Panel Caving

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ______________ ____________________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ ______________ _____________ ____________ ______

PANEL CAVING

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________

INDICE

Introducción…………………………………………………………………………………...Pág. 3

Panel Caving de!iniciones………………………………………………………………….Pág. "

#escripción del $étodo……………………………………………………………………..Pág. "

Ca$po de aplicación……………………………………………………………………...…Pág. %

&'uipos e$pleados………………………………………………………………………….Pág. %

(enta)as * desventa)as……………………………………………………………………...Pág. +

,Có$o se reali-a la explotación.................................................................................Pág.+

Conclusión……….…………………………………………………………………………Pág. //

0i1liogra!2a……………………………………………………………………….…………Pág. /




INTRODUCCION

&n los distintos tipos de $inas su1terráneas 4grande5 $ediana o pe'ue6a7 existen desa!2os de diversa naturale-a5 pero uno 'ue es transversal a toda la explotación 1a)o tierra es la necesidad de au$entar la productividad por $edio de siste$as apropiados *5 en algunos casos5 $ás vanguardistas. &n general la $iner2a su1terránea está tendiendo hacia la explotación a gran escala5 por'ue por un lado los *aci$ientos cada ve- poseen $enos concentración de $etales por tonelada 4son de $enor le*7 *5 por otro5 están e$pla-ados a $a*or pro!undidad. Por lo tanto5 se re'uiere de una $iner2a con elevados niveles de producción para recuperar el capital invertido. &n esa dirección se hi-o necesario investigar so1re el uso de e'uipos autóno$os * continuos5 de $odo de au$entar la productividad5 incorporando dispositivos estacionarios de producción continua5 co$o correas. Se trata de e'uipos auto$áticos * con la inteligencia su!iciente co$o para hacer extracción per$anente. 8o 'ue per$itir2a triplicar la tasa de producción5 reduciendo a su ve- el per2odo de retorno a la tercera parte. Por esto surge la necesidad de en!ocarse en có$o extraer $ineral en la $iner2a su1terránea $asiva de hundi$iento por 1lo'ues 0loc9:Panel Caving. ; para esto C<#&8C< inicia los pri$eros estudios para i$ple$entar un nuevo siste$a de extracción * $ane)o de $ateriales lla$ado Miner2a Continua. 8a Miner2a Continua se 1asa !unda$ental$ente en la extracción sin interrupciones * si$ultánea de los puntos de extracción activos en un 1lo'ue5 lo cual apunta a alcan-ar altas velocidades de extracción au$entando signi!icativa$ente las toneladas por d2a de $ineral extra2do. 8a aplicación de la Miner2a Continua conlleva utili-ar siste$as auto$ati-ados5 los cuales se co$ponen 1ásica$ente de un ali$entador estacionario lla$ado #o-er * un transportador 1lindado lla$ado Pan-er5 'ue !inal$ente transportan el $ineral a un chancador tipo Si-er u1icado en el $is$o nivel de producción. &l $étodo de explotación =Panel Caving> con $iner2a continua es actual$ente el $étodo $ás utili-ado en las $inas su1terráneas en Chile * es ade$ás el $étodo 'ue posee los $ás altos 2ndices de productividad a nivel $undial5 es por eso5 'ue en el presente in!or$e intentare$os ahondar * explicar de $anera clara sus principales caracter2sticas * su en!o'ue en la $iner2a continua.

3


PANEL CAVING: DEFINICIONES

Explotación por huni!i"nto: 8a explotación por hundi$iento se 1asa en 'ue tanto la roca $inerali-ada co$o la roca enca)adora estén !racturadas 1a)o condiciones lo su!iciente$ente controladas. &l proceso de extracción del $ineral crea un hundi$iento en la parte superior del *aci$iento5 por lo 'ue este proceso de1e reali-arse de $anera continua * co$pleta5 *a 'ue las cavidades no soportadas presentan un riesgo elevado de desplo$es. 8as caracter2sticas de la roca son lo 'ue deter$inan có$o será el hundi$iento5 pero no solo es necesario el hundi$iento5 sino 'ue ta$1ién 'ue el $ineral tenga la granulo$etr2a adecuada. Métodos de explotación en $iner2a por hundi$iento 4!igura /7 • • • •

0loc9 Caving Panel Caving. 0loc9:Panel Caving inclinado. ?ront Caving.

nderground mining methods Support of the underground cavity being mined

Naturally

Artificially

nsupported

Stoping methods

r a l l i p d n a m o o R

g n i p p o t s n e p o l e v e l b u S

g n i p p o t s n e p o e l o h g n o L

g n i p p o t s l l i f d n a h c n e B

g n i p p o t s l l i f d n a t u C

Caving methods

g n i p p o t s k n i r h S

g n i p p o t s R C V

g n i n i m l l a ! g n o L

g n i v a c l e v e l b u S

g n i v a c k c o l B

g n i v a c l e n a P

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?igura /.

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Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ Pan"l Ca#in$: &s un $étodo de explotación $asivo 4variante del $étodo 0loc9 Caving7 'ue se reali-a a través del hundi$iento gravitacional o =Panel Caving>5 en este siste$a5 al hundir los paneles5 el $ineral se !ractura * se ro$pe por si sólo de1ido a las tensiones internas * e!ectos de la gravedad5 por ello se re'uiere un $2ni$o de per!oración * tronadura en la explotación del $ineral. &ste $étodo se suele usar para la explotación de roca pri$aria5 *a 'ue5 por ser roca de $a*or dure-a5 $enor cantidad de !racturas * 'ue constitu*e la $a*or2a del $ineral5 hace idóneo este $étodo de explotación. Co$o di!erencia con el $étodo de 0loc9 Caving pode$os no$1rar 'ue el 'uie1re * extracción del $ineral se va haciendo por ta)adas de un ancho $enor * 'ue ade$ás el $étodo del Panel Caving es capa- de $ane)ar una !rag$entación de $a*or ta$a6o * una roca de $a*or dure-a.

%uni!i"nto por &lo'u"( )*loc+ ca#in$,: Siste$a de explotación de $inas su1terráneas en 'ue la extracción se reali-a gracias a la !uer-a de gravedad. Consiste en dividir el cuerpo $inerali-ado en 1lo'ues rectangulares * 'ue1rar cada uno de estos en !or$a separada siguiendo una secuencia5 $ediante explosivos colocados en su 1ase. #e esta !or$a5 el 1lo'ue se ro$pe en !rag$entos 'ue son retirados desde su parte in!erior a través del nivel de producción * enviados a través de pi'ues *:o galer2as hasta llegar al nivel de transporte desde donde son llevadas al proceso de chancado.

-in"r.a continua: 8a principal caracter2stica de la $iner2a continua es la extracción si$ultánea de $ineral desde distintos puntos de extracción5 lo 'ue co$ple$entado con el pre@ acondiciona$iento del $aci-o rocoso5 constitu*e un siste$a de $ane)o de $ateriales continuo5 'ue per$ite tener $a*or capacidad productiva por área explotada 4i$agen 7. ?igura .

Principio "l -/too Pan"l Ca#in$: Considerando 'ue el $étodo Panel Caving tiene 1ásica$ente el $is$o principio 'ue el 0loc9 Caving5 pode$os esta1lecer 'ue este $étodo se 1asa en la esta1ilidad 'ue tiene todo $aci-o rocoso el cual5 per$anecerá en e'uili1rio $ientras no se cree una cavidad lo su!iciente$ente extensa en su interior 'ue ro$pa tal e'uili1rio creando una redistri1ución de es!uer-os en su interior5 entonces este principio se 1asa en crear una cavidad de $anera 'ue la diná$ica de desplo$e no se detenga5 extra*endo el $ineral de $anera continua. A

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ 8a secuencia operacional de extracción genera una serie de ca$1ios en la condición geo $ecánica del $aci-o rocoso5 especial$ente lo 'ue se produce a nivel de es!uer-os principales5 lo 'ue ter$ina por generar un despla-a$iento del !rente de socavación lo cual a su ve- genera una $odi!icación en la distri1ución espacial de los es!uer-os inducidos 'ue a!ectan el entorno de las excavaciones5 originando -onas di!erencia1les a nivel de estados tensionales5 entre las 'ue se distinguen 3 -onas principales •

•

•

Bona de pre@$iner2a 'u2 no se =siente> el e!ecto del !rente de socavación5 en consecuencia5 el estado tensional * el $aci-o rocoso no son a!ectados por el e!ecto de la $iner2a extractiva. &sta -ona se encuentra ale)ada del !rente de socavación. Bona de transición 4-ona de 1ut$ent Stress7 &n esta -ona del $aci-o rocoso5 las $agnitudes de los es!uer-os au$entan * ade$ás estos rotan. Sucede co$o avance co$o consecuencia de la actividad $inera a!ectando notoria$ente la condición geo $ecánica de la roca. Bona de rela)ación &n esta -ona el $arco rocoso se encuentra 1a)o -ona hundida * !uera del e!ecto de socavación5 en ella los es!uer-os han variado5 lo cual es grati!icado por una dis$inución paulatina del es!uer-o $áxi$o * de con!ina$iento5 pudiendo provocar esta nueva condición geo $ecánica el inicio del !ractura$iento de la roca.

?igura 3 4&stados Densionales en el Maci-o Eocoso7.

&l $étodo Panel Caving tiene variantes de1ido a 'ue5 en su secuencia operacional5 la -ona de transición5 a!ecta la inesta1ilidad de las la1ores 1a)o se in!luencia5 entonces si 1ien estas variantes no eli$inan la -ona de transición5 lo 'ue hacen es ale)arla del !rente de producción.

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CA-PO DE APLICACI0N

Considerándolo co$o una variante del $étodo 0loc9 Caving5 tene$os 'ue este $étodo es nor$al$ente usado para depósitos pro!undos5 $asivos5 de 1a)as le*es. Su ca$po de aplicación a1arca práctica$ente cual'uier roca 'ue no sea de$asiado resistente a la tracción5 * 'ue sin considerar las caracter2sticas de la roca enca)adora5 la resistencia de esta de1a ser $enor a la roca 'ue se explota5 * co$o caracter2stica principal$ente la roca de1e ser !ácil$ente !rag$enta1le. 8os *aci$ientos 'ue suelen ser explotado por este $étodo son a'uellos de grandes intrusivos de pór!ido cupr2!ero5 *aci$ientos de Fierro5 etc. 8os depósitos de1en estar u1icados a grandes pro!undidades * de1erán ser extra2dos a un $enor costo 'ue los $étodos por cielo a1ierto5 los depósitos de1en cu1rir un área extensa5 * una altura relativa$ente alta. &stos depósitos suelen ser explotados a gran escala por $uchos a6os.

E1UIPOS E-PLEADOS

8os principales e'uipos re'ueridos para la producción son o o o

o o

Cargadores 8F#. 4"./7 Gu$1os de reducción. 4".7 Martillos picadores $óviles .4".37 Chancadores de $and21ula.4"."7 Correas transportadoras.4".A7

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?igura ".A

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Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ +

VENTA2AS 3 DESVENTA2AS (enta)as @ @ @ @ @ @ @

Miner2a a gran escala. lta recuperación de reservas 4H a /AJ7 lta tasa de producción 4/5 a "A5 DP# por sector7. lta productividad 4 a A t:ho$1re@turno. Método con los $enores costos de operación 4provecha la gravedad7. Per$ite el $ane)o de $ateriales $ecani-ado. Per$ite una operación estandari-ada.

#esventa)as @

@ @

@ @ @ @

8as variantes de socavación avan-ada o de socavación previa dis$inu*en la !lexi1ilidad del $étodo5 *a 'ue las distancias entre los !rentes de socavación5 de construcción * de extracción de1en $antenerse dentro de ciertos rangos. Ee'uiere sincroni-ar adecuada$ente todas sus !ases. #ependiendo de la variante del $étodo5 se podr2a originar una concentración i$portante de actividades en una $is$a -ona5 lo 'ue i$plica una inter!erencia operacional. Presenta dilución5 t2pica$ente entre J * $ás. Eiesgo de colapsos si la actividad $inera 4socavación * extracción7 no es 1ien reali-ada. Eiesgo de generar una excesiva sis$icidad inducida. 0a)o ciertas condiciones existe el riesgo de ocurrencia de da6os en los puntos de extracción antes del tér$ino de su vida operacional. 4
4CO-O SE REALI5A LA E6PLOTACION7 Panel Caving Convencional &stá caracteri-ada por $antener paralela la l2nea de incorporación de puntos de extracción con la l2nea de avance del !rente de hundi$iento. &sta !or$a solo aplica en los sectores de la $ina donde la colu$na de $ineral es principal$ente pri$aria. #e1ido a la !rag$entación $ás gruesa del $ineral5 las $allas de extracción son de $a*ores di$ensiones.

K

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ &tapas de desarrollo 4ver i$agen7 /. #esarrollo de la1ores de niveles de producción * de hundi$iento. . &xcavación de -an)as o =1ateas> recolectoras de $ineral. 3. Dronadura de socavación en el nivel de hundi$iento5 avan-ando con el !rente de hundi$iento hacia las 1ateas a1iertas. ". Inicio de extracción. A. o &n esta Bona los !rentes de hundi$iento * de extracción práctica$ente coinciden5 por lo 'ue las la1ores del nivel de producción 'ue están desarrolladas por delante del !rente de hundi$iento son a!ectadas por la -ona de transición.

?igura A.

&)e$plo de $inas &l Deniente Método de &xplotación usado en distintas $inas de &l teniente

-ina

-/too " Explotación

RENO 8 T"n9 Su&  E(!"rala Pipa Nort" Dia&lo R"$i!i"nto

Panel Caving Convencional5 van-ado Panel Caving Fundi$iento previo. Panel Caving Fundi$iento van-ado al l2$ite Panel Caving Fundi$iento van-ado * van-ado al l2$ite. Panel Caving Convencional Panel Caving Convencional Panel Caving Convencional Panel Caving Convencional

1u"&raa T"ni"nt" An"( T"ni"nt" ; Sur I(la L%D T"n9 ; R"$i!i"nto ?igura %.

H


&l proceso de este $étodo consiste en inducir el hundi$iento de una colu$na $inerali-ada5 socavándola $ediante la excavación de un corte 1asal5 proceso 'ue se reali-a aplicando per!oración * tronadura convencionales. &n el $aci-o rocoso se presentan es!uer-os internos pre@existentes5 tanto gravitacionales co$o tectónicos5 ade$ás de la aplicación del corte 1asal 'ue $odi!ica su e'uili1rio de la colu$na de roca o lo-a. Lracias a estos !actores hace 'ue se desplo$e * exista su1sidencia. &n $ina el Deniente se per!ora con si$1a por la $e)or visi1ilidad.

?igura +

&l pilar se va distri1u*endo en las 1ateas5 una parte del pilar cae en una 1atea * la otra $itad cae en la 1atea posterior.

&n &l Deniente los pilares poseen una altura de A $ts. &n el nivel de transporte solo tra1a)an los 8F#.

&l $ineral se traspasa desde el nivel de producción al nivel de transporte $ediante pi'ues gravitacionales.

?igura K

/

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ 0asándose en los di!erentes sectores de una $ina5 se han esta1lecido variantes de este $étodo de explotación la cual tiene co$o o1)etivos dos puntos •

•

le)ar los tra1a)os * desarrollos de pre@producción de la -ona de concentración de es!uer-os o =a1ut$ent stress -one>5 de $odo de generar condiciones de seguridad evitando pro1le$as de inesta1ilidad geotécnica. &ntregar una $a*or proporción de área disponi1le para el proceso productivo.

8os $étodos se descri1en a continuación /.@ Panel Caving con hundi$iento previo Consiste en anticipar la socavación con respecto al desarrollo de las la1ores de nivel de producción. Co$o principal caracter2stica de esta variante es el desarrollo de todas las la1ores del nivel de producción 1a)o el área co$pleta$ente socavada5 hasta una distancia de seguridad por detrás del !rente de socavación. &tapas 4ver i$agen7 /. #esarrollo del nivel de hundi$iento. . Dronadura de socavación en el nivel de hundi$iento5 avan-ando con el !rente de socavación hasta alcan-ar una cierta distancia por delante del !uturo !rente de extracción. 3. #esarrollo del nivel de producción. ". pertura de 1ateas 1a)o área socavada. A. Inicio de la extracción.

o

8a -ona de transición se !or$a adelante del !rente de socavación * tiene un $enor e!ecto so1re las la1ores del nivel de producción.

?igura /.

//


.@ Panel Caving con hundi$iento avan-ado &n esta variante la socavación en el nivel de hundi$iento se reali-a so1re un nivel de producción parcial$ente desarrollado5 de)ando las galer2as de -an)as * 1ateas para ser excavadas 1a)o área hundida o socavada. 8a venta)a de este respecto al anterior es 'ue proporciona $a*or !lexi1ilidad en el desarrollo del nivel de producción. &tapas 4ver i$agen7 /. #esarrollo del nivel de hundi$iento * de algunas del nivel de producción. Leneral$ente solo se constru*en calles de producción. . Dronadura de socavación en el nivel de hundi$iento5 avan-ando con el !rente de socavación hasta alcan-ar una cierta distancia por delante del !uturo !rente de extracción. 3. Se desarrollan las restantes la1ores del nivel de producción en el sector 1a)o el área socavada. ". Se reali-a la apertura de las 1ateas. A. Se inicia la extracción.

?igura //.

3.@ Panel Caving convencional con !or-a$iento Da$1ién es conocido co$o hundi$iento !or-ado o asistido5 este $étodo se ha e$pleado en sectores explotados $ediante 0loc9 * panel Caving para asegurar la propagación del hundi$iento o inducirlo cuando éste este colgado. /

Universidad de Santiago de Chile Métodos de explotación ________________________________________________________________________ &tapas /. #esarrollos de las la1ores del nivel de hundi$iento * las la1ores de los niveles in!eriores. . Se socava el nivel de hundi$iento avan-ando con el !rente de socavación hasta 'ue este se u1ica por delante del !uturo !rente de extracción. 3. Se reali-a la apertura de las 1ateas de extracción5 1a)o área socavada. ". Se inician las actividades de extracción5 a una cierta distancia de los !rentes de socavación * de preparación.

?igura /. o

&n esta variante la exposición de las la1ores a la -ona de transición es $enor5 lo 'ue hace 'ue se concentre el da6o en las la1ores de los niveles expuestos5 dentro una !ran)a $ás reducida.

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CONCLUSION

8uego de anali-ar el $étodo de hundi$iento de 1lo'ues pode$os a!ir$ar 'ue 1a)o condiciones !avora1les5 es uno de los $étodos $ás econó$icos ho* en d2a * 'ue gracias a su gran !lexi1ilidad en la plani!icación de la producción lo hace el $étodo $ás productivo a nivel $undial. Por otro lado5 la extensa preparación * el prolongado tie$po 'ue se tarda antes de 'ue la producción alcance su capacidad $áxi$a5 'ue se traduce en una alta inversión inicial5 son los inconvenientes $ás nota1les5 aun'ue ta$1ién existe el peligro de derru$1a$iento * la !rag$entación5 'ue $uchas veces5 se encuentran !uera del control $inero. Sin e$1argo5 a gran escala es un $étodo 'ue puede entregar los $e)ores dividendos econó$icos de1ido a su 1a)o costo de explotación. ; aun'ue actual$ente es uno de los $étodos $as utili-ados en $iner2a su1terránea en Chile los estudios 'ue 1uscan opti$i-ar la producción $inera seguirán avan-ando con!or$e al desarrollo tecnológico va*a creciendo. &s i$portante se6alar 'ue en la actualidad si 1ien el en!o'ue a la $a*or productividad de1e ser uno de los principales o1)etivos se hace necesario 'ue la $iner2a desarrolle cierto interés a solucionar pro1le$as co$o su relación con el $edioa$1iente.

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*I*LIOGRAFIA

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Panel Caving

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