8%  de la DPE teórica se observa como energía sísmica, (Gibowicz, 1993). La razón  se conoce como eficiencia sísmica. Para determinar que la regularidad de que ciertos  niveles de tasa de liberación de  DPE (DPE/ volumen unitario / tiempo) tendrán como resultado eventos sísmicos, se ha aplicado un “método de evaluación de celda” único.

El método es similar  al descrito por Beck y Brady (2002) e involucra la discretización de todo el modelo en “celdas” regulares volumétricas o ‘bloques de prueba’. Para calibrar la relación entre la tasa de DPE y el potencial sismogénico de evento, se calcula la tasa de liberación de DPE en cada uno de los bloques de prueba  para etapas de minería históricas. Luego, al comparar la proporción  de bloques para cada rango  de tasa de liberación de DPE que contienen y no contienen eventos, la tasa de liberación de DPE  se puede relacionar  con la probabilidad de ocurrencia del evento.

Fig. 1: Correlación entre la probabilidad del evento y la Energía Plástica Disipada [DPE] para una etapa de modelamiento de 1 mes.

Fig. 2. Proceso de hundimiento – Zona Sismogénica Interpretada y Zona de Desprendimiento usando DPE (izquierda) e Imagen  de zonas de caverna (Duplancic and Brady, 1999, derecha).

Figure 3. Zona Sismogénica  y Radio Hidráulico (HR) – antes de HR (izquierda), en (medio) y después de HR (derecha) en una mina ejemplo..

References

• D. Beck, S. Arndt, I. Thin, C. Stone & R. Butcher, “A conceptual sequence for a block cave in an extreme stress and deformation environment”, 2006.
• Beck, D.A. and Brady, B.H.G, “Evaluation and application of controlling parameters for seismic events in hard-rock mines”, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. Editorial reference: 2002/002093, 2002.
• Duplancic, P, and Brady, B. H., “Characterisation of caving mechanisms by analysis of seismicity and rock stress,” in Proceedings of the 9th International Congress on Rock Mechanics (Paris), 2:1049-1053. Balkema: Rotterdam, 1999.
• Gibowicz, S, “Keynote address: Seismic moment tensor and the mechanism of seismic events in mines”, Proceedings of the 3rd International symposium on Rockbursts and Seismicity in Mines, Kingston, Canada. (Ed: Young) Balkema: Rotterdam. USA, 1993.