mineria subterranea

INTRODUCCIÓN A SUBTERRÁNEAS

Prof. Víctor Encina M. Julio 2006

Postítulo de Certificación y Valoración de Activos Mineros Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Chile) + Queen’s University (Canadá)

TEMAS z z

z z

z z

Proceso Minero Presentación de Métodos Subterráneos

• • •

Autosoportados Hundimiento Temporalmente Soportados

Selección de Métodos Subterráneos Fundamentos Científicos

• • •

Hundibilidad Flujo Gravitacional Acondicionamiento

Tendencias Infraestructura de minas subterráneas

1

EL PROCESO MINERO

La minería ocurre en “reactores perecibles”

EL PROCESO MINERO ARRANQUE

MINA PLANTA

TRANSPORTE

SEPARAR

z

ARRANQUE

• • • z

TRANSPORTE

•

$

z

FRACTURAR FRAGMENTAR EXTRAER TRASLADAR

BENEFICIO

•

SEPARAR

2

EL PROCESO MINA z

Arranque

• Cambio de naturaleza del material • Transformar sólido in situ en pilas de fragmentos de material sólido z

Transporte

• Cambio de coordenadas • Trasladar el material desde su ubicación original a la Planta.

ARRANQUE macizo in situ

Arranque

z

material quebrado

• • z

Cargar y extraer

MÉTODOS DE ARRANQUE Tronadura Hundimiento

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN

• •

Gravitacional “Por Baldadas”

3

TRANSPORTE

z

intermedio

CONTINUO

• •

Stock

z

Principal

Correas Piques (gravitacional)

DISCONTINUO

• •

FFCC Camiones

PROCESOS MINA: SUBTERRÁNEOS z

En Minería Subterránea

• • z

Los Procesos Mina se denominan: Métodos de Explotación Se definen caso a caso según las características del recurso mineral y los objetivos del negocio

Las claves de proceso son:

• • •

Estabilidad de los recintos de trabajo Estabilidad del emplazamiento post explotación Recuperación, Selectividad y Dilución

4

PRESENTACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

Visión rápida de los principales métodos de explotación subterráneos

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN 1 Cavidades Autosoportadas 1.1 CV Caserones Vacíos (SLOS) 1.2 C&P Caserones y Pilares (R&P) 2 Cavidades Artificialmente Soportados: 2.1 CR Caserones Rellenos (BF) 2.2 C&R Corte y Relleno (C&F) 2.3 C&R+P Corte y Relleno con Postes (C&F+PP) 3 Cavidades Temporalmente Soportadas 3.1 CR-M Caserones Rellenos de Mineral (Shrinkage) 3.2 CHF Corte y Hundimiento Forzado (LW/SW) 3.3 CHN Corte y Hundimiento Natural (LW/SW) 4 Cavidades No Soportadas (Hundidas) 4.1 HSN Hundimiento por Sub-Niveles (SLC) 4.2 HSB Hundimiento por Socavación Basal (BC/PC)

5

CASERONES VACÍOS

Sub Level Open Stoping SLOS

CONCEPTO (Olimpic Dam Mine)

6

Campo de Aplicación

z z z

Techo y cajas auto soportadas Depósitos sub verticales Roca Razonablemente Competente

Operación Mecanizada LHD

7

Planificación Caserones y Pilares

Variantes diseño caserones z

Por geometría del yacimiento

• Irregularidades • Distintos grados de dilución z

Secuencia de explotación

• En el caserón • En el sector de caserones

8

Caserón Simple

Caserón Doble

9

Ampliación Longitudinal

Ampliación Lateral

10

“Crown Pillar”

Collar

11

Orientación z

Paralelo a Estructuras Principales

• Dentro de pilares • Dentro del Caserón (Salvar la perforación) z

Geometría Favorable

• Recuperación • Estabilidad

Estabilidad General z

Restricciones de Subsidencia

• Pilares no recuperados • Pilares Artificiales (Caserones Rellenos) z

Sin Restricción Subsidencia

• Tronadura masiva de pilares z

Fortificación para operación

• No “liberar” bloques • Perno, Malla, Shotcrete (Labores) • Cables (caja pendiente)

12

Caso Explotación de pilares por tronadura masiva

Sección A

13

14

Nivel Perforación DTH

Nivel Extracción

15

Fortificación

Comentarios z z z z z

Método Mecanizable y Seguro Estabilidad dependiente de estructuras Buena recuperación Poca Dilución y Relativamente Selectivo Requiere Krigeage celdas pequeñas (3 a 5 m de lado) y verificación por perforaciones de producción

16

CASERONES Y PILARES

Room & Pillar (R&P)

Campo de Aplicación

z z z

Techo soportado por pilares Depósitos sub horizontales Roca Razonablemente Competente

17

Técnicas de Arranque z z z

Perforación Horizontal Perforación de “bancos” Excavadoras continuas

Arranque

Perforación Horizontal Perforación de Bancos

18

Técnicas de Transporte

z z z z

Cargadores (LHD) Camiones Scraper FFCC

Transporte Mecanizado

Cargador + Camión

19

Operación Artesanal (Jackleg + Scraper + FFCC)

Manejo de Altas Pendientes del Manto

20

Explotación Ultra Selectiva

Comentarios z z z

Método muy versátil Selectivo y de baja Dilución Estabilidad dependiente de roca

• Techo • Piso • Pilares z

Baja recuperación

21

HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES

Sub Level Caving (SLC)

Sublevel Caving

Drift driving

Mucking

Opening raise

Ring drilling

Rail haulage

Crushing and hoisting

Blasting

22

ESQUEMA TÍPICO DE HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES

CONTACTO MINERAL ESTERIL EN HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES ESTERIL HUNDID0 MINERAL TRONADO

23

The Kiruna Orebody

The mining of Kiirunavaar a

24

Mining System KUJ 2000

Ore body

Ventilation shafts

Hoisting 1045 m Present main level, 1045 m Ore passes Ramps Crushing stations

25

Sublevel Caving -from small to large scale Number of blasts per day for production level of 60,000 ton/day

Theoretical Extraction Ellipse From Nilsson’s Model For Gravity Flow

Post Ton in-situ Ton cave 1 940 60 2 720 280 3 320 680 total 1980 1020

total 1000 1000 1000 3000

26

Dilución

In-situ % extracted as a function of total % extracted.

Comentarios z z

z

Método altamente mecanizable Alta Dilución por contacto permanente con el estéril Estabilidad controlable

• En Labores z

Buena Selectividad y Recuperación

27

HUNDIMIENTO POR SOCAVACIÓN BASAL

Block / Panel Caving (BC / PC)

CONCEPTO (Hundimiento)

Socavación Basal

28

CONCEPTO (Hundimiento)

Colapso del techo

CONCEPTO (Hundimiento)

Fracturamiento del techo

Extracción de material

29

CONCEPTO (Hundimiento)

Fracturamiento del techo

Extracción de material

CONCEPTO (Hundimiento)

Zonas de Extracción

30

CONCEPTO (Hundimiento)

Fin propagación

Crecimiento de zonas de extracción

CONCEPTO (Hundimiento)

Fase de régimen y crecimiento de zonas de extracción

31

CONCEPTO (Hundimiento)

Animación: Argyle Diamonds Tamrock – Atlas Copco

CONCEPTO (Hundimiento)

32

Modalidades de Diseño z

Por forma de socavación

• Plano o Inclinado z

Por modo de extracción

• Parrillas • Scraper • LHD

Parrillas

33

Cargadores LHD Diseño “Espina de Pescado”

34

Cargadores LHD Diseño “Teniente”

Diseño Minería Continua

Mineral Acondicionado

Alimentadores

Transportador sin fin

35

Comentarios z z z

Método altamente mecanizable Alta capacidad de producción Estabilidad controlable

• En Labores z z z

Buena Recuperación Baja Selectividad Mediana dilución

TEMPORALMENTE SOPORTADOS

Shrinkage y Explotación de Mantos Blandos (Carbón y otras Sales)

36

Caserones con Relleno Temporal de Mineral

Shrinkage

Campo de Aplicación

z z z z

Cajas débiles Depósitos sub verticales Roca competente Subsidencia permitida post explotación

37

Caserón Relleno con Mineral CONCEPTO SHRINKAGE

Secuencia de Trabajo

38

Técnicas de Arranque z

Perforación liviana (Jackleg)

• Mineral de Relleno es piso de trabajo z

Tronadura de crater vertical

• VCR=“Vertical crater Retreat” • Perforación y tronadura desde Nivel de Perforación

Perforación al techo

39

Técnicas de Transporte

z

Igual que caserones vacíos

• Cargadores (LHD) • Pala mecánica • Scraper • Camión o FFCC Ver SME Underground Mining Capítulo 1

FRENTE MECANIZADO (LARGO O CORTO)

Longwall / Shortwall

40

Campo de Aplicación

z z z

Techo hundible Depósitos sub horizontales Roca “blanda”

“LONGWALL / SHORTWALL” CONCEPTO

41

“LONGWALL / SHORTWALL” NOMBRE

z

LONGWALL

• z

W > 120m

SHORTWALL

•

W < 120m

Técnicas de Arranque z z z

Cepillo (“Shearer) Excavadoras continuas Perforación y Tronadura (“Desquinche”)

42

Técnicas de Transporte

z

Transportador Blindado Flexible (“Panzer”) (AFC = Armoured Flexible Conveyor)

z z

Alimentador Correas Transportadoras

43

“LONGWALL / SHORTWALL” MECANIZACIÓN

Disposición General de Equipos Main Gate Main Gate

Tail Gate Tail Gate

Face Conveyor PF4-1132

4000

Longwall face conveyor

6000

5000

S

S

1750

Face length 200m

Face length 200 m

6000

6000

44

Detalle punto de transferencia 3000

Chain conveyor

Modulos de Transportador replaceable wear elements HARDOX 400 A-A 1:5

50x1440x2995 1,70 to (1x) 1405

S690Q 30x350x2995

HARDOX 400 25x165x2995 0,10 to (2x)

1200

30

20

710

483

266

30

30

83.5

30

167

650

20

50

167

83.5

122 max.127

0,25 to (4x)

1455

1695

STAHLBAU 3,00 M LG 3,00 to

45

Estructura y placa de desgaste

Changeable top trough (wear part)

Cadenas y yugos

46

Técnicas de Soporte

z z

Escudos desplazables (“Powered shields”) Enmaderación

Escudo Hidráulico

47

Instalación de escudos hidráulicos

Frente de Trabajo

48

Comentarios z z

z z z z

Método altamente mecanizable Mínima Dilución (Se corta sólo el mineral) Estabilidad Controlada Muy Buena Recuperación Baja Selectividad in situ CUIDADO CON EL GAS GRISÚ

SELECCIÓN DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

No hay reglas, … sólo hay guías

49

SELECCIÓN DEL MÉTODO MINERO z

UBICACIÓN • Superficial • Profunda

z

GEOMETRÍA • Masivo (Clavos) • Tabular Vertical (Vetas) • Tabular Horizontal (Mantos)

z

CALIDAD DE ROCA • Mena • Cajas

ARRANQUE

TRANSPORTE

Buena

Potencia => Veta Manto Clavo Veta Manto Clavo

Roca Caja (Techo / Pendiente) Competente Débil Pequeña Amplia Pequeña Amplia

Mala

Roca Mena

CARACTERIZACIÓN DE MINAS PARA SELECCIÓN DE MÉTODO

50

z

Puede tener muchas variaciones según las condiciones particulares de cada negocio

Buena Mala

Tabla típica

Roca Mena

z

Potencia => Veta Manto Clavo Veta Manto Clavo

PRIMERA APROXIMACIÓN Roca Caja (Techo / Pendiente) Competente Débil Pequeña Amplia Pequeña Amplia CV CR HSN C&P CHN CV CR HSN CR-M C&R C&R C&R+P CHF C&R+P CHN C&R C&R+P C&R HSB

1 Naturalmente Soportados: 1.1 CV Caserones Vacíos (SLOS) 1.2 C&P Caserones y Pilares (R&P) 2 Artificialmente Soportados: 2.1 CR-M Caserones Rellenos de Mineral (Shrinkage) 2.2 CR Caserones Rellenos (BF) 2.3 C&R Corte y Relleno (C&F) 2.4 C&R+P Corte y Relleno con Postes (C&F+PP) 3 Parcialmente Hundido 3.1 CHF Corte y Hundimiento Forzado (LW/SW) 3.2 CHN Corte y Hundimiento Natural (LW/SW) 4 Hundido 4.1 HSN Hundimiento por Subniveles (SLC) 4.2 HSB Hundimiento por Socavación (BC/PC)

INFRAESTRUCTURA DE MINAS SUBTERRÁNEAS

Las minas subterráneas tienen que ser tan autosuficientes como un submarino

51

INFRAESTRUCTURA DE MINA SUBTERRÁNEA COMPRENDE: •

Operaciones Auxiliares

•

Instalaciones

OPERACIONES AUXILIARES Definició Definición: Son aquellas actividades no relacionadas directamente con el proceso minero (arranque y transporte) sin las cuales éste no puede realizarse de manera segura, efectiva y con responsabilidad social.

52

SERVICIOS U OPERACIONES COMPLEMENTARIAS • Ventilación • Drenaje • Energía • Agua • Comunicaciones • Transporte y facilidades para el personal • Transporte y almacenamiento de materiales y residuos (sólidos, líquidos, gaseosos y biológicos) • Instalaciones para mantención de equipos y herramientas • Accesos

El punto de partida Recurso Geo3 (log+est+mec)

Modelo de Bloques

Método Explotación

Plan Minero

Diseño

Infraestructura Costo Inversión

Costo de Operación

No conforme

Evaluación Conforme Reservas

53

Tipos de Demanda (del Plan Minero) z

Para Diluir

• Gases naturales / Motores / Tronadura / Baterías z

Para Acondicionar

• Enfriar / Calentar z

Para consumir:

• Respiración de personas: Q = N x 3 (m /min) • Combustión Motores: Q = HP x 3 (m /min) 3

3

z

Para Mover

• Arrastrar (Arrastre polvo: usar V = 1 m/s) • Hacer “brisa” • Renovar

Ventilación: Leyes físicas Caída de Presión: H = K x L x P x Q2 / A3 = R x Q2 Potencia P = K x L x P x Q3 / A3 = R x Q3 Resistencia: R = K x L x P / A3 Caída de Presión H (Pa = N/m2 ~ 0,1 mm c. a); Coeficiente de Fricción K (kg/m3); Longitus y Perímetro L,P (m); Sección A (m2); Caudal Q (m3/s)

54

Factor de Fricción: Galerías Rectas (Mining Engineering Handbook)

Datos para densidad 1,2 Kg/m3 K’=K x δ / 1,2

Tipo Pared

Por Grado de Obstrucción K x 105 (multiplicar por 10-5 para obtener Kg/m3)

Ninguna

Ocasional

Común

Lisa revestida

280

370

560

Suave (Carbón o Shotcrete)

1020

1110

1300

Enmaderada

1760

1860

2040

Roca angulosa

2690

2780

2970

DRENAJE Drenaje: •Aguas subterráneas (Hidrología) •Aguas de uso industrial (Perforación) •Destino: •Tratamiento de aguas de minas •Acopio de derrames • Galerías con pequeña pendiente (0,5%) • Canaletas + Pozos de decantación • Bombas • Plan emergencia (cortes de energía, crecidas)

55

REDES DE ENERGÍA Y AGUA • Demanda según Plan Minero • Flotas de equipos (móviles y estacionarios) • Producción, servicios (bombas, alumbrado, WC, …) • Anillos • Doble vía de suministro • Respaldo • Plan emergencia (cortes de energía, generadores, incendios)

Aire comprimido: Compresores elé eléctricos locales

COMUNICACIONES • Demanda creciente • Red fija: • Anillo “crecedor” • Datos, imagen y voz • Red móvil • Antenas y repetidores • Banda ancha inalámbrica “asistida” • Plan emergencia (cortes de energía, alarmas)

56

TRANSPORTE Y FACILIDADES PARA EL PERSONAL • Demanda según Plan Minero: Dotación propia + contratistas • Transporte: • Cambios de turno; distribución interna. • Vehículos interior mina; reglas y control de tránsito. • Facilidades • Servicios higiénicos, pañoles • Oficinas? ; Comedores? • Plan emergencia (Procedimientos, refugios)

MATERIALES Y RESIDUOS (Sólidos, Líquidos, Gaseosos y Biológicos)

• Demanda según Plan Minero

• ¿Cuánto y donde almacenar? • Interior o exterior mina • Se trata de hacer la operación expedita • La demanda de materiales se transforma en demanda de transporte y uso de vías. • Casos especiales: polvorines y estaciones de despacho de combustibles (Decreto 72), hormigón. • El manejo de residuos es parte del diseño de la operación incluyendo: transporte, procesamiento y destino final. • Plan emergencia (Manejo de residuos, rebalses de combustibles, polvorines, incendios)

57

INSTALACIONES PARA MANTENCIÓN DE EQUIPOS •¿Qué mantención en interior mina y qué en superficie? • Minimizar el tiempo de parada del equipo (viaje+intervención) • Mantención menor en el lugar de trabajo • En interior mina se hace cambio de componentes, los cuales se envían afuera para reparación.

• Combinación recintos y vehículos utilitarios de servicio en terreno. • Casos especiales: Neumáticos, aceros de perforación, baldes y tolvas, montaje y desmontaje de redes. • Contratos con proveedores no reduce las necesidades de facilidades (talleres, bodegas, estacionamientos) y uso de sistemas de transporte y comunicaciones, más bien las aumenta. •Plan emergencia (Manipulación de unidades “en panne”)

ACCESOS • Doble acceso: Siempre y en todo lugar • Por seguridad • Por ventilación • Por ley (Decreto 72)

• Dimensionamiento según demanda y sistema de transporte • Acceso comprende: Vías, señalización, estacionamientos, control de tránsito, iluminación, vehículos, comunicaciones. • Plan emergencia (Uso de vías en emergencia de otros subsistemas, emergencias propias del sistema de tránsito)

El mejor sistema de transporte es aquel en que no se requiere hacer transporte.

58

FUNDAMENTOS CIENTÍFICOS

La minería está a punto de dejar de ser un “Arte” y pasar a ser un “Proceso Tecnológico” con base en la Ciencia

PROBLEMAS FUNDAMENTALES • HUNDIBILIDAD O ESTABILIDAD •Para hacer explotaciones sin sostenimiento •Para hacer explotaciones por hundimiento • FLUJO GRAVITACIONAL CONFINADO • Recuperación en métodos por hundimiento • Dilución • ACONDICIONAMIENTO DE MACIZOS ROCOSOS • Para hundir • Para lixiviar

59

Decisiones de Diseño Regular

Acondicionar Hundibilidad Esfuerzos Clase De Roca

Caracterizar

Propagación Fragmentación

Mal ¿Hunde? Bien

No hundir

Grado de Fragmentación

1º Hdto. Área / RH Base / Altura

Malla

Tipo de M/M

Distancia Configuración

Gravitacional Discreto Continuo

ÁBACOS DE RADIO HIDRÁULICO

Ábacos empíricos: Mejores para Estabilidad que para Hundibilidad. z No consideran estados de esfuerzos z

60

61

FLUJO GRAVITACIONAL

Un largo camino … que todavía no llega a destino.

FLUJO GRAVITACIONAL CONFINADO Historia • Kvapil • Laubscher • Estudios Recientes (ICS e IM2)

62

FLUJO GRAVITACIONAL Según: Rudolf Kvapil z

z

Supuesto: Las leyes del flujo gravitacional son independientes del tamaño de los fragmentos de material Estudio de flujo de mineral a granel se puede estudiar en modelos de arena o grava

ESTUDIO DE MODELOS DE SILOS D

D

D independiente de ángulo fondo

63

ESTUDIO DE MODELOS DE SLC Seudo-elipse

Elipsoide de movimiento

Las figuras no son elípticas pero se aproximan para simplificar los cálculos

Velocidad de partículas z

z

z

No hay movimiento en el límite del elipsoide de movimiento La mayor velocidad se observa en el eje del elipsoide, y aumenta a medida que se acerca al punto de extracción V5>V4>V3>V2>V1

64

Elipsoide de Extracción z

z

z

Existen zonas de igual velocidad que conservan la forma de elipsoide Existirá una zona de máxima velocidad que comprende el material extraido Esa Zona se denomina “Elipsoide de extracción”

VERIFICACIÓN DE “EE”

Extracción de “EE” previamente marcado

65

VISUALIZACIÓN DE “EE” Y “EM”

Extracción de “EE” previamente marcado

RELACIONES GEOMÉTRICAS

66

EFECTO DEL TAMAÑO DE FRAGMENTOS

A mayor tamaño de fragmentos mayor diámetro

FORMA de ELIPSOIDES vs MOVILIDAD

z

z

A mayor movilidad del material mayor esbeltez La movilidad de las partículas depende de:

• • • • • • • •

Tamaño de partículas Forma de partículas Rugosidad de superficie Ángulo de fricción interno Densidad Tasa de extracción Propiedades del material (humedad, resistencia) Efectos lubricantes

67

FLUJO GRAVITACIONAL Según: Dennis Laubscher

• DTA vs MRMR •Tiraje Interactivo • Altura de Interacción • Modelo Volumétrico de Dilución

Diámetro Aislado (Laubscher) Rockmass class

5

ff/m

50 - 7

Rock size m

0.01 - 0.3

% +2m³

0

4 20 - 1.5 0.1 - 2.0 1-5

Loading width

3 5 - 0.4 0.4 - 5.0 6 - 20

2/1 1.5 - 0.2 1.5 - 9.0+ 21 - 45

Isolated drawzone diameter

5m =

11.5m

4m =

9m

11m

3m =

6.5m

8.5m

10.5m

2m =

6m

8m

10m

13m 12.5m 12m

68

DIÁMETRO DE TIRAJE AISLADO Isolated Draw Zone (IDZ)

% +2m³

0

1-5

6 - 20

21 - 45

Loading width

Tiraje irregular (Aislado)

69

Tiraje regular puntos alejados

Tiraje Regular Dist. Puntos < 1,5 DTA

70

Mecanismo de Flujo Granular

Aislado

Concurrente

Flujo gravitacional Min. Grueso (Vacíos Propagados - Gustafsson)

Aislado

Concurrente

71

Interacción: Laubscher

72

Cálculo ley y recuperación (20%)

Ley mineral = 2%, ley Esteril = 0,5%: A 125% de tiraje ley cierre = 1%: % dilución = 30% Recuperación = 90%: Ley media = 1,6%

73

Cálculo ley y recuperación (60%)

Ley mineral = 2%, ley Esteril = 0,5%: A 115% de tiraje ley cierre = 1%: % dilución = 17% Recuperación = 94%: Ley media = 1,8%

FLUJO GRAVITACIONAL Según Estudios Recientes: ICS e IM2 Estudios experimentales a escala y con modelos computacionles realizados en JKMRC, Itasca e IM2 indican que: • El tiraje es siempre aislado • Por lo tanto no existe tal zona de interacción • Se distinguen 2 zonas: Extracción y Movimiento • La razón de excentricidad se mantiene constante

74

Conceptos de flujo gravitacional

z

z

El diámetro “d” es directamente proporcional a tamaño medio de los fragmentos hasta un cierto límite. La excentricidad h/d es inversamente proporcional al tamaño de fragmentos. En material grueso (tamaño medio entre 0,4m y 0,6m) la razón de excentricidad es del orden de 3 y en materiales finos (entre 0,15m a 0,21m) sería del orden de 5.

Zona de movimiento

d

h

Zona de extracció extracción Material extraí extraído

¿Qué vamos a hacer sin Laubscher? Criterios de Diseño

Convencional

AP

AP+TT

AP+TT+MC

Caracterización

Laubscher (MRMR) Geosísmica (Tomogr) Geomecánica

Secuenciamiento

Compatible con Ab. Stress En Sombra sin Ab. Stress Orientación Fracturas y Estructuras Estabilidad General

Fragmentación

BCF, Size, Otros?

Hundibilidad

Laubscher (MRMR) Altura Columna

Laubscher+nueva ff? + Modelo G Flores? Laubscher+nueva ff? + Modelo G Flores?

Malla

Laubscher (MRMR)

Laubscher + nueva ff? + Otros JKMRC-IM2? + GCPMS?

Dilución

Laubscher (DE%)

Estabilidad

Razón de excavación Pilares Reforzados

Tasa Extracción Prop.

Antisísmica

Tasa Extracción Régimen

Por Regularidad y M/M

Laubscher + nueva ff? Tomografía Alta Resolución Esfuerzos Nuevos redirecciontado AP? Nuevos redirecciontado AP? Orientación y forma de frentes Dimensiones de frentes Indices de Colgadura y Reducción Secundaria?

Laubscher (DE%)? + Flujo no Interactivo + Dinámica Probabilistica Razón de excavación Pilares Reforzados +Pilares no dañados Antisísmica + Control Conexión y Monitoreo Por M/M + PL Corto Plazo

75

ACONDICIONAMIENTO DE MACISOS ROCOSOS Una oportunidad … que todavía está en evaluación

CONCEPTO

ACONDICIONAR

76

PROPÓSITO

Agregar fracturas a la roca in situ para mejor fragmentar, hundir o lixiviar

TECNOLOGÍAS DE ACONDICIONAMIENTO Fracturamiento Hidrá Hidráulico

Tronadura Confinada

77

FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO PRUEBA DE FRACTURAMIENTO LOCAL

PRUEBA DE BOMBEO

OPTICAL & ACOUSTIC SCANNING

Hole HF01

Hole M9 12

10

P-Wave Travel Time

Hydraulic Fracture

11

16

seismic ray

15

09

07

shot 21 shot 25

shot 31

shot 36

Time (mseg)

14

08

Piezoelectric Source

Hydrophone Array

80 meter

CONTROL GEOFÍSICO (Sísmico)

shot 36

13 12

shot 31

11 10

shot 25

9

shot 21 7

8

9

10 11 12

hydrophone number Shot Without Hyd.Fractures Shot With Hyd.Fractures

51 meter

78

TOMOGRAFÍA SÍSMICA ANTES DEL FH

DESPUES DEL FH

Evidencia de fractura hidráulica

Fractura Hidráulica

79

TRONADURA CONFINADA Esfuerzos de Tracción a 24 m del Collar de la Perforación

vista tridimensional con planos que contienen la distribución de esfuerzo a distintas profundidades

Tronadura con Cara Libre compresión

El concepto

+

+

Esfuerzos

-

compresión

-

tracción

80

σ

Pulso de Tronadura Resistencia a la compresión 0m

10 m

20 m

30 m

2 ms

4 ms

6 ms

Vp = 5000 m/s

Resistencia a la tracción

Principio de acoplamiento de ondas

σ

Resistencia a la compresión 0m

10 m 2 ms

20 m 4 ms

30 m 6 ms

Vp = 5000 m/s

Resistencia a la tracción

81

Control de Tiempos

Detonadores electrónicos Detonadores pirotécnicos

Principio de Superposición

•Dimensionar separación y tiempos de salida Modelar el medio

L ?

Modelar las ondas

82

Principio de Interacción

•Dimensionar el Espaciamiento entre tiros Modelo 3D del medio rocoso Solución numérica por aproximaciones sucesivas

E?

¿DE DONDE VIENE EL FINO? Las teorías de tronadura y hundimiento sólo explican la fragmentación a partir de la existencia de fracturas, sin embargo … ello no explica la presencia de tanto fino

83

EFECTO DEL FINO EN EL FLUJO GRAVITACIONAL

SENCILLO EXPERIMENTO ¿Qué le parece?

EFECTO FINO

SIN FINO NO ES POSIBLE EL ESCURRIMIENTO GRAVITACIONAL DEL MATERIAL FRAGMENTADO

84

TENDENCIAS

El futuro es subterráneo … aunque tome un tiempo

MINERÍA CONVENCIONAL EN MINERAL POCO FRACTURADO

MACIZO POCO FRACTURADO • SISMICIDAD • COLPAS • COLGADURAS y CACHORREO macizo fracturado z EXTRACCIÓN MECANIZADA INTERMITENTE mineral fragmentado • BALDADA + TRASLADO • REDUCCIÓN SECUNDARIA

macizo compacto

fracturar hundir

z

z

Descolgar y extraer

INFRAESTRUCTURA DE GRAN TAMAÑO • FORTIFICACIÓN • REPARACIÓN

85

TRANSPORTE EN MINERAL GRUESO pique pique

z

REDUCCIÓN

• • •

intermedio pique

Principal

z

Piques Martillos Chancadores

TRANSPORTE MINERAL GRUESO

• •

FFCC Camiones

QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº1 ¿Y si modifico la roca …ahh?

macizo compacto macizo fracturado fracturar

mineral fragmentado hundir

Descolgar y extraer

86

QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº2 pique pique

¿Y si transporto a tamaño final …ahh?

intermedio pique

Principal

QUIEBRE TECNOLÓGICO Nº3 macizo compacto Fracturar

macizo fracturado mineral fragmentado

¿Y si saco simultáneamente …ahh?

Hundir

Extraer

intermedio

Principal

87

MÓDULO DE MINERÍA CONTINUA Galería de servicios

Chancador

Galería de zanjas: - Equipos extractores estacionarios en puntos de extracción

Calle producción: - Transportador continuo

Pique de traspaso

AVANCE EN LA DIMENSIÓN TECNOLÓGICA Evolución Tasa Extraccción Método de Hundimiento MC Teórica

4

t/m2 día

3,5 3

MC posible

2,5 2 1,5 1

Acondicionamiento

0,5 0 1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

años

88