Memoria_2014. - U

Aplicación del levantamiento remoto de datos estructurales en rajos
abiertos y su impacto en la definición de dominios estructurales;
el caso de la mina Los Bronces, AngloAmerican Sur.
Carlos Andrade Alumno Memorista
Cristóbal Gil Tutor AngloAmerican
Daniel Carrizo Profesor Guía
División Los Bronces
Superintendencia de Geología
Agosto 2014
Sumario
•
Contexto
•
Problemática
•
Objetivos
•
Metas logradas
•
Metodología
•
Desarrollo de proyecto
• Trabajo previo a mapeo
• Reconstrucciones y georreferenciación
•
Resultados: Mapeo estructural
• Estructuras menores
• Estructuras mayores
• Estructuras principales
•
Discusión
•
Conclusión
Contextualización
Frikken et al 2005
Carlos Andrade Fuentes 2014
•
Ubicado a 60 Km al NE
de Santiago
•
Edad Mioceno-Plioceno
•
Pórfido Cu-Mo
•
Fallas mayores NS, fallas
internas NE-NNE y fallas
tardías NW-NNW.
Problemática
Falta de información estructural en
áreas que actualmente presentan un
difícil o nulo acceso al banco.
Baja
resolución
de
datos
estructurales (heterogeneidad).
Impactos en la seguridad de la
operación, generación de modelos
geológicos-geotécnicos-metalúrgicoshidrogeológicos
y
diseño
de
campañas
de
perforación
y
tronadura.
Carrizo et al 2013. Mapa de densidad de datos modelo estructural
2013. Universidad de Chile
Carlos Andrade Fuentes 2014
Es necesario establecer métodos
de levantamiento de datos
estructurales que cumplan con la
calidad y cantidad requerida y a su
vez presenten seguridad en la
toma de datos.
Objetivo General
El objetivo de esta memoria es determinar el impacto en la definición
de modelos estructurales de rajos abiertos a través del
levantamiento remoto de datos estructurales para el caso de la mina
Los Bronces.
Objetivos Específicos
 Determinar parámetros de validación, espacial y geométrica, entre la
base de datos estructural vigente en el rajo y la base de datos
indirecta generada en este trabajo.
 Generar una base de datos estructural remota de las caras de banco
del rajo Los Bronces.
 Establecer la geometría de las fallas principales y mayores en el rajo.
 Evaluar el impacto del levantamiento sistemático remoto de datos
estructurales en la definición de dominios estructurales.
Metas logradas

Se demostró la exactitud del método en la medición de actitud de estructuras
y ubicación espacial de estas.

Se aumento en un 260% la base de datos de mapeo de bancos y en un
230 % la cantidad de estructuras mayores definidas en la mina.

Definición de trazas, actitud y representación 3D de trazas de fallas
principales y mayores del rajo.

Evaluación del impacto en la definición de dominios estructurales vigentes.
Metodología
Fotogrametría: dos fotos permiten captar la pared con perspectiva para generar una
reconstrucción estereográfica a través de Shape Metrix Beyond (SMB) la cual luego es
georreferenciada y permite desarrollar un mapeo estructural sobre esta.
Trabajo previo a mapeo
Trabajo de terreno (Enero – Abril)
Trabajo en terreno durante 50 días destinados a la adquisición de
fotografías y toma de puntos GPS para la futura
georreferenciación de las reconstrucciones.
Debido a requerimientos técnicos del software SMB fue necesario
subdividir la mina en seis sectores mina para poder abarcar la
totalidad del área de interés a mapear.
Se tomaron 386 pares de fotografías: para Sectores mina un
total de 26 tomadas con el lente 24-70 mm y para el detalle de
los bancos un total de 360 pares tomadas con lente de 200300 mm.
NE
SW
Toma de fotografía de Sector
mina F5SW Sur .
Sectores mina definidos en el estudio
Se observa el uso del arnés
como procedimiento requerido
para trabajo seguro en la toma
de fotografías en altura
Trabajo previo a mapeo
Reconstrucción y georreferenciación de fotografías (Abril – Junio)
E
W
Se generaron dos tipos de reconstrucciones utilizando
las fotografías tomadas en terreno: reconstrucción de
frente de mina y en detalle.
La reconstrucción de detalle fue unida de forma vertical
con el objetivo de generar un mapeo a lo largo de las
trazas de estructuras cuya persistencia abarcara varios
bancos.
Reconstrucciones verticales de fotos de
detalle. Ejemplo de Sector mina F5SW Sur
Se logró abarcar mas de 2 millones de área
de mapeo de bancos generando una
superficie representativa de gran parte de la
mina.
Zona de estudio
Área cubierta (m2)
Donoso Norte
Donoso Este
Infiernillo Norte
Infiernillo Este
F5SW Norte
F5SW Sur
Total
463.792,7
108.881,46
99.864,48
767.842,3
289.006,7
389.539,2
2.118.926,84
Validación de actitud de estructuras
Análisis de las mediciones
N
S
3m
Mediciones en terreno de acuerdo a procedimiento
de recepción de taludes de Geomecánica.
Comparación de actitud obtenida
a través de brújula y SMB
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Brújula
DIP
DIP DIR
82
155
82
325
72
170
86
260
85
165
80
330
85
125
82
164
85
143
62
201
82
165
68
160
42
54
10
137
86
143
43
302
87
155
80
162
DIP
81
85
70
84
85
79
84
83
86
62
80
69
41
10
83
45
85
78
SMB
DIP DIR
153
323
172
264
162
335
126
167
143
197
169
160
54
141
147
302
150
164
Validación de datos
Validación de actitud de estructuras.
Se observa que las mediciones de Dip de las estructuras por medio del SMB son concordantes
para la medición de la brújula en la misma estructura. Existe un rango de variación entre ambos
datos que tiene relación con la rugosidad local de las estructuras.
Validación de actitud de estructuras
Las mediciones de Dip Dir de las estructuras por medio del SMB y brújula son concordantes
dentro de un rango ± 5° entre ellas.
Validación espacial de estructuras
Análisis Topográfico
A
Para poder inferir el grado
de certidumbre de la
ubicación espacial de las
estructuras se comparó la
reconstrucción digital
georreferenciada del
sector mina contra la
topografía mina (asumida
como estándar)
Se crearon dos perfiles
para observar el fenómeno
A´
Infiernillo
Infiernillo
B
B´
Validación espacial de estructuras
Análisis Topográfico
A
Cota [m]
A’
Norte [m]
Sección Donoso Norte
Validación espacial de estructuras
Análisis Topográfico
B
Cota [m]
B’
Este [m]
Sección Infiernillo
Validación espacial de estructuras
95%
70%
Considerando todos los puntos un 95% de los casos muestran una diferencia menor a 8 metros y un 70% de los
puntos una diferencia menor a 5 metros.
Un 6,25% de las estructuras mapeadas están en una diferencia de cota superior a los 300 metros, pero no todas
estas presentan una diferencia topografía superior a los 8 metros.
Estructuras Menores
Estructura menor (Eme): estructura que posea una persistencia menor a dos bancos y posea un
grado de expresión geológica discreta.
S
N
Fase Casino
Infiernillo Fase 5 Sur
Oeste
200 m
Vista oblicua hacia el W de Los Bronces
Estructuras Menores
Estructuras Menores
Mapeadas
15.330 estructuras
NE
Estructura
Menor
SW
Estructura
Menor
Vista oblicua hacia el SE de Los Bronces
Estructuras Mayores
Estructura mayor (Ema): estructura que posea una persistencia menor a veinte banco y mayor a dos,
con un grado de expresión geológica moderada.
S
N
Sector Infiernillo
Fase 5
Infiernillo Fase 5 Sur
Oeste
200 m
Estructuras Mayores
Estructuras Mayores
Mapeadas
151 estructuras
NW
Falla Mayor
Vista oblicua hacia el NE de Los Bronces
SE
Estructuras Principales
Estructura principal (Ep): validadas y definidas en el Modelo estructural 2013 corresponden a
estructuras cuya persistencia es mayor a veinte bancos y su expresión geológica es evidente.
S
N
Vista de la parte superior
de la traza de Falla Sur
(azul) en donde se aprecia
su carácter anamostosada.
Además se aprecia una
estructura
mayor
de
carácter planar (amarillo) a
su costado izquierdo.
10 m
Estructuras Principales
Falla Norte
N
S
Falla Central
Falla Norte
S
N
10 m
Falla Central
15 m
Falla Sur
S
Falla Sur
N
Falla Sur
Falla Infiernillo
N
S
Falla Infiernillo 2
30 m
Puntos de control Ep Andrade 2014
Falla principal 2013
Falla principal no visible 2013
25 m
Densidad de mapeo de bancos
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Sector Donoso Norte
Camino
aguas azules
Camino
aguas azules
Infiernillo
Infiernillo
Stock
Casino
Stock
Casino
Modificado de Carrizo et al 2013
Modificado de Carrizo et al 2013
Densidad de mapeo de bancos
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Camino
aguas azules
Camino
aguas azules
Infiernillo
Infiernillo
Stock
Casino
Stock
Casino
Modificado de Carrizo et al 2013
Modificado de Carrizo et al 2013
Densidad de mapeo de bancos
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Camino
aguas azules
Camino
aguas azules
Infiernillo
Infiernillo
Stock
Casino
Stock
Casino
Modificado de Carrizo et al 2013
Modificado de Carrizo et al 2013
Densidad de mapeo de bancos
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Camino
aguas azules
Camino
aguas azules
Infiernillo
Infiernillo
Stock
Casino
Stock
Casino
Modificado de Carrizo et al 2013
Modificado de Carrizo et al 2013
Densidad de mapeo de bancos
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Camino
aguas azules
Camino
aguas azules
Infiernillo
Infiernillo
Stock
Casino
Stock
Casino
Modificado de Carrizo et al 2013
Modificado de Carrizo et al 2013
Análisis de Estructuras mayores
Modelo
Estructural 2013
Andrade 2014
811 Datos
estructurales Fma
Distribución de datos de Estructuras mayores, Modelo estructural 2013,
Carrizo et al 2013
6931 Datos
estructurales Ema
Análisis de Estructuras mayores
NW
Falla Mayor
Vista oblicua hacia el NE de Los Bronces
SE
La incorporación de datos de
Ema permitió la generación de
144
nuevas
estructuras
mayores presentes en la mina,
significando un aumento del
230% de las estructuras
definidas.
Estas estructuras presentan
principalmente
orientaciones
NE-SW y NW-SE.
Análisis de Estructuras mayores
Estructuras de carácter NW-SE
Estructuras de carácter NE-SW
Análisis de Estructuras mayores
Este hecho presenta gran
importancia debido al potencial
de formación de cuñas
Análisis de dominios
Diagramas de contornos polares (DCP) sobre los dominios estructurales definidos en Modelo
Estructural 2013.
Se muestran los DCP del mapeo estructural de bancos de la presente memoria. El presente
trabajo no abarco la zona perteneciente al Dominio 2
Análisis de dominios
Comparación de DCP de dominios estructurales definidos en Modelo Estructural 2013 versus DCP
generados utilizando la información obtenida en el mapeo estructural de bancos de la presente
memoria junto a información obtenida de base de datos de sondaje.
Análisis de dominios
Dominio1
Andrade 2014
n=1016
Andrade 2014 y Sondajes
2013
En este trabajo se dobla la cantidad
de estructuras mapeadas desde
bancos
para
este
dominio,
generando la aparición de nuevas
familias, sin embargo al incluir
información de sondajes el DCP
generado es similar; acusando la
gran influencia de estos en la
definición del dominio
n=3763
Bancos 2013
n=544
Modelo 2013
n=3282
Análisis de dominios
Dominio 3
Andrade 2014
n=2906
Andrade 2014 y Sondajes
2013
Bancos 2013
n=1660
Modelo 2013
Para el Dominio 3 se dobla la
cantidad
de
información
proveniente de mapeos de
bancos,
modificando
la
interpretación de polos. La
influencia de los sondajes es
notoria al incluirlos en el DCP de
análisis del dominio.
n=7141
n=5942
Análisis de dominios
Dominio 4
Andrade 2014
n=2906
Andrade 2014 y Sondajes
2013
Bancos 2013
n=1497
Modelo 2013
Al igual que en el Dominio 1 y
Dominio 3 para el Dominio 4 los
sondajes marcan la definición del
dominio por el elevado numero de
datos.
n=9672
n=9195
Análisis de dominios
Dominio 5
Andrade 2014
Bancos 2013
n=4191
Este Dominio esta definido solo a partir de mapeo de bancos, el mapeo generado en la
presente memoria quintuplica la información disponible para análisis de DCP. La adición
de esta información genera cambios en la caracterización estructural del dominio.
n=998
Análisis de dominios
Dominio 5
Una exploración de DCP en cuadriculas de
100x100 metros dentro del Dominio 5 permite
observar variaciones dentro del dominio que
podría corresponder a una heterogeneidad de este
o a posibles subdominios.
DCP Dominio 4 Modelo estructural 2013
Análisis de dominios
Dominio 6
Andrade 2014
n=2956
Andrade 2014 y Sondajes
2013
En el DCP del Dominio 6
generado con información de
mapeo de bancos obtenidos en
este estudio, se observa una
familia
de
estructuras
subhorizontales que no lograba
ser identificada en el DCP
perteneciente
al
Modelo
estructural.
n=7987
Bancos 2013
n=324
Modelo 2013
n=5355
Mapeo de Bancos Modelo estructural 2013
Análisis de dominios
Dominio 6
Se observa el aumento de la densidad de datos de mapeo de bancos en la zona de
Donoso norte, lo cual genera una disminución de la incertidumbre estructural del
dominio, identificando una nueva familia de estructura.
Mapeo de Bancos y sondajes Modelo estructural 2013
Sector Donoso Norte
Modificado de Carrizo et al 2013
Sector Donoso Norte
Análisis de dominios
Dominio 6
NW
SE
Dominio 6
Dominio 7
100 m
Se observan las estructuras con manteo menor a 40°
presentes en el Sector mina de Donoso Norte. En
particular para el dominio 6 se reconoció un set
subhorizontal de18/184 Dip/Dipdir
n=1502
Análisis de dominios
Dominio 7
Andrade 2014
n=2286
Andrade 2014 y Sondajes
2013
Bancos 2013
n=699
Modelo 2013
Se aumento de un 300% de la
información obtenida mediante mapeo
de bancos equiparando datos de
mapeo de bancos e información
mediante sondajes.
n=3719
n=2132
Análisis de dominios
Dominio 7 Se observa una fuerte influencia de información estructural obtenida por
sondaje, alrededor de un 67% de estructuras presentes en la definición
del dominio, lo cual opacaría la información del mapeo estructural del
mapeo de bancos.
Mapeo de Bancos y sondajes Modelo estructural 2013
Dominio 7
Dominio 7
Modificado de Carrizo et al 2013
Análisis de dominios
Dominio 7
n=1564
n=2522
Modelo 2013
n=2132
Una exploración de DCP en cuadriculas de 100x100 metros
dentro del Dominio 7 permite observar dos comportamientos
distintos para este dominio que podrían relacionarse a un control
litológico.
Análisis de dominios
Dominio 7
Posible control litológico
dado por las Brechas
Central y/o Occidente en
la parte Oeste y un
control dado por Qm en
la
parte
Este
del
Dominio 7
n=1564
n=2522
Conclusiones
•
SMB permite levantar estructuras en lugares de nulo o difícil acceso a las frentes,
minimizando los riesgos en el trabajo de terreno.
•
La metodología de SMB permite generar respaldos, que luego pueden ser
revisados y de ser necesarios reinterpretados.
•
Para la magnitud en área y datos analizados, SMB es una herramienta exacta y
eficiente en el levantamiento de datos estructurales.
•
Se generan nuevos puntos de control en las estructura principales, en particular
para la proyección de la falla Norte debido al avance mina desde el 2013. Estos
puntos tienen los respaldos en los archivos de SMB generados.
Conclusiones
•
La identificación de las estructuras mayores, en particular en la pared de IS5,
requiere la evaluación geomecánica dadas las orientaciones preferenciales
identificadas y la interacción entre estas.
•
La información generada disminuye la incertidumbre de la caracterización
estructural de los dominios debido al aumento en densidad de mapeo.
•
En particular para el dominio 6 y 7, dado el gran numero de estructuras
subhorizontales mapeadas, la caracterización de estos dominios a través del
mapeo de bancos y sondajes cambia.
•
Dado lo nuevos datos se recomienda evaluar subdominios dentro del dominio 7 y
un posible control litológico de estos por parte de Qm y la Brecha Central.
•
Para el dominio 5 se quintuplicaron los datos, aumentando la resolución y
definición del dominio. Dado la incorporación de datos se recomienda un estudio
de posible heterogeneidad, definición del contacto con el dominio 4 y/o un posible
subdominio asociado a la brecha infiernillo.
Aplicación del levantamiento remoto de datos estructurales en rajos
abiertos y su impacto en la definición de dominios estructurales;
el caso de la mina Los Bronces, AngloAmerican Sur.
Carlos Andrade Alumno Memorista
Cristobal Gil Tutor AngloAmerican
Daniel Carrizo Profesor Guía
División Los Bronces
Superintendencia de Geología
Agosto 2014