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7/21/2019 BLOCK-CAVING.doc

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HUNDIMIENTO DE BLOQUES

CONTROL DE OPERACIONES Página 1



INDICE

1 INTRODUCCION................................................................................................................................................3

2 CLASIFICACION DEL METODO....................................................................................................................3

3 CAMPO DE APLICACIÓN................................................................................................................................4

4 DESCRIPCION DEL METODO........................................................................................................................4

5 ELEMENTOS DEL METODO...........................................................................................................................5

5.1 DESARROLLOS.................................................................................................................................................5

5.2 VENTILACIÓN..................................................................................................................................................5

5.3 FORTIFICACIÓN................................................................................................................................................6

6 OPERACIONES DE EXTRACCION DEL METODO....................................................................................6

7 OPERACIONESD E CARGUIO Y TRANSPORTE.........................................................................................6

8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS...........................................................................................................................6

CONSIDERACIONES FINALES.......................................................................................................................6




"l bloc$ caving es un método %ue se aplica en minería subterránea, en el cual se aprovecha lafuerza de gravedad y fragmentación natural del cuerpo mineralizado para su extracción.

3 CAMPO DE APLICACIÓN

"ste método es com*nmente utilizado en cuerpos mineralizados masivos de baa ley+'om*nmente denominados pórfidos, cuyas propiedades geomecánicas son favorables para laadecuada fragmentación de la roca +índice de fractura alto.-ambién es aplicado en cuerpostabulares con buena potencia.ara una eficiente operación se re%uiere %ue las leyes del cuerpo sean regulares, dado %ue

este método no permite explotación selectiva por sectores. !e re%uiere además para suaplicación %ue el cuerpo mineralizado sea de límites regulares./ovedosas técnicas permiten aplicar este método en rocas más competentes y con índices defractura menores.

4 DESCRIPCION DEL METODO

"l cuerpo mineralizado se subdivide en blo%ues virtuales de entre 0122 m3 a 42.222 m3 de base,el método consiste en el hundimiento de una columna mineralizada provocado por lasocavación controlada de su base mediante perforación y tronadura.

Las fuerzas %ue interact*an en la roca +prexistentes se encuentran en e%uilibrio entre si. 5lsocavar la base del blo%ue se crean nuevas fuerzas denominadas esfuerzos inducidos, estasfuerzas comienzan a redistribuirse, generando y agrandando fracturas en la roca. "sto,combinado con la fuerza de gravedad genera %ue los puntos de extracción construidos en labase del blo%ue se rellenen con el material fragmentado. 'uando esto ocurre la situación dee%uilibrio en el macizo tiende a restablecerse."n los denominados puntos de extracción el material fragmentado se retira con ma%uinarias,cuando esto ocurre nuevamente se rompe el e%uilibrio de fuerzas y el material continua




fragmentándose y cayendo, sucesivamente hasta %ue en la superficie comienza a generarse uncráter. "n la terminología minera esto se denomina subsidencia."l proceso termina cuando se ha extraído la totalidad de la columna mineral y los puntoscomienzan a ser rellenados por material estéril.Las columnas mineralizadas pueden alcanzar alturas entre 62 y 022 metros, dependiendo de

los niveles de hundimiento.

5 ELEMENTOS DEL METODO

5.1 DESARROLLOS

• /ivel de producción# conunto de galerías paralelas espaciadas entre 47 a 02 m donde

se realiza la operación de extracción del mineral seg*n diversas modalidades. 8ncluyelas correspondientes galerías de acceso o cruzados de cabecera.

• /ivel de hundimiento# conunto de galerías paralelas espaciadas entre 47 a 02 m a partir

de las cuales se realiza la socavación de la columna mineralizada. !e ubica a una cotaentre 9 a 32 m sobre el nivel de producción. 8ncluye las correspondientes labores deacceso o galerías de cabecera.

• "mbudos o zanas recolectoras de mineral, brazos o estocadas de carguío. !e trata de

excavaciones %ue conectan el nivel de producción con el nivel de hundimiento, y %uepermiten o facilitan la extracción del mineral. !on importantes para el maneo demateriales.

• i%ues de traspaso# son labores verticales o inclinadas %ue conectan el nivel de

producción con el nivel de transporte.

• /ivel de transporte# conunto de galerías paralelas espaciadas entre 12 a 432 m, donde

llega el mineral desde el nivel de producción. 5hí se carga por intermedio de buzones aun sistema de transporte +correas o carros %ue lo conduce a las etapas de conminución.

• !ubnivel de ventilación# conunto de galerías paralelas espaciadas entre 12 a 432 m, y

los correspondientes cruzados de cabecera, ubicadas bao el nivel de producción +47 a02 m.

• !ubnivel de control y:o reducción# puede ser o no necesario, dependiendo de la

geometría del cuerpo mineralizado y de las características de la roca. /ormalmente serealiza con un martillo mecánico o con tronadura secundaria.




5.2 VENTILACIÓN

"l bloc$ caving es un método %ue re%uiere un buen sistema de ventilación, especialmente en elnivel de producción y en el subnivel de control de tamaño. )ebido a los gases de tronadurasecundaria, accionamiento de e%uipos diesel, personal trabaando, extracción y traspaso demineral."l aire fresco se inyecta a las galerías de producción a través de chimeneas, recorre estasgalerías y retorna al subnivel de ventilación por otras chimeneas similares ubicadas en la líneade blo%ues siguiente. ara tales efectos, es necesario disponer de t*neles y:o pi%uesprincipales de inyección y extracción de aire, dotados de ventiladores axiales.

5.3 FORTIFICACIÓN

"l principal problema dice relación con la estabilidad de las labores del nivel de producción,dado %ue es en estas labores donde se concentra la mayor cantidad de esfuerzos inducidosasociadas al proceso de hundimiento. "n presencia de roca poco competente con buenascaracterísticas de hundibilidad, la solución más utilizada consiste en una fortificación sistemáticacon marcos de madera. "n condiciones similares a las anteriores, pero con un sistema deextracción con palas de arrastre o scrapers, se utiliza por lo general un revestimiento continuode hormigón. !i las condiciones son menos rigurosas, puede ser suficiente un apernadoconuntamente con malla de acero y hormigón proyectado. 'uando se trata de roca competente+granulometría gruesa, donde se aplica un sistema de extracción mecanizado con e%uiposL&), se re%uieren galerías de sección más grande +6,2 x0, 1 m. "n estos casos, dependiendode las condiciones, se recurre a soluciones %ue contemplan progresivamente apernado, mallade acero y hormigón proyectado. Las situaciones más críticas se presentan en las

intersecciones de las galerías de producción con los brazos de carguío y en las crestas yvísceras de los puntos de extracción. ara mantener su estabilidad se recurre, en la mayoría delos casos, a fortificación con marcos de acero y hormigón armado. Los pi%ues de traspaso sontambién labores conflictivas %ue re%uieren una atención especial. !e recurre incluso arevestimientos con planchas de acero o rieles insertos en hormigón.

6 OPERACIONES DE EXTRACCION DEL METODO

'uando se ha terminado la socavación se fracturará el mineral y caerá por las chimeneasestrechas por la acción de la fuerza de gravedad. "l ciclo será continuo siempre y cuando sevaya retirando el mineral fragmentado desde los puntos de extracción. /o se re%uiere

perforación de producción, excepto cuando se generan las denominadas ;'olgaduras demineral<."s com*n %ue para rocas competentes y mas duras se realice pre acondicionamiento medianteperforación de tiros largos y tronadura o con agua inyectada a altas presiones.!olo se re%uiere perforación y voladura para cortar la base de la columna mineralizada, corte deuna altura %ue oscila entre 7 a 47 m. a esta operación se le denomina hundimiento, y se realizacon tiros radiales en abanico de 72 a 97 mm. )e diámetro barrenados con umbos electro=hidráulicos. La longitud de estos tiros varía de 7 a 32 m.




"l resto de la columna se desploma y se fragmenta por gravedad y dese%uilibrio generado por el proceso de socavación basal.

7 OPERACIONES DE CARGUIO TRANSPORTE

"l carguío y transporte del mineral se extrae en forma mecanizada con e%uipos L&)> el cual se

aplica cuando se trata de macizos rocosos competentes, poco fracturados, %ue se hundengenerando fragmentos o colpas de gran tamaño. !e utilizan palas de 7 a ? yardas cubicas decapacidad.

= Las dimensiones de la malla de extracción pueden variar en este caso entre 43 @ 43 mhasta un 49 @ 49 m.

= Los e%uipos L&) extraen y cargan el mineral desde los puntos de extracción y lotransportan hasta los puntos de traspaso regularmente distribuidos a distancias delorden de ?2 a 432 m. su rendimiento puede variar entre unas 122 a 4322 ton:turno.

= Las colpas de grandes dimensiones %ue la pala no es capaz de cargar se reducen detamaño en los mismos puntos de extracción utilizando cargas explosivas.

An segundo control de tamaño se realiza en los puntos de vaciado dotados de parrillas oalternativamente en un subnivel inferior en cámaras de picado especialmente dispuestas para

estos fines. "n ambos casos se utilizan martillos picadores estacionarios o semi=estacinarios deaccionamiento hidráulico.

! VENTA"AS DESVENTA"AS

Bentaas#= Cao condiciones favorables, este método es económico= "s altamente productivo respecto a otro sistema de minado, re%uiere de poca

perforación, poca voladura y poca sostenimiento.= La producción es centralizada y permite una eficiente supervisión resultando una alta

roductividad.= ermite un buen control de las condiciones de trabao= ermite una alta producción= "s conveniente su aplicación en cuerpos mineralizados de baa ley= "s de bao costo

)esventaas#= De%uiere de mayor tiempo de preparación y tiene una mayor tiempo de recuperación

encomparación con otros sistemas.

= 'osto adicional para la preparación de los blo%ues y los accesos de producción= La voladura segundaria es frecuente aumentando los costos de producción.

= La recuperación del mineral puede ser baa, debido a las condiciones adversas delterreno trayendo constantes perdidas de mineral por mal diseño.

# CONSIDERACIONES FINALES

#.1 ALTURA DE SOCAVACIÓN

La altura de socavación se define como la distancia vertical existente entre el piso del nivel dehundimiento y la base suspendida del blo%ue resultante de la -ronadura.




"n la práctica, la altura de socavación así definida debe superar a la altura del cono formadopor el ángulo de reposo del mineral. Lo %ue se pretende es evitar %ue la roca fracturada %ue seacumula a partir del espacio limitado por los bordes de las chimeneas, no alcance una altura desocavación producida por la tronadura, ya %ue de ser así, la roca acumulada serviría de apoyoal blo%ue cuya base se ha socavado impidiendo o dificultando el desplome posterior.

La altura del cono formado por el ángulo de reposo depende fundamentalmente de la distanciaentre los puntos de extracción, ya %ue, mientras más grande sea ésta, mayor será la base delcono y por ende su altura. "ste factor en la práctica está limitado por el alcance de labarrenadura, ya %ue a medida %ue aumenta la altura del cono, de mayor longitud habrán de ser las perforaciones necesarias para superarla.

La altura del cono también depende en menor escala, de la granulometría del mineral, mientrasmás fina se formarán conos de menor altura, y a la inversa colpas de mayor tamaño formaránconos de mayor altura.

#.2 ALTURA ÓPTIMA DEL BLOC$.

"n depósitos de gran altura la explotación se hace en diferentes niveles a medida %ue seagotan los niveles superiores. La separación de dos niveles sucesivos está asociada al tonelae%ue se extrae por cada punto de extracción y en consecuencia se relacionará con la vida outilización %ue tendrá la infraestructura del nivel.

)ebido al alto costo %ue representa la preparación de un nivel de producción y de un blo%ue enparticular, es por%ue la altura del blo%ue, es una de las decisiones más importantes de laplanificación en la explotación por hundimiento y por lo cual se invierten fuertes recursos deingeniería antes de decidir la altura óptima.

La altura de los blo%ues, a variado sustancialmente desde las primeras aplicaciones del métodosin embargo, en las *ltimas aplicadas ésta a permanecido prácticamente invariable en lamayoría de las faenas mineras. odemos decir %ue el gran desafío %ue ha impuesto el baoprecio de los metales en el *ltimo tiempo, asociado a los nuevos antecedentes entregados por la moderna ciencia de la mecánica de roca, nos ha hecho cuestionar los diseños tradicionales yconsiderar altemativas de alturas de blo%ues %ue hasta hace pocos años habían sidoconsideradas prohibitivas.

5un%ue la variación de las alturas usadas es muy grande, se ha podido establecer unatendencia a aumentar la altura de las columnas mineralizadas en los *ltimos años.

La altura de la columna mineralizada se ustifica en lo siguiente#

• ara ustificar los altos costos de desarrollos primarios y secundarios.

• ara asegurar una buena socavación.

Los principales factores %ue tienen directa relación con la altura de los blo%ues son#

4. 5mortizaci1n de la infraestructura.

3. "stabilidad del nivel de producción.




0. )ilución y pérdida de mineral.

6. )istribución de leyes en altura.

7. Eragmentación.

1. lanificación.

9. Diesgo de no extracción.

?. "xperiencia mundial.


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