Metodo Sublevel Caving

METODO SUBLEVEL CAVING HISTORIA Y EVOLUCION DEL METODO El método Sub Level Caving nació originalrnente como un método aplicable a roca incompetente que colapsaba inmediatamente después de retirar la fortificación. Se construían galerías fuertemente sostenidas a través del cuerpo mineralizado, se retiraba la fortificación y el mineral undía espont!neamente para luego ser  transportado fuera de la mina. Cuando la dilución llegaba a un punto e"cesivo, se retiraba otra corrida de fortificación y se repetía el proceso. Este método tenia alta dilución y poca recuperación, pero fué el #nico aplicable a ese tipo de roca en esos tiempos dada la tecnología involucrada. En épocas recientes, el método a sido adaptado a roca de mayor competencia que requiere perforación y tronadura. Evidentemente de$ó de tratarse de un método de undimiento en referencia al mi neral, pero el nombre original a perdurado.

3.2.- DESCRIPCION DEL METODO 3.2.1.- Descripci! Ge!er"# 3.2.1.1.- C$!%i&'r"ci! T(pic" En el método Sub Level Caving se desarrollan galerías paralelas separadas generalmente de % a &' m . en la orizontal, conocidas como galerías de producción (llamadas com#nmente t ambién cruzados de producción )*+. Los subniveles se ubican a través t ravés del cuerpo mineralizado en intervalos verticales que varían, en la mayoría de los casos, de  a &- m. La e"plotación queda de este modo diseada seg#n una configuración geométrica simétrica. /eneralmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas comunicadoras. Los subniveles est!n comunicados adem!s por medio de piques detr!s paso con un nivel de transporte  principal que generalmente se ubica ba$o la base del cuerpo mineralizado. Las galerías de producción correspondientes a un mismo subnivel se conectan en uno de los e"tremos por una galería de separación o slot y en el otro e"tremo una galería de comunicación, en esta #ltima, sé en encuentran los piques de traspaso. La galería de separación sirve para construir cimeneas de rainura que permiten la generación de una cara libre al inicio de la producción de la galería. El método Sub Level Caving se aplica generalmente en cuerpos subverticales como vetas, brecas y diques. 0ambién 0ambién puede ser aplicado en cuerpos orizontales o suborizontales que sean de gran potencia. La configuración de los subniveles se puede adecuar a los disti ntos cuerpos y a formas irregulares1 se distinguen dos configuraciones principales2 en cuerpos ancos se usa una configuración transversal1 cuando el cuerpo es angosto esta configuración es impracticable, por lo que las galerías deben girarse en la dirección del cuerpo adoptando una configuración longitudinal.

3.2.1.2.- Oper"ci! )e# M*+$)$ La operación consiste b!sicamente en la perforación de ti ros en abanico desde los subniveles acia arriba, atravesando el pilar superior, la posterior tronadura de las perforaciones, el carguío y transporte secundario del mineral tronado asta los piques de traspaso t raspaso y su posterior transporte desde los buzones de descarga del nivel de transporte principal acia su lugar de destino. En la ,i&'r" N .1 se aprecian las distintas etapas involucradas.

34 comienzo de la e"plotación, se debe producir el undimiento desde el nivel superior, este se consigue generando un !rea de radio idr!ulico superior al que resiste la roca o induciendo el undimiento por medio de e"plosivos. *ara conseguir un radio idr!ulico adecuado, se puede construir el subnivel superior similar al método de Caserones y *ilares y posteriormente e"traer los pilares. 3 medida que se e"trae el mineral, el estéril adyacente unde, rellenando el espacio creado y llegando a  producir subsidencia en la superficie. 5e esta forma, el mineral in situ se ve rodeado por tres caras de material undido (cara, frente y costado+. El flu$o masico parcial (6+, tiene contacto con el plano vertical de la frente

del subnivel, mientras que la zona restante del elipsoide (3+ tiene un flu$o gravitacional normal /,i&'r" N0

.2. 34 producirse la e"tracción en los frentes de l as galerías de producción, se produce el escurrimiento del mineral y del material quebrado1 este escurrimiento se comporta seg#n lo que se conoce como flu$o de material grueso. La e"tracción desde un frente de galería de producción, llamado también punto de e"tracción, continua asta que ingresa estéril en una cantidad tal que la ley e"traída ya no es económica, en este momento, sé trona la corrida de abanico contigua y se repite el proceso. La producción en este método proviene, tanto de los frentes de e"tracción, como de las labores de desarrollo realizadas en mineral1 generalmente, entre un &' a un 789 de la producción proviene del desarrollo de nuevos subniveles.

Se a podido demostrar que el ingreso de estéril va en aumento a medida que progresa la e"tracción y aparece generalmente luego de e"traer un '89 del t onela$e total tronado, sin embargo, e"isten numerosos factores que  pueden apresurar o retardar su aparición. *ara un buen control de la dilución se requieren viseras fuertes y una buena fragmentación. La vi sera es la esquina formada por el e"tremo superior de las galerías de producción y el frente de éstas, entonces, para tener estas condiciones el mineral debe ser l o suficientemente competente como para autosoportarse sin: e"cesiva fortificación y debe permitir la perforación y tronadura de tiros de m!s de &' m. de largo, para generar así viseras resistentes. El estéril o roca de ca$a debe ser lo suficientemente incompetente como para quebrarse espont!neamente y undir. *ara conseguir una menor dilución es aconse$able que el estéril quiebre con una fragmentación mayor que la del mineral tronado.

3.2.2.- Ve!+""s  Des4e!+""s- )e# M*+$)$ Las principales 4e!+""s de este método se detallan a continuación : El método puede ser aplicado en roca ;de muy competente a moderadamente competente;. : *uede adecuarse a cuerpos irregulares y angostos. : Es un método seguro ya que todas las actividades se realizan siempre dentro de las galerías debidamente fortificadas y nunca en caserones abiertos. : 5adas las caracteristicas de configuración y de operación, este método es altamente mecanizable,  permitiendo importantes reducciones de costos operativos. : 0odas las actividades que se realizan son especializadas, simplific!ndose el entrenamiento y mano de obra requerida. : 34 no quedar pilares sin e"plotar, la recuperación puede ser alta. : El método es aplicable a recuperación de pilares en faenas ya e"plotadas. : Las galerías se distribuyen seg#n una configuración uniforme. : Se puede variar el ritmo de producción con facilidad permitiendo gran fle"ibilidad. : La estandarización y especialización de las activi dades mineras y del equipamiento permite una alta fle"ibilidad de las operaciones y una utilización de los equipos en distintos niveles. : Las actividades mineras son de f!cil organización ya que e"iste poca interferencia entre ellas. : Se puede llevar la perforación adelantada lo que da olgura en caso de imprevistos. : Efectuar los desarrollos en mineral, permite obtener beneficios en el corto plazo e incluso en el periodo de  preparación. 3dem!s permite un me$or reconocimiento del cuerpo mineralizado y disponer de mineral para efectuar pruebas y a$ustes de los procesos metal#rgicos involucrados. Las principales )es4e!+""s del Sub Level Caving son2 : Se debe admitir un cierto grado de dilución del mineral. : Se debe implementer un control de producción acucioso. : E"isten pérdidas de mineral1 al llegar al punto limite de e"tracción, el mineral altamente diluido remanente se pierde, adem!s se pueden generar zonas pasivas, es decir, sin escurrimiento, lo que implica pérdidas. : El método requiere un alto grado de desarrollos. : 3l generarse el undimiento, se produce subsidencia, con destrucción de la superficie, adem!s, las labores  permanentes como cimeneas de ventilación y rampas deben ubicarse fuera del cono de subsidencia requiriéndose mayor desarrollo.

3.3.- ,UNDAMENTOS DEL DISE5O MINERO La principal interrogante en el diseo de un Sub Level Caving es la determinación de la geometría, la cual debe satisfacer tanto como sea posible los par!metros de flu$o gravitacional. Esto significa determinar el anco y el espesor del elipsoide de e"tracción para una cierta altura de e"tracción.  es mostrado en la ,i&'r" N .: , como función de la altura de e"tracción t. En Sub Level Caving, la altura de e"tracción total (t+ en el mineral est! normalmente entre &' y 7F m. El anco de e"tracción efectivo es usualmente m !s grande que el mínimo tamao de apertura (en &, m+, y  por lo tanto el anco de e"tracción total >t puede ser calculado en metros usando la siguiente relación empírica 2 >t G > H a :&, > G f (t+ Curva0eórica a G >d " ft 5onde >d 2 3nco de las galerías de producción. a 2 Es el anco efectivo de e"tracción (m+ dependiendo dela forma del t eco de la galería /,i&'r" N .9. ft 2 @actor de forma del radio de curvatura del teco de la galería.

*or otro lado el espesor del elipsoide de e"tracción (dt+ viene dadopor la siguiente relación 2

3.3.2.- Esp"ci"7ie!+$ 4er+ic"# e!+re s';!i4e#es /l 2 3nco del elipsoide de desprendimiento en la sección orizontal en que el elipsoide de e"tracción tiene su anco m!"imo  b 2 3nco de la ta$ada tronada (burden+

3.3.3.- Esp"ci"7ie!+$ $!+"# )e &"#eri"s /s) Se necesita determinar el anco del elipsoide de desprendimiento (>+ en una sección orizontal $usto al nivel donde el elipsoide de e"tracción tiene su anco m!"imo >t. El anco del elipsoide de desprendimiento en este nivel indica el espaciamiento orizontal apro"imado de las galerias (Sd+ /,i&'r" N .=+. 3sumiendo que las relaciones y principios del flu$o gravitacional son aplicadas al Sub Level Caving, el anco total del elipsoide de e"tracción >t es un F8 a F'9 del anco del elipsoide de desprendimiento, en el nivel donde el elipsoide de e"tracción tiene su m!"imo anco >t. El anco es de alrededor de un F89 para distancias verticales entre subniveles (s+, cercanas a los & m 1 sobre & m el anco >t es cerca del F'9.

5e este modo el espaciamiento orizontal Sd es 2 *ara e"tracciones con 2 s K & m SdK >t I 8,F *ara e"tracciones con 2 s  & m Sd K >t I 8,F' En Sub Level Caving convencionales se tiene la siguiente reiación 2 Sd K s Lo que significa que la geometría b!sica tiene una forma de cuadrado o se desvía ligeramente de ella. De$oras en la precisión de los tiros radiales a resultado en una tendencias a i ncrementar la separación de subniveles, con el con siguiente aorro de desarrollo.

3.3..- A!c 3ora bien, si = crece, entonces el n#mero de subniveles decrece y la relación metros de desarrollo I ton decrece. 3umenta la longitud de perforación y se ace m!s productiva tanto la perforación como la tronadura, dado que el di!metro aumenta y los eventos de tronadura disminuyen. Si la longitud de perforación ;L; aumenta, el di!metro aumenta en forma discreta y también el burden. En consecuencia se an incorporado al an!4isis nuevas variables a considerar, es decir, desarrollos, perforación, tronadura y mecanización. Entonces para resolver el problema de elegir el me$or diseo deSub Level Caving entre otras alternativas, debe considerarse la valorización de todas las actividades asociadas al respectivo diseo /,i&'r" N.1+.

Si = crece, la longitud y el di!metro de perforación crecen, el burden crece y entonces la granulometría esperada de la tronadura debiera crecer, disminuyendo la movilidad del mineral con respecto al estéril e incrementando la probabilidad que el estéril se intruya m!s tempranamente, aumentando la diiución, lo que es consecuente de las curvas de 5.=. Laubscer.

3.6.- SECUENCIA

En el Sub Level Caving, la secuencia de e"plotación es por naturaleza descendente y en retroceso. Las recomendaciones operacionales indican que es aconse$able traba$ar manteniendo independencias entre las operaciones de preparación, perforación, arranque y e"tracción, de modo de reponer sin interferencias, al !rea activa perdida por la e"plotación. 34 respecto, es posible visualizar dos situaciones e"tremas /,i&'r" N.11+. •

Secuencia orizontal estricta.

•

Secuencia descendente estricta.

La secuencia orizontal estricta /,i&'r" N .11 A+, consiste en el descenso de la e"plotación, una vez que se a e"traído todo el mineral asta una cierta cota. 3sí, los desarrollos se realizan asta los limites de la mineralización en la orizontal. En este caso, se deben ir construyendo todos los piques de traspaso y obras civiles asta en nivel de transporte principal, adelantando los desarrollos de los sectores m!s ba$os, que ser!n e"plotados con posterioridad. La secuencia descendente estricta /,i&'r" N .11 B+, consiste en el descenso de la e"plotación, ba$o el !rea activa en producción. 5e esta forma los desarrollos se e$ecutan limitados en la orizontal. 5ado que la subsidencia por lo general impide imprimir una secuencia descendente estricta, y dado adem!s, que la aplicación de una secuencia orizontal estricta implica e$ecutar desarrollos con bastante anticipación, se opta normalmente por una secuencia combinada que es la que se muestra en las ,i&'r"s N .11 y N

.12. La secuencia elegida debe considerar otros aspectos de mayor interés. El primero, es la distribución de leyes en el volumen. El método permite iniciar la e"plotación, en el nivel superior, en cualquier zona ubicada en el e"tremo opuesto al sentido de avance del undimiento, con propagación acia ambos lados del punto inicial. Lo que debe evitarse en lo posible, es acer converger dos lineas de undimiento, por el efecto de concentración de presiones en el pilar intermedio /,i&'r" N .12+. El otro aspecto de importancia, es entender que la diiución es directamente proporcional a la superficie de contacto entre el mineral y el estéril, de tal modo que la linea de contacto sea mínima. Lo que se intenta evitar, no es otra cosa que la dilución lateral /,i&'r" N .13+. La secuencia de e"plotación elegida debe ser consecuente con la distribución de las leyes del yacirniento, coma se puede ver en la figura antes mencionada, la linea de interfaces mineralIestéril m!s representative y favorable es la linea 44, por que el perimetro de contacto es mínimo, adem!s, la distribución de la ley en los limites del yacimiento son puntos ba$os en ley, es par ello que esta li nea diagonal permite que algunos cruzados de producción est!n terminando su vida #til y en otro e"tremo de esta linea comiencen su  producción, concentr!ndose en el centro de esta diagonal los cruzados de me$or ley que en promedio permiten e"plotar el yacimiento en una forma eficiente.

.

Res'7e! )e# M*+$)$

1. Ge$7e+r(" )e# Y"ci7ie!+$

Acep+";#e

Op+i7$

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*otencia

Dedia

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Cualquiera

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Oegularidad

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Op+i7$

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Oesistencia (Dena+

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'8 D*a

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3lta

@racturación (Dena+

Dedia

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Campo 0ensional 4n:situ (*rofundidad+

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K'88 m

Comportamiento 0enso: 5eformacional

Elastico

Elastico

3. Aspec+$s Ec$!7ic$s

Acep+";#e

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?alor Mnitario de la Dena

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