Universidad de Santiago De Chile

Departamento de Ingeniería En Minas

Métodos De Explotación:

Descarpe

Panel Caving con Hundimiento Avanzado

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Profesor: Eduardo Contreras Moreno

Bernardo Reyes Cabrera

Integrantes: Daniel López Riquelme

Víctor Yelicich Alcalde

Ayudante: Juan Pablo Vergara Paredes

Fecha de Entrega: 14 de Diciembre del 2014

Resumen Ejecutivo:

En el presente informe se describirán dos métodos de explotación: “Descarpe”, que corresponde a minería en superficie, y “Panel Caving con Hundimiento Avanzado”, que es un método de minería subterránea. Para cada método se indicarán y describirán sus campos de aplicación.

Para el Descarpe los yacimientos deben ser tabulares con un bajo buzamiento (mantos) de grandes extensiónes y con una sobrecarga inferior a los 50 metros, de manera que retirar la sobrecarga no sea un proceso muy costoso.

Por otro lado, el Panel Caving con Hundimiento Avanzado se aplica en cuerpos masivos de extensas dimensiones a grandes profundidades. En este caso, la extracción se realiza por hundimiento (aprovechando la fuerza de gravedad), por lo que la preparación es más extensa y compleja.

Se describirá la preparación, desarrollo y explotación de ambos métodos, sus limitaciones y cuándo es conveniente utilizar cada método.

Finalmente, se presentaran las ventajas y desventajas que posee cada método de explotación, agregando algunas conclusiones y recomendaciones.

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Indice:

Introducción………………………..………………………………………..……...pág 4

Objetivos y Alcances………………………………………………………………pág 5

Método de Explotación Superficial: Descarpe……………………..…pág 6

Campo Aplicación……………………………………….…………………………pág 6

Principios y Limitaciones………………………………………………………....pág 6

Preparación………………………………………………………………………….pág 7

Explotación……………………………………………………………………….....pág 8

Carguío y Transporte…………………………………………........................….pág 9

Ejemplo Practico………………………………………..……………………..….pág 11

Conclusiones y Recomendaciones……………………………………………pág 12

Método De Explotación Subterráneo: PCHA………..……………….pág 13

Campo Aplicación……………………………………………...………………...pág 13

Principios…………………………………………………………..……….……...pág 13

Preparación y Explotación………………………………………………………pág 14

Ventajas y Desventajas………………………………………..…………………pág 31

Ejemplo Práctico………………………………………………………………….pág 32

Conclusiones y Recomendaciones………………….…….………………….pág 33

Bibliografía…………………………………………….……………….………….pág 33

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Introducción:

El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente, siendo en definición un conjunto de técnicas orientadas a la extracción de un mineral. Se debe tomar en cuenta parámetros como la geomecánica de la roca, el buzamiento, la potencia, la ley, la geometría, la profundidad del cuerpo mineralizado, etc. Por lo tanto un método de explotación define los principios generales según los cuales se realizan las operaciones unitarias en minería, y los criterios respecto a los cuales se realizará el tratamiento de los impactos que causa la extracción en la zona (cavidades, hundimientos, debilidades en la roca, etc).La explotación superficial se realiza cuando el cuerpo mineralizado aflora a la superficie o se encuentra a poca profundidad recubierto por una capa no muy extensa de sobrecarga (estéril, minerales sin valor comercial, capas de algas u otras), la cual es fácil de retirar y dejar el mineral expuesto para su posterior extracción de la forma más rentable. Por el contrario los métodos subterráneos se aplican en cuerpos mineralizados que se encuentran a grandes profundidades bajo una gran capa de roca, haciendo que solo sea factible acceder al yacimiento de manera subterránea, mediante labores tales como piques, socavones, etc. las cuales se conectan con otras labores como frontón, contra frontón, estocadas, cruzadas, chimeneas, etc. Una vez determinado el tipo de método (superficial o subterráneo), es necesario analizar características tales como la geomecánica de la roca, si se trata de un yacimiento tabular o masivo, el buzamiento promedio de éste, las competencias de la roca de caja y la roca mineralizada. En el caso de los superficiales se debe tomar en cuenta la profundidad y la potencia de los cuerpos mineralizados para escoger el método más conveniente.

En la primera parte del siguiente informe se abordará el método de explotación superficial Descarpe. Luego, se abordará el método subterráneo Panel Caving con Hundimiento Avanzado.

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Objetivos:

Conocer y comprender la utilización de un método de explotación superficial y uno subterráneo, siendo en este caso Descarpe y Panel Caving, variante Hundimiento Avanzado.

Caracterizar cada uno de los métodos de explotación señalados, acentuando sus características fundamentales tales como el tipo de cuerpo mineralizado, preparación, desarrollo, y diferenciación con otros similares.

Describir cuando es conveniente seleccionar cada método.

Alcances:

Informe de alcance teórico y fundamentalmente expositivo. Se explicará a grandes rasgos los métodos de explotación Descarpe y

Panel Caving con Hundimiento Avanzado, que no siendo profundamente explicativo dejará en claro las características fundamentales de cada método.

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Método de Explotación de Superficie: “Descarpe”

Campo de aplicación:

Como ya se ha explicado anteriormente, su campo de aplicación es un poco restringido por la profundidad y la geometría del cuerpo mineralizado, ya que el descarpe es un método de explotación económicamente conveniente cuando el cuerpo mineralizado se encuentra muy cerca de la superficie siendo una profundidad máxima de 50 metros aproximadamente, de ser más profundo, sería más rentable otro método. Por otro lado se requiere que el cuerpo mineralizado sea un manto horizontal o sub-horizontal de grandes extensiones, de manera que la explotación se realice en varias fases haciendo de esa manera rentable el método, ya que se requiere sacar cierta cantidad de estéril antes de llegar a la “mena”, por lo que es necesario solventar ese costo mediante la producción de mineral.

Principios y Limitaciones.

El principio del método Descarpe consiste en la explotación unidireccional de un módulo con un solo banco, avanzando a la fase siguiente en cuanto se termina con la anterior, de manera que el estéril arrancado se va depositando en la cavidad que ha dejado la fase anterior, y así a medida que se va avanzado por cada módulo, se va dejando el estéril en la cavidad que deja la explotación en dicho módulo, abaratando así los costos de botadero.

Es un método bastante sencillo en comparación a otros pero no se puede aplicar a grandes profundidades, además cuando la sobrecarga es muy competente, la utilización de equipos menos costosos para el arranque de sobrecarga resulta dificultoso, por lo que será necesario implementar equipos más caros tales como las perforadoras OTH y DTH. Lo más probable es que este método sea anterior al Rajo abierto, ya que este último sirve para mayores profundidades y es más exigente porque la cantidad de estéril a retirar es mayor y no se puede dejar en la fase anterior, por tanto requiere de botaderos.

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Preparación:

Antes de extraer el mineral, hay que retirar la sobrecarga de la primera fase, en donde dependiendo de la dureza de la roca, podemos usar Stripping (Desmonte, o Descarpe por defecto), Ripping (Ripeado), o Drilling & Blasting (Perforación y Tronadura), yendo de menor a mayor dureza en la roca. Existe una manera de determinar preventivamente cuál de los tres es más conveniente, y es midiendo la velocidad de propagación de ondas sísmicas.

Con v< 450 [m/s].Es conveniente Aplicar Stripping.Con 450<v<2000 [m/s].Conviene aplicar Ripping.Con v> 2000 [m/s]. Nos conviene Drilling & Blasting.

Generalmente para explotar el mineral se utiliza el Drilling and Blasting, debido al rendimiento de las perforadoras.

Ahora, suponiendo que se tiene un cuerpo mineralizado cubierto por una capa de sobrecarga de aproximadamente 40 [m]. Mediante estudios realizados de catas exploratorias se encuentra que los primeros 20 [m] están cubiertos por tierra vegetal (muy blanda) y un estudio de ondas sísmicas arroja una velocidad de propagación de ondas sísmicas menor a los 450 [m/s], entonces se puede retirar esta capa mediante Stripping, utilizando equipos tales como los buldozers para arrastrar la tierra vegetal y acumularla a un costado del frente de trabajo (primera fase), mediante este mismo mecanismo se puede construir una rampa de acceso que no sobrepase el 10% y los 25 [m] de ancho.

Si el estudio arroja que la capa de 20 [m] de profundidad restante está compuesta por tobas (roca más dura), y además la velocidad de propagación de ondas sísmicas es del orden de 450 [m/s] a los 2000 [m/s] están dadas las condiciones para aplicar Ripping, donde se utilizaran Buldozer-Rippers provistos de garras para triturar las tobas, para ser arrastrada fuera a los costados del frente de trabajo, y de igual forma construir una rampa de acceso que no supere el 10% de pendiente y que no sobrepase los 25 [m] de ancho. Ahora si el estudio arroja velocidades superiores a los 2000 [m/s] es necesario implementar el Drilling and Blasting Utilizando perforadoras Track-Drill y basarse en los mismos principios para el acceso.

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Explotación:

Una vez retirada parte de la sobrecarga, es posible proceder a la extracción de la mena, y esta se realiza mediante Perforación y Tronadura, donde el diagrama de disparo es variable, haciendo así variable el factor de carga entre 180[g/t] y 330 [g/t].

La parte descubierta se divide en fases y se procese la explotación siguiendo la secuencia:

- Marcar tiros. El encargado es el topógrafo, quien acumula piedras, las pinta y las coloca en el lugar de perforación, la malla de perforación puede ser cuadrada, rectangular, o triangular, de la forma Burden y Espaciamiento.

- Ingreso de equipos de perforación y soplado. Ingresan perforadoras DTH Track-Drill y se realizan perforaciones de aproximadamente 3,5”, luego de perforar se soplan los tiros para quitar detritus.

- Aislar y cargar. Se cargan los tiros con un cartucho de dinamita (puede ser también APD mini Booster aprovechando el diámetro de la perforación) emprimado a un tubo “Nonel”, con carga de columna ANFO pesado bombeable, que puede ser cargado mediante camión fabrica, luego se amarran los detonadores al cordón detonante. Se retiran todos los equipos, todo el personal y se procede a la tronadura. Luego se revisa el tamaño de la roca para ver si es necesaria la reducción secundaria mediante martillos picadores, luego se limpia el sector (“Arremangar la Saca”) con un buldozer.

Modelo de perforación.

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Carguío y transporte:

El carguío se hace mediante palas hidráulicas y se transporta en camiones de perfil bajo o cargadores frontales.

Equipos:

Resumiendo, algunos de los equipos que se pueden utilizar en el descarpe son:

Bulldozer:

Retroexcavadora:

Track Drill:

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Palas Cargadoras:

Camiones de carga:

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Ejemplo Práctico:

El método de explotación descarpe era muy aplicado en la explotación del Salitre (nitrato) en Chile, en el Desierto de Atacama (Región de Tarapacá y Antofagasta) se encontraron mantos de Caliche, roca que contiene salitre y yodo, esta mena era posible extraerla mediante descarpe, la sobrecarga generalmente era una roca conocida como Chuca, la cual era extraída y posteriormente vertida en la cavidad dejada en la fase anterior de extracción.

Este método fue utilizado en el año 1920 en las "Oficinas salitreras de Humberstone y Santa Laura", ubicadas en la Región de Tarapacá, Chile. En estos tiempos el método era casi artesanal con muy poca mecanización, por lo que en las excavaciones se requería de mucha mano obrera, pero parte del carguío se hacía mediante pala de cables hacia ferrocarriles.

Pala de Cables. Carguío en FFCC.

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Salitrera en Chile, Desierto de Atacama. Se estima que, la producción anual en los años 20’s alcanzó las 900 mil Toneladas de Salitre.

Conclusiones y recomendaciones:

Este método ya casi no se aplica, sin embargo, sus técnicas de extracción de sobrecargas se pueden combinar con otros métodos, por ejemplo si en un terreno relativamente llano se encuentra una veta de potencia relativamente alta, con buzamiento muy alto y corrida extensa de al menos unos 500 [m], altura de unos 100 [m], el contacto con la roca de caja es regular, el hábito del cuerpo mineralizado es tabular y tanto la roca de caja como la mena son competentes, están todas la condiciones dadas para aplicar un Sub Level Stoping (SLS) o un VCR Mining, métodos netamente subterráneos. Sin embargo, esta veta puede aflorar a la superficie, o puede encontrarse muy cerca de la superficie. Entonces es posible aplicar las técnicas del descarpe para poder acceder a esta veta desde arriba, y de esa manera al aplicar un SLS variante LHB (Perforaciones de tiros largo DTH) es posible ahorrase subniveles y rentabilizar aun más el método, pero claro estos son casos excepcionales, aunque la idea es que los métodos no son tan inflexibles, siempre es posible incluir una variable que facilite la explotación, por lo que el descarpe aún puede ser de mucha utilidad para otros métodos.

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Método de Explotación Subterránea: “Panel Caving con Hundimiento Avanzado”

Campo de aplicación:

El método se utiliza normalmente para extraer mineral de yacimientos profundos y masivos, generalmente con leyes bajas. Este método está diseñado para rocas primarias, de gran granulometría, siendo preferible que la resistencia de la mena explotada sea menor que la resistencia de la roca de caja.

Los yacimientos deben ser de grandes extensiones (sobre todo en la vertical) con un elevado buzamiento, de tal forma que esto no afecte considerablemente a la dilución.

Es conveniente usar este método cuando la redistribución de esfuerzos (abutment stress) es muy inestable como para ser controlada solamente usando fortificación.

Principios:

Este método consiste en inducir el hundimiento de columnas mineralizadas, esto se realiza mediante una socavación en la cara basal inferior de la columna, provocando una inestabilidad en la roca y produciendo el hundimiento del material que será posteriormente extraído.

El principio utilizado en este método consiste en lo siguiente: Se hace una ranura en la parte inferior de la columna mediante perforación y tronadura para fragmentar la base del cuerpo mineralizado, al hacer esto se elimina la sección que da soporte a la columna y provoca una inestabilidad debido a las fuerzas internas de la roca y la fuerza de gravedad, fragmentando y hundiendo el mineral en una granulometría controlable por los equipos.

Debemos tener “recipientes” que contengan el material fragmentado y no le permitan fluir libremente, por lo que se confeccionan zanjas que otorgan un mayor manejo del mineral, ya que permiten que éste sea transportado por equipos LHD u otros hacia los distintos puntos de tratamiento de los fragmentos antes de ser extraídos de la mina.

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Preparación y Explotación:

El método se compone de distintos niveles, los que serán explicados a continuación:

- Nivel de Hundimiento- Nivel de Producción- Subnivel de Ventilación- Nivel de Control- Nivel de Transporte

Nivel de Socavación o de Hundimiento (NH o UCL): Este nivel está compuesto por galerías de socavación paralelas entre sí y espaciadas típicamente a 15 [m] (en el caso de las variantes con hundimiento avanzado o hundimiento previo) y a 30 [m] (en el caso del panel caving convencional). En estas galerías es donde se realiza la socavación de la base inferior de la columna mineralizada con el objetivo de fragmentar el material.

Los detalles de las labores realizadas en este nivel son los siguientes: Se realizan galerías de hundimiento de de 3.6 x 3.6 [m] típicamente unidos por cruzados de acceso que tienen la finalidad de proporcionar aire, agua y drenaje a las galerías de hundimiento. La socavación se realiza con una red de perforaciones en abanico compuestas de 18 a 22 tiros por abanico, con largos desde 5 a 20 [m] utilizando jumbos radiales electro-hidráulicos.

Nivel de Producción (NP): Este nivel está ubicado bajo el nivel de hundimiento. Está formado por una serie de galerías paralelas entre si denominadas “calles” o “galerías de producción”, que constituyen las vías de tráfico por donde circulan equipos LHD (Hundimiento de paneles con transporte LHD), e incluye entradas a los puntos de extracción usualmente a distancias de 15 a 20 [m], y zanjas por donde se extrae el mineral. Interceptando a las calles en un ángulo de 60°, se encuentran las Galerías Zanja que permiten al equipo LHD ingresar con facilidad a cargar material en el punto de extracción de la zanja para luego vaciarlo en un pique de traspaso.

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El nivel de producción se divide en:

Galerías de Producción: Galerías que sirven para el tráfico de los equipos de carguío, éstas pueden ser desde 3.5 x 3.5 [m] a 4 x 4 [m] espaciadas paralelamente a una distancia de 30 [m] para permitir el libre acceso con equipos LHD.

Galerías Zanja: Galerías inclinadas (también pueden ser perpendiculares) que contienen las zanjas. La inclinación de estas galerías suele ser de 60° para permitir un manejo cómodo de los LHD a los puntos de extracción (entradas de la zanja) y así poder extraer el material.

Malla de extracción: El nivel de producción se divide en sub unidades llamadas mallas de extracción. Esta malla de extracción tiene muchas variantes, tales como: Malla tipo Teniente, Malla cuadrada, Malla tipo Henderson (Espina de pesca), entre otros.

Malla de extracción

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Piques de Traspaso: Estos piques tienen la función de transportar el mineral desde el nivel de producción hasta el nivel de control para su posterior tratamiento.

Puntos de Vaciado: Son los brocales de los piques de traspaso, en estos se debe depositar el material para su posterior transporte al nivel de control.

Zanjas: Desquinches realizados en la galería zanja que conectan al nivel de hundimiento con el nivel de producción. Sus dimensiones típicamente son de 12 metros de alto medidos desde el techo de la galería zanja, 15 metros de largo y ancho máximo de 10 metros (techo de la zanja).

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Dimensiones Zanja

Estas zanjas pueden ser confeccionadas mediante 3 formas:

1) Mediante Chimenea Central: Se realiza una chimenea vertical de 2 x 2 [m] en el centro de la galería zanja con un Blind Hole, la que luego será desquinchada mediante tiros en abanico con el objetivo de crear una cara libre. Posteriormente se perforan tiros en abanico espaciados desde la cara libre.

2) Mediante Chimenea Lateral: Se realiza una chimenea inclinada de 2 x 2 [m] con un Blind Hole con el objetivo de que la chimenea llegue hasta la máxima dimensión horizontal de la zanja, luego se hace un desquinche con el objetivo de crear la cara libre. Posteriormente se perforan tiros en abanico espaciado desde la cara libre.

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3) Mediante tiros de cuña: En este método no se realiza una chimenea, sino que se utilizan tiros en abanico y se tronan con retardo incorporado. Los primeros tiros en detonar son los interiores y luego los más cercanos a las caras laterales de las zanjas. Esta operación es repetida hasta construir la zanja por completo.

Subnivel de Ventilación (SNV): Este subnivel está ubicado entre el nivel de producción y el nivel de control. Cuenta con galerías de inyección y extracción de aire, desde donde se conectan chimeneas a los otros niveles.

Nivel de Control o de Martillos Picadores (NC): Se encuentra bajo el nivel de producción y está compuesto por un conjunto de galerías destinadas a recibir y reducir de tamaño los fragmentos provenientes del nivel de producción. En este nivel se efectúa la reducción secundaria de colpas o bolones que pudieron haberse generado en la socavación del nivel de hundimiento. Cabe destacar que la reducción secundaria puede hacerse directamente en el nivel de producción antes de enviar el material por los piques de traspaso hacia el nivel de transporte (variante Panel Caving con Buitreros Mecánicos).

Nivel de Transporte (NT): Este nivel está ubicado bajo el nivel de control (o nivel de producción en la variante antes mencionada) y está constituido por un conjunto de galerías de carguío, transporte y buzones de descarga que sirven para extraer el material de la mina.

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Niveles Panel Caving

Hundimiento en Panel Caving

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Al aplicar métodos de hundimiento gravitacional, se genera una modificación en la magnitud y distribución espacial de los esfuerzos inducidos (campo de esfuerzos). La redistribución de esfuerzos afecta a labores desarrolladas en niveles inferiores delante y/o detrás del frente de hundimiento, lo que da origen a tres zonas del macizo rocoso: zona de relajación, zona de transición y zona de pre-minería.

Zona de Relajación: Es la zona que se genera después del paso del frente de hundimiento, por lo que los esfuerzos no son generadores de factores de riesgo. En esta zona el macizo rocoso se encuentra en una condición más favorable para la realización de labores.

Zona de Transición: En esta zona el macizo rocoso está afectado, producto del avance de la actividad minera (hundimiento). En esta zona se genera una modificación del estado tensional, con cambios en la magnitud y orientación de los esfuerzos.

Zona de Pre-minería: En esta zona, el macizo rocoso se encuentra alejado de la minería existente, por lo que no es afectado por el desconfinamiento que produce el frente de hundimiento, es decir, el estado tensional y la calidad geomecánica del macizo rocoso no son afectados por la perturbación que produce la minería en desarrollo.

Dentro de estas zonas, la de transición es la más riesgosa desde el punto de vista de exposición del personal y equipos a los daños asociados a la actividad sísmica provocada por el estado tensional causado al macizo rocoso por la

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actividad minera. Es importante evitar trabajar dentro de esa zona, prefiriendo operar en las zonas de pre-minería y de relajación.

Debido a este estudio surgen las variantes del Panel Caving:

- Panel Caving Convencional- Panel Caving con Hundimiento Previo- Panel Caving con Hundimiento Avanzado

Panel Caving Convencional:

UCL

EXL

VTL

RDL

PTO. EXT.

PIQUES

Esta variante se caracteriza por mantener paralela la línea de puntos de extracción con el avance del frente de hundimiento. Debido a la fragmentación más gruesa del material primario, las mallas de extracción del Panel Caving son de mayores dimensiones, con variaciones según el sector productivo de la mina.

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Franja de Seguridad (D2): Es la distancia con fortificación definitiva. Los valores típicos van desde 60 a 70 [m] en los niveles de hundimiento y producción.

Distancia relativa detrás del frente de hundimiento (D3): Corresponde a la longitud de la zona de transición detrás del frente de socavación en el nivel de producción. Los valores generalmente varían entre 20 y 25 [m].

El panel caving convencional presenta la siguiente secuencia operacional:

1) Los desarrollos van adelantados respecto al frente de hundimiento, a una distancia que depende de las características de cada sector productivo. La construcción de zanjas en el nivel de producción también va adelantada respecto al frente de socavación, a una distancia que depende de las características de cada sector productivo.

2) Se realiza la preparación de las zanjas. Esto se realiza delante del frente de hundimiento.

3) Se continúa con la tronadura de las zanjas, dejando un pequeño pilar entre el techo de la zanja y el nivel de hundimiento (la zanja va ciega).

4) Se avanza con el frente de hundimiento junto con terminar de abrir las zanjas (rotura del pilar) y se inician las actividades de extracción del mineral.

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En este método los frentes de hundimiento y extracción coinciden. Las labores del nivel de producción están desarrolladas delante del frente de hundimiento, por lo que son afectadas por la zona de transición (abutment stress) que se forma adelante del frente de hundimiento, causando daños en los pilares del nivel de producción que pueden ser riesgosos para el personal y los equipos.

Zona de abutment stress en Panel Caving Convencional

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Panel Caving con Hundimiento Previo:

Debido a que el trabajo en Panel Caving Convencional es propenso a planchones, estallidos de roca y necesita mucha fortificación para resistir el paso del abutment stress, surge la variante “Panel Caving con Hundimiento Previo”, que resguarda la seguridad del personal y equipos, pero sacrificando significativamente la producción.

Esta variante anticipa el hundimiento con respecto al desarrollo de las labores en el nivel de producción. La principal característica de esta variante es el desarrollo de todas las labores del nivel de producción bajo sector completamente hundido, hasta una distancia de seguridad por detrás del frente de hundimiento.

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EXL

VTL

RDL

UCL

PIQUES

Desfase entre frentes de hundimiento y producción (D1): Las distancias generalmente van desde 60 a 70[m]

Franja de seguridad (D2): Es la distancia con fortificación definitiva. Las distancias típicas van desde 25 a 50 [m]

Distancia relativa detrás del frente de hundimiento (D3): Corresponde a la longitud de la zona de transición detrás del frente de hundimiento en el nivel de producción. Esta distancia varía entre 25 a 35 [m].

El Panel Caving con Hundimiento Previo presenta la siguiente secuencia operacional:

1) Se desarrollan las labores del nivel de hundimiento2) Se socava el nivel de hundimiento, avanzando con el frente de socavación

hasta que se ubica delante de los futuros frentes de extracción y preparación.

3) Se desarrollan todas las labores del nivel de producción, que ahora se ubican bajo área hundida.

4) Se realiza la apertura de las zanjas bajo área socavada.5) Se inician las actividades de extracción de mineral, a cierta distancia de los

frentes de hundimiento y preparación.

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En esta variante la zona de transición se forma delante del frente de socavación, por lo que no afecta al nivel de producción. Además, como la apertura de las zanjas se produce después del paso del abutment stress, el daño final en los pilares del nivel de producción es mucho menor que en el caso del Panel Caving Convencional.

Zona de abutment stress en Panel Caving con Hundimiento Previo

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Panel Caving con Hundimiento Avanzado:

Aunque el Panel Caving con Hundimiento Previo soluciona el problema de la fortificación extensiva y baja seguridad operacional, la producción disminuía considerablemente. Por esto surge la variante “Panel Caving con Hundimiento Avanzado”, que intenta hacer un equilibrio entre producción y seguridad operacional.

En esta variante la socavación en el nivel de hundimiento se realiza sobre un nivel de producción medianamente desarrollado, dejando las galerías zanja y zanjas para ser confeccionadas bajo el área hundida. La ventaja esta variante con respecto al Panel Caving con Hundimiento Previo es que proporciona una mayor flexibilidad en el desarrollo en el nivel de producción.

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EXL

VTL

RDL

UCL

PIQUES

Desfase entre frentes de hundimiento y producción (D1): Las distancias generalmente van desde 15 a 70 [m]

Franja de seguridad (D2): Es la distancia con fortificación definitiva. Las distancias típicas varían entre 60 a 70 [m].

Distancia relativa detrás del frente de hundimiento (D3): Corresponde a la longitud de la zona de transición detrás del frente de hundimiento en el nivel de producción. Las distancias varían entre 25 a 35 [m].

El Panel Caving con Hundimiento Avanzado presenta la siguiente secuencia operacional:

1) Se desarrollan las labores del nivel de hundimiento y solo algunas de labores de los niveles inferiores, normalmente las galerías de producción en el nivel de producción.

2) Se socava el nivel de hundimiento, avanzando con el frente de hundimiento hasta que éste se ubica a cierta distancia delante del futuro frente de producción.

3) Se desarrollan las restantes labores del nivel de producción (normalmente las galerías zanja) en el sector que se ubica bajo área hundida.

4) Se realiza la apertura de zanjas bajo área hundida.5) Se inician las actividades de extracción de mineral.

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Esta variante también busca alejar la zona de transición del frente de extracción. En este caso, el frente de hundimiento va adelantado respecto al frente de producción y algunas labores del nivel de producción están desarrolladas delante del frente de hundimiento, pero las zanjas no se abren hasta que se ubican bajo área hundida y a cierta distancia detrás del frente de hundimiento.

Zona de abutment stress en Panel Caving con Hundimiento Avanzado

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Ventajas y desventajas del Panel Caving con Hundimiento Avanzado:

Ventajas:

- Se puede utilizar en minería a gran escala- Alta recuperación de reservas (90 – 125%)- Permite bastante mecanización- Bajos costos de operación- Otorga mayor seguridad que variante Panel Caving Convencional- La producción es mayor que en Panel Caving con Hundimiento Previo

Desventajas:

- Minería lenta y de gran extensión- Elevado costo de preparación- El control de tiraje es primordial para controlar la dilución- Dilución generalmente entre 10 y 20%- Riesgo de colapso si la actividad minera no es bien monitoreada- Riesgo de generar excesiva sismicidad inducida y estallidos de roca si la

actividad minera no es bien monitoreada- La producción es menor que en Panel Caving Convencional- Es más insegura que la variante Panel Caving con Hundimiento Previo

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Ejemplo Práctico:

Mina Reservas Norte (El Teniente):

Ubicación: Se ubica al Norte del yacimiento y corresponde a una extensión de Teniente Sub–6 al Norte desde el área invariante. Este sector, limita al Sur con el sector Pilar Norte y al Oeste con el sector Dacita.

Reservas extraíbles (PND 2010): 128,5 Mt con una ley media de 1,11 % CuT y 0,023 % de molibdeno.

Producción: Para el año 2010 se espera una producción de 31.050 t/d, alcanzando su máximo de 40.000 t/d en el año 2014, eso es considerando al frente corbata que se incorpora el 2011. Posteriormente el ritmo decrece hasta agotar las reservas en el año 2021 con 10.000 t/d.

Sectores Productivos: Se explotan dos sectores; Andesita e Invariante.

Método de Explotación: La experiencia alcanzada en la explotación actual del Área Invariante, permite sustentar la explotación de este sector por el método Panel Caving con Hundimiento Avanzado.

Manejo de materiales: En el nivel de producción del área Andesita operan Palas LHD de 7 yd3 que transportan y vacían el mineral en piques de traspaso, los cuales conducen el mineral hasta el nivel de acarreo. Desde ahí, camiones de 80 t son cargados con Plate Feeder o Buzones y transportan el mineral a los piques tolva que tienen incorporado un sistema de reducción y que traspasan el mineral, a través de los OP’s 25/26/27/28, hacia el nivel de transporte principal donde se carga al FFCC Ten 8. En el caso del área invariante, los equipos LHD de 7 yd3 transportan y vacían el mineral en piques de traspaso que conducen al nivel de reducción, llegando finalmente al FFCC Ten 8. De esta forma ambas áreas alimentan la Planta Colón.

Estado actual: En etapa de crecimiento, con secuencia de avance de frentes angostos. Tiene planificado alcanzar una capacidad de régimen de 35 kilo toneladas por día el año 2012 y alcanzando los 40 kilo toneladas por día el año 2015 con el aporte del frente corbata que inicia actividades el año 2011.

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Conclusiones y recomendaciones:

En general, los métodos de explotación no son tan inflexibles, es decir, el ingeniero generalmente estará enfrentando problemas y la solución a veces es generar una variante a los métodos que ya se están aplicando. El Panel Caving con Hundimiento Avanzado es un ejemplo de ello, ya que con los problemas de producción y fortificación producidos con el Panel Caving Convencional causaron que fuese necesaria su modificación parcial al Panel Caving con Hundimiento Previo, que no pudo solucionar los problemas de producción debido al desfase de GP Y GH. Luego ésta variante fue nuevamente modificada generando la variante Panel Caving con Hundimiento Avanzado, lo que aumentó la producción, pero no llega al nivel que tenía inicialmente el Panel Caving Convencional. Es por esto que se sigue investigando con la finalidad de crear nuevas y mejores variantes, por ejemplo, en Pipa Norte se busca implementar un “Panel Caving con Hundimiento Avanzado al Límite”, el cual acerca más las galerías zanja a la zona de Abutment Stress. Y actualmente se ha llegado en otras divisiones que aplicar el PC Tradicional es lo más rentable, pero todo depende de las condiciones que presente la mineralogía o la geomecánica de las rocas en el yacimiento.

Bibliografía:

http://es.scribd.com/doc/228373296/Metodos-de-Explotacion-Resumen-Progresivo

http://www.tesis.uchile.cl/tesis/uchile/2009/valdes_r/sources/valdes_r.pdf

http://es.scribd.com/doc/141670061/BLOCK-CAVING-docx http://www.slideshare.net/LuisnLenCndor1/

metodosdeexplotacionsubterranea http://ingenieroenminas.com/explotacion-a-cielo-abierto-en-

yacimientos-calicheros/ http://ingenieroenminas.com/explotacion-a-cielo-abierto-en-

yacimientos-calicheros/ Tésis Raul Barfil. Transición PC versión final.

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