Caracterización geotécnica de macizos rocosos en la zona carbonífera de San Javier, Sonora, Centro-Este, México

Abstract

Las rocas del Mesozoico en la zona central del estado de Sonora están representadas en parte por rocas sedimentarias del Triásico superior constituidas por areniscas, lutitas, conglomerados polimícticos, limolitas, areniscas , lutitas carbonosas y pedernal, que en conjunto representan al Grupo Barranca , integrando de la base a la cima por las Formaciones Aarrayanes, Santa Clara y Coyotes. La Formación Arrayanes está constituida por arenisca de cuarzo y conglomerado polimíctico en contacto transicional con arenisca y lutita carbonosa de la Formación Santa Clara. Sobreyaciendo discordantemente a ésta última unidad se tiene la unidad de conglomerado polimíctico y arenisca de la Formación Coyotes. El presente trabajo se realizó sobre la Formación Santa Clara, constituida por la alternancia de arenisca y lutita, incluyendo lutitas carbonosas que contienen capas de carbón y es en esta formación donde se encuentran las obras mineras de extracción de carbón antracítico. Actualmente esta actividad se desarrolla por pequeños mineros, que con maquinaria y equipo limitado logran extraerlo de obras directas principalmente sub-superficiales, las cuales se ubican en las localidades de San Javier, Suaqui Grande y San Antonio de la Huerta. El problema de las condiciones de seguridad, principalmente de estabilidad dentro de estas minas, no son las más adecuadas, aunque no han ocurrido accidentes de magnitudes que lamentar; además, las normas actuales establecen que se debe de contar con estudios técnicos que avalen, en la medida de lo posible, la seguridad en estas obras mineras. En este contexto, el presente estudio permitirá contar con información suficiente para que los pequeños mineros identifiquen las zonas de mayor problemática estructural, y poder iniciar con trabajos a detalle en cada obra minera. Para ello se realizó la caracterización geotécnica de macizos rocosos en zonas aledañas a obras mineras, con el fin de aportar información base para futuros trabajos ingenieriles en la zona, llevando a cabo el análisis estructural de discontinuidades (fracturas, fallas, planos de estratificación, foliación, etc.) para cada una de las zonas y obtener información geológico-estructural para cada una de las zonas carboníferas que sirvan como base para estudios geotécnicos de estabilidad de taludes y/o mecánica de rocas más particulares. El análisis de los diferentes estereogramas de la red de Schmidt permitió establecer 3 diferentes familias que representan al conjunto de discontinuidades mayores que afectan los macizos rocosos estudiados en los sitios dentro de la zona carbonífera de San Javier. Se mencionan las características de las intersecciones de discontinuidades, dado que es un punto muy importante al momento determinar su estabilidad cuando se desarrollan obras civiles en macizos rocosos. Por otro lado, también se incluye la clasificación JGS para los macizos rocosos estudiados que se obtuvo a partir de analizar sus características geotécnicas. La justificación del uso de la clasificación de los macizos de rocosos esta en base de sus características fundamentales con las cuales se determina específicamente el ambiente del macizo rocoso. La aplicación de los resultados de la clasificación JGS puede ser usada para entender el estado actual del macizo rocoso, compartir información acerca del macizo rocoso a diferentes campos de la ingeniería, estimar las propiedades geotécnicas en investigaciones preliminares para determinar el diseño de parámetros y para determinar análisis de modelos. Si bien es cierto que la mayoría de las discontinuidades están dominadas por diaclasas y los planos de estratificación en las unidades litológicas de la Formación Santa Clara, también se encuentran fallas normales con desplazamientos menores a los 80 cm afectando los macizos rocosos. Dichas estructuras se contemplaron como parte de las discontinuidades totales en cada uno de los sitios estudiados.