MINADO POR HUNDIMIENTO DE BLOQUES (“BLOCK CAVING”) Introducción. En este método el mineral es fracturado por sí mismo, como resultado de las fuerzas y esfuerzos internos; se requiere mínima perforación y voladura en la producción. El plan de minado es dividido en secciones o bloques grandes, generalmente con una sección horizontal cuadrada de mas de 1000 metros cuadrados (11000 pies cuadrados); cada bloque es completamente cortado por un corte horizontal que es excavado en la parte inferior del bloque. Las fuerzas gravitacionales son del orden de millones de toneladas que actúan sobre la masa rocosa, ocasionando de esta manera el fracturamiento de la roca. Condiciones de aplicación. El “block caving” es usado en cuerpos grandes y masivos y con las siguientes características: - El cuerpo debe tener alto buzamiento, debe ser vertical y de gran extensión. - Después del corte la roca debe ser capaz de romperse en fragmentos adecuados. - Las condiciones de la superficie deben permitir la subsidencia del área excavada. - El mineral debe ser homogéneo y diseminado. Estas condiciones limitan el la aplicación del método; mirando las prácticas mundiales, vemos el hundimiento en bloque usado en minerales de hierro, cobre de baja ley y mineralizaciones de molibdeno y de diamantes. Justificación y antecedentes. -
Este método es aplicable por su bajo costo de producción en comparación con otros métodos. Se reducen las perforaciones unitarias de perforación y voladura. El método es aplicado a yacimientos estratiformes o masivos de buzamiento pronunciado y de baja ley. Este sistema ofrece una alta producción en cada ciclo de arranque, también cuenta con una gran fragmentación por la acción de la gravedad.
Desarrollo Las labores preparatorias para el hundimiento de bloques consisten en: -
Galerías de carga o de transporte regularmente dispuestas debajo del bloque. Un nivel de parrillas son desarrollados para controlar la fragmentación y cuando la voladura secundaria sea necesaria.
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Los “ore pass” son ubicados en el nivel del echadero Las “raise finger” son desarrollados en forma de conos en el nivel de corte.
El plan descrito es para una mina convencional donde el mineral es cargado a los carros mineros por medio de “chutes”. En una mina donde se usa el sistema “trackless”, los “draw point” son comunes y el desarrollo es simplificado omitiendo el nivel de echadero. En la figura se muestra los detalles del desarrollo del método.
Todas las excavaciones del bloque están sujetas a altas presiones, por lo tanto la sección transversal de la galería y de otras excavaciones debe ser de pequeña sección en lo posible. De ser necesario se realiza un reforzamiento con concreto. Los costos totales en la etapa de desarrollo están afectados principalmente por el tiempo de ejecución y lo complicado del proceso y generalmente transcurren varios años para obtener la producción de un bloque.
Producción “block caving” es un método de hundimiento aplicado mayormente a cuerpos grandes y masivos debido a su bajo costo y alta capacidad de producción, arcos suficientemente grandes son removidos mediante un corte adecuado, por lo que la masa por encima se hundirá naturalmente, como se muestra en la figura.
Una vez completado el corte, el mineral cae a los “finger raise”, continuando hasta que el mineral sea removido a los niveles de transporte. Teóricamente la perforación no es necesaria; en la práctica actual, a veces es necesario ayudar el fracturamiento con taladros largos a todo el ancho de la sección al inicio. La voladura secundaria es una operación frecuente en éste método. Determinación de la hundibilidad. El uso de la mecánica de rocas es ventajoso y ayuda para determinar la hundibilidad de la masa mineralizada. En algunas minas existe un departamento que se dedica a realizar estudios y pruebas para determinar la hundibilidad del mineral; además hay varias organizaciones consultoras que pueden también dar asistencia técnica sobre este caso. El objeto es encontrar un parámetro representativo de la intensidad de fracturmaniento. Los sistemas de fracturas existentes en el cuerpo ayudan a
promover el hundimiento. Lo ideal es que existan dos sistemas verticales en un ángulo aproximadamente recto y un tercer sistema horizontal es requerido para asegurar un buen hundimiento del cuerpo mineralizado. Es así que por la acción de la gravedad los planos de devilitamiento ayudan al hundimiento del cuerpo, ya que sin los planos no seria posible, amenos que tengan una resistencia extremadamente baja. Las fracturas con espaciamiento mas cerrado son mas fáciles de ser hundidas. Los patrones de fracturas en un cuerpo mineral pueden ser evaluados por dos métodos: por perforaciones diamantinas o por estudios en desarrollo de labores subterráneas en un cuerpo mineral, el intervalo de fracturas y la orientación pueden ser determinados por cualquiera de estos métodos. La realización de un solo método puede ser no tan preciso para el conocimiento visual y conteo físico de fracturas. Generalmente se usa el RQD. Carguío y transporte El sistema convencional “block caving”, con un nivel “grizzly” y un “finger raise”, aprovecha la gravedad para el carguío del mineral a los carros mineros, sin embargo el control total de la fragmentación es necesario para el carguío por medio de chutes; el carguío por “grizzly” es un cuello de botella en el ciclo de producción. En la figura se ve el sistema de carguío y transporte por trackles.
El sistema de carguío con trackles, es por medio de los “draw points”. El carguío y transporte son simplificados y los trabajos de desarrollo son sustancialmente reducidos.
Ventajas y desventajas Ventajas: - bajo condiciones favorables, este método de minado es económico. - El minado es altamnete productivo con respecto a otro sistema de minado, requiere de poca perforación, poca voladura y poco sostenimieto. - La producción es centralizada y permite una eficiente supervisión resultando una alta productividad. - Permite un buen control de las condiciones de trabajo - Permite una alta producción. - Es conveniente su aplicación en cuerpos mineralizados de baja ley. - Es de bajo costo.
Desventajas: - requiere de mayor tiempo de preparación y tiene un mayor periodo de recuperación en comparación con otros sistemas. - Costo adicional para la preparación de los bloques y los accesos. - La voladura secundaria es frecuente aumentando los costos de producción. - La recuperación del mineral puede ser baja, debido a las condiciones adversas del terreno trayendo constantes pérdidas de mineral por mal diseño.
Bajo las condiciones favorables, éste método de minado es económico. Las desventajas radican en que el tiempo empleado antes de entrar en producción es apreciable, así como también la cantidad de desarrollo. También hay ciertos peligros, puestos que la excavación y la fragmentación son eventos que no pueden ser predecidos y controlados totalmente; las rocas colgadas en las excavaciones pueden causar serios problemas y los bloques dificultan el transporte.
