Miniera di Lentrèe – Valvarrone (LC)

La miniera è attiva dal 1907 e per l’intero secolo è stata una fonte di ricchezza e sviluppo economico per l’intera valle; è situata ad una quota media di circa 730 m s.l.m., nel versante sinistro della Valvarrone. ed è costituita da una serie di gallerie di livello poste a circa 15 metri di dislivello l‟una dall‟altra che vanno dalla quota più bassa di 692 m s.l.m. fino alla quota massima 840 m s.l.m..

La coltivazione della miniera avviene attualmente in sotterraneo, secondo il metodo  di coltivazione noto come “sublevel stoping”. Tale tecnica di coltivazione, particolarmente adatta alla coltivazione di corpi geologici tabulari ad elevata inclinazione, prevede l‟estrazione del minerale tramite esplosivo, con realizzazione di cameroni aventi una dimensione in pianta di circa 40 x 40 metri. Al fine di garantire la stabilità dalla struttura, i vuoti sono separati tra loro da diaframmi verticali costituiti da minerale, di larghezza pari a circa 12 metri, e da solette orizzontali di spessore 10 – 15 metri.

Il giacimento minerario si sviluppa su 9 livelli ed è rappresentato da 4 filoni (da E ad W): Crotta Pernighera, Filone Pernighera,  Ammasso Sassadura, Filone Lentrèe NW.

Lo scopo del lavoro di Protea lavoro è incentrato sullo studio della stabilità globale di una miniera in sotterraneo di Feldspato.
In particolare riguarda un’  analisi strutturale da rilievo remoto (Terrestrial Laser Scanner), un’ analisi strutturale e geomeccanica mediante rilievi in sito e un’ Analisi numerica 3D ad elementi finiti (FEM).l

Dal punto di vista geologico la miniera sorge all’interno del dominio Sudalpino (Gneiss di Morbegno), più precisamente al contatto tra la zona Dervio – Olgiasca e la zona del Monte Muggio. Quest’area è di particolare interesse in quanto è attraversata da un lineamento tettonico d’età triassica (norico) (linea Val Grande – Lugano LVGL) lungo il quale si sono impostati i corpi filoniani  oggetto della coltivazione.

La mineralizzazione è costituita da roccia bianca a grana medio-fine, composta da feldspato (prevalentemente albitico), quarzo e raramente muscovite; presenta una tessitura variabile da massiccia a debolmente foliata spostandosi verso le zone di contatto con le rocce incassanti.

1. Analisi strutturale da rilievo remoto (Terrestrial Laser Scanner);
2. Analisi strutturale e geomeccanica mediante rilievi in sito;
3. Analisi numerica 3D ad elementi finiti (FEM).

FASE 1 – Rilievo topografico della miniera (esterno) (TLS)

Rilievo del fronte della miniera con laser scanner   (scanner Riegl VZ-1000):

• 4 stazioni di scansione  (spaziatura: 1mm@10m – 1cm@100m );
• Georeferenziazione:  rilievi  GPS punti TLS + targets  (acquisizione + post-processing);
• Processing:  registrazione,  filtraggio e  fusione  (RiscanPRO + CloudCompare).

FASE 2 – Modellazione geometrica 3D

2 modelli geometrici 3D della miniera  (condizioni attuali  + scenario di ampliamento futuro.

FASE 3 – Caratterizzazione strutturale e geomeccanica degli ammassi rocciosi (TLS + rilievi di terreno)

Caratterizzazione strutturale   (COLTOP3D):

Classificazione dei punti in funzione dell’orientazione delle normali (schema RGB) mappatura manuale di discontinuità > dati di giacitura (poli) > esportazione (DIPS) analisi statistica:  identificazione famiglie  (orientazione modale  +  variabilità).

Rilievo geologico-geomeccanico (esterno + sotterraneo)

• Descrizione geologica (litologia + struttura);
• Caratterizzazione geomeccanica: oltre 70 stazioni di rilievo Geological Strength Index (GSI, Hoek e Brown);
• Caratterizzazione delle discontinuità: identificazione  sets.

FASE 4 – 5 Domini geomeccanici: attribuzione  parametri di Hoek-Brown e Mohr-Coulomb

Distribuzione valori di GSI  à   individuazione domini geomeccanici omogenei.

FASE 5 – Modellazione numerica 3D

1. Discretizzazione in Elementi Finiti 3D (meshing; Midas GTS)

2. Attribuzione proprietà ai domini  (Midas GTS)

3. Analisi dei risultati (Modello di riferimento:  scenario futuro + disturbo da scavo):

• Concentrazioni di sforzo (anche a trazione);
• Zone soggette a plasticizzazione   +   Entità degli spostamenti;
• Validazione tramite evidenze di terreno (ground-thruthing);
• Identificazione di 24 zone critiche per verifiche di stabilità locale e progettazione.

FASE 6 – Risultati e sviluppi

Modellazione  +  validazione sul terreno  consentono:

• Quantificare lo stato tensionale  dell’ammasso roccioso in corrispondenza dei vuoti minerari;
• Stabilità globale della miniera in condizioni attuali e di progetto  non a rischio;
• Identificazione  zone da mettere in sicurezza  (centine, chiodature, tiranti, spritz beton);
• Definizione priorità per attività di monitoraggio;
• Simulazioni con eliminazione sequenziale pilastri (verifiche di stabilità locale);
• Utilizzo di modelli viscosi  (effetti tempo-dipendenti) e discontinui;
• Eventuali problemi legati al deflusso sotterraneo;
• Scenari di sistemazione (possibile riempimento delle cavità).