minería subterránea métodos de explotación
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1
INTRODUCCIÓN A SUBTERRÁNEAS
Prof. Víctor Encina M.Julio 2006
Postítulo de Certificación y Valoración de Activos MinerosPontificia Universidad Católica de Valparaíso (Chile) + Queen’s University (Canadá)
TEMAS
Proceso MineroPresentación de Métodos Subterráneos• Autosoportados• Hundimiento• Temporalmente Soportados
Selección de Métodos SubterráneosFundamentos Científicos• Hundibilidad• Flujo Gravitacional• Acondicionamiento
TendenciasInfraestructura de minas subterráneas
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2
EL PROCESO MINERO
La minería ocurre en “reactores perecibles”
EL PROCESO MINERO
ARRANQUE• FRACTURAR• FRAGMENTAR• EXTRAER
TRANSPORTE• TRASLADAR
BENEFICIO• SEPARAR
ARRANQUE
TRANSPORTE
$
PLANTA
MINA
SEPARAR
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3
Arranque• Cambio de naturaleza del material• Transformar sólido in situ en pilas de
fragmentos de material sólido
Transporte• Cambio de coordenadas• Trasladar el material desde su ubicación
original a la Planta.
EL PROCESO MINA
ARRANQUE
MÉTODOS DE ARRANQUE• Tronadura• Hundimiento
MÉTODOS DE EXTRACCIÓN• Gravitacional• “Por Baldadas”
Arranque
macizo in situ
Cargar y extraer
material quebrado
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4
TRANSPORTE
CONTINUO• Correas• Piques
(gravitacional)DISCONTINUO• FFCC• Camiones
Stock
intermedio
Principal
En Minería Subterránea• Los Procesos Mina se denominan: Métodos de
Explotación • Se definen caso a caso según las características
del recurso mineral y los objetivos del negocio
Las claves de proceso son:• Estabilidad de los recintos de trabajo• Estabilidad del emplazamiento post explotación• Recuperación, Selectividad y Dilución
PROCESOS MINA: SUBTERRÁNEOS
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5
PRESENTACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
Visión rápida de los principales métodos de
explotación subterráneos
1 Cavidades Autosoportadas1.1 CV Caserones Vacíos (SLOS)1.2 C&P Caserones y Pilares (R&P)
2 Cavidades Artificialmente Soportados:2.1 CR Caserones Rellenos (BF)2.2 C&R Corte y Relleno (C&F)2.3 C&R+P Corte y Relleno con Postes (C&F+PP)
3 Cavidades Temporalmente Soportadas3.1 CR-M Caserones Rellenos de Mineral (Shrinkage)3.2 CHF Corte y Hundimiento Forzado (LW/SW)3.3 CHN Corte y Hundimiento Natural (LW/SW)
4 Cavidades No Soportadas (Hundidas)4.1 HSN Hundimiento por Sub-Niveles (SLC)4.2 HSB Hundimiento por Socavación Basal (BC/PC)
CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
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6
CASERONES VACÍOS
Sub Level Open StopingSLOS
CONCEPTO (Olimpic Dam Mine)
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7
Campo de Aplicación
Techo y cajas auto soportadasDepósitos sub verticalesRoca Razonablemente Competente
Operación MecanizadaLHD
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8
Planificación Caserones y Pilares
Variantes diseño caserones
Por geometría del yacimiento• Irregularidades• Distintos grados de dilución
Secuencia de explotación• En el caserón• En el sector de caserones
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9
Caserón Simple
Caserón Doble
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Ampliación Longitudinal
Ampliación Lateral
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“Crown Pillar”
Collar
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Orientación
Paralelo a Estructuras Principales• Dentro de pilares• Dentro del Caserón (Salvar la perforación)
Geometría Favorable• Recuperación• Estabilidad
Estabilidad General
Restricciones de Subsidencia• Pilares no recuperados• Pilares Artificiales (Caserones Rellenos)
Sin Restricción Subsidencia• Tronadura masiva de pilares
Fortificación para operación• No “liberar” bloques• Perno, Malla, Shotcrete (Labores)• Cables (caja pendiente)
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13
Caso Explotación de pilares por tronadura masiva
Sección A
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Nivel Perforación DTH
Nivel Extracción
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Fortificación
Comentarios
Método Mecanizable y SeguroEstabilidad dependiente de estructurasBuena recuperaciónPoca Dilución y Relativamente Selectivo Requiere Krigeage celdas pequeñas (3 a 5 m de lado) y verificación por perforaciones de producción
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CASERONES Y PILARES
Room & Pillar(R&P)
Campo de Aplicación
Techo soportado por pilaresDepósitos sub horizontalesRoca Razonablemente Competente
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Técnicas de Arranque
Perforación HorizontalPerforación de “bancos”Excavadoras continuas
Arranque
Perforaciónde Bancos
PerforaciónHorizontal
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19
Técnicas de Transporte
Cargadores (LHD)CamionesScraperFFCC
Transporte Mecanizado
Cargador+ Camión
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Operación Artesanal (Jackleg + Scraper + FFCC)
Manejo de Altas Pendientes del Manto
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Explotación Ultra Selectiva
Comentarios
Método muy versátilSelectivo y de baja DiluciónEstabilidad dependiente de roca• Techo• Piso• Pilares
Baja recuperación
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HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES
Sub Level Caving(SLC)
Drift driving
Sublevel Caving
Opening raise Ring drilling Blasting
Mucking Rail haulage Crushing and hoisting
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ESQUEMA TÍPICO DEHUNDIMIENTO POR SUBNIVELES
CONTACTO MINERAL ESTERIL ENHUNDIMIENTO POR SUBNIVELES
ESTERIL HUNDID0
MINERAL TRONADO
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The KirunaOrebody
The mining ofKiirunavaara
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25
RampsOre passes
Present main level, 1045 m
Crushing stations
Hoisting
1045 m
Ore body
Ventilation shafts
Mining System KUJ 2000
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Sublevel Caving -from small to large scaleNumber of blasts per day for
production level of 60,000 ton/day
Post Ton in-situ Ton cave total1 940 60 10002 720 280 10003 320 680 1000
total 1980 1020 3000
Theoretical Extraction Ellipse From Nilsson’s Model For Gravity Flow
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In-situ % extracted as a function of total % extracted.
Dilución
Comentarios
Método altamente mecanizableAlta Dilución por contacto permanente con el estérilEstabilidad controlable• En Labores
Buena Selectividad y Recuperación
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HUNDIMIENTO POR SOCAVACIÓN BASAL
Block / Panel Caving(BC / PC)
CONCEPTO (Hundimiento)
Socavación Basal
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CONCEPTO (Hundimiento)
Colapso del techo
CONCEPTO (Hundimiento)
Extracción de material
Fracturamiento del techo
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CONCEPTO (Hundimiento)
Fracturamiento del techo
Extracción de material
CONCEPTO (Hundimiento)
Zonas de Extracción
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CONCEPTO (Hundimiento)
Crecimiento de zonas de extracción
Fin propagación
CONCEPTO (Hundimiento)
Fase de régimen y
crecimiento de zonas de extracción
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CONCEPTO (Hundimiento)
Animación:Argyle Diamonds
Tamrock – Atlas Copco
CONCEPTO (Hundimiento)
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Modalidades de Diseño
Por forma de socavación• Plano o Inclinado
Por modo de extracción• Parrillas• Scraper• LHD
Parrillas
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Cargadores LHDDiseño “Espina de Pescado”
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Cargadores LHD Diseño “Teniente”
AlimentadoresTransportador
sin fin
Mineral Acondicionado
Diseño Minería Continua
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Comentarios
Método altamente mecanizableAlta capacidad de producciónEstabilidad controlable• En Labores
Buena RecuperaciónBaja SelectividadMediana dilución
TEMPORALMENTE SOPORTADOS
Shrinkage y Explotación de Mantos Blandos
(Carbón y otras Sales)
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Caserones con Relleno Temporal de Mineral
Shrinkage
Campo de Aplicación
Cajas débilesDepósitos sub verticalesRoca competenteSubsidencia permitida post explotación
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Caserón Relleno con Mineral CONCEPTO SHRINKAGE
Secuencia de Trabajo
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39
Técnicas de Arranque
Perforación liviana (Jackleg)• Mineral de Relleno es piso de trabajo
Tronadura de crater vertical • VCR=“Vertical crater Retreat”• Perforación y tronadura desde Nivel de
Perforación
Perforación al techo
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Técnicas de Transporte
Igual que caserones vacíos• Cargadores (LHD)• Pala mecánica• Scraper• Camión o FFCC
VerSME Underground Mining
Capítulo 1
FRENTE MECANIZADO(LARGO O CORTO)
Longwall / Shortwall
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Campo de Aplicación
Techo hundibleDepósitos sub horizontalesRoca “blanda”
“LONGWALL / SHORTWALL”CONCEPTO
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42
“LONGWALL / SHORTWALL”NOMBRE
LONGWALL• W > 120m
SHORTWALL• W < 120m
Técnicas de Arranque
Cepillo (“Shearer)Excavadoras continuasPerforación y Tronadura (“Desquinche”)
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43
Técnicas de Transporte
Transportador Blindado Flexible (“Panzer”) (AFC = Armoured Flexible Conveyor)
AlimentadorCorreas Transportadoras
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44
“LONGWALL / SHORTWALL”MECANIZACIÓN
S S
Main GateTail Gate
Face Conveyor PF4-1132
Face length 200m6000 6000
Tail Gate Main Gate
Longwall face conveyor
5000 Face length 200 m 6000
4000
1750
Disposición General de Equipos
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45
3000
Chain conveyor
Detalle punto de transferencia
1200
83.5
266
20
20
167
30
50
30
650
1455
1695
30 483
83.5
max.12
7
122
710
1405
30167
A-A
1:5
HARDOX 400
50x1440x2995
1,70 to (1x)
HARDOX 400
25x165x2995
0,10 to (2x)S690Q
30x350x2995
0,25 to (4x)
STAHLBAU 3,00 M LG
3,00 to
replaceable wearelements
Modulos de Transportador
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46
Changeable top trough (wear part)
Estructura y placa de desgaste
Cadenas y yugos
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Técnicas de Soporte
Escudos desplazables (“Powered shields”)
Enmaderación
Escudo Hidráulico
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48
Instalación de escudos hidráulicos
Frente de Trabajo
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49
Comentarios
Método altamente mecanizableMínima Dilución (Se corta sólo el mineral)Estabilidad ControladaMuy Buena RecuperaciónBaja Selectividad in situCUIDADO CON EL GAS GRISÚ
SELECCIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
No hay reglas,… sólo hay guías
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50
SELECCIÓN DEL MÉTODO MINERO
UBICACIÓN• Superficial• Profunda
GEOMETRÍA• Masivo (Clavos)• Tabular Vertical (Vetas)• Tabular Horizontal (Mantos)
CALIDAD DE ROCA• Mena• Cajas
ARRANQUE
TRANSPORTE
CARACTERIZACIÓN DE MINAS PARA SELECCIÓN DE MÉTODO
Pequeña Amplia Pequeña AmpliaVetaMantoClavoVetaMantoClavo
Roca Caja (Techo / Pendiente)Competente Débil
Potencia =>
Roc
a M
ena
Buen
aM
ala
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Tabla típica
Puede tener muchas variaciones según las condiciones particulares de cada negocio
Pequeña Amplia Pequeña AmpliaVeta CR HSNMantoClavo CR HSNVeta CR-M C&R C&R C&R+PManto CHF C&R+PClavo C&R C&R+P C&R HSB
1 Naturalmente Soportados:1.1 CV Caserones Vacíos (SLOS)1.2 C&P Caserones y Pilares (R&P)
2 Artificialmente Soportados:2.1 CR-M Caserones Rellenos de Mineral (Shrinkage)2.2 CR Caserones Rellenos (BF)2.3 C&R Corte y Relleno (C&F)2.4 C&R+P Corte y Relleno con Postes (C&F+PP)
3 Parcialmente Hundido3.1 CHF Corte y Hundimiento Forzado (LW/SW)3.2 CHN Corte y Hundimiento Natural (LW/SW)
4 Hundido4.1 HSN Hundimiento por Subniveles (SLC)4.2 HSB Hundimiento por Socavación (BC/PC)
PRIMERA APROXIMACIÓN
CHN
Competente DébilRoca Caja (Techo / Pendiente)
Potencia =>
C&P CHN
Roc
a M
ena
CV
CVBuen
aM
ala
INFRAESTRUCTURA DE MINAS SUBTERRÁNEAS
Las minas subterráneas tienen que ser tan
autosuficientes como un submarino
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52
COMPRENDE:COMPRENDE:
•• Operaciones AuxiliaresOperaciones Auxiliares
•• InstalacionesInstalaciones
INFRAESTRUCTURA DE MINA SUBTERRÁNEA
Son aquellas actividades no relacionadas Son aquellas actividades no relacionadas directamente con el proceso minero (arranque y directamente con el proceso minero (arranque y transporte) sin las cuales transporte) sin las cuales ééste no puede realizarse de ste no puede realizarse de manera segura, efectiva y con responsabilidad social.manera segura, efectiva y con responsabilidad social.
DefiniciDefinicióón:n:
OPERACIONES AUXILIARES
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53
•• Ventilación• Drenaje• Energía• Agua• Comunicaciones• Transporte y facilidades para el personal• Transporte y almacenamiento de materiales y residuos (sólidos, líquidos, gaseosos y biológicos)• Instalaciones para mantención de equipos y herramientas• Accesos
SERVICIOS U OPERACIONES COMPLEMENTARIAS
El punto de partida
RecursoGeo3 (log+est+mec)
Modelo deBloques
MétodoExplotación
DiseñoPlan Minero
InfraestructuraCosto Inversión
Evaluación
Reservas
Costo deOperación
Conforme
No conforme
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54
Tipos de Demanda(del Plan Minero)
Para Diluir• Gases naturales / Motores / Tronadura / Baterías
Para Acondicionar• Enfriar / Calentar
Para consumir:• Respiración de personas: Q = N x 3 (m3/min)• Combustión Motores: Q = HP x 3 (m3/min)
Para Mover• Arrastrar (Arrastre polvo: usar V = 1 m/s)• Hacer “brisa”• Renovar
Ventilación: Leyes físicasCaída de Presión:
H = K x L x P x Q2 / A3 = R x Q2
PotenciaP = K x L x P x Q3 / A3 = R x Q3
Resistencia:R = K x L x P / A3
Caída de Presión H (Pa = N/m2 ~ 0,1 mm c. a); Coeficiente de Fricción K (kg/m3); Longitus y Perímetro L,P (m); Sección A (m2); Caudal Q (m3/s)
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55
Factor de Fricción: Galerías Rectas(Mining Engineering Handbook)
Por Grado de Obstrucción K x 105 (multiplicar por 10-5 para obtener Kg/m3)
Datos para densidad 1,2 Kg/m3
K’=K x δ / 1,2
ComúnOcasionalNingunaTipo Pared
297027802690Roca angulosa
204018601760Enmaderada
130011101020Suave (Carbón o Shotcrete)
560370280Lisa revestida
Drenaje: •Aguas subterráneas (Hidrología)•Aguas de uso industrial (Perforación)
•Destino:•Tratamiento de aguas de minas•Acopio de derrames
• Galerías con pequeña pendiente (0,5%)• Canaletas + Pozos de decantación• Bombas
• Plan emergencia (cortes de energía, crecidas)
DRENAJE
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•• Demanda según Plan Minero• Flotas de equipos (móviles y estacionarios)• Producción, servicios (bombas, alumbrado, WC, …)
• Anillos• Doble vía de suministro• Respaldo
• Plan emergencia (cortes de energía, generadores, incendios)
Aire comprimido: Compresores elAire comprimido: Compresores elééctricos localesctricos locales
REDES DE ENERGÍA Y AGUA
•• Demanda creciente• Red fija:
• Anillo “crecedor”• Datos, imagen y voz
• Red móvil• Antenas y repetidores• Banda ancha inalámbrica “asistida”
• Plan emergencia (cortes de energía, alarmas)
COMUNICACIONES
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57
•• Demanda según Plan Minero: Dotación propia + contratistas• Transporte:
• Cambios de turno; distribución interna. • Vehículos interior mina; reglas y control de tránsito.
• Facilidades• Servicios higiénicos, pañoles • Oficinas? ; Comedores?
• Plan emergencia (Procedimientos, refugios)
TRANSPORTE Y FACILIDADES PARA EL PERSONAL
•• Demanda según Plan Minero• ¿Cuánto y donde almacenar?
• Interior o exterior mina • Se trata de hacer la operación expedita
• La demanda de materiales se transforma en demanda de transporte y uso de vías.• Casos especiales: polvorines y estaciones de despacho de combustibles (Decreto 72), hormigón.• El manejo de residuos es parte del diseño de la operación incluyendo: transporte, procesamiento y destino final.• Plan emergencia (Manejo de residuos, rebalses de combustibles, polvorines, incendios)
MATERIALES Y RESIDUOS(Sólidos, Líquidos, Gaseosos y Biológicos)
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58
•¿Qué mantención en interior mina y qué en superficie?• Minimizar el tiempo de parada del equipo (viaje+intervención)
• Mantención menor en el lugar de trabajo• En interior mina se hace cambio de componentes, los cuales se envían afuera para reparación.
• Combinación recintos y vehículos utilitarios de servicio en terreno.• Casos especiales: Neumáticos, aceros de perforación, baldes y tolvas, montaje y desmontaje de redes.• Contratos con proveedores no reduce las necesidades de facilidades (talleres, bodegas, estacionamientos) y uso de sistemas de transporte y comunicaciones, más bien las aumenta.•Plan emergencia (Manipulación de unidades “en panne”)
INSTALACIONES PARA MANTENCIÓN DE EQUIPOS
• Doble acceso: Siempre y en todo lugar• Por seguridad
• Por ventilación• Por ley (Decreto 72)
• Dimensionamiento según demanda y sistema de transporte• Acceso comprende: Vías, señalización, estacionamientos, control de tránsito, iluminación, vehículos, comunicaciones.• Plan emergencia (Uso de vías en emergencia de otros subsistemas, emergencias propias del sistema de tránsito)
El mejor sistema de transporte es aquel en que no se El mejor sistema de transporte es aquel en que no se requiere hacer transporte.requiere hacer transporte.
ACCESOS
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59
FUNDAMENTOS CIENTÍFICOS
La minería está a punto de dejar de ser un “Arte” y pasar a ser un “Proceso Tecnológico”
con base en la Ciencia
•• HUNDIBILIDAD O ESTABILIDAD•Para hacer explotaciones sin sostenimiento•Para hacer explotaciones por hundimiento
• FLUJO GRAVITACIONAL CONFINADO • Recuperación en métodos por hundimiento• Dilución
• ACONDICIONAMIENTO DE MACIZOS ROCOSOS• Para hundir• Para lixiviar
PROBLEMAS FUNDAMENTALES
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60
Decisiones de Diseño
Caracterizar
Grado deFragmentación
Acondicionar
¿Hunde?Mal
PropagaciónFragmentación
Hundibilidad
DistanciaConfiguración
Malla
Bien
Regular
GravitacionalDiscretoContinuo
Tipo de M/MÁrea / RHBase / Altura
1º Hdto.
EsfuerzosClase
De Roca No hundir
ÁBACOS DE RADIO HIDRÁULICO
Ábacos empíricos: Mejores para Estabilidad que para Hundibilidad.
No consideran estados de esfuerzos
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62
FLUJO GRAVITACIONAL
Un largo camino … que todavía no llega a destino.
HistoriaHistoria
• Kvapil
• Laubscher
• Estudios Recientes (ICS e IM2)
FLUJO GRAVITACIONAL CONFINADO
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FLUJO GRAVITACIONALSegún: Rudolf Kvapil
Supuesto: Las leyes del flujo gravitacional son independientes del tamaño de los fragmentos de materialEstudio de flujo de mineral a granel se puede estudiar en modelos de arena o grava
ESTUDIO DE MODELOS DE SILOS
D D
D independiente de ángulo fondo
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64
ESTUDIO DE MODELOS DE SLC
Seudo-elipse
Las figuras no son elípticas pero se aproximan para simplificar los cálculos
Elipsoide de movimiento
Velocidad de partículas
No hay movimiento en el límite del elipsoide de movimientoLa mayor velocidad se observa en el eje del elipsoide, y aumenta a medida que se acerca al punto de extracciónV5>V4>V3>V2>V1
![Page 65: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/65.jpg)
65
Elipsoide de Extracción
Existen zonas de igual velocidad que conservan la forma de elipsoideExistirá una zona de máxima velocidad que comprende el material extraidoEsa Zona se denomina “Elipsoide de extracción”
VERIFICACIÓN DE “EE”
Extracción de “EE” previamente marcado
![Page 66: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/66.jpg)
66
VISUALIZACIÓN DE “EE” Y “EM”
Extracción de “EE” previamente marcado
RELACIONES GEOMÉTRICAS
![Page 67: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/67.jpg)
67
EFECTO DEL TAMAÑO DE FRAGMENTOS
A mayor tamaño de fragmentos mayor diámetro
A mayor movilidad del material mayor esbeltezLa movilidad de las partículas depende de:• Tamaño de partículas• Forma de partículas• Rugosidad de superficie• Ángulo de fricción interno• Densidad• Tasa de extracción• Propiedades del material
(humedad, resistencia)• Efectos lubricantes
FORMA de ELIPSOIDES vs MOVILIDAD
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68
• DTA vs MRMR
•Tiraje Interactivo
• Altura de Interacción
• Modelo Volumétrico de Dilución
FLUJO GRAVITACIONALSegún: DennisDennis LaubscherLaubscher
Rockmass class 5 4 3 2/1
ff/m 50 - 7 20 - 1.5 5 - 0.4 1.5 - 0.2
Rock size m 0.01 - 0.3 0.1 - 2.0 0.4 - 5.0 1.5 - 9.0+
% +2m³ 0 1 - 5 6 - 20 21 - 45
Loading width Isolated drawzone diameter
5m = 11.5m 13m
4m = 9m 11m 12.5m
3m = 6.5m 8.5m 10.5m 12m
2m = 6m 8m 10m
Diámetro Aislado (Laubscher)
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69
DIÁMETRO DE TIRAJE AISLADOIsolated Draw Zone (IDZ)
% +2m³ 0 1 - 5 6 - 20 21 - 45
Loading width
Tiraje irregular (Aislado)
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70
Tiraje regular puntos alejados
Tiraje RegularDist. Puntos < 1,5 DTA
![Page 71: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/71.jpg)
71
Mecanismo de Flujo Granular
Aislado Concurrente
Flujo gravitacional Min. Grueso (Vacíos Propagados - Gustafsson)
Aislado Concurrente
![Page 72: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/72.jpg)
72
Interacción: Laubscher
![Page 73: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/73.jpg)
73
Cálculo ley y recuperación (20%)
Ley mineral = 2%, ley Esteril = 0,5%:A 125% de tiraje ley cierre = 1%: % dilución = 30% Recuperación = 90%: Ley media = 1,6%
![Page 74: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/74.jpg)
74
Cálculo ley y recuperación (60%)
Ley mineral = 2%, ley Esteril = 0,5%:A 115% de tiraje ley cierre = 1%: % dilución = 17% Recuperación = 94%: Ley media = 1,8%
FLUJO GRAVITACIONALSegún Estudios Recientes: ICS e IM2
• El tiraje es siempre aislado
• Por lo tanto no existe tal zona de interacción
• Se distinguen 2 zonas: Extracción y Movimiento
• La razón de excentricidad se mantiene constante
Estudios experimentales a escala y con Estudios experimentales a escala y con modelos modelos computacionlescomputacionles realizados en realizados en JKMRC, JKMRC, ItascaItasca e IM2 indican que:e IM2 indican que:
![Page 75: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/75.jpg)
75
ddhh
Material Material extraextraíídodo
Zona de Zona de extracciextraccióónn
Zona de Zona de movimientomovimiento
El diámetro “d” es directamente proporcional a tamaño medio de los fragmentos hasta un cierto límite.La excentricidad h/d es inversamente proporcional al tamaño de fragmentos. En material grueso (tamaño medio entre 0,4m y 0,6m) la razón de excentricidad es del orden de 3 y en materiales finos (entre 0,15m a 0,21m) sería del orden de 5.
Conceptos de flujo gravitacional
¿Qué vamos a hacer sin Laubscher?Criterios de Diseño Convencional AP AP+TT AP+TT+MC
Caracterización Laubscher (MRMR)Geosísmica (Tomogr)Geomecánica
Secuenciamiento Compatible con Ab. Stress En Sombra sin Ab. StressOrientación Fracturas y EstructurasEstabilidad General
Fragmentación BCF, Size, Otros?
Hundibilidad Laubscher (MRMR)Altura Columna
Malla Laubscher (MRMR)
Dilución Laubscher (DE%)
Estabilidad Razón de excavaciónPilares Reforzados
Tasa Extracción Prop. Antisísmica
Tasa Extracción Régimen Por Regularidad y M/M
Pilares Reforzados +Pilares no dañados
Antisísmica + Control Conexión y Monitoreo
Por M/M + PL Corto Plazo
Laubscher+nueva ff? + Modelo G Flores?
Laubscher + nueva ff? + Otros JKMRC-IM2? + GCPMS?
Laubscher (DE%)? + Flujo no Interactivo + Dinámica Probabilistica
Razón de excavación
Laubscher+nueva ff? + Modelo G Flores?
Laubscher + nueva ff?Tomografía Alta Resolución
Esfuerzos
Indices de Colgadura y Reducción Secundaria?
Nuevos redirecciontado AP?Nuevos redirecciontado AP?
Orientación y forma de frentesDimensiones de frentes
![Page 76: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/76.jpg)
76
ACONDICIONAMIENTO DE MACISOS ROCOSOS
Una oportunidad … que todavía está en evaluación
ACONDICIONAR
CONCEPTO
![Page 77: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/77.jpg)
77
Agregar fracturas a la roca in situ Agregar fracturas a la roca in situ para mejor fragmentar, hundir o para mejor fragmentar, hundir o lixiviarlixiviar
PROPÓSITO
Fracturamiento HidrFracturamiento Hidrááulicoulico Tronadura ConfinadaTronadura Confinada
TECNOLOGÍAS DE ACONDICIONAMIENTO
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78
PRUEBA DE FRACTURAMIENTO LOCALPRUEBA DE BOMBEO
OPTICAL & ACOUSTIC SCANNING
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO
Pie
zoel
ectri
c S
ourc
e
Hyd
roph
one
Arra
y Hydraulic Fracture
shot 21
shot 25
shot 31
shot 36
12
11
10
09
08
07
9
hydrophone number987 121110
Tim
e (m
seg)
15
14
13
12
11
10
16
shot 21
shot 36
shot 31
shot 25
P-Wave Travel Time
Shot Without Hyd.Fractures
Shot With Hyd.Fractures
51 meter
80 m
eter
seismic ray
Hole HF01Hole M9
CONTROL GEOFÍSICO (Sísmico)
![Page 79: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/79.jpg)
79
ANTES DEL FH
DESPUES DEL FH
TOMOGRAFÍA SÍSMICA
Evidencia de fractura hidráulica
Fractura Hidráulica
![Page 80: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/80.jpg)
80
Esfuerzos de Tracción a 24 m del Collar de la Perforación
vista tridimensional con planos que contienen la distribución de esfuerzo a distintas profundidades
TRONADURA CONFINADA
Tronadura con Cara Libre
Esfuerzos
+
-
compresión
tracción
-
+
-
compresión
El concepto
![Page 81: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/81.jpg)
81
0 m 10 m 20 m 30 m
Vp = 5000 m/s
2 ms 4 ms 6 ms
σ
Resistencia a la compresión
Resistencia a la tracción
Pulso de Tronadura
0 m 10 m 20 m 30 m
Vp = 5000 m/s
6 ms
σ
Resistencia a la compresión
Resistencia a la tracción
2 ms 4 ms
Principio de acoplamiento de ondas
![Page 82: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/82.jpg)
82
Detonadores pirotécnicosDetonadores electrónicos
Control de TiemposControl de Tiempos
L ?L ?
Principio de SuperposiciPrincipio de Superposicióónn
•Dimensionar separación y tiempos de salida
Modelar el medio
Modelar las ondas
![Page 83: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/83.jpg)
83
Principio de InteracciPrincipio de Interaccióónn
•Dimensionar el Espaciamiento entre tiros
Modelo 3D del medio rocoso
Solución numérica por aproximaciones sucesivas
E ?
¿DE DONDE VIENE EL FINO?
Las teorías de tronadura y hundimiento sólo explican la fragmentación a partir de la existencia de fracturas, sin embargo… ello no explica la presencia de tanto fino
![Page 84: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/84.jpg)
84
SENCILLO SENCILLO EXPERIMENTOEXPERIMENTO
¿¿QuQuéé le parece? le parece?
EFECTO DEL FINO EN EL FLUJO GRAVITACIONAL
SIN FINO NO ES POSIBLE EL SIN FINO NO ES POSIBLE EL ESCURRIMIENTO GRAVITACIONAL ESCURRIMIENTO GRAVITACIONAL DEL MATERIAL FRAGMENTADODEL MATERIAL FRAGMENTADO
EFECTO FINO
![Page 85: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/85.jpg)
85
TENDENCIAS
El futuro es subterráneo… aunque tome un tiempo
MACIZO POCO FRACTURADO• SISMICIDAD• COLPAS• COLGADURAS y CACHORREO
EXTRACCIÓN MECANIZADA INTERMITENTE• BALDADA + TRASLADO• REDUCCIÓN SECUNDARIA
INFRAESTRUCTURA DE GRAN TAMAÑO• FORTIFICACIÓN • REPARACIÓN
fracturar
hundir
macizo compacto
macizo fracturado
Descolgar y extraer
mineral fragmentado
MINERÍA CONVENCIONAL EN MINERAL POCO FRACTURADO
![Page 86: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/86.jpg)
86
REDUCCIÓN• Piques • Martillos• Chancadores
TRANSPORTE MINERAL GRUESO• FFCC• Camiones
pique
intermedio
Principal
pique
pique
TRANSPORTE EN MINERAL GRUESO
¿Y si modificola roca…ahh?
fracturar
hundir
macizo compacto
macizo fracturado
Descolgar y extraer
mineral fragmentado
QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº1
![Page 87: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/87.jpg)
87
¿Y si transporto a tamaño final
…ahh?
pique
intermedio
Principal
pique
pique
QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº2
Fracturar
Hundir
macizo compacto
macizo fracturado
Extraer
intermedio
Principal
mineral fragmentado
¿Y si sacosimultáneamente
…ahh?
QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº3
![Page 88: minería subterránea métodos de explotación](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042500/55721109497959fc0b8e2f3b/html5/thumbnails/88.jpg)
88
Galería de zanjas: - Equipos extractores estacionarios en puntos de extracción
Calle producción:- Transportador continuo
Chancador
Pique de traspaso
Galería de servicios
MÓDULO DE MINERÍA CONTINUA
AVANCE EN LA DIMENSIÓN TECNOLÓGICA
Evolución Tasa Extraccción Método de Hundimiento
00,5
11,5
22,5
33,5
4
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
años
t/m2
día
MC Teórica
Acondicionamiento
MC posible