panel caving y variantes

7/16/2019 Panel Caving y Variantes

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Diseño de Panel Caving y sus VariantesDiseño de Panel Caving y sus Variantes

Ingeniería de Diseño Minero



PresentaciónPresentación

Fundamentos de los Métodos por Hundimiento. Lineamientos para el Inicio del Caving.

Lineamientos y Parámetros para la secuencia deExplotación. Distancias Permisibles. Lineamientos y Parámetros Geomecánicos para la

orientación de las Galerías. Alternativas de Pilares Formados por los Desarrollos

delante del Frente de Hundimiento en el Nivel deProducción.

Descripción del Panel Caving y sus Variantes



Fundamentos de los Métodos de HundimientoFundamentos de los Métodos de Hundimiento

Definición:Conjunto de operaciones mineras

destinadas a cortar la base de

sostenimiento de un bloque o panel de

mineral, asegurándose que no queden puntos de apoyo, de tal forma que la base

inferior de dicho bloque o panel se

comporte como una viga (simplemente

apoyada o empotrada en sus extremos), y

la acción de las fuerzas externas,

principalmente la gravitacional, produzcan

una primera socavación y posteriormenteel desplome completo del bloque o panel,

de tal manera que los fragmentos de

mineral generados debido al progreso del

hundimiento en altura puedan ser

manejados y transportados de acuerdo al

diseño minero del sector productivo encuestión.



Lineamientos para el Inicio del CavingLineamientos para el Inicio del Caving

Se puede realizar de dos formas:

– Natural

– Inducido

La decisión de realizarlo dependerá principalmente del riesgosísmico que presente el sector en explotación.

La hundibilidad y fragmentación será un parámetro secundariopara la definición del método de inicio, este parámetro será

proporcionado por geología.

El caving Natural puede ser de contra una cara libre o Virgen. El caving Inducido puede ser de columna parcial o completa.



Lineamientos para el Inicio del CavingLineamientos para el Inicio del Caving

Caving Natural contra una Cara Libre: Presenta una condición geomecánica favorable

debido a que la explotación comenzará en sus inicios en estado de régimen con mayores

posibilidades de quiebre y desplazamiento de los bloques.

Caving Natural Virgen: Se debe propagar el caving con un área mínima inicial (sin

incremento), hasta conectar para luego crecer. Mayor riesgo sísmico.

Caving Inducido Columna Sólida Completa: Consiste en lograr una conexión en forma

descendente de la superficie del cráter con el nivel de producción, mediante una cavidad

de área tal, que garantice la propagación del caving en al estado de régimen (Sub-level

caving, hundimiento inclinado, forzamiento, prequiebre u otro método), esta forma presenta

un comportamiento sísmico favorable del macizo.

Caving Inducido Columna Parcial: La parte inferior de la columna sólida se inicia en forma

inducida, dejando un sector sólido (parte superior) que se quebrará con caving Natural,

esta forma genera una condición geomecánica con un mayor riesgo sísmico, por lo que no

es aplicable



Para la Secuencia de Socavación:

Se llevará una geometría cóncava en la dirección del frente de

hundimiento, es decir el centro de curvatura debe estar dentro

de la zona hundida.

El frente de hundimiento, debe orientarse en 90º (con una

tolerancia de +- 30º) respecto a la dirección del esfuerzo

principal mayor, ya que, la zona de concentración de esfuerzos

delante del frente de socavación, será más benigna (menores

zonas en tracción).

Frente de hundimiento debe orientarse lo más perpendicular

posible a las estructuras principales y contactos litológicos,

con el objetivo de reducir la concentración de esfuerzos entre

dichas discontinuidades y el área hundida .

Lineamientos y Parámetros para el Diseño deLineamientos y Parámetros para el Diseño de

Secuencias de Explotación.Secuencias de Explotación.



Para la Secuencia de Socavación:

Se debe tratar de minimizar la formación de cuñas inestables

entre la línea de hundimiento y los planos de debilidad (fallas,

contactos, área hundida).

Evitar frentes con geometría que formen ángulos rectos o

agudos, ya que, estos generan concentraciones de esfuerzos,

aumentando la probabilidad de ocurrencia de daños.

Evitar dejar frentes dinámicos detenidos por prolongado tiempo

(especialmente sobre infraestructura relevante, como piques

etc..). De ser así, se producirá un deterioro progresivo en el

tiempo del macizo rocoso delante del frente de socavación.





Para la Secuencia de Extracción:

El avance de la extracción debe ser concordante con la socavación en

orientación y geometría. (valido para todo método de explotación)



ANGULO DE

QUIEBRE

Nivel Hundimiento

Nivel Producción

Material Quebrado

Frente de Extracción Frente Socavación

EXTRACCIÓN/SOCAVACIÓN

DESFASE FRENTE

Frente de Extracción

65º

75º

100 m

Considerar ángulo de quiebre desde el frente de

extracción de 65° a 75º. Condición que se

regulariza con las velocidades de extracción y la

incorporación de área a la producción

El avance de la extracción debe mantener una

dimensión crítica del frente para generar el

quiebre del macizo rocoso (caving). Considerar

dimensión crítica de 100m como mínimo (en

ambas caras en caving virgen)



Distancias PermisiblesDistancias Permisibles

EXTRACCION

ZONA RELAJACION ZONA

TRANSICION

ZONA PRE-MINERIA

NIVEL DE HUNDIMIENTO

SOCAVACION

ZONA RELAJADA

DESARROLLOS

NIVEL DE

PRODUCCION

NIVEL DE

TRANSPORTE

NIVEL DE

VENTILACION



Lineamientos y Parámetros Geomecánicos para laLineamientos y Parámetros Geomecánicos para la

Orientación de las GaleríasOrientación de las Galerías



Lineamientos y Parámetros Geomecánicos para laLineamientos y Parámetros Geomecánicos para la

Orientación de las GaleríasOrientación de las Galerías

Esfuerzos principales secundarios actuantesalrededor de una excavación subterránea.P= Esfuerzo Principal Secundario Mayor Q= Esfuerzo Principal Secundario Menor

Ejemplo de Roseta, que muestra las zonas favorablesy desfavorables a la orientación de las galerías (estaRoseta, se obtiene del monitoreo de los sitios demediciones de esfuerzos).

Indice de Anisotropía = P / Q

Orientación de Excavaciones,

Respecto a los Sistemas Estructurales

Orientación de Excavaciones Respecto

al Estado Tensional



Alternativas de Pilares Formados por los DesarrollosAlternativas de Pilares Formados por los Desarrollos

delante del Frente de Hundimiento en el NPdelante del Frente de Hundimiento en el NP

OPCIONESDESCRIPCION

Dirección de

avance del

frente de

socavación

CONDICION

GEOMECANICA

Se desarrollaran todas las calles y se

armarán todas las zanjas CALLE

Se desarrollaran todas las zanjas y searmarán todas las calles ZANJA

Se desarrollaran todas las calles y searmarán las zanjas en callesintermedias

CALLE

Se desarrollaran todas las zanjas y se

armarán las calles en zanjas

intermedias

ZANJA

Se desarrollaran solamente las callesCALLE

Se desarrollaran todas las zanjasZANJA

Se desarrollaran solamente las calles

intermedias y se armarán las zanjas CALLE

Se desarrollaran solamente zanjasintermedias y se armarán las calles ZANJA

Se desarrollaran solamente las calles

intermedias CALLE

Se desarrollaran solamente zanjasintermedias ZANJA

CALLE No existe ningún desarrollo delante del

frente de socavación.Toda la preparación del nivel

Producción se realiza bajo áreasocavada.

Método Hundimiento Previo ZANJA

(-)

FAVORABLE

(+ ) FAVORABLE



Descripción Panel CavingDescripción Panel Caving

Este método de explotación, se aplica generalmente, en donde la

columna mineralizada es principalmente primaria y las alturas del

panel, varían entre 100 m y 280 m.

El método Panel Caving se basa en hacer un corte inferior al

bloque o panel mineralizado y aprovechar el posterior

hundimiento espontáneo del mineral debido a las fuerzas

externas, principalmente la gravitacional. Además, se requiere

una fragmentación que sea manejable por el diseño minero del

método, especialmente asegurar el paso expedito a través de labatea y punto de extracción.



Descripción Panel CavingDescripción Panel Caving



Panel Caving ConvencionalPanel Caving Convencional

Secuencia de Construcción:

Desarrollo de galerías en los distintosniveles de socavación y producción.

Tronadura de zanjas.

Tronadura de Hundimiento(Socavación y apertura de batea)

Proceso de extracción (Producción)

Nivel Hundimiento

Nivel Producción

Frente de Extracción/Hundimiento

Material Quebrado

Nivel Acarreo

ZONA DE TRANSICION

ZONA DE PREMINERIAZONA DE RELAJACIOND1

Distancias permisibles Valor Comentario

D1 – Zona de TransiciónDesde el Frente de Extracción/Hundimiento hastala interfaz Transición/Preminería

40 a 70 m- Zona de mayor riesgo.- Evitar la exposición de personal y equipos.- Llevar fortificación definitiva.

Nota:

-La extensión de la zona de transición es función de la altura de columna y de la calidad del macizo rocoso.



Panel Caving con Hundimiento PrevioPanel Caving con Hundimiento Previo


Desarrollo de galerías en el UCL.

Proceso de Socavación.

Desarrollo de galerías en el NP.

Apertura de Zanjas.

Proceso de Extracción (Producción)


D1 – Zona de TransiciónDesde el Frente de Extracción/Hundimiento hastael interfaz Transición/Preminería


D2 –Frente de Socavación a frente de extracción 60 a 80 m - Esta distancia define el largo de la Losa

D3 –Frente de Socavación al límite del interfaztransición/relajación medido en el Nivel deProducción

23 m- Distancia atrás del Frente de Socavación allímite de la preparación del N. Producción.

Nota:

-La extensión de la zona de transición es función de la altura de columna y del desfase de frentes

(Extracción/Socavación ( D1)) y de la calidad del macizo rocoso.



Panel Caving con Hundimiento AvanzadoPanel Caving con Hundimiento Avanzado


Desarrollo de galerías en elUCL y las calles NP

Proceso de Socavación

(Polvorazos de Pilares).

Desarrollo y Preparación delas restantes labores del NP,bajo área socavada.

Apertura de Zanjas.

Proceso de Extracción(Producción)


D1 – Zona de TransiciónDesde el Frente de Extracción/Hundimiento hastala interfaz Transición/Preminería


D2 –Frente de Socavación a frente de extracción 60 a 80 m - Esta distancia define el largo de la Losa

Nota:

-La extensión de la zona de transición es función de la altura de columna y del desfase de frentes(Extracción/Socavación ( D1)). y de la calidad del macizo rocoso.



Panel Caving con Forzamiento ColumnaPanel Caving con Forzamiento Columna

TotalTotalSecuencia de Construcción:

Desarrollo de galerías en el nivel deForzamiento (Slot y Calles),Socavación (Calles), NP (Calles yZanjas).

Tronadura de Bateas en el nivel deProducción.

Proceso de Socavación (Polvorazos

de Pilares) y Apertura de Zanjas.

Tronadura del Nivel de Forzamiento(tiros largos de 61/2”)

Extracción del esponjamiento de lacolumna forzada 30%

Proceso de extracción

Hs

MATERIAL

QUEBRADO

(Altura Socavación)

TIROS DE LEVANTE

D1

D3

D4

D2

α

TIROS LARGOS, FORZAMIENTO

(gran diámetro)

BATEAS CONEXTRACCIÓN SINRECOMENDACIÓN

GEOMECÁNICA

TIROS DE SOCAVACION


D1 – Altura de Socavación (desde el piso del UCL) 4 a 16 m- La altura de socavación en el rango mínimo, los daños serán mínimos, incrementándoseestos en la medida que aumenta la altura de socavación.

D2 –Desfase entre el Frente de Forzamiento y el Frente de Socavación 5 a 15 m- Valores cercanos al valor mínimo no generan grandes cambios en el entorno, en cambiovalores cercanos al rango máximo generan zonas mayores de inestabilidad.

D3 –Zona de Transición 40 a 50 m- Franja de seguridad, donde el macizo rocoso se encuentra alterado, producto del cambiodel estado tensional y donde debe ir fortificación definitiva.

D4- Distancia de seguridad en el Nivel de Forzamiento 40 a 60 m- Franja de seguridad delante del frente de forzamiento, definida por la zona de transición ydonde debe ir fortificación definitiva.

α –Angulo de extracción o Fracturamiento que define la zona con tiraje

controlado.50° a 60° - Se maneja en mina El Teniente, un ángulo de a lo más 55°.

Nota:- Hs representa la altura de columna sólida a forzar.- A medida que se aumenta la loza y la altura de socavación, la zona de daños va aumentando en el entorno y se incrementa la zona de transición.

- Los niveles inferiores (Nivel de Acarreo y Sub Nivel de Ventilación), pueden ser desarrollados en la zona de pre-minería (fuera de la zona de transición).- El esponjamiento para la Dacita, se encuentra entre los valores de 30 % a 40 %.



Panel Caving con Hundimiento al LímitePanel Caving con Hundimiento al LímiteSecuencia de Construcción:

Desarrollo de galerías en el Nivel deProducción

Tronadura de Bateas en el nivel deProducción.

Proceso de Socavación (Polvorazosde Pilares) y Apertura de Zanjas.

Tronadura del Nivel de Forzamiento(tiros largos de 61/2”)

Extracción del esponjamiento de lacolumna forzada 30%

Proceso de extracción



Panel Caving y VariantesPanel Caving y Variantes

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