OPTIMIZACION DE SUB LEVEL CAVING EN MINAS PERUANAS-AVANCE
Universidad Nacional de Inenier!a Esc"ela de In# Minas METODOS DE E$PLOTACION SUBTERRANEA Docen%e& In# 'rancisco Gri(aldo Z#
Resumen
El presente trabajo estará abocado a la investigación para la “optimización” del método de explotación Sublevel Caving en en minas del Perú, para lo cual tomaremos en cuenta los casos de aplicación del método en minas del Perú y minas alrededor del mundo para poder tener una mayor visión de los resultados obtenidos en la explotación del mineral, como también las limitaciones y beneicios para este tipo de explotación! En la primera parte del trabajo analizaremos los undamentos del método de "ublevel #aving, el tipo de labores $ue se debe tener, consideraciones para el uso de peroración y voladura, caracter%sticas del yacimiento a explotar, caracter%sticas de la roca encajonante, consideraciones importantes para el elipsoide de extracción y el orden adecuado en las operaciones para la realización del método! &ado $ue este método de explotación subterránea no está presente en el Perú, analizaremos el caso de una mina en el extranjero, lo cual nos permitirá observar $ue actores 'an permitido $ue se desarrolle adecuadamente el método, la tecnolog%a necesaria para aplicarlo, limitaciones para el desarrollo del método y conclusiones acerca de la actibilidad para la explotación! (n punto importante en nuestra investigación es el análisis de la unidad minera “)osaura” $ue opero bajo el método de explotación "ublevel #aving 'asta antes de su cierre, nos avocaremos a analizar el desarrollo del método para esta unidad minera, las diicultades $ue se encontraron, medidas necesarias para optimizar el método y conclusiones generales! *inalmente como parte de nuestra investigación analizaremos la actibilidad de este método para la unidad minera “#erro de Pasco” perteneciente a la compa+%a compa+ %a olcán, as% aplicaremos los conceptos aprendidos durante nuestra esta investigación y observaremos como analizar la actibilidad del "ublevel #aving para una unidad minera en el Perú!
Resumen
El presente trabajo estará abocado a la investigación para la “optimización” del método de explotación Sublevel Caving en en minas del Perú, para lo cual tomaremos en cuenta los casos de aplicación del método en minas del Perú y minas alrededor del mundo para poder tener una mayor visión de los resultados obtenidos en la explotación del mineral, como también las limitaciones y beneicios para este tipo de explotación! En la primera parte del trabajo analizaremos los undamentos del método de "ublevel #aving, el tipo de labores $ue se debe tener, consideraciones para el uso de peroración y voladura, caracter%sticas del yacimiento a explotar, caracter%sticas de la roca encajonante, consideraciones importantes para el elipsoide de extracción y el orden adecuado en las operaciones para la realización del método! &ado $ue este método de explotación subterránea no está presente en el Perú, analizaremos el caso de una mina en el extranjero, lo cual nos permitirá observar $ue actores 'an permitido $ue se desarrolle adecuadamente el método, la tecnolog%a necesaria para aplicarlo, limitaciones para el desarrollo del método y conclusiones acerca de la actibilidad para la explotación! (n punto importante en nuestra investigación es el análisis de la unidad minera “)osaura” $ue opero bajo el método de explotación "ublevel #aving 'asta antes de su cierre, nos avocaremos a analizar el desarrollo del método para esta unidad minera, las diicultades $ue se encontraron, medidas necesarias para optimizar el método y conclusiones generales! *inalmente como parte de nuestra investigación analizaremos la actibilidad de este método para la unidad minera “#erro de Pasco” perteneciente a la compa+%a compa+ %a olcán, as% aplicaremos los conceptos aprendidos durante nuestra esta investigación y observaremos como analizar la actibilidad del "ublevel #aving para una unidad minera en el Perú!
OBJETIVOS
-nalizar la actibilidad del "ub level #aving en el Perú Estudiar los motivos por los $ue este método de explotación no está presente en Perú -nalizar las dimensiones ideales de un yacimiento para la aplicación del método Establecer las caracter%sticas $ue deber%a tener la roca encajonante -nalizar las ventajas y desventajas del método Estudiar los actores a tener en cuenta para la optimización del "ub level #aving -nalizar la aplicación del "ublevel #aving en dierentes unidades mineras alrededor del mundo
METODO DE EXPLOTACIÓN POR SUB NIVELES
Inicios del método:
El método "ub .evel #aving nació originalmente como un método aplicable a roca incompetente $ue colapsaba inmediatamente después de retirar la ortiicación! "e constru%an galer%as uertemente sostenidas a través del cuerpo mineralizado, se retiraba la ortiicación y el mineral 'und%a espontáneamente para luego ser transportado uera de la mina! #uando la dilución llegaba a un punto excesivo, se retiraba otra corrida de ortiicación y se repet%a el proceso! Este método ten%a alta dilución y poca recuperación, pero ue el único aplicable a ese tipo de roca en esos tiempos dada la tecnolog%a involucrada! En épocas recientes, el método 'a sido adaptado a roca de mayor competencia $ue re$uiere peroración y voladura! Evidentemente dejó de tratarse de un método de 'undimiento en reerencia al mineral, pero el nombre original 'a perdurado! Consideraciones del diseño:
En el método "ub .evel #aving se desarrollan galer%as paralelas separadas generalmente de / a 01 m! en la 'orizontal, conocidas como galer%as de producción 2llamadas comúnmente también cruzados de producción 3P4! .os subniveles se ubican a través del cuerpo mineralizado en intervalos verticales $ue var%an, en la mayor%a de los casos, de 5 a 06 m! .a explotación $ueda de este modo dise+ada según una coniguración geométrica simétrica! 7eneralmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas comunicadoras! .os subniveles están comunicados además por medio de pi$ues detrás pasos con un nivel de transporte principal $ue generalmente se ubica bajo la base del cuerpo mineralizado! .as galer%as de producción correspondientes a un mismo subnivel se conectan en uno de los extremos por una galer%a de separación o slot y en el otro extremo una galer%a de comunicación, en esta última, sé en encuentran los pi$ues de traspaso! El método "ub .evel #aving se aplica generalmente en cuerpos sub verticales como vetas, brec'as y di$ues! 8ambién puede ser aplicado en cuerpos 'orizontales o sub 'orizontales $ue sean de gran potencia! .a coniguración de los subniveles se puede adecuar a los distintos cuerpos y a ormas irregulares9 se distinguen dos coniguraciones principales: en cuerpos anc'os se usa una coniguración transversal9 cuando el cuerpo es angosto esta coniguración es impracticable, por lo $ue las galer%as deben girarse en la dirección del cuerpo adoptando una coniguración longitudinal!
OPERACIÓN DEL METODO
La operación consiste básicamente en la perforación de tiros en abanico desde los subniveles hacia arriba, atravesando el pilar superior, la posterior voladura de las perforaciones, el carguío y transporte secundario del mineral volado hasta los piques de traspaso y su posterior transporte desde los echaderos de descarga del nivel de transporte principal hacia su lugar de destino.
-l comienzo de la explotación, se debe producir el 'undimiento desde el nivel superior, este se consigue generando un área de radio 'idráulico superior al $ue resiste la roca o induciendo el 'undimiento por medio de explosivos! Para conseguir un radio 'idráulico adecuado, se puede construir el subnivel superior similar al método de #aserones y Pilares y posteriormente extraer los pilares! - medida $ue se extrae el mineral, el estéril adyacente 'unde, rellenando el espacio creado y llegando a producir subsidencia en la supericie! &e esta orma, el mineral in situ se ve rodeado por tres caras de material 'undido 2cara, rente y costado4! El lujo másico parcial 2;4, tiene contacto con el plano vertical de la rente del subnivel, mientras $ue la zona restante del elipsoide 2-4 tiene un lujo gravitacional normal! -l producirse la extracción en los rentes de las galer%as de producción, se produce el escurrimiento del mineral y del material $uebrado9 este escurrimiento se comporta según lo $ue se conoce como lujo de material grueso! .a extracción desde un rente de galer%a de producción, llamado también punto de extracción, continua 'asta $ue ingresa estéril en una cantidad tal $ue la ley extra%da ya no es económica, en este momento, se dispara la corrida de abanico contigua y se repite el proceso! .a producción en este método proviene, tanto de los rentes de extracción, como de las labores de desarrollo realizadas en mineral9 generalmente, entre un 01 a un <=> de la producción proviene del desarrollo de nuevos subniveles!
Elipsoide de extracción
"e 'a podido demostrar $ue el ingreso de estéril va en aumento a medida $ue progresa la extracción y aparece generalmente luego de extraer un 1=> del tonelaje total volado, sin embargo, existen numerosos actores $ue pueden apresurar o retardar su aparición! Para un buen control de la dilución se re$uieren viseras uertes y una buena ragmentación! .a visera es la es$uina ormada por el extremo superior de las galer%as de producción y el rente de éstas, entonces, para tener estas condiciones el mineral debe ser lo suicientemente competente como para autosoportarse sin? excesiva ortiicación y debe permitir la peroración y voladura de tiros de más de 01 m! de largo, para generar as% viseras resistentes! El estéril o roca de caja debe ser lo sucientemente incompetente como para quebrarse espontáneamente y hundir. !ara conseguir una menor dilución es aconsejable que el estéril quiebre con una fragmentación mayor que la del mineral volado.
Fundamentos de diseño: Flujo gravitacional y Elisoide de e!tracci"n
.a principal interrogante en el dise+o de un "ub .evel #aving es la determinación de la geometr%a, la cual debe satisacer tanto como sea posible los parámetros de lujo gravitacional! Esto signiica determinar el anc'o y el espesor del elipsoide de extracción para una cierta altura de extracción! @aturalmente estos parámetros pueden ser determinados por pruebas in situ, pero generalmente los datos no están disponibles a tiempo para el dise+o! Aasta a'ora, ningún método impl%cito para cálculos de ingenier%a 'a estado disponible, esto debido a la 'eterogeneidad del material y a la complejidad de los actores envueltos en el lujo gravitacional! &e acuerdo al principio de lujo gravitacional, la extracción del material $uebrado por un punto genera sobre él, un volumen en movimiento en orma de elipsoide de revolución! Este elipsoide de altura ' y anc'o B, crece en dimensiones a medida $ue la extracción aumenta, manteniendo una relación de excentricidad prácticamente constante, e igual a:
√ a − b E= 2
2
a
#on a y b semiejes mayor y menor, respectivamente! En rigor la excentricidad aumenta con la altura! .a excentricidad 2E4 var%a de acuerdo al tipo de material 2granulometr%a, viscosidad, 'umedad, etc!4! Este elipsoide se denomina CElipsoide de &esprendimientoC! En el instante inicial, el mineral se encuentra dispuesto sin contaminación y estéril sobre él! -D inicio de la extracción comienzan a moverse las distintas capas permitiendo la salida del mineral, en tanto $ue el estéril desciende sobre él! .as dimensiones de éste elipsoide determinan, en principio, la geometr%a y disposición de los puntos de extracción 2subniveles4! tras caracter%sticas del comportamiento del lujo gravitacional de part%culas o ragmentos, tienen relación con la velocidad de escurrimiento o relajación son:
Part%culas más inas y redondeadas, luyen más rápidamente! Part%culas más gruesas y angulosas, luyen más lentamente! Part%culas más inas conorman elipsoides más esbeltos! Part%culas más gruesas y angulares conorman elipsoides más anc'os
Por lo tanto, si existe una disposición de ragmentos cuya parte superior es de part%culas gruesas y angulosas y en su parte inerior part%culas inas y redondeadas, entonces, la parte inerior luirá más rápidarnente, es decir, con mayor movilidad $ue la parte superior y viceversa! En el caso del anc'o del elipsoide, se necesitaron puntos más distanciados si los ragmentos son gruesos y más juntos si son más inos!
Pinci!ios del "#$o %&'it&cion&l El "lujo #ravitacional de partículas se dene como$ %El &ujo de material fragmentado no cohesivo a través de un punto de e'tracción afectado por la fuer(a de gravedad). El &ujo gravitacional se caracteri(a por el movimiento
de partículas dentro de un alargado elipsoide de revolución. El &ujo gravitacional de partículas describe un movimiento donde además del despla(amiento vertical hay una rotación *movimiento secundario+. Los principales estudios sobre &ujo gravitacionales han hecho para ub Level -aving.
Teo(&s de )l#$o *&'it&cion&l o o o o
eoría eoría eoría eoría
de /ichardson. de 0ro1n y 2a13sley. de 4anelid y 5vapil. de Laubscher.
El &ujo gravitacional se puede demostrar de una manera sencilla, a través de un recipiente transparente relleno con capas hori(ontales de arena blanca y negra *5vapil+. !ara la simulación del &ujo gravimétrico se usó el modelo más sencillo. Este es un silo con el eje de la apertura de e'tracción debajo. La apertura de e'tracción en el modelo tiene las mínimas dimensiones que permitan el &ujo continuo de material *gura 6+.
Figura 2.
Figura 3.
-omo se puede apreciar en la gura 7 la inclinación de la parte inferior no tiene in&uencia en el &ujo gravimétrico. En la gura 8 se puede apreciar una fase de e'tracción más avan(ada en donde la de&e'ión de las capas hori(ontales indica la (ona activa y las (onas con las capas inalteradas son las llamadas (onas pasivas. i unimos los límites de (ona activa, se observa una forma muy parecida a una elipse, que si la vemos en el espacio sería un elipsoide de revolución. La forma elíptica se introduce como una simplicación para un mejor análisis matemático. 9espués de la e'tracción de cierto volumen, el material remanente reempla(a ésta pérdida por su desprendimiento, formando un elipsoide de
desprendimiento, e'istiendo así una relación entre el volumen de material e'traído y el elipsoide de desprendimiento. :l ir sacando material El tama;o y la forma de este elipsoide se incrementa con el volumen de material. 9ependiendo de las propiedades del material este elipsoide desprendimiento puede tener entre <8 y <= veces el volumen del material e'traído. -omo se puede apreciar por los patrones observados en el modelo, no es posible denir la forma ni el volumen de la (ona de donde el material ha sido e'traído, sólo sabemos que si e'traemos cierta cantidad de material se formara un elipsoide de desprendimiento
Figura 4
#inas en la $istoria %ue oeraron con el #&todo S u'level Caving
#I() *IR+()
ANTECEDENTES : continuación se conte'tuali(ará sobre el tipo de depósito mineral, las operaciones y aspectos más importantes con respecto a la >ina 5iruna.
UBICACIÓN E +ISTORIA La >ina 5iruna está ubicada en uecia, provincia de ?orrbotten, inmediato a la ciudad que lleva el nombre 5iruna. En un principio, el desarrollo minero fue a rajo abierto hasta que en la década de los a;os =@As, se efectuó la transición a minería subterránea, para llegar a convertirse hoy en día en la mina subterránea de hierro más grande y moderna del mundo. En la actualidad la producción de esta mina alcan(a los 6B millones de toneladas anuales *BC,@@@ Dtpd+, lo que convierte a su empresa fundadora L50: *LuossavaaraF5irunavaara :0+ en una de las mayores productoras de mineral de hierro a nivel mundial. En la gura < se presenta en un mapa la ubicación geográca de la mina 5iruna$
"igura <$ Gbicación mina 5iruna.
*EOLO*,A DEL DEPÓSITO MINERAL El depósito 5iruna es parte del distrito 5iruna el que incluye además los depósitos /e3tom, 2au3ivaara, Luossavaara, !er #eijer 2enry, oulluvaara y ?u3utusyaara, lo que se observa en la gura 6$
Figura 2: Distribución geológica distrito Kiruna, con depósitos adyacentes.
El depósito presenta un rumbo ?orte con bu(amiento entre C@H y B@H hacia el Este. -on un ancho promedio de I@ Dm *teniendo un má'imo de <@@ Dm en algunas (onas+, longitud de 8 D3m y una profundidad cercana a los <,C@@ Dm en dirección del bu(amiento. 5iruna es uno de los depósitos de ó'idos de hierro con más grandes contenidos de magnetita, apro'imadamente 6 billones de toneladas métricas de magnetita. La roca caja está compuesta de riolita alcalina, tachyte, &ujos de ceni(as tachyandesite y &ujos de lava, con rocas intrusivas que gradan hacia arriba en una secuencia sedimentaria continua. Las rocas de la pared yacente *foot 1all+ son lavas traquiandesíticas que se les llama %pórdos sienita) y la composición original de la roca ha sido modicada por alteración secundaria. Estos se sobreponen por ignimbritas riodacíticas sobre la pared colgante *hanging 1all+ que normalmente se les llama %pórdos de cuar(o). El grupo de pórdos y minerales de hierro han sido regionalmente metamorfoseados con la preservación de las estructuras primarias y te'turas. >inerales como clorita, epidota, (oisita, albita y actinolita en las rocas mácas indican facies de esquistos verdosos.
M-TODO DE EXPLOTACIÓN SUBLEVEL CAVIN* El método L- se utili(a generalmente cuando los cuerpos minerali(ados son de forma tabular, verticales o subverticales, de grandes dimensiones, tanto en espesor como en su e'tensión vertical. La roca minerali(ada debe presentar condiciones de competencia solo sucientes para que las labores empla(adas en ella permane(can estables con un mínimo de elementos de refuer(o.
La roca circundante, o más especícamente la superpuesta, debe ser poco competente, de modo que se derrumbe con facilidad ocupando el vacío dejado por la e'tracción de la roca minerali(ada. :dicionalmente es importante que la roca minerali(ada y el material estéril de la pared colgante sean diferenciables y separables, con el n de evitar la dilución. El principio general del concepto de método por hundimiento implica que el material estéril superpuesto se derrumba y rellena el vacío que va dejando la e'tracción del cuerpo minerali(ado. Este proceso se debe propagar hasta la supercie, creando así una cavidad *subsidencia+. El método consiste en dividir el cuerpo minerali(ado en subniveles, las galerías de un subnivel se ubican al medio de las galerías superior e inferior. 9e este modo, toda la sección minerali(ada queda cubierta por una malla de galerías dispuestas en una conguración romboidal. Las operaciones de arranque, carguío y transporte del mineral, se reali(an a partir de estos subniveles en una secuencia descendente. !ara los desarrollos hay una rampa o pique que comunica y permite el acceso a todos los subniveles. 2ay galerías de cabecera en cada uno de los subniveles, empla(adas en la roca yacente *foot 1all+, por lo general orientadas segJn el rumbo y siguiendo el contorno del cuerpo minerali(ado. La mayor parte de los desarrollos del método corresponden a las galerías de arranque y e'tracción del mineral en todos los subniveles, segJn la disposición anotada anteriormente. :dicionalmente, se construyen piques de traspaso que conectan a todos los subniveles y que permiten la evacuación del mineral arrancado hacia un nivel de transporte principal. La operación de arranque se inicia en el subnivel superior, en retroceso desde el límite más alejado o pendiente *hanging 1all+ del cuerpo minerali(ado hacia el límite yacente *foot 1all+. 9esde cada galería del subnivel se perforan tiros hacia arriba, segJn un diagrama en abanico que cubre toda la sección de roca de forma romboidal ubicada inmediatamente encima. La longitud de los tiros es variable. La perforación se reali(a anticipadamente como una operación continua e independiente de la tronadura.
CARACTER,STICAS DE LA EXPLOTACIÓN EN . IRUNA al como se ha mencionado, la mina 5iruna es e'plotada mediante el método de ublevel -aving en la actualidad. in embargo, en sus inicios la e'plotación minera se inició mediante el método a rajo abierto. En la gura 7 se presenta un esquema del avance de mina conforme a los diferentes a;os de operación y las profundidades respectivas que se han alcan(ado en la operación.
Figura 3: Avance de la mina a través de los años.
e tienen distintos subniveles, para el caso de 5iruna separados a 6I.C Dm. En cada subnivel se desarrolla una red de galerías paralelas que cru(an transversalmente el cuerpo. En 5iruna, las distancias entre galerías paralelas es de 6C Dm. En la mina 5iruna, la galería de cabecera es en di rección ?orte. !ara el nivel de transporte principal se tiene un tren para llevar el mineral hasta la estación de chancado. El desarrollo de la mina se da a través de una serie de galerías de avance de dimensiones B Dm de ancho por C Dm de altoK en cuya parte nal se construye una chimenea como cara libre para la tronadura. odas estas galerías de avance están conectadas por galerías de cabecera *de iguales dimensiones+ donde se encuentran piques de traspaso para envío del mineral al nivel de transporte, el cual se reali(a mediante un tren que lleva el mineral hasta una estación de chancado que garanti(a tama;os para el paso posterior de elevación del mineral a supercie y envío a la planta. : través de las galerías de avance, se perforan tiros radiales con una inclinación de I@H con burden de 7 Dm y diámetros de perforación de <
Figura : !orte longitudinal mina Kiruna.
La mina 5iruna se divide en <@ áreas de trabajo de 8@@ Dm ' C@@ Dm y <@ subniveles. :demás cada área de producción está compuesta por <= galerías y 8 piques de traspaso. El nivel de transporte se ubica en la cota <,@8C Dm y en 6,@<6 Dm se terminaron los trabajos para el nuevo nivel entre <,@8CF<,7=C Dm. :ctualmente los habitantes de la ciudad de 5iruna se han trasladado a otras localidades puesto que debido a los trabajos reali(ados en la mina, se creó un cráter debido a la subsidencia de la roca, como se muestra en la gura C a continuación$
Figura ": #ista en la super$cie mina Kiruna.
CASO: PERUBAR S/A/ 0 UNIDAD MINERA ROSAURA
:ntes de aplicar el >étodo de ub Level -aving en las operaciones de esta mina, debemos considerar que para que pueda aplicar este método en sus diferentes procesos, la G?9:9 >?E/: /M:G/:, tuvo que cumplir con los siguientes requisitos$
6H odo el mineral debe ser fragmentado mediante perforación y voladura para ser e'traído mediante &ujo gravitacional. 7H !ueden ocurrir diversos tipos de pérdidas de mineral, que pueden ser grandes !ueden ocurrir diversos tipos de pérdidas de mineral, que pueden ser grandes cuando el bu(amiento del cuerpo mineral es cada ve( menor. 8H e requiere una cantidad relativamente grande de desarrollos$ galerías de transporte, galerías de subniveles, orepasses y un nivel de transporte principal. En transporte, galerías de subniveles, orepasses y un nivel de transporte principal. En adición se requieren uno o dos sistemas de rampas. CH El minado genera hundimiento progresivo de la roca sobreyacente, resultando en subsidencia y da;os a la supercie. =H !ara ma'imi(ar la recuperación, minimi(ar la dilución y lograr alta eciencia en el minado, es importante obtener buena información sobre los parámetros del &ujo gravitacional, a través de estudios analíticos y e'perimentales, que podrían comprender hasta ensayos inFsitu a escala real si fuera necesario.
T&1l& N2 3 condiciones !&& l& &!lic&ci4n del método SLC
9onde el costo SLC '&(& ente 5 & 36 US78TM . : continuación, podremos observar que para poder aplicar el método L-, se tuvo que decidir entre ransversal o Longitudinal$
Entonces, es así que se pueden lograr un conjunto de ventajas competitivas a partir de este >étodo ub Level -aving $
T&1l& N26 Metodos de e9!lot&cion s#1te&neos oden&dos !o costo
ambién podemos resaltar, la modeli(ación mediante el soft1are 9::>?E, en donde podremos observar el desarrollo de las e'cavaciones del ub Level -aving en las operaciones$
Im&%en n23 'ist& con DATAMINE MINA ROSAURA modelamiento geomecanico. 9urante el desarrollo de la mina, se necesitó de la ejecución de labores que permitieran preparar y dividir el yacimiento mineral, para su e'plotación, entre las cuales están$ a+ Labores >ineras de :cceso. b+ Labores >ineras de !reparación. c+ Labores >ineras de E'plotación. d+ Labores >ineras :u'iliares. !ara un mejor entendimiento de estas labores se gracó mediante el 9::>?E , la elaboración de labores de preparación con chimeneas, coladeros y frentes de e'plotación.
Im&%en n26 Nista con 9::>?E L:0M/E 9E !/E!:/:-M?, -himeneas, coladeros, rampas y frentes de e'plotación.
eguidamente, la unidad minera /M:G/: tuvo que reali(ar una secuencia de minado, el cual se tomaron en cuenta los siguientes objetivos$ • • •
>inimi(ar los riesgos a los recursos empleados >antener mineral preparado. >antener una distribución de leyes promedio
Im&%en n2; Nista en sección del avancé del minado, desarrollo del método L- en los niveles 7OC@, 7OB@, 7OO@,8@<@.
Im&%en n2< Nista en sección de la E-GE?-: 9E :N:?-E 9EL >?:9M, se reali(a de ?P a E de caja piso a caja techo.
: continuación, observaremos las funciones del sostenimiento en la G?9:9 >?E/: /M:G/: en función del >étodo ub Level -aving$ •
•
•
ostenimiento preventivo, para proteger al personal y a los equipos$ F plit sets y malla ostenimiento estructural, para mantener adecuadas condiciones de estabilidad$ F -ombinación de pernos cementados con platinas agrandadas Q straps o malla, o shotcrete con bras de acero -asos especiales, en rocas e'pansivas *%s1elling roc3)+ y de alta deformabilidad *%squee(ing roc3)+ y presencia de agua$ F ostenimiento severo, principalmente con cimbras.
La unidad minera /M:G/: conto con información valiosa de su Litología y #eomecánica, para el cual se dise;ó el siguiente gráco$
Im&%en n2< LMLM#: R #EM>E-:?-: E? E--M? /:?NE/:L, Esto ayuda a reali(ar el adecuado sostenimiento dependiendo del maci(o rocoso en la que trabajamos/ En donde se observa a la mina /osaura seccionada en varios tipos de maci(os rocosos$ :,0,-,9 y E y la in&uencia que tiene sobre el desarrollo de la mina.
Im&%en n2= MM?M/EM 9E L: G09E?-:, -ontrol topográco con estación M!E? !
-M?/ML 9E E:0L9:9 9E :LG9E G!E/"-E *!to de -ontrol N+
En los gracos siguientes podremos observar, los despla(amientos y el control de estabilidad que in&uyen mucho en el planeamiento de la mina. Im&%en n25 9espla(amientos hori(ontal y vertical :demás de ello, debemos tomar en cuenta que la aplicación de este método trae consigo también algunas desventajas$
Im&%en n2> #/:"-M 9E ":M/E 9E E"GE/SM 9E L: >?: /M:G/, Mbservando un factor de seguridad mayor que < siendo estable el maci(o roco(o.
ANALISIS DE )ACTIBILIDAD PARA LA UNIDAD MINERA ?CERRO DE PASCO@ Para el presente análisis tomaremos en cuenta los actores básicos a considerar para realizar nuestro análisis de actibilidad al aplicar el método de "ub .evel #aving, con datos reales tomados de la unidad minera “#erro de Pasco” perteneciente a la compa+%a minera olcan! Fndice de Aundibilidad: .a 'undibilidad es uno de los aspectos cr%ticos para la actibilidad de explotación por el método "ub .evel #aving, por ello existe un %ndice para predecir ésta 'undibilidad! )esulta obvio $ue un %ndice de éste tipo debe estar basado en el mecanismo $ue controla el proceso de 'undimiento y actores geomecánicos de mayor relevancia, los cuales para su utilización en el %ndice, deben ser medidos y cuantiicados! Estos actores son:
)!G!&! Estado de Esuerzo Dn?"itu Ensayo de carga puntual
Ensayo de Hasa de *ricción
Interpretación de la clasifcación R.Q.D. en términos de hundiilidad
/.T.9. *U+ BC C
Coeciente de #ndi1ilid&d: /oca de mala Es la capacidad de un bloque para hundibilidad /oca mala hundibilidad colapsar y hundirse después del /oca regular hundibilidad disparo. /oca buena hundibilidad /oca e'celente -oeciente -lasicación hundibilidad @F8.C >uy bajo 8.=F=.C 0ajo =.=FI.C >ediano I.=F<@.C :lto <@.=F<6.@ >uy alto
Para conocer el %ndice se re$uiere de los antecedentes de:
*ractura miento &ureza .itolog%a
odos referidos a la base del bloque, y entregados por geología.
D&tos & conside& !&& e9!lot&ci4n !o el método S#1 Le'el C&'in%: #eometria del yacimiento "orma !otencia
:ceptable Mptimo -ualquiera abular #rande #rande
0u(amiento ama;o /egularidad
:specto #eotécnico /esistencia*techo+ /esistencia*mena+ "racturación*techo+ "racturación*mena+ -ampo ensional nFsitu -omportamiento ensodeformacional
-ualquiera Nertical >uy #rande #rande >edia :lta
:ceptable V<@@>!a V<@@>!a >ediaF:lta >ediaF:lta V<@@@m
Mptimo VC@>!a VC@>!a :lta :lta VC@@m
Elastico
Elastico
!ección trans"ersal del cuerpo minerali#ado
Im!lic&ciones !&& los #t#os diseos de min&s e9!lot&d&s !o S#1 Le'el C&'in% Los resultados de los estudios indicarían algunos cambios importantes que se requieren en el dise;o de minas por ub Level -aving. uponiendo que el ancho de la galería no se cambia, indicaría que el espaciamiento de la galería del subnivel debe ser reducido y esto traería consigo que la escala de e'plotación de la mina disminuya*suponiendo ningJn cambio en la altura del subnivel+. Gna forma de mantener la escala actual es aumentar la anchura de la galería del subnivel. La gura muestra una posibilidad.
Esto tiene sus ventajas con respecto a la forma del silo y la perforación de los taladros paralelos. in embargo, hay que estar interesado en los aspectos geomecánicos .:demás, el punto de e'tracción debe estar bien controlada a lo largo de toda la cara. i uno quiere preservar las relaciones especícas de desarrollo hoy en día, habría que aumentar la altura del subnivel. in embargo, esto no tiene problemas con la desviación del taladro, la conservación de los taladros largos, la carga de los taladros largos. Esto parece una alternativa muy difícil de lograr en un día a día. obre esta base, parece que en el futuro las empresas mineras buscaran dise;os de menor escala que en la actualidad, no más grandes.
>ás allá del ub Level -aving estándar, e'iste una serie de variantes. "ront -aving es una variedad del ub Level -aving que se utili(a muy a menudo. Es una técnica interesante para la creación del undercut requerido en el bloc3 y panel caving . in embargo, es muy importante que el undercut sea completamente formado. Los estudios indicarían que la corriente de &ujo seria mucho más estrecho de lo que se pensaba. i el &ujo de masa de roca no se produce en todo el ancho perforado, la porciones restantes podrían formar restos y transmitir las cargas al nivel de producción con catastrócas consecuencias. Esto signica que los dise;os de undercut actuales basados en front caving tendrán que ser reevaluados.
Est#dios #t#os 2ace casi C@ a;os con respecto al ub level caving de peque;a escala. WLos resultados obtenidos han sido tan alentadores que se continuó el trabajo de investigación dado que está bien justicada debido a que los benecios económicos que se pueden conseguir a través del desarrollo del método correcto son e'traordinariamente grandes W.
