El objetivo principal del control del suelo es mantener excavaciones seguras en roca y suelo (los términos control de estratos y gestión de pendientes también se utilizan en minas subterráneas y minas a cielo abierto, respectivamente). El control de tierra también encuentra muchas aplicaciones en proyectos de ingeniería civil como túneles, centrales hidroeléctricas y depósitos de residuos nucleares. Se ha definido como la aplicación práctica de la mecánica de rocas a la minería cotidiana. El Comité Nacional de Mecánica de Rocas de los Estados Unidos ha propuesto la siguiente definición: “La mecánica de rocas es la ciencia teórica y aplicada del comportamiento mecánico de las rocas y los macizos rocosos; es esa rama de la mecánica que se ocupa de la respuesta de las rocas y los macizos rocosos a los campos de fuerza de su entorno físico”.

Los macizos rocosos exhiben un comportamiento extremadamente complejo, y la mecánica de las rocas y el control del terreno han sido objeto de una considerable investigación fundamental y aplicada en todo el mundo desde la década de 1950. En muchos sentidos, el control de tierra es más un oficio que una ciencia. El control del suelo requiere una comprensión de la geología estructural, las propiedades de las rocas, las aguas subterráneas y los regímenes de tensión del suelo y cómo interactúan estos factores. Las herramientas incluyen los métodos de investigación del sitio y prueba de rocas, medidas para minimizar el daño a la masa rocosa causado por voladuras, la aplicación de técnicas de diseño, monitoreo y soporte del terreno. Varios desarrollos importantes han tenido lugar en la mecánica de rocas y el control del terreno en los últimos años, incluido el desarrollo de técnicas de diseño empírico y análisis por computadora para el diseño de minas, la introducción y el uso generalizado de una variedad de instrumentos de monitoreo del terreno y el desarrollo de herramientas especializadas de soporte del terreno. y técnicas. Muchas operaciones mineras cuentan con departamentos de control en tierra integrados por ingenieros y técnicos especialistas.

Las aberturas subterráneas son más difíciles de crear y mantener que los taludes de roca o suelo, por lo tanto, las minas subterráneas generalmente deben dedicar más recursos y esfuerzos de diseño al control del suelo que las minas y canteras de superficie. En los métodos tradicionales de minería subterránea, como la contracción y el corte y relleno, los trabajadores están directamente expuestos a terrenos potencialmente inestables en la zona del mineral. En los métodos de minería a granel, como la detención de barrenos, los trabajadores no ingresan a la zona del mineral. Ha habido una tendencia a pasar de los métodos selectivos a los métodos masivos en las últimas décadas.

Tipos de fallas a tierra

La estructura de la roca y el estrés de la roca son causas importantes de inestabilidad en las minas.

Un macizo rocoso particular consiste en roca intacta y cualquier número de estructuras rocosas o discontinuidades estructurales. Los principales tipos de estructuras rocosas incluyen planos de lecho (planos de división que separan los estratos individuales), pliegues (curvaturas en los estratos rocosos), fallas (fracturas en las que ha ocurrido movimiento), diques (intrusiones tabulares de rocas ígneas) y diaclasas (rupturas de estructuras geológicas). origen a lo largo del cual no ha habido desplazamiento visible). Las siguientes propiedades de las discontinuidades estructurales afectan el comportamiento de ingeniería de los macizos rocosos: orientación, espaciamiento, persistencia, rugosidad, apertura y presencia de material de relleno. La recopilación de información estructural pertinente por parte de ingenieros y geólogos es un componente importante del programa de control del terreno en una operación minera. Ahora se encuentran disponibles sofisticados programas informáticos para analizar datos estructurales y la geometría y estabilidad de cuñas en minas de superficie o subterráneas.

Las tensiones en la roca también pueden causar inestabilidad en las minas; El conocimiento del comportamiento tensión-deformación de los macizos rocosos es esencial para un buen diseño de ingeniería. Las pruebas de laboratorio en especímenes cilíndricos de roca del núcleo de perforación pueden proporcionar información útil sobre la resistencia y la deformabilidad de la roca intacta; Los diferentes tipos de rocas se comportan de manera diferente, desde el comportamiento plástico de la sal hasta el comportamiento elástico y quebradizo de muchas rocas duras. Las juntas influirán en gran medida en la resistencia y la deformabilidad de todo el macizo rocoso.

Existen algunos tipos comunes de fallas de taludes de roca en minas y canteras a cielo abierto. El modo de falla por bloque deslizante ocurre cuando el movimiento tiene lugar a lo largo de una o más estructuras de roca (corte plano, fallas de trayectoria escalonada, cuña, cuña escalonada o losa); una falla por cortante rotacional puede ocurrir en un talud de suelo o masa rocosa débil; modos de falla adicionales incluyen el derrumbe de bloques formados por estructuras con buzamiento abrupto y desmoronamiento (p. ej., desalojo de bloques por congelación-descongelación o lluvia).

Los grandes derrumbes de taludes pueden ser catastróficos, aunque la inestabilidad de taludes no significa necesariamente el derrumbe de taludes desde un punto de vista operativo. La estabilidad de los bancos individuales suele ser una preocupación más inmediata para la operación, ya que la falla puede ocurrir sin previo aviso, con la posibilidad de perder vidas y dañar el equipo.

En las minas subterráneas, la inestabilidad puede resultar del movimiento y colapso de los bloques de roca como resultado de la inestabilidad estructural, falla de la roca alrededor de la abertura como resultado de condiciones de alta tensión de la roca, una combinación de falla de la roca inducida por tensión e inestabilidad estructural e inestabilidad causada por estallidos de rocas. La estructura de la roca puede influir en la elección de un método de minería subterránea y el diseño de los diseños de minería porque puede controlar tramos de excavación estables, capacidad de requisitos de soporte y hundimiento. La roca en las profundidades está sujeta a esfuerzos resultantes del peso de los estratos suprayacentes y de los esfuerzos de origen tectónico, y los esfuerzos horizontales suelen ser mayores que los esfuerzos verticales. Hay instrumentos disponibles para determinar el nivel de estrés en el suelo antes de que comience la extracción. Cuando se excava una abertura de mina, el campo de tensión alrededor de esta abertura cambia y posiblemente supera la resistencia de la masa rocosa, lo que genera inestabilidad.

También hay varios tipos de fallas que se observan comúnmente en las minas subterráneas de roca dura. Bajo niveles de tensión bajos, las fallas se controlan en gran medida estructuralmente, con cuñas o bloques que caen del techo o se deslizan fuera de las paredes de las aberturas. Estas cuñas o bloques están formados por discontinuidades estructurales que se cruzan. A menos que se apoyen cuñas o bloques sueltos, la falla puede continuar hasta que se produzca el arqueamiento natural de la abertura. En depósitos estratificados, la separación del lecho y la falla pueden ocurrir a lo largo de los planos del lecho. Bajo altos niveles de tensión, la falla consiste en descascarillado y formación de placas frágiles en el caso de un macizo rocoso masivo con pocas juntas, a un tipo de falla más dúctil para macizos rocosos fuertemente articulados.

Un derrumbe puede definirse como el daño a una excavación que ocurre de manera repentina o violenta y está asociado con un evento sísmico. Se han identificado varios mecanismos de daño por estallido de rocas, a saber, expansión o pandeo de la roca debido a la fractura alrededor de la abertura, desprendimientos de rocas inducidos por sacudidas sísmicas y expulsión de rocas debido a la transferencia de energía desde una fuente sísmica remota. Los estallidos de roca y gas ocurren catastróficamente en algunas minas de carbón, sal y otras como resultado de las altas tensiones de la roca y los grandes volúmenes de metano comprimido o dióxido de carbono. En canteras y minas a cielo abierto, también se han experimentado pandeos y levantamientos repentinos de los suelos rocosos. Se han realizado considerables investigaciones en varios países sobre las causas y el posible alivio de los desprendimientos de rocas. Las técnicas para minimizar los estallidos de roca incluyen la alteración de la forma, la orientación y la secuencia de extracción, el uso de una técnica conocida como voladura de destensado, rellenos rígidos de minas y el uso de sistemas de apoyo especializados. Los sistemas sofisticados de monitoreo sísmico locales o de toda la mina pueden ayudar en la identificación y el análisis de los mecanismos fuente, aunque la predicción de desprendimientos de rocas sigue siendo poco confiable en la actualidad.

En la provincia canadiense de Ontario, casi un tercio de todas las lesiones fatales subterráneas en la industria minera altamente mecanizada son el resultado de desprendimientos de rocas y desprendimientos de rocas; la frecuencia de muertes por desprendimientos y desprendimientos de rocas para el período 1986-1995 fue de 0.014 por 200,000 horas trabajadas bajo tierra. En las industrias mineras subterráneas menos mecanizadas, o donde el soporte del suelo no se usa mucho, se pueden esperar frecuencias considerablemente más altas de lesiones y muertes debido a caídas del suelo y desprendimientos de rocas. El historial de seguridad relacionado con el control del terreno para las minas a cielo abierto y las canteras es generalmente mejor que para las minas subterráneas.

Métodos de diseño

El diseño de excavaciones subterráneas es el proceso de toma de decisiones de ingeniería sobre cuestiones tales como la ubicación, el tamaño y la forma de las excavaciones y los pilares de roca, la secuencia de extracción y la aplicación de sistemas de soporte. En las minas a cielo abierto, se debe elegir un ángulo de pendiente óptimo para cada sección del tajo, junto con otros aspectos de diseño y soporte de pendiente. El diseño de una mina es un proceso dinámico que se actualiza y refina a medida que se dispone de más información a través de la observación y el monitoreo durante la extracción. Los métodos de diseño empírico, observacional y analítico son comúnmente utilizados.

métodos empíricos a menudo utilizan un sistema de clasificación de macizos rocosos (se han desarrollado varios esquemas de este tipo, como el Sistema de macizos rocosos y el Índice de calidad de túneles rocosos), complementado con recomendaciones de diseño basadas en el conocimiento de la práctica aceptada. Se han aplicado con éxito varias técnicas de diseño empírico, como el método del gráfico de estabilidad para el diseño de rebajes abiertos.

Métodos de observación confiar en el monitoreo real del movimiento del suelo durante la excavación para detectar inestabilidad medible y en el análisis de la interacción suelo-soporte. Los ejemplos de este enfoque incluyen el nuevo método de tunelización austriaco y el método de convergencia-confinamiento.

métodos analíticos utilizar el análisis de tensiones y deformaciones alrededor de las aberturas. Algunas de las primeras técnicas de análisis de tensión utilizaron soluciones matemáticas de forma cerrada o modelos fotoelásticos, pero su aplicación estaba limitada debido a la forma tridimensional compleja de la mayoría de las excavaciones subterráneas. Recientemente se han desarrollado varios métodos numéricos basados ​​en computadora. Estos métodos proporcionan los medios para obtener soluciones aproximadas a los problemas de tensiones, desplazamientos y fallas en las rocas que rodean las bocas de las minas.

Las mejoras recientes han incluido la introducción de modelos tridimensionales, la capacidad de modelar discontinuidades estructurales y la interacción roca-soporte y la disponibilidad de interfaces gráficas fáciles de usar. A pesar de sus limitaciones, los modelos numéricos pueden proporcionar información real sobre el comportamiento de rocas complejas.

Las tres metodologías descritas anteriormente deben considerarse partes esenciales de un enfoque unificado para el diseño de excavaciones subterráneas en lugar de técnicas independientes. El ingeniero de diseño debe estar preparado para utilizar una gama de herramientas y para reevaluar la estrategia de diseño cuando así lo requiera la cantidad y calidad de la información disponible.

Controles de Perforación y Voladura

Una preocupación particular con la voladura de rocas es su efecto sobre la roca en las inmediaciones de una excavación. La fracturación local intensa y la interrupción de la integridad del conjunto interconectado y articulado pueden producirse en la roca de campo cercano debido a un diseño de voladura o procedimientos de perforación deficientes. Se pueden inducir daños más extensos mediante la transmisión de energía de voladura al campo lejano, lo que puede desencadenar inestabilidad en las estructuras de la mina.

Los resultados de la voladura se ven afectados por el tipo de roca, el régimen de esfuerzos, la geología estructural y la presencia de agua. Las medidas para minimizar los daños por voladura incluyen la elección adecuada del explosivo, el uso de técnicas de voladura perimetral como la voladura pre-split (agujeros paralelos muy próximos entre sí, que definirán el perímetro de excavación), cargas de desacoplamiento (el diámetro del explosivo es menor que la del barreno), temporización de retardo y barrenos amortiguadores. La geometría de los agujeros perforados afecta el éxito de una voladura de control de pared; el patrón de orificios y la alineación deben controlarse cuidadosamente.

El monitoreo de las vibraciones de voladura se realiza a menudo para optimizar los patrones de voladura y evitar daños a la masa rocosa. Se han desarrollado criterios empíricos de daño por explosión. El equipo de monitoreo de voladuras consta de transductores montados en la superficie o en el fondo del pozo, cables que conducen a un sistema de amplificación y un registrador digital. El diseño de voladuras se ha mejorado mediante el desarrollo de modelos informáticos para la predicción del rendimiento de las voladuras, incluida la fragmentación, el perfil del lodo y la penetración de grietas detrás de los barrenos. Los datos de entrada para estos modelos incluyen la geometría de la excavación y del patrón perforado y cargado, las características de detonación de los explosivos y las propiedades dinámicas de la roca.

Escalado de Techo y Muros de Excavaciones

El escalado es la remoción de losas sueltas de roca de los techos y paredes de las excavaciones. Se puede realizar manualmente con una barra de decapado de acero o aluminio o utilizando una máquina de decapado mecánico. Al escalar manualmente, el minero verifica la solidez de la roca golpeando el techo; un sonido similar al de un tambor generalmente indica que el suelo está suelto y debe cerrarse con barrotes. El minero debe seguir reglas estrictas para evitar lesiones mientras escala (p. ej., escalar de un buen terreno a un terreno sin control, mantener una buena posición y un área despejada para retirarse y asegurarse de que la roca escalada tenga un lugar adecuado para caer). El escalado manual requiere un esfuerzo físico considerable y puede ser una actividad de alto riesgo. Por ejemplo, en Ontario, Canadá, un tercio de todas las lesiones causadas por caídas de rocas ocurren durante la escalada.

El uso de cestas en brazos extensibles para que los mineros puedan escalar manualmente los respaldos altos presenta riesgos de seguridad adicionales, como el posible vuelco de la plataforma de escalado por la caída de rocas. Los equipos de descamación mecánica ahora son comunes en muchas grandes operaciones mineras. La unidad de limpieza consiste en un pesado martillo hidráulico, rascador o martillo de impacto, montado en un brazo pivotante, que a su vez está sujeto a un chasis móvil.

Soporte de Tierra

El objetivo principal del soporte del suelo es ayudar a que la masa rocosa se sostenga por sí misma. En el refuerzo de roca, los pernos de roca se instalan dentro de la masa rocosa. En el soporte rocoso, como el que proporcionan los conjuntos de acero o madera, se proporciona soporte externo al macizo rocoso. Las técnicas de soporte del terreno no han encontrado una amplia aplicación en la explotación de minas y canteras a cielo abierto, en parte debido a la incertidumbre de la geometría final del tajo y en parte debido a la preocupación por la corrosión. Una amplia variedad de sistemas de anclaje en roca está disponible en todo el mundo. Los factores a considerar al seleccionar un sistema en particular incluyen las condiciones del terreno, la vida útil planificada de la excavación, la facilidad de instalación, la disponibilidad y el costo.

El perno anclado mecánicamente consta de una carcasa de expansión (hay varios diseños disponibles para adaptarse a diferentes tipos de rocas), un perno de acero (roscado o con cabeza forjada) y una placa frontal. La carcasa de expansión generalmente consta de hojas dentadas de hierro fundido maleable con una cuña cónica roscada en un extremo del perno. Cuando se gira el perno dentro del pozo, el cono se fuerza contra las palas y las presiona contra las paredes del pozo. El caparazón de expansión aumenta su agarre en la roca a medida que aumenta la tensión en el perno. Hay pernos de varias longitudes disponibles, junto con una gama de accesorios. Los pernos de roca anclados mecánicamente son relativamente económicos y, por lo tanto, los más utilizados para soporte a corto plazo en minas subterráneas.

La espiga inyectada consta de una barra de refuerzo acanalada que se inserta en un pozo de perforación y se une a la roca en toda su longitud, proporcionando un refuerzo a largo plazo al macizo rocoso. Se utilizan varios tipos de lechadas de cemento y resina de poliéster. La lechada se puede colocar en el pozo de perforación mediante bombeo o mediante el uso de cartuchos, lo cual es rápido y conveniente. Se encuentran disponibles pasadores de acero y fibra de vidrio de varios diámetros, y los pernos pueden estar tensados ​​o sin tensión.

El estabilizador de fricción comúnmente consta de un tubo de acero ranurado a lo largo de toda su longitud que, cuando se introduce en un pozo de perforación ligeramente más pequeño, se comprime y desarrolla fricción entre el tubo de acero y la roca. El diámetro de la perforación debe controlarse dentro de tolerancias estrechas para que este perno sea efectivo.

El perno de roca Swellex consta de un tubo de acero envolvente que se inserta en un pozo de perforación y se expande mediante presión hidráulica usando una bomba portátil. Hay varios tipos y longitudes de tubos Swellex disponibles.

El perno de cable cementado se instala con frecuencia para controlar el derrumbe y estabilizar los techos y las paredes de los rebajes subterráneos. Generalmente se usa una lechada a base de cemento Portland, mientras que las geometrías de los cables y los procedimientos de instalación varían. Las barras de refuerzo de alta capacidad y los anclajes de roca también se encuentran en las minas, junto con otros tipos de pernos, como los pernos tubulares anclados mecánicamente que se pueden inyectar con lechada.

Las correas o mallas de acero, hechas de alambre tejido o soldado, a menudo se instalan en el techo o en las paredes de la abertura para sostener la roca entre los pernos.

Las operaciones mineras deben desarrollar un programa de control de calidad, que puede incluir una variedad de pruebas de campo, para garantizar que el apoyo terrestre sea efectivo. Las instalaciones de soporte de suelo deficientes pueden ser el resultado de un diseño inadecuado (falta de elección del tipo, la longitud o el patrón de soporte de suelo correctos para las condiciones del suelo), materiales de soporte de suelo de baja calidad (tal como los suministra el fabricante o dañados durante la manipulación o debido a las condiciones de almacenamiento). en el sitio de la mina), deficiencias en la instalación (equipo defectuoso, mala sincronización de la instalación, preparación inadecuada de la superficie de la roca, mala capacitación de las cuadrillas o no seguir los procedimientos especificados), efectos inducidos por la minería que no se previeron en la etapa de diseño (cambios de tensión, fractura/desprendimiento inducido por tensión o explosión, relajación de juntas o desprendimiento de rocas) o cambios en el diseño de la mina (cambios en la geometría de la excavación o vida útil más larga de lo previsto originalmente).

El comportamiento de los macizos rocosos reforzados o soportados sigue sin comprenderse por completo. Se han desarrollado reglas generales, pautas de diseño empírico basadas en sistemas de clasificación de macizos rocosos y programas de computadora. Sin embargo, el éxito de un diseño en particular depende en gran medida del conocimiento y la experiencia del ingeniero de control de tierra. Un macizo rocoso de buena calidad, con pocas discontinuidades estructurales y pequeñas aberturas de vida útil limitada, puede requerir poco o ningún soporte. Sin embargo, en este caso, es posible que se requieran pernos de roca en ubicaciones seleccionadas para estabilizar bloques que han sido identificados como potencialmente inestables. En muchas minas, el empernado de patrón, la instalación sistemática de pernos de roca en una cuadrícula regular para estabilizar el techo o las paredes, a menudo se especifica para todas las excavaciones. En todos los casos, los mineros y los supervisores deben tener suficiente experiencia para reconocer las áreas donde se puede requerir apoyo adicional.

La forma de apoyo más antigua y sencilla es el poste de madera; A veces se instalan puntales y cunas de madera cuando se extrae a través de terrenos inestables. Los arcos de acero y los conjuntos de acero son elementos de alta capacidad de carga utilizados para soportar túneles o calzadas. En las minas subterráneas, el relleno de la mina, que puede consistir en roca estéril, arena o relaves de molienda y un agente cementante, proporciona un importante soporte del terreno. El relleno se utiliza para llenar los vacíos creados por la minería subterránea. Entre sus muchas funciones, el relleno ayuda a prevenir fallas a gran escala, confina y, por lo tanto, proporciona resistencia residual a los pilares de roca, permite la transferencia de tensiones de roca, ayuda a reducir el hundimiento de la superficie, permite la máxima recuperación de mineral y proporciona una plataforma de trabajo en algunos métodos de minería.

Una innovación relativamente reciente en muchas minas ha sido el uso de hormigón proyectado, que es hormigón rociado sobre una pared de roca. Se puede aplicar directamente a la roca sin ningún otro tipo de soporte, o se puede rociar sobre mallas y bulones, formando parte de un sistema de soporte integrado. Se pueden agregar fibras de acero, junto con otros aditivos y diseños de mezclas para impartir propiedades específicas. Existen dos procesos diferentes de proyección de hormigón, denominados mezcla seca y mezcla húmeda. El hormigón proyectado ha encontrado una serie de aplicaciones en las minas, incluida la estabilización de las paredes rocosas que, de otro modo, se desmoronarían debido a su junta estrecha. En las minas a cielo abierto, el hormigón proyectado también se ha utilizado con éxito para estabilizar fallas por desmoronamiento progresivo. Otras innovaciones recientes incluyen el uso de revestimientos de poliuretano en aerosol en minas subterráneas.

Para funcionar con eficacia durante un derrumbe de rocas, los sistemas de soporte deben poseer ciertas características importantes, incluidas la deformación y la absorción de energía. La selección de soportes en condiciones de desprendimiento de rocas es objeto de investigaciones en curso en varios países, y se han desarrollado nuevas recomendaciones de diseño.

En las aberturas subterráneas pequeñas, la instalación manual del soporte del suelo se realiza comúnmente con un taladro de tope. En excavaciones más grandes, se encuentran disponibles equipos semi-mecanizados (perforación mecanizada y equipo manual para la instalación de pernos en roca) y equipos totalmente mecanizados (perforación mecanizada e instalación de pernos en roca controlados desde un panel del operador ubicado bajo un techo empernado). La instalación manual de apoyo en tierra es una actividad de alto riesgo. Por ejemplo, en Ontario, Canadá, un tercio de todas las lesiones causadas por caídas de rocas durante el período 1986-1995 ocurrieron durante la instalación de pernos de roca, y el 8% de todas las lesiones subterráneas ocurrieron durante la instalación de pernos de roca.

Otros peligros incluyen posibles salpicaduras de lechada de cemento o resina en los ojos, reacciones alérgicas por derrames químicos y fatiga. La instalación de un gran número de bulones se hace más segura y eficiente mediante el uso de máquinas empernadoras mecanizadas.

Monitoreo de las Condiciones del Terreno

El monitoreo de las condiciones del terreno en las minas puede llevarse a cabo por una variedad de razones, incluida la obtención de los datos necesarios para el diseño de la mina, como la deformabilidad del macizo rocoso o las tensiones de la roca; verificar datos de diseño y suposiciones, lo que permite la calibración de modelos informáticos y el ajuste de métodos de extracción para mejorar la estabilidad; evaluar la efectividad del soporte terrestre existente y posiblemente dirigir la instalación de soporte adicional; y advertencia de posibles fallas a tierra.

El seguimiento de las condiciones del suelo se puede realizar de forma visual o con la ayuda de instrumentos especializados. Las inspecciones de superficie y subterráneas deben realizarse con cuidado y con la ayuda de luces de inspección de alta intensidad si es necesario; mineros, supervisores, ingenieros y geólogos tienen un papel importante que desempeñar en la realización de inspecciones periódicas.

Los signos visuales o audibles de cambios en las condiciones del terreno en las minas incluyen, entre otros, el estado del núcleo de la perforación de diamante, contactos entre tipos de roca, suelo en forma de tambor, la presencia de características estructurales, carga evidente del soporte del suelo, levantamiento del piso, nuevas grietas en paredes o techos, aguas subterráneas y fallas de pilares. Los mineros a menudo confían en instrumentos simples (p. ej., una cuña de madera en la grieta) para proporcionar una advertencia visual de que se ha producido un movimiento del techo.

La planificación e implementación de un sistema de monitoreo implica definir el propósito del programa y las variables a monitorear, determinar la precisión de medición requerida, seleccionar e instalar equipos y establecer la frecuencia de las observaciones y los medios de presentación de datos. El equipo de monitoreo debe ser instalado por personal experimentado. La simplicidad del instrumento, la redundancia y la confiabilidad son consideraciones importantes. El diseñador debe determinar qué constituye una amenaza para la seguridad o la estabilidad. Esto debe incluir la preparación de planes de contingencia en caso de que se excedan estos niveles de alerta.

Los componentes de un sistema de monitoreo incluyen un sensor, que responde a los cambios en la variable que se está monitoreando; un sistema de transmisión, que transmite la salida del sensor a la ubicación de lectura, utilizando varillas, cables eléctricos, líneas hidráulicas o líneas de radiotelemetría; una unidad de lectura (por ejemplo, un indicador de cuadrante, un manómetro, un multímetro o una pantalla digital); y una unidad de grabación/procesamiento (por ejemplo, una grabadora, un registrador de datos o una microcomputadora).

Existen varios modos de funcionamiento del instrumento, a saber:

• mecánico: suelen proporcionar los métodos de detección, transmisión y lectura más sencillos, baratos y fiables. Los detectores mecánicos de movimiento utilizan una barra o cinta de acero, fijada a la roca en un extremo y en contacto con un indicador de cuadrante o sistema eléctrico en el otro. La principal desventaja de los sistemas mecánicos es que no se prestan a la lectura remota ni al registro continuo.
• óptico: Se utiliza en métodos topográficos convencionales, precisos y fotogramétricos para establecer perfiles de excavación, medir los movimientos de los límites de la excavación y monitorear el hundimiento de la superficie.
• hidráulica y neumática: transductores de diafragma que se utilizan para medir presiones de agua, soportar cargas, etc. La cantidad medida es una presión de fluido que actúa en un lado de un diafragma flexible hecho de metal, caucho o plástico.
• eléctrico: el modo de instrumento más común utilizado en las minas, aunque los sistemas mecánicos todavía encuentran un uso generalizado en el monitoreo de desplazamiento. Los sistemas eléctricos funcionan con uno de tres principios: medidor de tensión de resistencia eléctrica, cuerda vibrante y autoinducción.

Las variables monitoreadas más comúnmente incluyen el movimiento (utilizando métodos topográficos, dispositivos de superficie como medidores de grietas y extensómetros de cinta, dispositivos de perforación como extensómetros de varilla o inclinómetros); tensiones de roca (tensión absoluta o cambio de tensión de los dispositivos de perforación); presión, carga y tensión en los dispositivos de soporte del suelo (p. ej., celdas de carga); eventos sísmicos y vibraciones de voladura.

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