CARA_DE_CORKY

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MINERIA SUBTERRANEA

CURSO RELATORES: Eduardo Contreras Moreno Humberto Henríquez Alfaro DESARROLLO Y EXPLOTACION CODELCODIMIN CHILE– USACH REFRESHMENT TECNICO - GERENCIA MINA DIVISION ANDINA Profesores BLOCK CAVING ABRIL 2005 1 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE - DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN MINAS - ECM - 2005

HUNDIMIENTO PROGRESIVO DE BLOQUES CAMPO DE APLICACIÓN ¾ Yacimientos masivos con grandes dimensiones, tanto en la vertical como en la horizontal ¾ Macizo rocoso de características geomecánicas pobres: ƒ Estabilidad de la mena pobre Æ Socavación inferior - Hundimiento y fragmentación de la roca - Granulometría en tamaños manejables ƒ Superficie debe permitir la subsidencia ¾ Minerales diseminados de baja ley (cobre, molibdeno), minerales de hierro y en chimeneas diamantíferas. REFRESHMENT TECNICO

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METODOS BASICOS

BLOCK CAVING

PANEL CAVING

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MENA SECUNDARIA

MENA PRIMARIA

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PERFIL TIPICO PORFIDO CUPRIFERO

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TIPOS DE MENAS MENA SECUNDARIA • • • • • • •

Rocas de baja a mediana competencia Gran densidad de fracturas (FF > 10) Fracturas abiertas o débilmente selladas con limonita Andesitas y granodioritas secundarias Buena granulometría (< 12”) Mineralización fundamentalmente en fracturas Permite manejo manual de mineral

MENA PRIMARIA • • • • • • •

Rocas muy competentes Baja densidad de fracturas (FF < 7) Fracturas selladas con anhidrita, turmalina y cuarzo Brechas de turmalina y granodioritas primarias Granulometría gruesa (> 15”) Mineralización diseminada y en fracturas Requiere equipos para manejo de mineral

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5

MENA PRIMARIA

MENA SECUNDARIA

ROCAS MINA ANDINA REFRESHMENT TECNICO

AREA

Roca Primaria (%)

Roca Secundaria (%)

III Panel

25

75

III Panel Inferior

77

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BLOCK CAVING ¾ Yacimiento se divide en grandes bloques cuya área basal es superior a los 2500 m2 (50 x 50 m ó más). ¾ Cada bloque se socava por su parte inferior Æ “volar” una franja horizontal en la base del bloque suprimiendo el apoyo del mineral suprayacente. ¾ Socavación inferior Æ fracturamiento sucesivo del material Æ afectar gradualmente a todo el bloque. ¾ Mediante una combinación de la fuerza de gravedad y los esfuerzos internos de la roca, la masa rocosa se fractura y quiebra en trozos manejables Æ CAVING.

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ISOMETRICO MINA ANDINA

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ISOMETRICO MINA EL TENIENTE

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¾ Los trozos de mena pasan a través de los puntos de tiraje hasta niveles inferiores. ¾ La superficie del yacimiento se hunde continuamente detrás del mineral arrancado, lo que produce la mezcla del mineral con roca estéril (dilución). ¾ La dilución va aumentando gradualmente durante la etapa de extracción. ¾ Método muy económico y eficiente en su explotación, cuando las condiciones de la roca son favorables. ¾ La perforación y tronadura requerida en la etapa de producción es mínima. REFRESHMENT TECNICO

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¾ La preparación es complicada y requiere mucho tiempo. El volumen de desarrollo necesario para dejar el bloque en producción es grande. ¾ El control del flujo gravitacional es crítico, pues la fragmentación no puede controlarse anticipadamente y los bolones y trancaduras pueden generar pérdidas de mineral y dilución. ¾ Riesgo de colapsos y colgaduras si la actividad minera no es bien controlada. ¾ Genera subsidencia a gran escala, con todas las consecuencias ambientales que de ello se pueden derivar.

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INFRAESTRUCTURA ƒ Manejo del mineral requiere las siguientes labores: ( ) - Nivel de Transporte (NT) - Piques de Traspaso (OP) - Chimeneas Largas (“dedos” entre NT y NP) - Nivel de Traspaso o Control (si fuese necesario) - Nivel de Producción (NP) - Chimeneas Cortas, en forma de embudos - Nivel de Hundimiento (NH o UCL) ƒ Adicionalmente se necesita: - Nivel de Ventilación (entre NT y NP) - Chimeneas de Ventilación (inyección/ extracción aire) REFRESHMENT TECNICO

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VARIANTES DE BLOCK CAVING 1. Block Caving Gravitacional o Tradicional

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Figura isometrica Tte. Mostrando diferentes niveles

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Nivel de Hundimiento - B.C. Gravitacional

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Nivel de Producción B.C. Gravitacional

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2. Block Caving con Slushers o Scrapers

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Block Caving con Slushers (sin vertical)

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3. Block Caving con LHD

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PANEL CAVING ¾ Aplicable a roca primaria que es más competente y menos fracturada que la roca secundaria ¾ Granulometría es de mayor tamaño Æ embudos son reemplazados por zanjas o bateas. ¾ Método masivo donde se pierde la identidad de bloques de hundimiento Æ FRENTE DE HUNDIMIENTO: frente de avance continuo que define el ingreso de área a producción a medida que ésta se va agotando . ¾ Normalmente los desarrollos están adelantados respecto del frente de hundimiento en una distancia que varía entre 100 y 150 m. REFRESHMENT TECNICO

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Secuencia de Hundimiento

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¾ Las construcciones también van adelantadas respecto del frente de hundimiento, en una distancia variable entre 50 y 100 m (“franja de seguridad), y retrasadas respecto al frente de desarrollo. ¾ La tronadura de las zanjas o bateas se efectúa por delante del frente de hundimiento. ¾ La socavación rompe contra las bateas previamente abiertas en el nivel de producción. ¾ La extracción del mineral de las zanjas y su posterior transporte a los piques de traspaso se hace mediante equipos LHD. ¾ La fortificación de las galerías es en base a pernos de anclaje, cables, marcos metálicos, shotcrete y concreto armado. REFRESHMENT TECNICO

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1. PANEL CAVING CONVENCIONAL

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SO C A V Ó N SU R

CALLES

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FR O N T O N E S C R U ZA D O S E N T R E CALLES

NIVEL DE HUNDIMIENTO

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Socavón Norte

Barrio Cívico

Cabeceras

Rampa UCL

Calles Zanja Calles Rampas UCL

Rampa Acarreo

NIVEL DE PRODUCCION REFRESHMENT TECNICO

Cabeceras

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2. P. C. con Martillos Picadores

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Isométrico Sistema de Piques Sistema Martillos Picadores

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Martillo Picador Móvil en Punto de extracción

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Conjunto Martillo – Montacargas Posición Traslado

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NUEVAS VARIANTES PANEL CAVING • El paso del frente de hundimiento es la principal fuente generadora de daños en las galerías e infraestructuras de los niveles inferiores. • Formación de una zona de altas presiones por delante del frente de hundimiento Æ ABUTMENT STRESS • Provoca inestabilidad del sector. • Implica altos costos de mantención. • Baja disponibilidad de área productiva. • Debido a esto se han introducido unas variantes denominadas Hundimiento Previo y Hundimiento Avanzado. REFRESHMENT TECNICO

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Panel Caving Tradicional

1. 2. 3. 4.

Desarrollos de galerías en niveles de Producción y de Hundimiento. Apertura de zanjas Tronadura de hundimiento. Proceso de extracción. REFRESHMENT TECNICO

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Abutment Stress en Hundimiento Convencional

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Panel Caving con Hundimiento Previo

1 2 3 4 5

Desarrollo de galerías en nivel de hundimiento Proceso de socavación. Desarrollo de galerías en nivel de producción. Apertura de zanjas Proceso de extracción. REFRESHMENT TECNICO

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Abutment Stress en Hundimiento Previo

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Panel Caving con Hundimiento Avanzado PANEL CAVING CON HUNDIMIENTO AVANZADO AREA SOCAVADA 30 m.

1 2 3 4 5

50 m.

1

2

AREA HUNDIDA

5

30 m.

4

FORTIFICACION DEFINITIVA

Nivel de hundimiento DESARROLLO

3

Nivel de Producción

Desarrollo de galerías en nivel de hundimiento Proceso de socavación. Desarrollo de galerías en nivel de producción. Apertura de zanjas Proceso de extracción. REFRESHMENT TECNICO

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Abutment Stress en Hundimiento Avanzado

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PANEL CAVING TRADICIONAL

PANEL CAVING: 70 m

VARIANTES DE EXPLOTACION

DESARROLLO

(FORTIF. DEFINITIVA)

PANEL CAVING CON HUNDIMIENTO PREVIO ÁREA SOCAVADA 75 - 105 m 45 - 60 m

30 - 45 m

30 m ÁREA PREPARADA

DESARROLLO

SOCAVACIÓN PREVIA

PANEL CAVING CON HUNDIMIENTO AVANZADO

ÁREA SOCAVADA 30 m

30 m

50 m (FORT. DEFINITIVA)

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DESARROLLO

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Comentarios y Conclusiones 9 Diferencias principales: - Desarrollo de galerías de producción - Socavación previa. 9 Menor daño en galerías de producción. 9 Menor fortificación de la galería de producción. 9 Menor mantención de la galería de producción, mayor disponibilidad. 9 Reducción de esfuerzos de 90 Mpa a 20 Mpa bajo la zona hundida en método con Hundimiento Previo.

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Efectos abutment stress HUNDIMIENTO CONVENCIONAL V/S PREVIO

EFECTOS DEL ABUTMENTS STRESS SOBRE LA VISERA Y LOS MARCOS METÁLICOS DE LOS PUNTOS DE EXTRACCIÓN. REFRESHMENT TECNICO

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FLUJO GRAVITACIONAL ¾ PRINCIPIO DE HUNDIMIENTO • Macizo rocoso en equilibrio, mientras no exista una abertura considerable en su interior. • Esfuerzos presentes Æ Peso del macizo rocoso Æ Desplazamiento de masas • Si la resistencia de la roca no es suficiente para soportar este cambio, se fracturará y fragmentará. • El material fragmentado se extrae por puntos de extracción Æ generación de un flujo masico gravitacional REFRESHMENT TECNICO

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Fundamentos de los Métodos de Hundimiento • 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. • Base inferior de dicho bloque o panel se comporte como una viga (simplemente apoyada o empotrada en sus extremos). • Acción de las fuerzas externas, principalmente la gravitacional, produzcan una primera socavación y posteriormente el desplome completo del bloque o panel. • Fragmentos de mineral generados debido al progreso del hundimiento en altura puedan ser manejados y transportados fácilmente. REFRESHMENT TECNICO

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¾ TIRAJE INDEPENDIENTE • Desarrollado por Janelid y Kvapil en 1966. • Modelos aceptado en la actualidad. • Arena de diferentes colores para simular el flujo de material hacia una única abertura. • Tiraje Aislado Æ Extracción de material desde un punto de extracción, sin afectar o ser afectado por puntos adyacentes. • Distingue dos zonas elipsoidales en el movimiento de las partículas sometidas al F. G.: – Zona Activa – Elipsoide de Movimiento REFRESHMENT TECNICO

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Modelo Janelid & Kvapil

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ZONA ACTIVA • Zona en la cual se producen movimientos primarios, masas se desplazan con escaso movimiento relativo entre las partículas. • Su movimiento es posible por la extracción de un volumen menor (elipsoide de movimiento).

ELIPSOIDE DE MOVIMIENTO • Zona con movimientos primarios y secundarios: desplazamientos masivos con abundantes movimientos relativos entre las partículas. • Diámetro elipsoide de movimiento depende de la movilidad de las partículas.

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• Forma del elipsoide y movilidad de las partículas depende: granulometría y forma de partículas, presencia de elementos aglomerantes, resistencia de la roca y humedad del material. • Material más fino Æ > movilidad y < ∅ elipsoide. • Escurrimiento del material Æ Formación de elipsoides límite y movimiento en una razón constante entre sus volúmenes: Ve.l. / Ve.m = 15 • A medida que aumenta el tiraje en altura, la excentricidad del elipsoide (e = altura/∅ ) aumenta. Elipsoide movimiento toma forma cilindrica de ∅ Cte. • Dentro de este “cilindro de extracción” se produce el flujo masivo del material Æ descenso material. REFRESHMENT TECNICO

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SITUACIONES POSIBLES Alejamiento Excesivo

Alejamiento Insuficiente

• Elipsoides no se traslapan

• Intersección de elipsoides

• Zonas sin movimiento:

• Hay sobretiraje y contaminación mayor

a) Pérdida de mineral b) Concentración depresiones a través del pilar REFRESHMENT TECNICO

• Probable inestabilidad • Desarrollo es mayor cuadrado hundido

por

metro

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¾ TIRAJE INTERACTIVO • Heslop & Laubscher: modelos físicos con arenas de diferentes tipos y tamaños. • Concuerdan con el tiraje aislado de Janelid & Kvapil. • Se fundamenta en la extracción de material de puntos de extracción adyacentes trabajados simultáneamente. • Generación de una zona de interacción (Z.I.) hasta cierta altura de la columna de mineral. • Flujo aislado: Distancia entre puntos de extracción > 1,5 ∅ e.m.

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TIRAJE INTERACTIVO

Movimiento Vertical

Columna

Granulometría

de Extracción Movimiento Aleatorio

Altura Zona de Interacción

d REFRESHMENT TECNICO

Distancia entre puntos Regularidad Tiraje Velocidad de Extracción

Puntos de Extracción

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• En la Z. I. se genera un rápido movimiento de las partículas en forma aleatoria. Los campos de tensión interactúan provocando movimientos laterales de las partículas que vienen de la zona superior, sometidas a fuerte presión vertical. • Sobre la Z.I. el material se mueve verticalmente en forma masiva (flujo masivo) y el contacto estérilmineral desciende en forma paralela. • La Z.I. se ubica sobre un conjunto de puntos de extracción separados a una distancia crítica menor de 1,5 ∅ elipsoide de tiraje.

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DESARROLLO PERFORACION Máquina Stopper En la mayor parte donde se requiere utilizar explosivos, para volar rocas u otro material, necesita la operación de perforación. Utilizando esquemas y diagramas de perforación, para taladrar la roca donde se alojarán las cargas explosivas adecuadas para obtener el éxito deseado. Los sistemas de penetración de rocas que han sido desarrollados y utilizados en minería son: Mecánicos:

Percusión Rotación Roto percusión Roto abrasivo

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Percusión • •

• • •

La Drilling Research Inc., utilizando una cámara de alta velocidad y medidores de tensión muy cerca del filo del bit, logró establecer los siguientes pasos en el mecanismo del fracturamiento de la roca. a) Deformación elástica de la roca, con trituración de las irregularidades. b) Formación de grietas principales, con trituración de la cuña central de la roca ubicada bajo el filo del bit. La transmisión radial de la fuerza, produce tensiones tangenciales las que aumentan con la presión del filo, hasta llegar a superar la resistencia de la roca, generando grietas a partir del filo. c) Propagación de grietas secundarias con formación de astillas. d) La secuencia se repite una y otra vez hasta que se disipa toda la energía del impacto. e) Desplazamiento de los detritus con formación de cráter expulsados por el rebote del bit y por la acción del flujo barredor. REFRESHMENT TECNICO

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Rotación •

El mecanismo básico del fracturamiento de la roca observado durante la perforación rotatoria utilizando un bit tipo cincel o drag bit, fue el siguiente: a) Deformación elástica. b) Trituración: pulverización de la roca en contacto con el bit c) Astillamiento y trituración: Al superarse la resistencia de la roca al cizalle se desprenden astíllas, permitiendo un rápido giro de la broca para impactar violentamente contra la roca sólida, repitiéndose el ciclo. d) Astilla mayor : poco a poco se forma una gran mordedura que termina por ceder bruscamente, dando origen a una gran astilla, que deja prácticamente libre por un buen trecho al bit, volviendo a reiniciarse un nuevo ciclo semejante al anterior.

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Evolución en el Tiempo de los Equipos de Perforación Velocidad de penetración en el tiempo Roca Granito m/h

180 160 140 120

100 Martillos Hidráulicos 80 60

Mecanización

40 20

Método Sueco 1910-20 -30

-40

REFRESHMENT TECNICO

-50

-55 -63 -73 -77 -90 -99

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68

Métodos Mecánicos de Perforación M e t o d o d e p e r f o r a c io n y q u e m a d a

M e t o d o s m e c a n ic o s

Fuente: Sandvic Bafco

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Rotopercusión Martillo DTH

26”

5”1/2

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Martillos Neumáticos Un equipo DTH neumático tiene un rendimiento entre 8 y 11 metros por hora en un diámetro de 51/2”. Trabajan con una presión de aire entre 180 a 220 psi. Aceros Elemento Vida útil(m) US$/m Martillo Cop 10000 0,40 Bit bot 5 ½” 1000 0,45 Barras 89mm 1000 0,27 Rendimiento operativo 8 m/hr

REFRESHMENT TECNICO

•

Trabajan con aire comprimido. Generalmente la red entrega una presión de 100 psi, lo que es insuficiente para la presión de trabajo que necesita el equipo, por lo cual requieren de otro compresor auxiliar llamado booster que sube la presión aprox. a 17 bar.

•

El costo perforado alrededor, dólares.

total por debe entre 10

metro estar y 12

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71

Martillos DTH Hidráulicos Estos martillos son accionados por agua, por lo tanto, la cantidad que utilicen va a depender del diámetro de perforación. Según catálogo de Wassara (W). 120 l/min 180 bar 200 l/min 180 bar 360 l/min 180 bar

0,90 0,80 0,70 Mt/min

W-80: 3 ½ - 4” W-100 4 ½ - 5” W-150 5 ½ - 6

RENDIMIENTO INSTANTANEO

0,60 0,50

W. TARGET

0,40 0,30

NEUMÁTICO

0,20 0,10 0,00 0

La bomba se alimenta con 150 KWH Rendimiento operativo es de 15 m /hr

REFRESHMENT TECNICO

10

20

30

40

Largo de perforación

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72

Rendimientos de DTH

REND. INSTANTANEO DESCENDENTE

REND. INSTANTANEO ASCENDENTE 0,90 0,80

Mt/min

0,60

W. TARGET

0,50

HID. REAL

0,40

NEUMÁTICO

0,30 0,20 0,10 0,00 0

10

20

30

40

Largo de perforación

REFRESHMENT TECNICO

Mt/min

0,70

1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

W. TARGET W. REAL NEUMÁTICO

0

10

20

30

40

Largo de perforación

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73

Jumbo de un Brazo Estas máquinas óleo hidráulicas se consideran máquinas roto percusivas por tener motor de rotación independiente

REFRESHMENT TECNICO

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74

Perforadora Hidráulica

Sarta típica para jumbos en desarrollo horizontal

REFRESHMENT TECNICO

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75

Aceros Culatín o adaptador de culata

Copla o manguito

Escareador Barra

Bit 05

REFRESHMENT TECNICO

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76

Daños de los aceros • • • • • • • • • • • • • •

Percusión en vacío, producto de una baja presión de empuje o la mala calidad de la roca Temperatura en coplas, producida por la fricción de los aceros, producto de la retransmisión de energía.(puntos de uniones) Sistemas de amortiguación Sincronismo de los parámetros, de empuje, percusión y rotación Un mal apoyo de la viga al perforar, especialmente al empatar Movimientos de la viga durante la perforación que pueden ser nefasto para los aceros Una mal alineamiento de la barra produce un daño también de centralizadores Una mala posición de la viga con relación a los tiros del diagrama en perforación frontal Un mal control del paralelismo de los taladros Un barrido deficiente Una mal operación del procedimiento de empate Una mala elección de los aceros para ese tipo de roca Una sobre perforación de los bits Rectificación de los bits de mala forma o sin los instrumentos para un correcto afilado REFRESHMENT TECNICO

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77

Causales de daños en los aceros OPERACIONES INCORRECTAS incorrecto z Empate incorrecto ‰ No apoyar la viga contra el cerro ‰ Orientar la viga al momento del empate ‰ Empatar con máxima potencia

correcto

REFRESHMENT TECNICO

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78

Causal de daños en Aceros S IG N O S D E E X C E S O D E P R E S IÓ N D E AVANCE ‰ ‰ ‰

S e o b s e r v a f le x ió n e n la b a rra O s c ila c ió n c o n s t a n t e d e m a n ó m e t r o d e r o t a c ió n T ir o n e o e n m o v im ie n t o d e avance

REFRESHMENT TECNICO

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79

Causales de baja a los aceros CAUSALES DE BAJA DE BITS • • • • • • • • • •

Por botón saltado, que puede ser por mala fabricación del bit, por una baja presión de empuje que provoca falta de contacto entre el bit y la roca. Botón quebrado en el fondo producto de una rotación con un alto torque, sobre perforación, etc. Quebrado antes del fondo pude ser provocado por sobre perforación. Una sobre perforación, deja los botones muy gastados como para volverlos a afilar. proceso deficiente de fabricación. Por una pérdida parcial de matriz, que se produce por una propagación del agrietamiento lateral de lo orificio del barrido lateral. Por una fractura transversal en la zona del hilo producto de una perforación suelta. Por una fractura longitudinal. Por pérdida del diámetro causado por una rotación excesiva, un avance elevado y una roca demasiado abrasiva. Pegado en la perforación a causa de formaciones rocosas agrietadas, un barrido deficiente o un bit mal afilado.

REFRESHMENT TECNICO

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80

Revisión de aceros Bit dado de baja

REFRESHMENT TECNICO

Uso de plantilla

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81

Vida útil de los aceros Afiladora para bit de botones

REFRESHMENT TECNICO

Accesorios perforación

Vida Util (metros perforados)

Bit 45 mm

500

Copla R38

2000.

Culatín R38

3000

Barra 14”

2000.

Corona 4”

400.

A.Piloto R32

400

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82

Precios de aceros y algunos costos de minas

USD/METROS

Accesorios Precio (US$) • Bit 45 mm 50 • Copla R38 50 • Culatín R38 195 • Barra 14” 125 • Corona 4” 125 • A.Piloto R32 215

COSTO POR METRO ESPERADO V/S REAL 0.39 0.37 0.35 0.33

ESPERADO

0.31

REAL

0.29 0.27 0.25 Mina Sur

Carola

Soldado

Teniente

MINAS

REFRESHMENT TECNICO

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83

Rendimientos de Aceros

Metros Perforados

Comparación de Rendimientos 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500

copla culatín barra

Mina Sur

Carola

Soldado

Teniente

Minas

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84

Distribución de Ventas de Empresas Mercado Top Hammer DISTRIBUCIÓN TOTAL DEL MERCADO TH

3 4

2

SANDVIK

5 33

ATLAS COPCO P&V

18

ROCK MORE ROBIT MITSUBISHI 35

REFRESHMENT TECNICO

OTROS

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85

Tipos de Explosivos

ALMA ALGODON

CAPA DE FIBRA

REFRESHMENT TECNICO

PETN EXPLOSIVO

REVESTIMIENTO PLASTICO

CAPA DE ALGODON

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86

Propiedades de los Explosivos • Densidad Peso por unidad de volumen (gr/cm3)

• Volumen de gases. Litros de gases por kilo de explosivo

• Energía (KCal/ kg) • Velocidad de Detonación VOD (m/seg)

REFRESHMENT TECNICO

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87

Propiedades de los Explosivos • Presión de Detonación (PD) (KBar) PD = k * Densidad * (VOD)2 = KBar k = Cte. = 2,325 • Diámetro crítico • Resistencia al agua • Sensibilidad a iniciación y propagación

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88

Propiedades de los Explosivos Tabla con Propiedades de los explosivos Según Catálogos Producto ANFO Mexal A Tronex 2 Densidad (gr/cm3) 0,78- 0,81 O,75- 0,85 1,24 Vol. De gases (lts/ kg) 1050 960 809 Energía (kcal/ kg) 912 902 948 Presión Det (kBar) 31 41,5 74 VOD (mt/ seg) 4000 > 2800 4900 PR al Anfo en peso 1,00 0,99

REFRESHMENT TECNICO

Softrom 1,19 826 904 66 3200 0,96

Trimex 1,06- 1,18 890 815 2000- 4500

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89

Potencia Relativa de los Explosivos • Según Langefors la potencia relativa de un explosivo (PR) se obtiene de la siguiente relación. (5/6)*Factor de energía + (1/6)* Factor de volumen 5 Q 1 V PR = ∗ + ∗ 6 Q0 6 V0

Q = Energía explosivo a utilizar Qo= Energía explosivo Patrón (Anfo) V = Volumen explosivo a utilizar Vo= Volumen explosivo Patrón (Anfo) REFRESHMENT TECNICO

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90

Ejemplos • Calcular la potencia relativa (PR) del Trimex con respecto al Anfo

• • • • •

Qo Anfo = 912 kcal/kg Q Trimex = 815 “ Vo Anfo =1050 lts/kg V Trimex = 890 “ Solución: PR = 5/6x 815/912 + 1/6x 890/ 1050 = 0.88 Significa que 1 kg de Trimex equivale a 0,88 kg de Anfo REFRESHMENT TECNICO

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91

Emulsiones • Nitratos en solución + Aceites,surfactantes y diesel 90% + 10% • • • • •

Tienen alta densidad Es posible fabricar mezclas bombeables Se fabrican Anfos Pesados Tiene un VOD más alto que el Anfo Para minas Subterráneas existe la emulsión RS-95 para tiros largos de 2” ½ y desarrollos con perforación de 1” ¾ (ORICA)

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92

Forma de Carguío Producción Producción

Desarrollo Desarrollo

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93

Balance de Oxígeno en los Explosivos Anfo

Nitrato de Amonio + Diesel NH4 NO3 + CH2 = GASES 94,4 % 5,6 %

Gases generados en la explosión del Anfo CO2 17 % NOx

N2 33 %

H2O 50%

CO

Ecuación de equilibrio del Anfo es la siguiente: 3NH4NO3 + CH2 = 3N2+ 7H2O + CO2 + 912 Kcal/kg

REFRESHMENT TECNICO

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94

Labores de Acceso • Objetivos - Alcanzar el cuerpo mineralizado y hacerlo accesible - Colgar una cantidad conveniente de mineral - Subdividir el yacimiento

• Labores de acceso - Labores principales:

Socavones Rampas Piques Chiflones

Labores secundarias REFRESHMENT TECNICO

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95

Elección del Acceso y su Localización • Forma y tamaño del depósito • Características fisiográficas • Propósitos del acceso • Condiciones geomecánicas y/o estructurales • Factores económicos REFRESHMENT TECNICO

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96

Socavones • Fáciles y económicos de ejecutar (manual, jumbos, máquinas tuneleras, sectores): < costo ejecución/m • Transporte sencillo, rápido y económico • Fácil drenaje (0,2 - 2 %) • Ventilación y fortificación más sencilla • Bocamina (instalaciones superficie, nivel de aguas)

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97

Rampas • Costo de ejecución/m es mayor que en el socavón • Pendientes usadas 5 a 25 % (8 -15 %) • Control topográfico estricto • Drenaje mediante bombeo, si es con pendiente negativa • Ventilación y fortificación más dificultosa • Va por estéril: ataque del mineral a distintas cotas REFRESHMENT TECNICO

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98

Piques • Mayor costo de ejecución por metro • Depósitos de tamaño reducido y/o profundos • Cuerpos de bajo manteo (< 15º): Chiflón • Cuepos manteo medio (15-40º): Pique inclinado • Cuerpos de gran manteo (>40º): P.V. • Control topográfico estricto • Ventilación y fortificación más dificultosa REFRESHMENT TECNICO

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99

Diseño de Labores Horizontales • Dimensiones (A x B) - Reglamento de Seguridad Minera (Nº 72 y modificaciones) - Vehículos motorizados A = ancho vehículo + 1 m c/lado B = alto vehículo + ducto + holgura de 0,5 m Refugios cada 30 m - FFCC A = ancho carro + 0,5 m c/ lado B = alto carro cargado + obstáculo + holgura 0,5 m Refugios cada 20 m

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100

Desarrollo de Labores Horizontales

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101

DIAGRAMA DE DISPARO • METODOS DE CALCULO - Holmberg; Langerfors - Gustafson; Konya - Sistema gráfico (Nt = f(d)) • CRITERIO GEOMETRICO - Rainuras paralelas - Indiferente a distribución de Rainuras - Principio: evitar congelamiento, ( Area disponible labor >= Esponjamiento del material arrancado)

REFRESHMENT TECNICO

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102

REFRESHMENT TECNICO

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103

REFRESHMENT TECNICO

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104

REFRESHMENT TECNICO

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105

Desarrollo Subterráneo

• • • •

Tipos de Techos y Secciones Techo plano Techo medio arco Techo con radio a la gradiente Techo con radio al piso o Baskethandle

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106

Elección del Techo •

Va a depender de las características geomecánicas de la roca o del tipo de terreno a atravesar. - Distribución de esfuerzos

•

Del tamaño de la sección. - Cavernas - Túneles de transporte (camiones, ferrocarriles) - Desarrollos de preparación de minas, etc.

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107

Sección Típica Método NATM Perforación de paraguas

REFRESHMENT TECNICO

Sección típica

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108

Tipos de Rainuras Tipos de Rainuras más utilizadas: - De tiros paralelos (Burn Cut), también llamada rainura Sueca. - En “V” (Angle Cut)

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109

Tipos de Rainuras

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110

Perforación Paralela Las mayores ventajas de los tiros paralelos con respecto al angular, es: - La facilidad de posicionamiento de las perforadoras para realizar el trabajo. - Se logra un mayor avance por disparo Cuando realizamos la quemada en rounds paralelos, pueden ocurrir los siguientes problemas. REFRESHMENT TECNICO

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111

Problemas en tiros Paralelos •

Congelamiento o Recementación. Ocurre por: Concentración de energía muy alta - Volumen insuficiente de tiros vacíos - Intervalos de retardos no adecuados -Características desfavorable de la roca REFRESHMENT TECNICO

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112

Problemas de Tiros Paralelos • Detonación por simpatía. - Explosivos muy sensibles - Corta distancia entre tiros - Presencia de agua - Rocas agrietadas

Distribución típica de tiros en rainura para evitar detonación por simpatía Barrenos de Carga 2

Barrenos de alivio (Rainura)

1

REFRESHMENT TECNICO

3

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113

Problemas en Tiros Paralelos Desensibilización por presión dinámica A medida que se sube la densidad del explosivo este se torna menos sensible y mucho más cuando en su composición no contienen sensibilizadores. -Efecto canal. Cuando el cartucho es de menor diámetro que el tiro, existiendo un gran espacio anular entre ellos -Presión impuesta por un tiro adyacente REFRESHMENT TECNICO

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114

Características Principales Emprimado típico en las minas subterráneas Huincha aislante

Tubo tecnel

A'

Corte A' - A''

A'' Detonador alojado en el cartucho Cartucho de tronex plus

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115

Desarrollo Horizontal Rogers Holmberg presenta varia relaciones para diseñar rounds de disparos en labores horizontales, se basó en Langefors y Gustafsson. - Determinar la profundidad de la perforación, ocupando un barreno vacío H = 0,15 ⊕ 34,1 ∗ Dh − 39,4 ∗ Dh 2

(Fórmula N°1)

H = largo del tiro (m) Dh = Diámetro del tiro Vacío (m) REFRESHMENT TECNICO

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116

Cálculo de Longitud del Barreno Cuando se ocupan dos barrenos vacíos se ocupa la misma fórmula anterior reemplazando el Dh por Df (Fórmula 2) Df = Dh ∗ 2 D

H = 0,15 + 34,1 ∗ Df − 39,4 ∗ Df 2

(Fórmula 3) Df = diámetro final de dos tiros vacíos (en m) Dh = diámetro de cada tiro vacío( en m) REFRESHMENT TECNICO

B

E

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117

Primer Cuadrante β F

Desviación de la perforación.

F = senα ∗ H + β

F = desviación de la perforación β = error de emboquillado = desviación angular H = profundidad del terreno

α

(Fórmula 4)

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118

Desviaciones en la Perforación • Frente Perforada

REFRESHMENT TECNICO

•

Replanteo de frente perforada

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119

Desviaciones de Rainuras

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120

Primer Cuadrante •

Como ya se indicó para un burden mayor de 2 Df el ángulo de salida es demasiado pequeño y se produce una “deformación plástica” de la roca entre los dos tiros.

•

Cuando el burden es menor a 1 Df, y la concentración de la carga es muy elevada se producirá la “sinterización” de la roca fragmentada. No saliendo la rainura.

•

Cuando no existen desviaciones se recomienda que el burden se calcule sobre la base de B = 1,5 * Dh (¨Fórmula 5) con un tiro hueco B = 1,5 * Df (Fórmula 6) con dos tiros huecos

• • •

Cuando la desviación angular de perforación es mayor a 1%, y existen errores en la empatadura del tiro, el burden se calcula a partir de: B = 1,7 * Dh – F (Fórmula 7) Un tiro hueco B = 1,7 * Df – F (Fórmula 8) Dos tiros huecos

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121

Cálculo del Primer Cuadrante (PRC) Cálculo concentración de carga del PRC ⎛ B ⎞ ⎛ B − DhóDf⎞ ∗⎛ c ⎞ 55d⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 ⎠ ⎝ 0,4 ⎠ Dh⎠ ⎝ ⎝ ∗ l= 1 SAnfo 1,5

(Fórmula 8)

donde: l = Concentración de carga (Kg explosivo/m de tiro) d = Diámetro de los tiros o barrenos (m) B = Burden (m)

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122

Cálculo del PRC Dh ó Df = Diámetro del tiro o los tiros vacíos c = Factor de roca

El factor de roca “c” es una medida empírica, equivalente a la cantidad de explosivo necesario para remover un metro cúbico de roca, nosotros usaremos c = 0,4.

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123

Relación de burden entre tiros PRC con diámetros de tiro hueco

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124

Relación Concentración de Carga y Burden Máximo

V = Burden

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125

Concentración de carga por metro lineal de perforación • Calculada la concentración de carga “l” (fórmula 8) se obtiene la cantidad de explosivo en peso por cada metro lineal de tiro perforado. Con este resultado se analiza el explosivo disponible en el mercado y se elige aquel cuyo “l” coincida o esté muy cercano al calculado. Ejemplo • Un cartucho de Tronex 2 (1” x 8”) pesa 125 gr. • En un metro lineal de perforación entran 5 cartuchos, lo que significa que el “l” del Tronex es de 0,625 Kg de explosivo por metro de tiro.

REFRESHMENT TECNICO

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126

Cálculo de Espaciamiento y Cargas de Barrenos Primer Cuadrante • Espaciamiento (Fórmula 9)

E = B1 ∗ 2 Cálculo de cargas • Taco = h = (10 d)

(Fórmula10)

• Largo de columna a cargar (Lc) Lc = H – h

(Fórmula 11)

El explosivo que se debe utilizar en las rainuras será el que tenga el l (ele) más cercano al “l” calculado. REFRESHMENT TECNICO

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127

Carga Explosiva para Rainuras • Carga de un barreno = Q Q = l (H – h) (Fórmula 12) Q = Kg explosivos por metro de barreno l = Concentración de carga por metro de barreno (Kg/m) H = Largo de la perforación H = Taco Cálculo del N° de Cartuchos = Nc Nc = Q / Peso de un cartucho en kg (Fórmula 13)

Total cartuchos PRC = Nc * 4 REFRESHMENT TECNICO

(Fórmula 14)

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128

Cálculo del Segundo Cuadrángulo (SEC) • El espaciamiento entre tiros (Fórm. 9) debe ser corregida por las desviaciones laterales de las perforaciones, quedando: • E1 = (B – F)* 2 Luego se calcula el Burden en función del espaciamiento corregido (E1C) y (“l”) del explosivo a utilizar. E1c ∗l ∗ S Anfo −2 B2T = 8,8∗10 ∗

REFRESHMENT TECNICO

d ∗c

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129

Cálculo del Burden (SEC) −2

B2T = 8,8∗10 ∗

E1c ∗l ∗ S Anfo

(Fórmula 17)

d ∗c

B2T = Burden del SEC teórico E1c = Ancho teórico corregido del Cuadrángulo precedente l = Concentración de carga de acuerdo al explosivo a utilizar Kg/m SAnfo= Potencia relativa en peso del explosivo a utilizar con respecto al Anfo d = Diámetro del barreno en metro c = Constante de la roca

Burden Práctico

B2P = B2T – F

REFRESHMENT TECNICO

(Fórmula18)

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130

Restricciones del Burden • El Burden Práctico debe cumplir la siguiente restricción. 0,5E =< B2P =< 2E La condición B2P=< 2E, es con el objeto que no ocurra una deformación plástica de la roca en el proceso de la rotura B2P => 0,5E. Significa que el cuadrángulo número 2 será mayor que el primero y los tiros de este último quedarán ubicados dentro del perímetro del segundo cuadrángulo REFRESHMENT TECNICO

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131

Segundo Cuadrángulo Espaciamiento E ⎞ ⎛ E2 = ⎜ B2 P + 1 ⎟ ∗ 2 2⎠ ⎝

B1

(Fórmula19) B2

E1

E2

REFRESHMENT TECNICO

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132

Cálculo Explosivo 2° Cuadrante • El cálculo del explosivo para el segundo cuadrante es similar al primero, es decir, se emplean las mismas fórmulas. Lo que puede ser diferente es el “l” del explosivo a utilizar en este cuadrante. • El mismo cálculo sirve para el tercer y cuarto cuadrante haciendo siempre la salvedad del “l” del explosivo a utilizar en cada uno de ellos. REFRESHMENT TECNICO

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133

Tercer y Cuarto Cuadrante • Para calcular el Burden se entra con el Espaciamiento anterior corregido • Tercer Cuadrante • Espaciamiento anterior (Fórmula 20) E ⎞ ⎛ E 2 = ⎜ B2 P + 1 ⎟ ∗ 2 2 ⎠ ⎝

• Esp. Anterior corregido

(Fórmula 21)

E ⎞ ⎛ E2C = ⎜ B2P + 1 − F⎟ ∗ 2 2 ⎠ ⎝ REFRESHMENT TECNICO

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134

Tercer y Cuarto Cuadrante Cálculo del Burden tercer cuadrante −2

B3T = 8,8 ∗10 ∗

E2c ∗ l ∗ S Anfo d ∗c

Burden Práctico = B3P = B3T –F

REFRESHMENT TECNICO

(Fórmula 22)

(Fórmula 23)

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135

Tercer y Cuarto Cuadrante • Espaciamiento Tercer Cuadrángulo (Fórmula 25)

E ⎞ ⎛ E3T = ⎜ B3P + 2 ⎟ ∗ 2 2 ⎠ ⎝

• Espaciamiento corregido

E2 ⎛ ⎞ E = B + − F ⎟∗ 2 (Fórmula 26) 3C ⎜ 3P 2 ⎝ ⎠

• Burden Cuarto Cuadrángulo E 3C

E ⎛ ⎞ = ⎜ B 3 P + 2T − F ⎟ ∗ 2 2 ⎝ ⎠

−2

B4T = 8,8 ∗10

(Fórmula 27)

B4P = B4T −F

E3C ∗ l ∗ S Anfo d ∗c

(Fórmula 28) (Fórmula 29)

REFRESHMENT TECNICO

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136

Barrenos del Piso • Cálculo de Zapateras (Fórmula 30 )

B PisoTeóric

o

c = Factor de roca corregido c = c + 0,05 si B > 1,4 m c = c + 0,07/B si B < ó = 1,4 m

= 0 ,9 ∗

lb ∗ S

Anfo

c ∗ f ∗

E B

PT

PT

PT

c = Factor de roca (0,4) lb = Concentraciòn carga de fondo del explosivo utilizado SAnfo = Potencia relativa en peso del explosivo usado con respecto al Anfo f = Factor de fijación en este caso igual a 1,45 E/B = Relación Espaciamiento Burden, valor = 1 REFRESHMENT TECNICO

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137

Restricciones • Burden debe cumplir la siguiente condición: BPc =< 0,6 H Si no se cumple esta condición se debe disminuir la concentración de la carga de fondo lb y volver a aplicar la relación (Fórmula 30) • Al perforar estos barrenos debe considerarse el ángulo necesario para proporcionar la holgura que permita absorber el ancho de la perforadora sin que se disminuya el ancho del Túnel, se usa un ángulo de 3°.-

REFRESHMENT TECNICO

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138

Tiros de Contorno A n g u lo d e a p e r t u r a p r a c ti c o

te o r ic o

A n g u lo d e a p e r t u r a =

REFRESHMENT TECNICO

E l a n g u lo e n t r e e l p e r f il d e l t u n e l p r a c t ic o y t e o r ic o

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139

Método Operatorio del Cálculo a.- Aplicar fórmula 30, reemplazar valores, como no tenemos ocupamos en su lugar el factor de roca c , es decir, 0,4. b.- Tendremos como resultado un valor BPT , el cual se aplica para determinar que , ocuparemos para reemplazar en la fórmula 30 y obtener el Burden del piso corregido (BPC). c.- Determinamos el Burden Práctico B1P B1P = BC − Hsenγ − F

REFRESHMENT TECNICO

(Fórmula 31)

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140

Número de Tiros en Zapateras d.- Calculamos el N° de tiros para ello utilizamos la siguiente fórmula (Fórmula 32) Donde: N° = Números de tiros A = Ancho de la labor H = Longitud de las perforaciones γ = 3 ° ángulo de inclinación de los barrenos E = Espaciamiento (de la relación E/B =1, se ocupa el BPC BPC = E

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141

Espac. Zapateras y Tiros de Esquina El resultado de N° es con decimal se aproxima al entero superior e.- Calculamos el espaciamiento práctico E1P A + 2 Hsen γ (Fórmula33) E1 P =

N −1

El E1P calculado corresponde al ancho en el fondo de los tiros f.-Al proyectar el fondo de los tiros al piso de la labor, tenemos que calcular los tiros de lasγ esquinas del piso (Fórmula 34)

E2 = E1P − Hsenγ REFRESHMENT TECNICO

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142

Cálculos de las cargas • Longitud carga de fondo (hb) De donde hb = 1,25 * B1P (Fórmula 35) (Fórmula 31)

Concentración carga de fondo “l ” explosivo a utilizar. • Carga de fondo “CF” (Fórmula 36) CF = l * hb • Concentración carga de columna “ lp “ lp = 0,7 * l Longitud de columna “hp” REFRESHMENT TECNICO

hp = H – (hb +h)(Fórmula 37)

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143

Carga por Barreno • Carga por barreno “ Q “ Q = CF + Cc (Kg explosivo/barreno)

(Fórmula 38)

reemplazando:

Q = l * hb + lp * hp • N° de cartuchos por barreno N°C N°C = Q / Peso unitario del cartucho(kg) (Fórmula 39)

REFRESHMENT TECNICO

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144

Tiros del Techo • Sistema de Recorte (Smooth Blasting) • Espaciamiento “E” E = K * d (Fórmula 40) Donde: K = Constante, varía entre 15 y 16 d = Diámetro del tiro Entrega además una concentración de carga teórica “l” (Fórmula 41) 2

l = 90 ∗ d

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145

Cálculo del Burden Tiros del Techo • Entrega un burden teórico y se calcula en función del espaciamiento dividido por una constante igual a 0,8. BT = E / 0,8 (mts) (Fórmula 42) • Al igual que en las zapateras hay que restarle la diferencia por ángulo y por desviaciones, obteniendo un Burden Práctico “BP”. BP = BT − Hsenγ − F REFRESHMENT TECNICO

(Fórmula 43)

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146

Número de Tiros en Coronas • Número de tiros en coronas “ N°TC” N°TC = (Longitud arco / E) + 2 (Fórmula 44) • Explosivo por tiro “Q” Q = l * H (kg explos) (Fórmula 45) Nº cartuchos= Q /Peso unidad cartucho Total cartuchos = Nº cartuchos por tiro * NºTC

REFRESHMENT TECNICO

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147

Perforaciones de Cajas •

Los tiros de cajas se pueden calcular por dos modalidades diferentes:

No controlando el Explosivo

- Controlando el explosivo Sistema Recorte : Se emplean las mismas fórmulas de control de coronas. (smooth blasting). En la fórmula 44 cambia. En remplazo longitud del arco debe ponerse H’- BPC(Piso)-BP(techo) - No controlando el explosivo. Se emplean las mismas fórmulas de las zapateras, pero cambian algunos valores.

REFRESHMENT TECNICO

Donde: f = 1,2 ; E / B =1,25 ; E = 1,25 * B corregido

Números de tiros caja

NºT= (H’- BPC(Piso)-BP(techo) / E) +1 Se aproxima al entero. Se vuelve a recalcular E, en funciòn del Nùmero de tiro con la fòrmula anterior.

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148

Cálculo de Explosivos para Cajas • El sistema de cálculo es igual al de las zapateras: Donde:

Lp = 0,5 * l

(Fòrmula 47)

Q = l * hb + lp * hp NºC/T = Q / Peso unidad Cart. Total cartuchos = Nº cartuchos por tiro * NºTC

REFRESHMENT TECNICO

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149

Tiros Auxiliares • Para el cálculo de estos barrenos horizontales hacia arriba o hacia abajo. Se usan las mismas fórmulas para calcular los barrenos del piso, la diferencia radica en las relaciones, E/B y factor de fijación “f”. Barrenos con rotura horizontal hacia arriba f = 1,45 (E/B) = 1,25

REFRESHMENT TECNICO

• Barrenos con rotura horizontal hacia abajo f = 1,2 (E/B) = 1,25 Cálculo de las cargas explosivas La única diferencia de las zapateras es la carga de columna lp lp = 0,5 * l

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150

Recomendaciones • Conjuntamente con el cálculo del explosivo debe confeccionarse una tabla para anotar los resultados de cada una de los sectores del disparo, especificando el tipo de explosivo la cantidad de cartuchos los fulminantes con su respectivo número de retardo, etc. • Observar la tabla adicional al Cálculo del disparo REFRESHMENT TECNICO

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151

Round de Disparo 4,7 x 4,32

REFRESHMENT TECNICO

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152

Round en Andesita Primaria Descripción de Diagrama

Sección

4,7x4,32 m

Número de Tiros

59

Área

18,753 m

Número de Tiros Huecos

2

Perímetro

11,82 m

Anfo Utilizado

132 Kg

Longitud de Perforación

3,7 m

Tronex Utilizado

163 unid

Diámetro de Perforación

45 mm

Softron Utilizado

126 unid

Metros Perforados

233.1

Factor de Carga

2,89kg/m3

REFRESHMENT TECNICO

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153

Tabla adicional al cálculo del disparo PERFORACIÓN

N° de

Tronex Plus 1 1/8 x 8

Tiros

un/tiro

total

US $

Zapateras

8

14

112

Contorno

18

1

Rainura

12

Auxilares

24

TOTAL

62

ACCESORIOS

Anfo total

US $

25,76

0

0

18

4,14

0

0

1

12

2,76

3,67

44,04

1

24

5,52

3,67

166

38,18

UNIDAD PRECIO

US $

Kg/tiro

Softron 11/16 x 20 un/tiro

total

US $

0

0

108

41,04

17,18

0

0

88,08

34,35

0

0

132,12

51,53

108

41,04

6

Total Explosivo

172,46

Avance Promedio

3,22

Nonel MS 1 - 5

3

1,04

3,12

Área

18,753

Nonel MS 6 - 10

9

1,03

9,27

Perímetro

11,82

1,04

0

Volumen Removido

60,38

Nonel MS 10 - 14 Nonel LP 1 - 5

17

1,06

18,02

Longitud de Perforación

3,7

Nonel LP 6 - 10

15

1,05

15,75

N° de Tiros con Carga

62

Nonel LP 10 - 14

18

1,06

19,08

Metros Perforados

244,2

Guía Compuesta

1

0,81

0,81

Metros Perf / metro de avance

75,84

Cordón Detonante

40

0,12

4,8

Perforación Específica

4,04

70,85

Factor de Carga

2,86

Densidad de Carga

1,08

TOTAL

EXPLOSIVOS :

130,7

US$

ACCESORIOS :

70,91

US$

ACEROS :

134,31

US$

REFRESHMENT TECNICO

TOTAL

335,92

US$

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154

Abaco para Determinar el Número de Tiros P e r fo r a c io n N U M E R O D E T IR O S 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

20

40

60

80

100

120 m2

S E C C IO N T R A N S V E R S A L D E L T U N E L

Fuente Sandvic

REFRESHMENT TECNICO

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155

Ciclo de perforación y Quemada

Fuente: Sandvic

REFRESHMENT TECNICO

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156

Actividades en el Avance de los Desarrollos para Calcular Costos Directos Actividades en el avance horizontal de labores mineras. 1.-Perforación - Aceros de perfor. en avance - Mano de Obra en perforación - Equipos de perforación.

2.-Tronadura - Explosivos - Mano de Obra en el carguío de explosivos . - Ventilac. auxiliar Post tronada

REFRESHMENT TECNICO

3.- Extracción de marina. - Equipos cargadores - Mano de Obra en la extrac – ción de marina. - Ventilación auxiliar de gases diesel

4.- Fortificación - Mano de Obra en servicios de fortificación. - Insumos.

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157

Planilla Tipo para Calcular Costo de Acero Item

Unidades Metros Precio Gastadas Perforados

Culatín ---------------------Coplas ---------------------Barras ---------------------m perf bit Bit ----------------------Bit ----------------------Suma metros perforados bit (m perf bit)

Dólares UnitarioUS$ ----------------------------------------------------

Costo Item Gastados US$/m perf --------------------------------------------

Σ US$ Gastados

Total costo aceros = Σ US$ Gastados / m perf bit

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158

Problemas con los Desarrollos •

Errores de operación - Iniciar una labor sin marcas topográficas - Errores en la marca de los tiros - Errores de empatadura de tiros - Error en el carguío de tiros a).- Mal emprimado b).- No hay relación entre los diámetros de cartucho y perforación. c).- Si cargamos Anfo, regular la presión del aire entre 45 y 70 psi d).- Tiempos de salida no relacionados, etc.

REFRESHMENT TECNICO

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159

Problemas • El plano que presentamos es el diseño de una galería a construir. • Presentamos a continuación, como se construyó la galería y como quedó REFRESHMENT TECNICO

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160

Problemas

REFRESHMENT TECNICO

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161

Problemas

REFRESHMENT TECNICO

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162

Frente Irregular Fallas en Zapateras

REFRESHMENT TECNICO

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163

Desarrollo no marcado por Topografía

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164

Fallas en barras de 4,3 mt N° de Casos Causa

En

Quiebre de Hilo

Desgaste de Hilo

Trizadura Quebradura

-

3

-

Fe

-

2

1

Ma

1

2

-

Abr

2

1

2

Ma

-

3

2

REFRESHMENT TECNICO

Jun

-

4

3

Jul

1

-

6

Diagnóstico

Corrección

Desalineamiento de la columna de perforación y sobre esfuerzo de flexión para desacople de barras

Realizar operación adecuada de desacople

Avance y rotación insuficientes

Regular las presiones de avance y rotación

Grasa insuficiente

Engrasar siempre antes de acoplar

Copla con rosca desgastada

Usar aceros con el mismo grado de utilización

Centralizador desgastado Lubricación deficiente

Recambio oportuno de repuestos Lubricar adecuadamente

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165

Round de Disparo

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166

Round fácil de marcar Secciòn Ra

d io

1

m ,5 0

3,5 x 4 m

Nº tiros

45

Diámetro

45 mm

0,70 m

Diámetro tiro hueco 4” 4m

0,70 m

0,70 m

2,50 m

0,70 m

Largo tiro

0,70 m

0,70 m

0,70 m

0,70 m

0,70 m

3,50 m

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167

Desarrollo Vertical Sistema de Construcción. Piques: -Manuales -Mecanizados (Plataformas, con máquinas perforadoras, palas para recoger marina y cargar baldes de extracción). Chimeneas: - Manuales - Jaula Jora (no se usa) - Jaula Trepadora (Alimak) - Raise Bore - Blind Hole - VCR - Zanjas ( preparación de bloques) REFRESHMENT TECNICO

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168

Chimenea Manual

REFRESHMENT TECNICO

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169

Jaula Jora 4

3

2

Estos equipos, ya no se utilizan. 1.- Plataforma de traslado 2.- Carrete con mangueras para aire. 3.-Plataforma de opera ción 4.-Huinche con freno de hombre muerto

1

REFRESHMENT TECNICO

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170

Jaula Trepadora

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171

Raise Bore

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172

Raise Bore La máquina debe ir montada sobre una losa de concreto

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Necesita un desarrollo especial para la instalación, por su altura

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173

Raise Bore

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174

Blind Hole

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175

Blind Hole

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176

Aplicación del Blind Hole

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177

Diseño de Zanjas La geometría que debe tener la zanja recolectora está determinada por condiciones de borde. Que se pueden clasificar en: 1.-Aspectos del diseño Mineros, como: - Variante de hundimiento - Layout del nivel de producción - Tipo y dimensiones de mallas de extracción - Distancia entre niveles Hundimiento y Producción - Altura de socavación - Sección de la galería de zanja en zona de batea - Dimensiones de la visera de protección en punto de extracción

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178

Diseño de Zanjas 2.- Aspecto Geomecánico - Longitud de la estocada de carguío - Dimensiones del crown pillar - Posición de la fortificación en el punto de extracción 3.- Aspecto Geológico. - Característica del macizo rocoso donde se excavará la batea 4.- Aspectos Operacionales.- Características del equipo de perforación ( tipo, di – mensiones de sus elementos para perforar)

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179

Diseño y Burden Tiros Zanja Factores a considerar en el diseño de la perforación. • Tipo de roca • Diseño minero • Geometría de la excavación requerida • Equipos de perforación (maniobrabilidad). El cálculo de Burden se hace con el algoritmo de Langefors. D de ∗ s

Bmáx = Donde: 33 c ∗ f ∗ E Bmáx = Burden máximo en mts B D = Diámetro de la perforación c = Constante de roca (c = 0,5) de = Densidad del explosivo F = Factor de fijación E/B = Relación Espac./ Burden = 1,25 s = Potencia relativa en peso (Anfo respecto a dinamita 35% = 0,87) REFRESHMENT TECNICO

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180

Diseño y Tiros Zanja Angulo 90° 80° 70° 60°

f 1,00 0,99 0,87 0,81

Bpráctico = Bmáx – (e + 0,02 x L) Donde e = Error de empatadura = a 2 veces D L = Longitud promedio de la barrenadura 0,02 = Corresponde a la desviación en el largo de la perforación 2%

REFRESHMENT TECNICO

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181

Diseño de Zanja Zona de recepción (amplia)

Potencial Concentración de Cargas y Daño a Viseras

Zona de descarga reducida para la distribución de tiros

REFRESHMENT TECNICO

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182

Ejemplo de Diseño de Zanjas Perfil de dos Zanjas tronadas

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Es muy conveniente medir las vibraciones que producen las tronadas y cuantificar los daños que se originan por este efecto

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VCR • Vertical Crater Retreat (VCR) • Se aplica solamente en tiros verticales ó semiverticales • Existe una relación entre el largo de la carga y el diámetro del tiro que puede ser igual o menor a 6 • Ejemplo: si tenemos perforado a 5”1/2 de diámetro el largo de la carga será:

5,5 * 0,0254 * 6 = 0,85 m Largo de la carga explosiva

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Teoría del Cráter •

La profundidad óptima h , y el R están relacionada con la masa explosiva, elevada a (1/3) b

hb = k ∗ Ex

S = Espaciamiento

1 3

R S

hb Ex • • • • •

Ex =Explosivo R = C R ∗ Ex H = Profundidad carga R = Radio del cráter K = Constante, generalmente =0,6 cR = Constante Radio = 0,8

1 3

b

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2S

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Cráter Encontrar la profundidad de la carga y el radio del cráter • Ejemplo: si nosotros tenemos una carga explosiva de Anfo de 10,2kg

• Hb = 0,6 *10,2 1/3 = 1,30 m • R = 0,8 *10,2 1/3 = 1,7 m

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Chimenea a VCR Cuerda de polipropileno de 5 – 10 mm de diámetro

•

Los largos de los tacos Inferior = 10 d Superior = 12d

Donde : d = Diámetro del tiro (m)

cuerda

Tubo de señal

Explosivo

Taco de madera

El material del taco puede ser una gravilla de 10 mm. La arena de río puede servir para diámetros pequeños. No hay que olvidar que este tipo de cargas son esféricas y necesitan un taco que impida al máximo la salida de los gases.El taco superior debe quedar en lo posible al mismo nivel. En la perforación de los tiros se puede tolerar una desviación hasta 5 veces el diámetro.

Chimenea REFRESHMENT TECNICO

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Método Sudafricano Perforación en Abanico •

• •

•

•

Es un esquema en la cual las perforaciones están configuradas en forma de abanico de ahí su nombre. La separación entre los abanicos corresponde al Burden “B” La separación entre los fondos de los tiros de cada abanico, es el espaciamiento “E” Para calcular estos parámetros se utiliza la siguiente fórmula B * E = (Lc/H) x (l/ k) REFRESHMENT TECNICO

Donde : B = burden (m) E = espaciamiento (m) Lc = largo de la columna explosiva (m) H = largo promedio del hoyo (m) l = Cantidad de explosivo por metro de tiro (gr/m) K = factor de carga (gr/mm3) Se asume que todos las perforaciones son paralelas y se establece que el taco es igual a 20 veces el diámetro

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Cálculo Resolución “l” anfo en 57 mm = 2350 grs Aplicando fórmula:

• LC = H – 20d/1000 d = Diámetro del explosivo (mm)

La relación Espaciamiento – Burden es entre 1,3 a 1,5 Ejemplo: Roca caliza k = 600 gr/mm3 Largo de perfor. = 10 m Explosivo Anfo densidad 0,92 Diámetro de perfor. = 57 mm

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Lc = H – 0,2d LC = 10 - 0,2* 57 = 8,9 m BxS= (LC/H) * (l/k) S= 1,3 B Reemplazando: BxS =(8,9/10) * (2350/600) = 3,47 B x (1,3 B) = 3,47 De donde: B = 1,6 m S = 2,1 m

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Diseño Dibujo: a.- Se dibuja la galería y la sección del bloque a tronar b.- Se materializa el centro de las perforaciones, considerando la altura de la perforadora. c.- Se une este centro con la esquina superior Izquierda, originando un eje patrón. d.- A partir de este eje se trazan líneas paralelas separadas con el valor del espaciamiento “S” desde la esquina superior izq hasta la proyección del piso de la labor,originando intersecciones con la línea izquierda del perímetro de la sección del bloque

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la misma operación se ejecuta desde la esquina superior izquierda por la parte superior del perimetro de la sección del bloque hasta aprox el eje central vertical de la galería. e.- Todos los puntos originados entre paralelas y Línea perimetral del bloque se unen al punto central de origen de la línea patrón, dando así las direcciones de cada tiro. f.- Lo mismo se hace con la otra mitad. Si existiera algún desface entre los tiros centrales, estos se acomodan

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Diseño g.- Al dibujarlo con autocad, facilita el trabajo, porque el sofware entrega todos los datos que uno requiere del dibujo, largos de tiros ángulos horizontales, etc.- los cuales deben ser tabulados para incluirlos en los planos de perforación.TACOS En el carguío hay que asumir diferentes largos de tacos e identificarlos

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taco A = 20 veces el diámetro taco B = 50 veces el diámetro taco C = 75 veces el diámetro

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Método Sudafricano

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DISEÑO Y PLANIFICACION METODO DE EXPLOTACION POR HUNDIMIENTO DE BLOQUES

VARIABLES INTRINSECAS DEL YACIMIENTO - Geometría y disposición espacial yacimiento - Caracterización física del yacimiento - Hundibilidad del macizo rocoso - Granulometría

VARIABLES MANEJABLES POR PLANIFICADOR - Sectores productivos y altura de extracción - Disposición de niveles - Altura de socavación - Método de extracción - Diseño de la malla de extracción - Disposición de las galerías - Sistema de traspaso - Secuencia de hundimiento y extracción

VARIABLES MANEJABLES POR OPERADOR - Control de leyes del mineral y dilución - Uniformidad del tiraje - Fragmentación de la zona mineral y dilución - Recuperación - Altura de extracción

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GEOMETRIA Y DISPOSICION ESPACIAL ¾ CRITERIOS BASICOS: •

Yacimientos masivos, leyes uniformes, de dimensiones y formas más o menos redondeadas.

•

Sector con características geológicas y geomecánicas apropiadas para la aplicación del método.

•

Análisis del beneficio económico que reporta el mineral de interés.

•

Su aplicación a yacimientos pequeños se descarta, por no ser un método selectivo y requerir una fuerte inversión en obras de preparación.

•

Mina en producción Æ considerar: infraestructura existente y “expertice” del personal. REFRESHMENT TECNICO

grandes

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CARACTERIZACION FISICA ¾ CONSIDERA: •

Obtención de un modelo geológico estructural que establezca características como ley, litología, mineralogía, texturas, alteración, presencia de agua y estructuras presentes.

•

Evaluación de las propiedades geomecánicas del macizo rocoso, determinando parámetros relevantes para el diseño.

•

Definir la calidad de los materiales rocosos que constituyen el “edificio minero” y las solicitaciones de cargas (tectónicasgravitacionales) a que está sometido inicialmente.

•

Establecer si el método más apropiado para explotar en foma económica, segura y eficiente el yacimiento en estudio.

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HUNDIBILIDAD DEL MACIZO ANALISIS DE LA HUNDIBILIDAD • Laubscher (1990), Mathews y otros, han establecido una metodología para estimar el grado de hundibilidad del macizo rocoso. • Abacos distinguen 3 o más zonas del comportamiento de hundibilidad, en función del índice MRMR y del radio hidráulico Rh de la base del bloque. • El MRMR es una característica de la roca y el Rh se obtiene en función de él. • Mediante Rh = Area de corte / Perímetro de corte se obtiene el área mínima de socavación que nos asegure que la roca va a hundir satisfactoriamente. REFRESHMENT TECNICO

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ABACO DE LAUBSCHER V a lo r R M R M a ju st a d o

100

ZO N A EST A B LE

T

E T R A N S IC ÍO N

H U N D IB IL ID A D M A L A

40 DE 30

ZO N A

ZO NA DE H U N D IM IE N T O

20

H

10

B U E N A H U N D IB IL ID A D

0

10

20

30

40

50

60

R a d io H id rá u lic o R H ( m )

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EJEMPLO

Sea MRMR = 50 Æ Rh = 23 m RH =

area a *b = perimetro 2 * (a + b)

a *b RH = ≥ 23 m 2( a + b ) h

Si a = b, tenemos

b

a

RH =

a*a ≥ 23 m 4*a

a ≥ 92 m Entonces, el área mínima es de 8464 m2. REFRESHMENT TECNICO

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GRANULOMETRIA ESPERADA • La predicción de la granulometría que es posible obtener en el proceso de hundimiento es uno de los aspectos críticos de este método de explotación. • El proceso de hundimiento por gravedad será óptimo, si las estructuras geológicas y litológicas lo permiten. • Las estructuras y discontinuidades que conforman el macizo rocoso son de gran importancia en la granulometría esperada. • El mineral que aparece en el punto de extracción presenta una distribución granulométrica productos etapas: – FRAGMENTACION PRIMARIA – FRAGMENTACION SECUNDARIA REFRESHMENT TECNICO

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FRAGMENTACION PRIMARIA • Corresponde a la fragmentación que se produce durante el hundimiento de la masa rocosa. • Es un proceso natural que resulta de la relación de los esfuerzos actuantes y la orientación y resistencia de los sistemas de discontinuidades geológicas. FRAGMENTACION SECUNDARIA • Ocurre al interior de la columna de material ya fragmentado a medida que éste es extraído por los puntos de extracción. • Es una forma comparable a una molienda autógena, mediante conminución del material, a medida que es extraído por los puntos de carguío. REFRESHMENT TECNICO

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200

ETAPAS DE UN ESTUDIO DE FRAGMENTACION • Levantamiento de información básica. • Predicción granulométrica. • Back análisis granulométrico. • Validación de la predicción realizada.

METODOS DE PREDICCION • Basados en procesos analíticos y dependen de la geometría del macizo rocoso. • Metodologías: – Teniente – Size – BCF (Block Cave Fragmentation) – Empírica. REFRESHMENT TECNICO

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1. METODOLOGIA TENIENTE • Desarrollada por Superintendencia de Geología. • Considera dos situaciones extremas generando curvas granulométricas de empaquetamiento de bloques. • In situ: Considera 3 conjuntos estructurales ortogonales Æ granulometría más gruesa. • Minería: Datos de espaciamiento en 3 direcciones ortogonales de muestreo que permite el diseño minero (calles, Xc, etc) Æ mayor área Æ granulometría más fina. • Generación de las curvas de distribución de volúmenes de rocas tiene un tratamiento estadístico: -

Módulo Unidimensional Modulo Tridimensional.

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202

a) MODULO UNIDIMENSIONAL • Distribución de discontinuidades sigue a Poisson • Distribución de espaciamiento por set estructural

f (x) = α * e con

(− α

*x

)

α = Frecuencia de fracturas, fracturas/m x = Espaciamiento fracturas, metros.

• Distribución acumulada de sobretamaños de espaciamientos por conjunto de discontinuidades :

F ( x) = 1 − e

( −α * x )

F(x)= Probabilidad que espaciamiento sea menor que x REFRESHMENT TECNICO

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203

• Distribución de probabilidad de proporción de tamaño que quedará retenida en la parrilla:

1 − F (x ) = e

( − α * x )

• Coeficiente α (media de distribución exponencial) Æ Regresión lineal Æ Teoría de mínimos cuadrados n

α =

− ∑ ( 1 − F ( x i )) ⋅ x i i=1

n

2 x ∑ i

i=1

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204

b) MODULO TRIDIMENSIONAL • Considera que hay ortogonalidad e independencia entre los 3 conjuntos de discontinuidades analizadas

Fy= F1(x)⋅ F2 (x)⋅ F3(x) (−α1⋅x)

Fy= (1−e

(−α2⋅x)

)⋅ (1−e

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(−α3⋅x)

)⋅ (1−e

)

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2. METODOLOGIA SIZE • Programa computacional que permite fragmentación primaria como secundaria.

estimar

la

• Información básica: FF de masa rocosa, supone tres conjuntos principales de estructuras. • Fragmentación primaria • Se basa en la geometría de la masa rocosa, asumiendo estructuras geológicas continuas. • Observaciones de terreno confirman cierta validez del supuesto anterior. • Usa simulación Montecarlo • Sólo explica el primer 20% de extracción de un bloque. REFRESHMENT TECNICO

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206

• Fragmentación secundaria • Se estima en base a modelos similares a los ocupados en las etapas de molienda. • A mayor altura de columna mayor probabilidad de que los fragmentos de roca se quiebren. • Proceso se evalúa con 2 funciones: - Función de selección Æ probabilidad de que un fragmento sea seleccionado para ser quebrado Probab. selección = f ( forma del fragmento) > “Razón de aristas” Æ > Probab. selección - Función de quiebre Æ forma o número de trozos en que el fragmento de roca se quiebra REFRESHMENT TECNICO

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3. METODOLOGIA BCF (1993) ƒ Se basa en modelos empíricos, analíticos y lógicos de los procesos. ƒ Consta de 3 módulos: • Análisis estereográfico de los datos de discontinuidades tomados de las líneas de detalle Æ orientaciones y espaciamientos. • Cálculo de Fragmentación primaria. • Cálculo de fragmentación secundaria. ƒ Información básica requerida: -

MRMR - IRS - FF/m de fracturas y vetillas) JC - IBS (intact block strength) Espaciamiento medio, mínimo, máximo. Dip y dip direction de discontinuidades Esfuerzo normal y de corte (plano de desplome) REFRESHMENT TECNICO

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4. METODOLOGIA EMPIRICA • Metodologías más utilizadas en el pasado. • Dentro de estas encontramos a: 0 .8 • Kuznetsov: ⎛ V 0 ⎞ ⎟⎟ X = A ⋅ ⎜⎜ ⋅ Q ⎝ Q ⎠

0 . 167

X : Tamaño promedio de la fragmentación. A : Factor propio de la roca. V0: Volumen de roca (m3) volada por tiro. Q : Cantidad de explosivo utilizado (Kg).

– Distribución Rosin-Rammler:

R = e

− ⎛⎜ x ⎝

xc

⎞ ⎟ ⎠

REFRESHMENT TECNICO

n

R = Porción del material retenido en la parrilla. X = Tamaño de la parrilla. n = Índice de uniformidad. Xc = Tamaño característico.

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210

Distribución de Tamaños Intervalo (pulg) >60 50 - 60 45 - 50 40 - 45 35 - 40 30 - 35 25 - 30 x/s ≥ 2,5 x/s < 2,5

1 0,9 0,8

Donde x = media, t extraídas. s = desviación estándar, t extraídas. REFRESHMENT TECNICO

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222

Descripción Modelo Volumétrico • Se considera cada columna de mineral formada por un conjunto de unidades básicas de cubicación (UBC) cuyas leyes y tonelajes se designan por Li y Ti. • La cota base de la columna corresponderá al nivel de hundimiento del área en estudio y la cota techo será el límite conocido de la mineralización. • Sobre techo mineralizado se considera una columna de estéril, como mínimo de igual longitud a la columna de mineral.

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223

ƒ Columna mineralizada formada por 9 UBC con PED = 45% ƒ Trazar una recta entre PED y el punto medio de la recta horizontal que corresponde al 100% de extracción(contacto estéril – mineral)

ƒ La línea representa el contacto mineral – estéril y su proyección sobre la abcisa derecha determina el término de la dilución (155%) REFRESHMENT TECNICO

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224

Para definir las zonas que corresponden a las leyes de las UBC: ƒ Se dividen los trazos remanentes de mineral (sectores sin achurado) de las ordenadas izquierda y derecha de acuerdo al número de UBC y proporcional al tonelaje de cada una de ellas. ƒ Luego se unen los puntos así definidos originando las líneas de contacto de las diferentes leyes.

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225

ƒ

Lex (80%) = Ley extraíble a un 80% de extracción

Lex(80%) =

LE * AB + L9 * BC + L8 * CD + L7 * DE + L6 * EF + L5 * FG AG

LE: Ley de estéril Li: Ley de la UBCi

ƒ Ldil 2 =

Ldil2 = Ley diluida UBC Nº2 L1 * A1 d1 + L2 * A2 d 2 + L3 * A3 d 3 + L4 * A4 d 4 + L5 * A5 d 5 A1 * d1 + A2 * d 2 + A3 * d 3 + A4 * d 5 + A5 * d 5

Li: Ley de la UBCi

Ai: Área de UBCi

di: Densidad UBCi REFRESHMENT TECNICO

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226

RESERVAS MINERAS • Reservas de mineral técnica y económicamente factibles de extraer y procesar. • Se calculan por medio de la integración vertical de las columnas de las reservas diluidas. • Este proceso se realiza usando algún criterio de corte: 9 LEY DE CORTE 9 COSTO DE CORTE 9 BENEFICIO DE CORTE • Sectorizar las reservas de manera de acercarnos a la secuencia de explotación REFRESHMENT TECNICO

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227

1.- Ley de Corte • Ley de Equilibrio: está determinada por el contenido de mineral por unidad de peso que permite cubrir todos los costos desde la preparación hasta la comercialización. • Ley Crítica: es el contenido de fino por unidad de peso que permite cubrir todos los costos variables desde su arranque hasta su comercialización. • Criterio: Ley de Corte (%CuT) < = Ley Media Columna (%CuT)

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228

DETERMINACIÓN DE ENVOLVENTES HORIZONTALES Y VERTICALES RESTRICCIONES: • Operacionales • Geomecánicas OPERATORIA: • Se trata de no incorporar los bloques cuya ley media sea menor a la ley de corte. • El propósito de este criterio es maximizar en el largo plazo los beneficios brutos. Para ello se define una ley de corte tal que pague los costos de procesos desde su extracción hasta su comercialización. REFRESHMENT TECNICO

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229

LEYES EXTRAÍBLES

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230

• Se analiza la ley media del primer bloque y si es mayor o igual a la de corte, integra la columna extraíble. • Si la ley es menor a la de corte, se pasa al bloque superior y se calcula la ley media ponderada, si es mayor o igual a la de corte ambos bloques pasan a integrar la columna explotable. • Si la ley ponderada es menor, se continúa ponderando con los bloques superiores de la columna hasta completar todos los bloques. • En caso de no encontrar ningún bloque, se recurre a elegir la altura de columna que posea la mayor ley ponderada. REFRESHMENT TECNICO

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231

Altura Columnas Extraíbles

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232

Suavización de altura extraíble • Altura mínima de extracción: Es equivalente al 30% de la altura de material primario in-situ. Con esta altura se logra quebrar la columna de material primario y propagar el hundimiento, evitando dejar pilares remanentes. • Altura máxima de extracción: Es particular para cada sector productivo, y es función de lo que se ha obtenido históricamente en la explotación del sector. • Delta altura entre puntos vecinos: Varía de 0 a 40 metros, para conseguir bajar en forma mas o menos horizontal el material diluyente, y además, para lograr un agotamiento de área continuo y no tener en un instante una zona en producción aislada REFRESHMENT TECNICO

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233

Ejemplo: Determinación de Ley de Corte Rc Tm, Lm

MINA

Rf Tc, Lc

CONCENT

Relaves

Tf, Lf

FUNDICION

Escorias

B=I-C I = Tm * Lm * Rc * Rf * P

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Im = Lm * Rc * Rf * P

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234

C = (( Cpr+Cop+Cc) + (Cse+Cfu)*(Lm/Lc)*Rc + (Cbl+Ctr+GG)* (Lm/Lf) *Rc*Rf) * Tm Cpr Cop Cc Cse Cfu Cbl Ctr GG

= Costo de Preparación de la Columna = Costo de Operación Mina = Costo de Concentración = Costo de Secado = Costo de Proceso de Fusión = Costo de Proceso Blister = Costo de Transporte = Gastos Generales

Cpr = Cde / (Den*Alt)

REFRESHMENT TECNICO

(US$/t mineral) (US$/t mineral) (US$/t mineral) (US$/t concent) (US$/t concent) (US$/t fino) (US$/t fino) (US$/lb fino)

Cde = Costo de desarrollo (US$/m²) Den = Densidad de la columna Alt = Altura de la columna (m) - GERENCIA MINA DIVISION ANDINA CODELCO CHILE

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235

Ley de equilibrio Cpr + Cop + Cc Le = ---------------------------------------------------------------------Rc* (Rf*P - (Cbl + Ctr + GG) * Rf/Lf - (Cse + Cfu)/Lc)

Ley crítica Cop + Cc Lc = ----------------------------------------------------------------------Rc* (Rf*P - (Cbl + Ctr + GG) * Rf/Lf - (Cse + Cfu)/Lc)

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236

2. Costo de Corte • Los valores de corte se estiman mediante una comparación directa con el nivel de costos aceptables para la empresa. • La determinación de un valor de costo de corte para la planificación de largo plazo se obtiene realizando un detallado análisis de fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas de la empresa, abarcando todas las áreas en su conjunto. • Un valor apropiado puede obtenerse, como referencia, eligiendo un valor que conduzca a un costo medio no superior al tercer cuartil (75%) de la competencia. REFRESHMENT TECNICO

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237

• Criterio: Costo de Corte (US$/lb) > Costo medio columna (US$/lb) • Se calcula el costo del primer bloque si es menor al costo de corte, el bloque se incluye en la columna económica. • Si el costo es mayor que el valor de corte, se promedia con el costo del bloque superior, si el valor es menor ambos bloques se incluyen en la columna. • Si el costo sigue siendo mayor se incluyen más bloques hasta cumplir la condición. • Si se llega hasta la topografía o nivel de techo del estudio, sin obtener resultados se elige como altura la de menor costo acumulado. REFRESHMENT TECNICO

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238

3.- Beneficio de Corte • El beneficio de corte se estima de acuerdo a las expectativas económicas de la empresa. • Beneficio de Corte < ó = Beneficio medio columna (US$) (US$) • Se calcula el beneficio del primer bloque si es mayor al beneficio de corte, el bloque se incluye en la columna económica. • Si el beneficio es menor que el beneficio de corte, se promedia con el costo del bloque superior, si el valor es mayor ambos bloques se incluyen en la columna. REFRESHMENT TECNICO

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239

• Si el beneficio sigue siendo mayor se incluyen más bloques hasta cumplir la condición. • Si al ejecutar este procedimiento se llega hasta la topografía o nivel de techo del estudio, sin obtener resultados se elige como altura aquella de mayor beneficio acumulado.

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240

Reservas Extraíbles • Son aquellas reservas que al momento de extraerlas generan un beneficio económico al negocio, específicamente maximizan el valor presente de los beneficios futuros. • La base de éstas, son las reservas mineras • Se aplica el criterio de Lane para determinarlas. • Es necesario definir una secuencia explotación teniendo en cuenta: - Factores operacionales. - Factores geológicos y geomecánicos. - Factores económicos.

de

• Con la secuencia ya definida se debe tratar de compatibilizar la información de tonelajes y leyes con el orden de salida propuesto. REFRESHMENT TECNICO

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241

•

El algoritmo de Lane, modificado para minería subterránea, se aplica a cada columna según la secuencia de explotación preestablecida.

•

Se parte por la primera columna, para luego proseguir con la segunda y así sucesivamente, hasta recorrer todo el cuerpo en estudio.

•

Cada columna, dividida en bloques, es recorrida en forma ascendente estudiando la extracción del primer bloque, a continuación se estudia la extracción de los dos primeros bloques, se continua estudiando la extracción de los tres primeros bloques, y así sucesivamente hasta recorrer toda la columna. REFRESHMENT TECNICO

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242

DESCRIPCIÓN DEL MODELO • Definición previa de los límites económicos del yacimiento (envolvente) y de la secuencia de explotación. • Entonces, el problema se reduce a establecer un mecanismo que permita optimizar la variable ley de cierre de cada columna; que es equivalente a decir, el porcentaje de extracción de columna Ti, gi

• La información de las reservas geológicas extraíbles se presenta, por lo general, en columnas tal como se ilustra en la figura: REFRESHMENT TECNICO

T3, g3

UBC

T2, g2 T1, g1

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243

• La pregunta que se busca responder es ¿Cuál es el porcentaje óptimo de extracción E* de la columna y la ley de corte asociada a dicho valor ?. • Para poder incorporar el costo alternativo de oportunidad antes señalado, es necesario derivar una expresión que contemple dicha situación. • La siguiente figura representa, de esquemática, la problemática descrita:

una

forma

Q donde Q representa el tonelaje extraíble de la columna en cuestión en un tiempo t. REFRESHMENT TECNICO

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244

• La expresión del beneficio de explotar dicha porción Q es:

B = (P ∗ r ∗ l − c − m ) ∗ Q − f ∗ t − F

(1)

donde: B : Beneficio P : Precio de venta del producto l : Ley media del bloque r : Recuperación metalúrgica. c : Costo de proceso del mineral m: Costo mina f : Costos fijos t : Tiempo en explotar el bloque Q : Tonelaje extraíble por bloque F : Costo preparación por bloque REFRESHMENT TECNICO

(US$). (US$/t Cu fino) (%) (%) (US$/t) (US$/t) (US$) (años) (t) (US$)

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245

• El objetivo es obtener el mayor valor actual neto del negocio. Entonces V

B0

B1

B2

B3

t

B4

Bn

Tiempo

V= B+W (1+d)t

W

donde: V : Valor presente de los beneficios (US$) B : Beneficio por explotar el bloque (US$) W: Valor presente de los beneficios del resto de los bloques, actualizados al final del período t d : Tasa de descuento (º/1) REFRESHMENT TECNICO

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246

ƒ Con algunas simplificaciones matemáticas tenemos

v = ( P ∗ r ∗ l − c − m) ∗ Q − ( f + d ∗ V ) ∗ t − F

definiendo a esta fórmula como el incremento en el valor presente debido a la explotación del bloque. ƒ El factor más importante de la fórmula es d*V, que representa el costo de oportunidad de diferir la extracción del resto del yacimiento cuando se opta por prolongar la vida del bloque, extrayendo un mayor tonelaje a menor ley. ƒ Cuando se comienza con el análisis del incremento del valor presente, la tasa de descuento es nula, por lo tanto el costo de oportunidad es nulo. ƒ Lane propone leyes de equilibrio entre las diferentes etapas involucradas en el proceso de producción (mina concentradora – fundición). En este caso sólo se tomarán las etapas mina y concentradora. REFRESHMENT TECNICO

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247

• Como

Q = E ∗T

donde

E: Porcentaje de extracción del bloque. T: Tonelaje del bloque in situ. tendremos los siguientes casos: 1) Si la mina limita el proceso: v = E * T * ((P * r * l – c – m) – (f + d*V)/M) – F

(2)

2) Si la concentradora limita el proceso: v = E * T * ((P * r * l – c – m) – (f + d*V) / C) – F

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(3)

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248

ƒ Al graficar las ecuaciones (2) ó (3), es decir el incremento del valor presente en función del porcentaje de extracción, se puede encontrar el porcentaje de extracción de la columna que maximiza el incremento del valor presente, ƒ Ese es el punto de interés que define la extracción más conveniente de la operación y es el parámetro que sirve para estimar las reservas extraíbles

v Obtenido el porcentaje de extracción óptimo, la ley de cierre de los puntos de extracción es una consecuencia de este último valor.

E* REFRESHMENT TECNICO

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249

DISPOSICION DE NIVELES •

Disposición de cuatro niveles principales: -

Nivel de Hundimiento (NH) Nivel de Producción (NP) Nivel de Ventilación (NV) Nivel de Transporte (NT)

•

Si se espera una granulometría muy grande en los puntos de extracción desarrollar un nivel intermedio entre NP y NT, destinado a efectuar reducción de tamaño. Æ Nivel de Reducción.

•

Los niveles debieran establecerse a las menores distancias verticales entre ellos, con el fin de minimizar los costos de desarrollo de las labores verticales que los comunican.

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250

ƒ El puente protector del hundimiento o “Crown Pillar”, concebido para proteger al personal y garantizar la producción, debe tener una altura lo más baja posible respaldada en un estudio geomecánico de manera tal que no haga peligrar la estabilidad general del NP (rango frecuente: 8 a 18 m de espesor).

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251

ALTURA DE SOCAVACION ƒ Es la altura necesaria para generar el desplome de un panel. ƒ Es función de las características de la roca. ƒ La altura de socavación solo debe ser capaz de producir el quebrantamiento de la base del sector a explotar, suficiente para inducir un estado de esfuerzos que vayan quebrando el panel a medida que se efectúa el tiraje. ƒ Todo incremento de la altura de socavación representa: - Mayor cantidad de metros perforados - Mayor consumo de explosivos - Influencia en la concentración de esfuerzos en la zona del frente de hundimiento. ƒ La altura de socavación esta en rangos de 4 a 20 m. Experiencias en terreno entregan los resultados óptimos. REFRESHMENT TECNICO

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252

ƒ La altura de socavación se define como la distancia vertical existente entre el piso del nivel de hundimiento y la base suspendida del bloque resultante de la tronadura. ƒ La altura de socavación así definida debe superar a la altura del cono formado por el ángulo de reposo del mineral. ƒ Se pretende evitar que la roca fracturada que se acumula a partir del espacio limitado por los bordes de las chimeneas, no alcance una altura de socavación producida por la tronadura, ya que de ser así serviría de apoyo al bloque cuya base se ha socavado impidiendo o dificultando el desplome posterior.

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253

Hs = ½ *Apex *Tg β

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254

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255

TECNICAS DE SOCAVACIÓN. ™

Socavación en abanico: Es la más común. Ha sido usada en todos los sistemas de explotación por hundimiento.

™

Socavación plana ( Narrow Undercut ): Esta técnica pueden implementarse desde calles sucesivas del nivel de hundimiento y a través de tecnología convencional. (Hundimiento Previo).

™

Socavación plana con corte inclinado (Narrow Crinkle Cut): Este tipo de socavación está siendo introducida en un intento de superar el problema de confinamiento y limpieza del producto de la tronadura de socavación, a través de la construcción de una corte inclinado sobre el mayor apex. REFRESHMENT TECNICO

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256

Socavación con tiros paralelos ™ Socavación posterior o convencional: En este caso el nivel de producción es previamente desarrollado, continuando posteriormente, con el nivel de hundimiento de modo que la socavación es realizada directamente sobre el nivel de producción. ™ Socavación previa: En este caso se desarrollan y socavan primero las labores del Nivel de hundimiento para que la zona de abutment stress avance por terreno sólido, posteriormente se desarrollan las labores del Nivel de Producción. ™ Socavación avanzada: En este caso se desarrollan previamente un mínimo de labores en el Nivel de Producción, luego se empieza la socavación delante de la apertura de bateas de extracción REFRESHMENT TECNICO

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257

Socavación medio pilar

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258

Socavación pilar completo

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259

Socavación frontón y perforación radial

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260

SOCAVACION CON TIROS PARALELOS

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261

La técnica de socavación mediante Tiros Paralelos, a pesar resultar un poco más cara, tiene grandes ventajas sobre las otra alternativas (Medio Pilar y Pilar Completo). Entre ellas tenemos: ¾ Mejor distribución de la carga explosiva en el pilar. ¾ Mejor socavación del centro del pilar. ¾ Prácticamente no se requiere esponjamiento del material tronado.

extraer

el

¾ Mejora la orientación de la perforación al quedar perpendicular al frente de hundimiento, lo que se traduce en mayor vida útil de los barrenos. ¾ Se elimina la re-perforación. ¾ Genera mayor velocidad en la integración de área socavada. REFRESHMENT TECNICO

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262

METODO DE EXTRACCION •

Existen diferentes sistemas para extraer el mineral.

•

El criterio principal para elegir el método de extracción es la granulometría del mineral hundido, de modo que reúna las mejores ventajas técnicas y económicas.

•

Sistema Gravitacional es de menor costo cuando la granulometría es fina, a pesar de su alta inversión inicial de capital y requerir un gran número de labores de preparación previas.

•

Sistema con Slushers funciona bien en granulometría fina a regular, pero no compite en productividad, recuperación y eficiencia con el gravitacional. Su ventaja es que requiere un desarrollo mínimo del área de producción.

•

Sistema con LHD permite la explotación en forma económica de sectores con granulometría gruesa. Requiere de labores de gran tamaño para el transito de los equipos, por lo que se adapta mejor a rocas de mayor competencia. REFRESHMENT TECNICO

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263

DISEÑO DE MALLA DE EXTRACCION •

La malla de extracción corresponde a la disposición geométrica de los puntos destinados a extraer el mineral.

•

Queda determinada por: - Forma como se realiza la extracción - Tamaño de los fragmentos de roca a manipular - Evaluación técnica-económica de alternativas

•

La configuración de los puntos de extracción debe perseguir la mayor regularidad geométrica, con el propósito de obtener una máxima recuperación de mineral y una mínima dilución con material estéril.

•

Las configuraciones pueden ser cuadradas, triangulares y mixtas.

•

La evaluación económica debe considerar los costos de desarrollo involucrados, a objeto de encontrar la malla de extracción que signifique la menor inversión y cumpla las exigencias técnicas. REFRESHMENT TECNICO

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264

•

Los pasos para diseñar una malla de extracción son: 1. Determinación del diámetro del elipsoide de extracción 2. Distribución geométrica de los elipsoides de extracción 3. Evaluación de las configuraciones geométricas 4. Análisis de las potenciales mallas de extracción 5. Evaluación de las distintas mallas de extracción 6. Selección del tipo de malla de extracción más conveniente 7. Operativización de la(s) malla(s) de extracción 8. Estudio de influencia de la tercera dimensión en la malla 9. Evaluación económica de la malla(s) de extracción seleccionada(s) NOTA:

Revisar artículo sobre el tema en Volumen 3 Número 4 (enero – mayo 2005) de Revista RIM del Departamento de Ingeniería en Minas de la USACH.

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265

Diámetro del Elipsoide de Extracción •

Es la base para el diseño y dimensionamiento de la malla de extracción.

•

Para su determinación se requiere la siguiente información básica: - Caracterización geomecánica del macizo rocoso - Granulometría esperada del material - Ancho del punto de extracción

•

Con el diámetro del elipsoide se selecciona la mejor configuración geométrica de elipsoides, a la cual se le incorpora el trazado de las galerías de producción considerando los equipos a utilizar, permitiendo así obtener la malla de extracción más conveniente. REFRESHMENT TECNICO

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266

Ejemplo • Información de entrada Tipo de Roca

Andesita Primaria

RMR ajustado máximo

47

RMR ajustado mínimo

46

Clase

3B (Regular)

FF/m

3.4

Rango de fragmentación

0.5 – 3.9 m

Ancho punto de extracción

4m

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267

Abaco de Laubscher Æ espaciamiento de los puntos de extracción

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268

Curva de Laubscher Æ altura de interacción de elipsoides (:

RMR max - RMR min = 47 - 46 = 1

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269

Curva de Kvapil Æ diámetro teórico de elipsoide de extracción

Altura de Interacción = 42 m

W’ = 18 m REFRESHMENT TECNICO

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270

Formula de Kvapil Æ determinacion del diámetro real Wt = W’ + a – 1.8 donde

a = ancho del punto de extracción W’ = diámetro teórico del elipsoide.

Entonces con W’ = 18 m a =4m Æ

Wt = 20.2 m ≈ 20 m

O sea el radio del elipsoide es d = 10 m REFRESHMENT TECNICO

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271

Distribución Geométrica de los Elipsoides de Extracción La configuración de los elipsoides debe cumplir con: - Los elipsoides deben disponerse en filas y columnas en un arreglo regular, que permita un diseño estandarizado de parte o totalidad del nivel de producción - Los elipsoides deben ser equidistantes, es decir, la distancia entre sus centros debe ser igual en cualquier dirección. - La malla debe asegurar que los elipsoides de extracción se intercepten de una manera tal que minimicen las perdidas de mineral y evite el ingreso prematuro de dilución. - La malla debe ser suficientemente amplia, de modo de maximizar el área de sustentación del nivel de producción. REFRESHMENT TECNICO

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272

Configuraciones geométricas de elipsoides

Cuadrada

Triangular

Mixta REFRESHMENT TECNICO

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273

Variantes de Configuración de Elipsoides Las variantes en la configuración pueden ser: (a) Elipsoides separados: Separados a una distancia predefinida. (b) Elipsoides Tangentes: Hacen contacto en la línea de perímetro. (c) Elipsoides Traslapados: Superpuestos unos con otros. Entonces, se pueden generar: (1) Configuración Cuadrangular Tangente. (2) Configuración Cuadrangular Tangente y Traslapada. (3) Configuración Triangular Tangente. (4) Configuración Triangular Tangente y Separada. (5) Configuración Triangular Traslapada Parcial. (6) Configuración Triangular Traslapada Total. (7) Configuración Mixta Tangente. REFRESHMENT TECNICO

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274

Criterios Geométricos de Comparación • Utilizando criterios geométricos, que se basan en el cálculo de índices geométricos, se comparan las distintas configuraciones. • Los índices geométricos son: - Densidad - Angulo entre ejes - Sustentación - Anisotropía - Distorsión • Se elabora una matriz de comparación y se selecciona aquellas mallas de mayor puntaje. REFRESHMENT TECNICO

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275

Diseño de malla de extracción •

Establecido el diseño geométrico de los elipsoides de extracción se determina el diseño de la malla de extracción asociada a cada una de las distribuciones de elipsoides.

•

La malla de extracción en una vista en planta queda definida por las galerías de producción, las galerías de extracción y el ángulo entre ellas.

•

Esta malla debe ser adecuada para que los equipos a utilizar puedan operar eficientemente.

•

Considerar la forma y disposición de los receptáculos (embudos o bateas) que reciben el material proveniente del nivel de hundimiento.

•

Tomar en cuenta las características y dimensiones de los equipos a emplear para retirar el mineral de los puntos de extracción (LHD u otro). REFRESHMENT TECNICO

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276

Malla Cuadrada Malla Teniente

Malla Henderson REFRESHMENT TECNICO

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277

Selección malla de extracción ™ ASPECTOS OPERACIONALES •

Experiencia práctica de aplicación en Panel Caving

•

Grado de mecanización del proceso de extracción de mineral: Es compatible con un sistema de extracción con equipos LHD.

•

Direcciones de operación del equipo LHD: En algunos diseños los equipos deben cambiar de dirección para cargar en la zanja opuesta.

•

Posibilidad de usar parte de la galería zanja opuesta: En algunos diseños esto sirve para las maniobras del equipo.

•

Productividad de los equipos LHD: Mayores productividades cuando los diseños permiten minimizar el tiempo de maniobras.

•

Posibilidad de aplicar LHD eléctrico: Con la finalidad de usar energías más limpias.

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278

™ ASPECTOS GEOMETRICOS •

Angulo galería producción/galería de extracción

•

Número de direcciones de galerías

•

Geometrías de los pilares de sustentación

•

Generación de puntas de diamante

™ ASPECTOS GEOMECANICOS •

Factor de Seguridad: Cuociente entre la resistencia promedio y la solicitación promedio a la cual la labor está sometida.

•

Probabilidad de falla: Mediante curvas de distribución se puede representar el factor de seguridad asociado a una cierta probabilidad de ocurrencia.

™ OTROS ASPECTOS • Interacción del mineral: En las distintas de mallas es posible identificar zonas donde no hay interacción de mineral. •

Ventilación de galerías: Algunas mallas presentan ventajas para la ventilación. REFRESHMENT TECNICO

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279

DISPOSICION DE GALERIAS •

Comprende las localizaciones y orientación de las galerías, en especial de las ubicadas en el NH y el NP por estar más expuestas a los efectos del proceso de hundimiento.

•

Su diseño debe considerar: -

•

Geometría del cuerpo mineralizado Campo de esfuerzos in-situ Orientación de las estructuras principales Requerimientos de producción

La disposición de las galerías de extracción del mineral, como las de acceso al nivel de producción, deben ser orientadas: - En la dirección que minimice los esfuerzos de las presiones del hundimiento sobre sus bordes. - Lo más perpendiculares a los sistemas de fracturamiento principales. - Teniendo en cuenta la orientación del frente de hundimiento. REFRESHMENT TECNICO

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280

•

La disposición de las galerías en el nivel de hundimiento deben ser concordantes con la configuración de las galerías del nivel de producción, a fin de llevar una secuencia de hundimiento que permita cubrir los sectores productivos en mejor forma.

•

Disposiciones regulares, en que las galerías de hundimiento y producción se encuentran en un mismo plano vertical, son las más usadas.

•

Deben estudiarse diferentes orientaciones de las galerías del nivel de producción seleccionando aquella que mejor armonice los factores geomecánicos y operativos.

•

La sección de las galerías depende del tipo de extracción, manual o mecanizada, y del tamaño de los equipos a utilizar. También de la competencia de las rocas y magnitud de los esfuerzos.

j REFRESHMENT TECNICO

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281

EFECTO DE LOS ESFUERZOS •

Se analiza mediante los índices de anisotropía que se producen en distintas direcciones, siendo la condición más estable la que produce menor índice de anisotropía (esf. máximo/esf. mínimo).

•

Las galerías de extracción deben ser orientadas siguiendo la dirección del esfuerzo principal mayor.

P

ANALISIS: • • • •

Estado tensional del sector Simulación geomecánica en 3D Distribución de esfuerzos alrededor galería Selección de orientación de galería

REFRESHMENT TECNICO

Q

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282

EFECTO DE LAS DISCONTINUIDADES • La orientación más favorable de las galerías será la que produzca un volumen mínimo de material inestable (cuñas) en el techo de la excavación Æ galería perpendicular al rumbo de las discontinuidades o fallas principales.

• La situación más desfavorable será cuando el eje de la excavación quede paralelo al rumbo de la línea de intersección de las discontinuidades (Æ cuña larga paralela al eje de la cavidad).

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283

Daños en galerías

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284

Daños en galerías

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285

SISTEMA DE TRASPASO •

Comprende el recorrido del mineral desde el nivel de producción hasta el nivel de transporte.

•

El diseño del sistema de traspaso involucra: - Densidad de piques de traspaso - Diseño de piques de traspaso - Diseño de buzones - Elementos del pique

•

En una extracción con LHD la disposición de los piques dependerá de las máximas longitudes de acarreo de estos equipos de manera que no pierdan significativamente su rendimiento (normalmente distancias menores a 150 m).

•

El diámetro se establece en función de las características granulométricas del mineral. Se utilizan relaciones de diámetro pique a tamaño máximo de colpas mayor o igual a 3, según el tipo de roca. REFRESHMENT TECNICO

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286

REFRESHMENT TECNICO

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287

•

La inclinación de los piques de traspaso se diseñan entre rangos que van de 50º a 75 º.

•

La existencia de un nivel intermedio de control granulométrico depende de la distribución de tamaños esperada para el mineral. A veces este nivel de reducción no se construye y la reducción de tamaño de la roca se realiza en el nivel de producción con martillos picadores.

•

El diseño de los buzones de descarga de mineral en el nivel de transporte considera fundamentalmente las dimensiones de los piques, los tamaños máximos de colpas y las características de los equipos de transporte.

•

Para proteger adecuadamente los buzones de descarga es necesario que exista en los últimos metros un cambio gradual de inclinación del pique al que se conecta, que sirva de freno al flujo de material evitando un excesivo esfuerzo de estas instalaciones. REFRESHMENT TECNICO

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288

•

Existen una variedad de mecanismos de cierre para los buzones de descarga: cadenas, dedos cortadores, guillotinas, compuertas, etc. La selección del mecanismo adecuado obedece a una decisión técnica-económica.

•

Es usual controlar el tamaño de las colpas que ingresan al pique mediante parrillas, cuya abertura entre barras debe ser igual al doble de la dimensión máxima del bolón esperado.

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289

SECUENCIA DE HUNDIMIENTO Y EXTRACCION •

Panel Caving Æ Proceso continuo: Æ Incorporación de nuevas áreas de explotación Æ Abandono de aquellas que agotaron sus reservas

¾ AREAS DE EXPLOTACION: •

Area en Producción: Es el área que involucra a los sectores en proceso de extracción, comprendida entre el límite del sector agotado y el frente de hundimiento. En ella se distinguen el Area Abierta y el Area Activa. Area Abierta: Area calculada como la suma de las áreas de influencia de los puntos de extracción, independientes del estado operacional en que se encuentran. Area Activa: Area total de producción descontando las áreas de influencia de los puntos de extracción con problemas operacionales (colgado, reparación, etc.). REFRESHMENT TECNICO

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290

( )

Area Activa m

2

Producción (tpd) = Vel. Extracción (t/m 2 ⋅ día)

El área nueva a hundir se determina en función del área activa requerida y del área agotada de cada periodo. Es decir,

(Area Activa)i = (Area activa)i-1+ (Area Nueva)i – (Area Agotada)i-1

•

Area Agotada: Corresponde a los sectores cuyas reservas económicas han sido extraídas.

•

Area en Desarrollo: Área que se encuentra en la etapa de preparación y construcción de su infraestructura. REFRESHMENT TECNICO

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Frente de Hundimiento

Area en Desarrollo Area Agotada

Area en Producción Dirección de Avance

•

Plano de Tiraje: Contacto entre el estéril hundido y el mineral quebrado. El ángulo entre este plano y la horizontal determina el “Angulo de Tiraje” (45º a 60º).

•

Plano de Desplome: Contacto entre el mineral in-situ y el mineral quebrado. El ángulo entre este plano y la horizontal es el “Angulo de Desplome”. REFRESHMENT TECNICO

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¾ VELOCIDAD DE EXTRACCION: Cantidad de mineral que es extraída en una unidad de tiempo de un sector en explotación. • Depende de las características del mineral (resistencia a la fractura) y de la capacidad de extracción del método aplicado en el sector, incluyendo la capacidad de los sistemas de traspaso y acarreo. • Mide la rapidez con que se extraen las reservas del área y se puede expresar en: (m/día), metros de altura que se extraen de la columna mineralizada en un día. (t/m2-día), toneladas que se extraen por cada metro cuadrado de área hundida en el día. REFRESHMENT TECNICO

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• Altura de Columna, por metro cuadrado de la base: representa una cierta cantidad de mineral extraído por periodo. Altura extracción

(m/día ) =

Vel. Extracción Densidad

(t/m

2

⋅ día) 3

mineral (t/m )

• Mantener un estricto control de la velocidad de extracción hasta que la columna de roca ha sido extraída en un 30 a 35 % (0,10 Æ 0,25 m/día) - Asegurar la propagación del Caving - Reducir la posibilidad de puntos colgados - Disminuir la sismicidad - Evitar “air blast” • Sobre 35 % de extracción condicionar la velocidad de extracción al cumplimiento de la capacidad productiva impuesta para el periodo y por la disponibilidad del área a hundir. REFRESHMENT TECNICO

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¾ FRENTE DE HUNDIMIENTO: La línea de hundimiento debe considerar dos factores: - Orientación de línea de hundimiento - Dirección de avance del hundimiento • La orientación de la línea de hundimiento debe escogerse de manera de minimizar la posibilidad de inestabilidad de las labores. • La experiencia ha demostrado que la orientación del frente de hundimiento que produce mayor estabilidad de las galerías es perpendicular a las galerías de producción. • La dirección de hundimiento de preferencia debe ser perpendicular al sistema estructural dominante en el sector productivo. • Líneas de hundimiento perpendiculares a la dirección del esfuerzo principal favorecen la hundibilidad y la fragmentación. REFRESHMENT TECNICO

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• La dirección de avance del frente de hundimiento debe establecerse buscando hundir los sectores con mejores leyes de mineral. • Las exigencias de producción definen la cantidad de desarrollos a realizar, como las áreas necesarias a hundir. • La determinación de la secuencia de extracción del mineral debe ser un equilibrio entre: - La conveniencia de extraer a la brevedad las mejores reservas - Las restricciones técnicas y operacionales para acceder a ellas, y - Los recursos disponibles para lograr esos objetivos. REFRESHMENT TECNICO

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• La secuencia de hundimiento debe tomar en cuenta, a lo menos, los siguientes aspectos: -

Restricciones geomecánicas Privilegiar las mejores leyes Avance de la subsidencia Desarrollos existentes Exigencias de producción

• La metodología usada para crear el programa de hundimiento de áreas es: 1. Definir el área inicial para comenzar el hundimiento. 2. Calcular la producción de cada columna usando la velocidad de extracción definida en base al porcentaje de extracción involucrado. 3. Determinar la duración de cada columna Æ obtener las áreas que se van agotando por periodo. REFRESHMENT TECNICO

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PROGRAMA DE PRODUCCION

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4. Operatividad de la secuencia de hundimiento: Æ Verificar la viabilidad de materializar el plan de producción generado. Para ello: • Se analiza la factibilidad técnica de disponer en forma oportuna de los desarrollos de infraestructura, construcciones, montajes y servicios requeridos para la ejecución del plan de producción propuesto. • Supuesto: Las obras necesarias para incorporar un área al proceso productivo son construidas en su totalidad el año inmediatamente anterior al área inicial de explotación.

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• El plan comprometido con la ejecución del plan de producción se elabora estimando el tipo y volumen de obras a construir anualmente en: -

Preparación en áreas a hundir Subniveles de ventilación Nivel de transporte Estimación de flota de equipos Caudales de ventilacion Infraestructura requerida Servicios de apoyo Construcciones Otros

5. Evaluación económica REFRESHMENT TECNICO

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¡¡¡ GRACIAS POR SU ATENCION !!!

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