Universidad de Santiago de Chile
Departamento de Ingeniera en MinasMtodos de explotacin
SubterrneaBloc Caving
Para: Ignacio VsquezAyudante Laboratorio de AutocadIngeniera
Civil en MinasAutores: Felipe Villarroel Len Toms Grau Vio
Santiago, 29 de Noviembre de 2012Resumen ejecutivo.El Block
Caving es un mtodo de explotacin subterrneo por hundimiento muy
econmico aplicado a extraccin de minerales principalmente oxidados
y de alta fracturacin. Este mtodo utiliza las compresiones internas
de las estructuras rocosas para debilitarla y as lograr que el
material se desprenda fcilmente.De este mtodo deriva mtodos de
extraccin por hundimiento como el Panel Caving con sus variantes.
Es importante comprender la metodologa de este mtodo ya que es muy
usado en minera hoy en da. Es de suma importancia destacar que este
mtodo es aplicable principalmente en las etapas iniciales de las
minas, ya que los desarrollos y la explotacin se cimentan sobre
roca secundaria, la cual se encuentra en nivel superior a la roca
primaria.Este informe tiene por objetivo que el lector se
interiorice sobre este sistema de explotacin, usado comnmente en
minera y que ha servido como pilar fundamental en los avances
posteriores de minera hasta la minera actual. El lector podr
informarse de cmo funciona este sistema, y las distintas variantes
incluidas durante el avance tecnolgico, mantenindose siempre a la
vanguardia.
ndice.
ContenidoMtodo de explotacin subterrneo Block
Caving1ndice.3Introduccin4Objetivos.5Alcances.5Desarrollo6Historia
del Mtodo en Chile.6Desarrollo y
produccin.6Conclusiones.9Discusiones.9
IntroduccinPara comenzar, definimos el mtodo de explotacin
subterrneo Block Caving, como un mtodo por hundimiento, pero qu es
un mtodo de explotacin por hundimiento? Un mtodo de explotacin por
hundimiento es aqul que se basa en que tanto la roca mineralizada
como la roca de estril est fracturada en condiciones regularmente
controladas y adems la extraccin del mineral provoca una zona de
hundimiento en la superficie del yacimiento, es por esto que se
hace extremadamente necesaria la planificacin de un proceso de
fracturacin continuo y completo, con el fin de evitar futuros
desplomes que afecten el funcionamiento de la mina. Tambin cabe
destacar que en minera, el concepto de Caving es toda operacin
destinada a provocar el hundimiento de la roca mediante el esfuerzo
natural que se ejerce sobre ella.Ahora adentrndonos ms en nuestro
mtodo de explotacin, vale decir que su uso es principalmente en
mena de tipo secundaria (xidos, con gran cantidad de fracturas) y
es el mtodo de explotacin subterrneo ms econmico.Una de las
principales complicaciones de este mtodo es la alta dilucin que
puede llegar a tener el mineral si el hundimiento no es controlado,
es decir que la relacin estril-mineral puede llevar a que el
proyecto sea econmicamente inviable.Objetivos.El presente tiene por
objetivo informar sobre aspectos relevante del mtodo de explotacin
Block Caving. Como sub-objetivo se seala la incorporacin de
comentarios sobre el tema.Alcances.El presente est encausado a
conocer aspectos como el desarrollo y produccin con este mtodo, en
que campos son aplicables, de una manera ms bsica y resumida.
DesarrolloHistoria del Mtodo en Chile.La humanidad siempre ha
tenido que satisfacer sus necesidades, dentro de las cuales encontr
la necesidad de extraer recursos de la tierra, es as como nace la
minera. Con el paso del tiempo el hombre necesito extraer desde
mayores profundidades los minerales, por lo que se vio obligado a
indagar por mtodos de minera subterrnea.Uno de estos mtodos es el
block Caving tradicional, mtodo muy econmico para extraer grandes
cantidades de mena.El Block Caving tradicional fue utilizado por
primera vez en 1924 en la mina Potrerillos de Andes Copper Mining
Company. Usado ya varios aos y casi simultneamente con la
nacionalizacin del cobre en 1971, en muchas faenas empezaron a
ocurrir cambios en la litologa del mineral (a medida que se
descenda en busca de mineral), por lo que este mtodo comenz a ser
modificado y a crearse una gran cantidad de mtodos derivados de
este.Desarrollo y produccin.El principio del mtodo consiste en que
los esfuerzos que actan en un lugar, y a cierta profundidad de un
yacimiento, tienen su origen en el peso de las rocas hasta la
superficie, y en los fenmenos externos de un yacimiento (movimentos
horizontales) debido a movimientos de placas en la corteza
terrestre. Bsicamente los cuerpos macizos rocosos mantienen un
equilbrio mientras no exista una cavidad lo suficientemente extensa
que rompa este equilbrio y redistribuya los esfuerzos al interior
de la roca.
La estabilidad de esta cavidad depender de sus dimensiones,
competencia de la roca y de los esfuerzos existentes en el rea. Si
la roca no es suficientemente resistente socavar hasta llenar la
cavidad con material fragmentado de distintas densidades. Si se
repite este proceso a medida que se extrae el mineral fragmentado,
la roca seguir socavando hasta llegar a la superficie.
El mtodo Block Caving se basa en este principio, crendose una
cavidad que mantenga el desplome constante, para luego extraer el
mineral por la parte inferior del bloque. Al ser ste el principio
del Block Caving, se infiere que este mtodo requiere una mnima
cantidad de perforacin y tronadura en la extraccin del mineral.
Como campo de aplicacin de este mtodo de explotacin encontramos
principalmente depsitos profundos y masivos, de baja ley en Cu, Mo
y Fe. Los yacimientos en los cuales es aplicable el mtodo
generalmente son de alto tonelaje y de rea extensa. El rango de
produccin vara entre las 10.000 y las 100.000 tons/da.
La explotacin de un rea se hace siguiendo uno de los siguientes
esquemas:Dividiendo el rea en bloques cuadrados o rectangulares
cuya dimensin mnima se relaciona con la hundibilidad de la roca y
se disea en funcin de parmetros operacionales y econmicos. En este
tipo de diseo debern crearse barreras o pilares entre bloques
hundidos para minimizar la dilucin. Diseando paneles que abarcan el
rea desde un extremo a otro. En este caso el hundimiento es un
proceso continuo a lo largo del rea y se dejar una barrera de
contencin o pilar para impedir que el estril del panel agotado
diluya el mineral de la nueva explotacin una vez hundido el panel.
Manteniendo un hundimiento continuo en ambas direcciones sin dejar
barreras ni pilares. Este frente de hundimiento continuo impide la
formacin de puntos o lneas de alta presin y, por lo tanto, se tendr
menos problemas de estabilidad. Adems permite una amplia
flexibilidad para variar los ritmos de produccin fijados. Una vez
definido el bloque para su explotacin se inician los trabajos de
preparacin de galeras.
Se disea una malla de extraccin la cual es la disposicin
geomtrica de los puntos por donde se extrae el mineral en el nivel
de produccin de un sistema por "Block Caving".En la zona que se est
explotando, la extraccin se hace a travs de muchos puntos
dispuestos en una malla que cubre el rea hundida.Existen 3 tipos de
mallas de extraccin, cuadradas, rectangulares y triangulares.La
separacin de los puntos de extraccin depende fundamentalmente de la
granulometra del mineral obtenido, de la socavacin natural y de los
equipos usados para la extraccin.Podemos diferenciar de 3 variantes
del mtodo Block Caving, estas variantes dependen de cmo se saca el
mineral. Tenemos flujo gravitacional, flujo mediante scraper y
flujo mediante equipos LHDLa primera variante, por flujo
gravitacional, es aplicable a yacimientos o sectores en los cuales
la competencia de la roca permite principalmente usar fuerzas de
gravedad como mtodo de traspaso de mineral.El grado de
fracturamiento obtenido permite la utilizacin de embudos, los
cuales se encuentran conectados a buitras en donde la distribucin y
traspaso de mineral es controlado por buitreros.La segunda variante
del mtodo, mediante Scraper es aplicable cuando el lmite inferior
de la mineralizacin llega hasta el nivel de transporte o cercano a
l, una infraestructura de pique de traspaso requiere de una
cantidad considerable de metros en la extensin vertical, por lo que
se prefiere utilizar este sistema, reduciendo as la distancia entre
el nivel de produccin y el nivel de transporte, este sistema nos
ahorra una gran cantidad de labores mineras.La tercera y ltima
variante, mediante equipos LHD es apicable cuando la disminucin
paulatina de reas con mineral secundario requiri de un diseo y
metodologia tendiente a explotar satisfactoriamente la reservas de
mineral primario, una estrategia de solucionar los problemas
vislumbrados debido al tipo de fracturamiento del mineral (colpas
de mayor tamao) y la baja productividad del mtodo convencional.Lo
anterior condujo a definir el diseo del mtodo de explotacin Panel
Caving. En este sistema de explotacin el concepto de bloques es
reemplazado por la unidad bsica de produccin , que corresponde a un
numero de puntos de vaciado en donde un equipo LHD opera.
Conclusiones.El Block Caving tradicional resulta ser un mtodo
muy conveniente si las condiciones son favorables, ya que si se est
en presencia de xidos con gran fragmentacin y en cuerpos masivos en
los cuales resulta de gran productividad.Este mtodo se puede
considerar como padre de mtodos como el Panel Caving. Por ejemplo
este ltimo utiliza la misma idea que el Block Caving pero con la
diferencia de que se usa para mena primaria que posee poca
fractura.Cae destacar que el Block Caving es uno de los mtodos ms
econmicos y rentables.
Discusiones.Como comentario, este mtodo es de gran importancia
en la minera actual, pues es muy rentable y adems a partir de l se
derivaron otros mtodos de caractersticas productivas optimas. Si
bien este mtodo comenz sin problema, a medida que los yacimientos
comenzaron a encontrar ms roca su productividad empez a decaer, y
es as como la minera tiene que ir enfrentando constantemente nuevas
disyuntivas y avanzar en lo que respecta a los mtodos.
Bibliografa.
[1] Eduardo Contreras M.(1990), Mtodos y sistemas de
explotacin.- gua bsica-plan[2]
http://www.tesis.uchile.cl/tesis/uchile/2011/cf-montecino_nb/pdfAmont/cf-montecino_nb.pdf
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