Preacondicionamiento del Macizo Rocoso Resumen desarrollo tecnológico del Preacondicionamiento - Codelco 1999-2010 René Gómez Puigpinos 2012
Motivación Actualmente, un alto porcentaje de los recursos re cursos minerales (explotados por Codelco), se emplazan en rocas primarias, con pocas estructuras abiertas, o bien, con fisuras selladas con rellenos cohesivos. El comportamiento de esta roca frente a los métodos de hundimiento (panel y bloc cavin!), provocan perdida de eficiencia y competitividad.
Capítulo 1 – Introducción Codelco inicio pruebas de preacondicionamiento (PA) desde 1999 hasta la fecha (2010), a escala mina y aplicaciones industriales en faenas de la empresa, en este desarrollo se implementaron técnicas que permitieron medir las alteraciones introducidas a la roca por el PA !urante esta década se ha ido e"perimentando y desarrollando tecnolo#$a de PA, tanto en el %mbito del conocimiento fenomenol&#ico de los procesos que #obiernan, como en la cuantificaci&n del impacto pro'ocado al macio en términos del cambio en sus propiedades intr$nsecas y su comportamiento ante el proceso minero
Implementación del PA étodos de PA conocidos en los inicios* +ractura miento idr%ulico (+, utiliado en la industria del petr&leo) y debilitamiento din%mico din%mico con e"plosi'os (!!-) -l PA fue utiliado por primera 'e en .io /lanco mediante !!-, #enerando una meor hundibilidad y fra#mentaci&n del macio rocoso ambién posteriormente se prob& PA mi"to (!!y +) en !i'isi&n al'ador, meorando los resultados de fra#mentaci&n, col#aduras y da3o a infraestructura de e"tracci&n Posteriormente !i'isi&n Andina (200452006), utili& PA mi"to en un sector de 20000 m 2 lo#rando la disminuci&n del tama3o de clastos en la fra#mentaci&n, sin presencia de da3os en los puntos de e"tracci&n, y el eniente de manera paralela el 2004 mediante la aplicaci&n de + en condiciones #eomec%nicas de mayores esfueros y con ries#o s$smico presentes en el macio rocoso, lo#r& meorar la 'elocidad de propa#aci&n del hundimiento #racias a la disminuci&n del tiempo de cone"i&n al cr%ter superior
7beti'os de la 8n'esti#aci&n fenomenol&#ica y de profundiaci&n del conocimiento de la tecnolo#$a
Captura, procesamiento y e'aluaci&n de las 'ariables que inciden en el proceso minero eora del conocimiento de los cambios introducidos al macio rocoso !eterminaci&n del impacto producido por el PA en la e"plotaci&n minera, definiendo criterios y par%metros de dise3o -laboraci&n de #u$as de aplicaci&n técnica
+racturamiento idr%ulico (+)* consiste en presuriar un tramo de una perforaci&n al inyectar un fluido a presi&n, com:nmente a#ua, para iniciar una fractura de tensi&n en las paredes sanas de la perforaci&n, o alternati'amente e"tender una fractura pree"istente, y as$ propa#arla hacia el interior del macio rocoso !e este modo el + aumenta la conecti'idad entre fracturas y el desliamiento de estructuras e"istentes, disminuyendo a la 'e la resistencia al corte de la roca !ebilitamiento din%mico con e"plosi'os (!!-)* utilia e"plosi'os para producir una colisi&n de ondas de esfueros din%mico, asunto que en la actualidad es posible debido a las tecnolo#$as de detonaci&n electr&nica disponibles en el mercado Con el fin de debilitar el macio rocoso PA mi"to* consiste en la combinaci&n de ambos métodos (+ y !!-), eecut%ndose primero el + y posteriormente el !!-
Estudios en Codelco – Fase I Primera fase de in'esti#aci&n consisti& en las pruebas realiadas entre 1999 y el 200;, en di'isiones Andina, el eniente y al'ador ediante las tecnolo#$as de + y !!- Tabla 1: Resumen de antecedentes de los bloques experimentales
División Periodo Sector Técnica de PA Área m!" Tonela#e $t" Altura mineral primario m" %& Po'os DEE tronados %& Po'os con () Di*metro po'os DEE Di*metro po'os () +olumna de emulsión m" ,on-itud de po'os m"
Andina 199952002 20045200; 888 Panel 888 Panel (%rea 11) !-i"ta <000 22000 21= 262 1>0 >0590 19 49 5 9 6 1?2@ 6 >?4@ 5 (9; mm) =6 165<6 1005112 >0590
Salvador 20015200; 20015200 ; 8nca Central 7este i"ta 10000 26 100 14 9 ; 1?2@ (9; mm) =0 100
El Teniente 20045200; !iablo .e#imiento + 10200 >=< 160 5 ; 5 (9; mm) 1005140
Bos resultados obtenidos en esta fase muestras positi'os resultados en cuanto a hundibilidad, fra#mentaci&n y sismicidad e comprob& la factibilidad de aplicar !!- en roca primaria, en etapas pre'ias a la e"plotaci&n, incluso cerro 'ir#en ambién se demostr& que el + es una tecnolo#$a factible de usar en macio primario, tanto en condiciones de inicio de ca'in#, como coe"istiendo con un frente de e"plotaci&n acti'o y en condiciones de mayores esfueros in situ +onclusiones (ase . -l PA permite meorar la 'elocidad de propa#aci&n de ca'in# disminuyendo el tiempo de cone"i&n con el cr%ter o superficie y permite incrementar las 'elocidades de e"tracci&n del mineral primario as$ como reducir el ries#o de col#adura y air blast 7tro beneficio es la disminuci&n de la acti'idad de reducci&n secundaria producto del mayor #rado de fra#mentaci&n (para el caso de PA mi"to y !!-) e ha comprobado, mediante el uso de redes micros$smicas, que el PA modifica el comportamiento de la sismicidad del macio, aleando la amenaa de roc bust y da3o a la infraestructura Tabla !: Resultados obtenidos en experiencias de PA
/ariable0Tipo PA
DEE Andina 12223!441 5600D 5>60D 54;0D in datos in datos
(ra-mentación P84" )undibilidad radio 9idr*ulico" Reducción secundaria +ol-aduras 6 a 1! m" Sismicidad /elocidad )undibilidad in datos tiempo de conexión a cr*ter" FPorcentaes est%n referidos a l$nea base
$ixta ()DEE" Salvador Andina !4413!445 !4463!445 >>6D 5>00D in datos in datos 5610D 52;0D 5=40D in datos in l$nea base in datos in datos
() Teniente !4473!445 in Eariaci&n in datos in Eariaci&n in datos as beni#na
in datos
56<0D
Desarrollo tecnológico – Fase II 8niciada a mediados del 200<, cuyo obeti'o principal es ampliar y profundiar el conocimiento de la fenomenolo#$a del PA para 'alidar, consolidar e implantar industrialmente la tecnolo#$a Para ello se ha lle'ado a cabo un se#uimiento de las 'ariables mineras con el fin de cuantificar el impacto que pro'oca la aplicaci&n del PA a la e"plotaci&n de mineral primario Tabla : .mpacto del PA en distintas variables mineras respecto a las l;neas bases divisionales
A
División Andina El Teniente !44= !448 !44= !44=3!414 !44=3!414 ()DEE () () 51=9D 00D 521D 0=D 00D 5=2D
Estado del punto de extracción Reducción Secundaria Da
$*xima +olpa .(( eventos01>444 t" Tonela#e entre eventos .RS eventos01>444 t" Tonela#e entre eventos .D / t0m!0d;a"
51<4D 402D 52;9D 510=D 121D >4D 52>1D
00D 00D 00D 00D 00D 00D 00D
5 ><2D 6<4D 5>;6D 520D 10D
.esultados parciales debido a que a:n no finalia el le'antamiento de datos en terreno, en al#unos casos siendo poco representati'os Desa?;os de la explotación de roca primaria Bos desaf$os técnico5in#enieriles estas relacionados b%sicamente con las caracter$sticas #eomec%nicas de la roca primaria
-l quiebre en #randes bloques, o colpas, que deben ser descol#ados y reducidos en los mismos puntos de e"tracci&n, afecta la eficiencia y producti'idad del sistema minero A su 'e la alta competencia del material primario pro'oca en al#unos casos que esta roca sustente #randes cantidades de ener#$a de deformaci&n antes de fallar /ao condiciones de esfueros moderados y alta resistencia del macio rocoso primario, se puede detener la propa#aci&n del hundimiento en altura -n el caso de un primer hundimiento también se puede #enerar una condici&n de estabilidad que no permita el colapso de la ona soca'ada Ba 'elocidad de propa#aci&n del hundimiento en roca primaria es baa y est% relacionada con la disponibilidad de esfueros de corte y?o tracci&n suficientes para inducir el fallamiento pro#resi'o en altura !esde el punto de 'ista econ&mico, e"isten 'arios factores que encarecen el proceso de producci&n (como el foramiento y la reducci&n secundaria), también se requiere un alta in'ersi&n debido a que es necesario mantener un #ran n:mero de puntos de e"tracci&n acti'os para cumplir con la producci&n
+ampo de aplicación -n la e"plotaci&n subterr%nea, principalmente en los %mbitos de miner$a continua (para #enerar condiciones de hundibilidad y fra#mentaci&n que permitan el fluo e"pedito hacia los puntos de e"tracci&n) y profunda (eorando la condici&n ori#inal en el macio al utiliar bloc ca'in# y respuesta s$smica adecuada) Cabe destacar (se#:n Cerruti et al 200<), el PA también puede ser utiliado en ambientes descomprimidos como es el caso de una transici&n de rao abierto a miner$a subterr%nea, lo que trae como beneficios, el aumento de la altura de los bloques y la transici&n menos intensi'a en
mano de obra mediante automatiaci&n, adem%s se espera que retrase el in#reso temprano de roca adyacente a la ona de e"plotaci&n 7tras Greas
Preacondicionamiento del cuerpo mineraliado para li"i'iaci&n in situ* la aplicaci&n de PA con !!- aumentar$a la conecti'idad de los poros en el macio meorando su permeabilidad aneo de estados tensionales o destressin#* el PA aplicado en ambientes con una condici&n de altos esfueros tiene una importante funci&n para disminuir tensiones
Capítulo 2 – Modelo conceptual del Preacondicionamiento Fracturamiento idr!ulico "F# Para su aplicaci&n se debe eecutar una serie de poos cubriendo el 'olumen del macio rocoso de interés para +, siendo el espaciamiento entre ellos una funci&n de alcance de las fracturas Posteriormente se realia desde cada poo una sucesi&n de fracturas, separadas por una distancia predeterminada (1,6 m en Codelco) Ba orientaci&n de las fracturas #eneradas por + es una funci&n del campo de esfueros in situ y del +racturamiento natural pree"istente -n #eneral las fracturas se propa#an en el plano principal de esfuero H1 I H2 y se abren en la direcci&n del esfuero principal m$nimo H > in embar#o cuando la diferencia H 1 I H> es m$nima, la orientaci&n de las fracturas hidr%ulicas resulta poco predecible o controlable, y se requiere un se#uimiento de estas durante el e'ento de propa#aci&n !entro de las 'entaas de este método se tiene que una o m%s fracturas pueden ser producidas desde una sola perforaci&n y con ello cubrir un e"tenso 'olumen de roca Bos resultados emp$ricos han indicado formaci&n de fracturas de radios entre 20 a 40 m desde el poo de inyecci&n Ba efecti'idad de estas fracturas para lo#rar un determinado prop&sito depende de 'arios factores cr$ticos
Campo de esfueros in situ y +racturamiento natural pree"istente, ya que estos condicionan la orientaci&n de las fracturas #eneradas ama3o de las fisuras es una funci&n de la permeabilidad de la roca y de las estructuras #eol&#icas que la interceptan Ante la #eneraci&n de m:ltiples fracturas se produce una interacci&n entre las fracturas adyacentes
e deben conocer pre'iamente 'arios par%metros determinados emp$ricamente, condicionados en #ran medida por las propiedades del macio rocoso -stos par%metros corresponden a la presi&n m%"ima requerida para iniciar una fractura, presi&n de propa#aci&n y presi&n de cierre de
fisura Por otra parte la 'elocidad de propa#aci&n de la fractura est% directamente relacionada con la capacidad de inyecci&n del equipo de bombeo +aracteri'ación din*mica de la ?ractura 9idr*ulica -l factor principal para caracteriar las fracturas hidr%ulicas es la presi&n de fondo de poo (/P), que corresponde a la presi&n hidr%ulica aplicada menos la car#a hidrost%tica e"istente en el punto de inyecci&n (presi&n aplicada por la bomba en el punto sin el peso de la columna de a#ua), esta es la 'ariable din%mica que influye en la orientaci&n de las fracturas Presi&n de fractura !urante una operaci&n de + se debe aplicar una presi&n neta suficiente para 'encer la resistencia a la tracci&n de la roca, hacer que esta creca y se propa#ue hasta alcanar el tama3o deseado -sta presi&n neta es la /P menos la tensi&n aplicada por el macio rocoso en direcci&n del esfuero principal menor (oledo et al, 2010) Jormalmente la presi&n necesaria para 'encer la resistencia inicial de la roca, o presi&n de quiebre es mayor que la presi&n necesaria para hacer crecer una #rieta +actor de intensidad de esfueros -n la teor$a lineal de la mec%nica de fracturas los esfueros alrededor de una #rieta son sin#ulares y decaen como la ra$ cuadrada de la distancia medida desde la punta de la #rieta, la ma#nitud de la sin#ularidad se mide por medio del factor de intensidad de esfuero que, a su 'e, depende del mecanismo de fractura por medio de la car#a neta aplicada y la distancias mencionada e utilia el criterio de 8rKin para determinar hasta qué punto crecer% una #rieta en tensi&n 5
Criterio de 8rKin* Lna #rieta crecer% mientras el factor de intensidad de esfueros sea mayor que un 'alor cr$tico llamado MtenacidadN o MfracturabilidadN (propiedad del material)
Prueba de fractura corta -nsayo de fracturamiento que #enera una fractura de peque3a dimensi&n, realiado antes de iniciar un trabao e"tenso de +, permite obtener in situ la presi&n de quiebre, la resistencia a la tracci&n de la roca, y la 88P que se apro"ima a la ma#nitud del esfuero principal menor
,imitaciones ?undamentales Lno de los aspectos cr$ticos a considerar en una operaci&n de +, es la iniciaci&n y orientaci&n de las fracturas hidr%ulicas Bos resultados obtenidos en cuanto a la orientaci&n de las fisuras no coinciden con el esperado, dado que las iniciaban en forma lon#itudinal con respecto al ee de perforaci&n Pero mediciones e"perimentales han demostrado que las fracturas comienan adoptar la orientaci&n esperada a una cierta distancia del poo de inyecci&n, como se muestra en la si#uiente fi#ura
.lustración 1: Tortuosity effect sobre las ?racturas 9idr*ulicas creadas> ,a ?ractura se inicia lon-itudinal al e#e del po'o@ en la medida que esta crece@ comien'a a tomar la orientación esperada>
Lna posibilidad para obtener la #eometr$a deseada es pre5estimular las paredes de los poos de inyecci&n, #enerando una ranura con forma de anillo, esto permite #enerar fracturas hidr%ulicas en la direcci&n perpendicular al ee de perforaci&n y reducci&n en la presi&n requerida para iniciarlas
De$ilitamiento din!mico con e%plosi&os -ste proceso implica dimensionar los par%metros cr$ticos de tronadura para un entorno ausente de caras libres -stas deben ser detonadas en una secuencia apropiada a fin de apro'echar la cooperaci&n entre las ondas de esfuero #eneradas por la tronadura, y as$ ma"imiar la efecti'idad del PA -l obeti'o principal de eta técnica es promo'er la #eneraci&n de nue'as fracturas en el macio rocoso Bos fen&menos f$sicos que ocurren en la 'ecindad de una perforaci&n durante e inmediatamente después de la detonaci&n de una car#a e"plosi'a cil$ndrica son intr$nsecamente din%micos Ba fra#mentaci&n mediante e"plosi'os industriales resulta del efecto combinado de la onda de esfueros y la presi&n de los #ases #enerados por la e"plosi&n, aunque las ondas representan una peque3a fracci&n de la ener#$a del e"plosi'o (>D520D), estas ue#an un rol importante en el Preacondicionamiento del macio para el subsi#uiente efecto de la alta presi&n de los #ases
$ecanismos de ?ractura mediante explosivos 8nmediatamente después de la detonaci&n (del orden de microse#undos), se desarrolla un intenso pulso de presi&n de alrededor de 1000 pa, fen&meno resultante de la reacci&n qu$mica e"otérmica de detonaci&n con temperaturas en torno a >000 O -sta reacci&n se propa#a a lo lar#o de la columna de e"plosi'o, inicialmente como una poderosa onda de choque que lue#o decae irradi%ndose hacia el interior del macio rocoso circundante, como una onda de esfuero el%stica (Chac&n et al, 200>) -l pulso sobre las paredes de perforaci&n por la onda de choque es 'arias 'eces mayor a la resistencia del macio rocoso circundante, lo que #enera una ona altamente triturada alrededor de la perforaci&n ('er ilustraci&n 2) -l pulso de esfuero 'iaa ale%ndose de la ona triturada propa#%ndose bao un estado esencialmente el%stico conformando un conunto de esfueros radiales (compresi'os) y tan#enciales (tensi&n) Como consecuencia de los esfueros tan#enciales se inicia la propa#aci&n de fracturas radiales desde los e"tremos de las discontinuidades (se estima que las fracturas se propa#an apro"imadamente a 1?; de la 'elocidad de la onda de compresi&n) Por otro lado la presi&n eercida por los #ases produce a continuaci&n de la onda de esfueros, abre y e"tiende las fracturas radiales creadas por la onda de esfuero, esto permite la formaci&n de fra#mentos de 'ariados tama3os
.lustración !: Representación esquem*tica de los procesos que ocurren en la roca circundante a la detonación de una columna de car-a explosiva>
E?ectos de la detonación precisa Bos tiempos de retardos influyen en casi todos los procesos de tronadura* e"tensi&n final de la ona da3ada, forma de la pila de material tronado y fra#mentaci&n Lno de los mayores a'ances ha sido el desarrollo de los detonadores electr&nicos, los cuales permitieron reducir la dispersi&n de los retardos al ran#o de unos pocos microse#undos y a un n:mero ilimitado de inter'alos de retardos -l beneficio real de los retardos reside en la interacci&n y?o colisi&n de las ondas de esfueros creadas por la detonaci&n, permitiendo una administraci&n m%s eficiente de la ener#$a disponible Ba efecti'idad de la detonaci&n precisa en un proceso de PA reside fundamentalmente en el #rado de conocimiento que se ten#a de la distribuci&n del campo de 'elocidades de propa#aci&n de las
ondas s$smicas en el 'olumen del macio rocoso que debe ser tratado Ba roca primaria presenta un alto #rado de homo#eneidad que permite esperar una baa 'ariabilidad de sus propiedades din%micas en un #ran 'olumen
Preacondicionamiento mi%to Ba hip&tesis del uso combinado de las dos tecnolo#$as anteriores, es que las discontinuidades #eneradas mediante el primer método ser'ir$an de superficies reflectoras para el campo de ondas de la posterior tronadura, concentrando el mayor efecto entre las fracturas hidr%ulicas y minimiando la posibilidad de acoplamiento desfa'orable de ondas fuera de la ona de interés Respuesta del macizo rocoso -l efecto principal de PA es el debilitamiento mec%nico del macio rocoso, fa'oreciendo el #rado de fra#mentaci&n el proceso de hundimiento, la propa#aci&n #ra'itacional y la respuesta s$smica (ra-mentación Bos fra#mentos de rocas producto del ca'in#, est%n limitados principalmente por estructuras #eol&#icas (fallas o 'etillas), estas se denominan #eotécnicamente acti'as, y en un ambiente de alto desconfinamiento pueden desliar para desinte#rar el macio rocoso ediante el !!- se debilitan las estructuras y #eneran microfracturas en la roca que interact:an, aumentando la probabilidad de formaci&n de bloques de menor tama3o A mayor escala tanto el + como el !!- e'itan la formaci&n de macrobloques que pueden #enerar car#as puntuales sobre los pilares del ni'el de producci&n As$ mismo disminuir el tama3o de los fra#mentos reduce los e'entos de col#aduras y requerimientos de reducci&n secundaria )undibilidad !ado que el PA #enera nue'as fracturas o el debilitamiento de las fracturas e"istentes (con menor o nula resistencia al cialle y a la tracci&n), esto hace que el macio rocoso sea m%s débil en respuesta a la combinaci&n de esfueros inducidos, fuera de #ra'edad y desconfiamiento, facilitando el fallamiento pro#resi'o y controlado A su 'e, mediante el debilitamiento del macio se reduce la probabilidad de formar arcos estables en propa#aci&n del hundimiento, disminuyendo los ries#os de air blast Respuesta s;smica -l macio rocoso primario, por su ri#ide y resistencia, acumula #ran cantidad de ener#$a en un proceso de ca'in# de altos esfueros Cuando esta e"cede la resistencia del macio, se produce un colapso y la ener#$a se libera en forma s$smica (e'entos de ma#nitud proporcional a la ener#$a liberada) -n un macio preacondicionado las nue'as fracturas y estructuras debilitan el macio transform%ndolo en un medio que libera durante su quiebre una menor ener#$a !e esta manera,
la respuesta s$smica de alto ries#o es menor y también la probabilidad de ori#inar estallidos de roca
Capítulo ' – (eocaracterización del macizo rocoso para la aplicación del Preacondicionamiento Conocer con el mayor #rado de detalle posible las condiciones #eol&#icas y #eotécnicas del ambiente donde ser% eecutado el PA es 'ital tanto para el dise3o, como para cuantificar el #rado de inter'enci&n pro'ocado al macio
(eocaracterización del macizo primario -l ambiente #eotécnico donde se emplaa la e"plotaci&n minera subterr%nea de Codelco Chile, se caracteria por la presencia de macio rocoso tanto primario como secundario Ba roca primaria se llama a un material de matri fresca, de alta resistencia, impermeable, masi'o y practicante despro'isto de discontinuidades #eol&#icas abiertas i bien se puede obser'ar un n:mero considerables de defectos en forma de 'etillas, estos se encuentran completamente sellados por minerales relati'amente competentes Por el contrario, la roca secundaria presenta un porcentae importante de discontinuidades #eol&#icas abiertas y con rellenos blandos, por ende corresponde a un material permeable, pero no necesariamente de menor resistencia mec%nica ediciones y ensayos utiliados en las faenas de Codelco para caracteriar adecuadamente el macio
-stado tensional in situ mediante celdas 8 (olloK 8nclusi&n)* Ba determinaci&n del campo de esfueros es rele'ante para el dise3o del PA Constantes elasto5mec%nicas del medio* mediante tomo#raf$as de alta resoluci&n eof$sica de poos* por medio de perfilae (im%#enes ac:sticas) -nsayos f$sicos de laboratorio* ensayos est%ticos, espectroscopia de resonancia no lineal, propa#aci&n de ondas s$smicas, monitoreo ac:stico
Capítulo ) – Aplicación de *+cnicas de Preacondicionamiento en Minería de Ca&ing Fracturamiento ,idr!ulico Bas primeras acti'idades consistieron en hacer un an%lisis conceptual y e"perimental para e'aluar los par%metros #eotécnicos que determinan las condiciones del + en roca primaria
+riterios de dise
elecci&n del 'olumen a preacondicionar !ise3o de perforaciones alla de perforaci&n ecuencia de fracturamiento +ranas de protecci&n
Par*metros del Sistema de ombeo Para definir la aplicabilidad del + en cierto tipo de macio, se efect:an pruebas denominadas inifrac, con el fin de determinar los principales par%metros para eecutar el sistema de bombeo
Presi&n de quiebre o iniciaci&n (Pb)* presi&n m%"ima requerida para iniciar fracturas Presi&n de propa#aci&n (Pprop)* presi&n requerida para mantener una fractura e"tendiéndose a tra'és del medio rocoso Presi&n de reapertura (Pro)* presi&n necesaria para reabrir y propa#ar una fractura pre5 e"istente Presi&n de cierre (Pcl)* presi&n a la cual se estabilia el sistema que se ha cerrado la inyecci&n (relacionado con H >) Eelocidad de propa#aci&n (Eprop)* 'elocidad de propa#aci&n de las fracturas depende directamente de la capacidad de inyecci&n de fluido, permeabilidad del medio rocoso y el espesor de las fracturas hidr%ulicas
Equipos B componentes para () racias a las pruebas de inifrac es posible definir las principales 'ariables del sistema de bombeo, esto es el par presi&n5caudal m$nimo (P5), que debe disponer la bomba principal -l equipo de + consiste b%sicamente en un sistema de bombeo de alta presi&n y caudal, una bomba de alta presi&n y bao caudal para el inflado de los pacers y el sistema de str addlepacers
/omba de fracturamiento* pro'ee fluo a alta presi&n, el cual permite iniciar la factura y propa#arla al interior del macio Pacers (sellos inflables)* elementos inflables que se utilian para sellar el poo e impedir la filtraci&n del fluido entre este elemento y la pared del poo 7tros equipos* se utilian sondeadoras para posicionar el straddlepacer dentro del poo a la profundidad requerida, también se instalan un sistema micros$smico local con el obeto de controlar la acti'idad s$smica inducida por el +
Cperaciones nitarias de () Bos trabaos espec$ficos que deben eecutarse son
Posicionamiento el pacet al interior del poo* Pre'iamente se debe tener la maquina sondeadora en forma alineada con la perforaci&n, posteriormente introducir elemento y a la :ltima barra se le conecta l cable de inyecci&n de a#ua 8nflado de los pacer* antes se debe aislar el sector alrededor de la bomba (radio mayor o i#ual a 4 m), el inflado de pacer se realia mediante la bomba neum%tica, hasta un presi&n de >Pa superior a la presi&n estimada de quiebre de la roca /ombeo para la #eneraci&n de fracturas* una 'e arrancada la bomba riple" se inicia el proceso de de fracturamieto onitoreo de la creaci&n e"tensi&n de la fractura* se monitorean en tiempo real principales 'ariables presi&n del sistema de inyecci&n, del straddle pacer y del caudal inyectado Biberaci&n de las presiones in'olucradas* posterior al fracturamiento se debe hacer una liberaci&n controlada de las presiones e debe tener cuidado con la #eneraci&n de presiones remanentes
ndices Cperacionales B Par*metros del () ras los e"perimentos realiados en el sector !iablo re#imiento 5 +ase 8 I !i'isi&n -l eniente, se re'elaron una serie de $ndices operacionales del +* se obtu'o un 'alor medio de <4 fracturas?poo en poos de 11= metros de lar#o en promedio, un turno de = horas #enera entre 4 a ; fracturas (turnos producti'os, m%s de > fracturas por turno), principales problemas operacionales son el traslado de equipos (>>D) y cambio de sellos (19D), y finalmente el tiempo de #eneraci&n de fractura fluct:a en el ran#o de 16 a 20 minutos $or?olo-;a de una ?ractura 9idr*ulica -l proceso de hidrofracturamiento se di'idi& conceptualmente en tres etapas, y cada fractura se considerada como un sistema aislado
8nicio de fractura* -l inicio de la fractura se realia en dos puntos diametralmente opuestos en la superficie de perforaci&n, dando ori#en a dos fracturas que no se encuentran inicialmente conectadas Propa#aci&n intermedia* Lna 'e iniciada la fractura esta #ira para alinearse perpendicularmente a la direcci&n de esfuero in situ menor, el principal factor que influye en esta rotaci&n es la orientaci&n de la perforaci&n respecto a los esfueros in situ Propa#aci&n estabiliada* Ba fractura tiende a propa#arse de manera radial, como se puede apreciar en la ilustraci&n >
.lustración : /ista en planta de ?ractura 9idr*ulica
-"iste un tiempo cr$tico en el cual la filtraci&n comiena a ser un factor importante en la din%mica de la fractura, el par%metro de mayor rele'ancia en la e"tensi&n de la fractura es el coeficiente de filtraci&n de Carter A medida que aumenta el tiempo la tasa de crecimiento disminuye 8nteracci&n entre fracturas Ba influencia de la fractura estabiliada sobre la fractura en propa#aci&n se realia a tra'és del campo de esfueros inducidos, lo que #enerara que esta fractura adquiera una cur'atura acerc%ndose a la fractura e"istente $onitoreo de ?racturas 9idr*ulicas en +odelco ras las aplicaciones de + realiadas en Andina, Chiquicamata subterr%neo y eniente (esta :ltima con la mayor cantidad de ensayos) e obtu'o en resumen que el radio de propa#aci&n de las fracturas hidr%ulicas 'ar$an entre los 1= y 2= m, y el tiempo de inyecci&n del fluido una 'e iniciada la fractura hasta que se estabilia es del orden de los >0 min para todas las pruebas
De$ilitamiento Din!mico con e%plosi&os e realiaron pruebas de PA con tronadura en la !i'isiones Andina y al'ador, inicialmente el 2001 en di'isi&n andina y posteriormente > pruebas (2 en di'isi&n Andina y 1 en al'ador), estas :ltimas pruebas se utili& el sistema modular, el cual consiste en quemar #rupos entre > a cinco poos Bas dos :ltimas pruebas realiadas en Andina tu'ieron aplicaci&n industrial, ya que se realiaron en sectores comprometidos en los sectores de hundimiento
Par*metros para el dise00 Pa) -sta emulsi&n fue especialmente formulada para cumplir con los requerimientos del PA, por una parte se reduo su densidad para disminuir la car#a hidrost%tica, considerando que se requieren alturas de columna de e"plosi'o del orden de 100 m, por lo que el peso de la columna podr$a inducir a la mi#raci&n de la fase #aseosa de la emulsi&n de%ndola inerte (reemplao de burbuas de aire por microesferas s&lidas huecas) +riterios Fenerales de Dise0 m entre el sector a preacondicionar y otros sectores mineros
alla de perforaci&n* -s importante que la malla de perforaci&n permita que los 'ol:menes proyectados a tratar con PA interact:en pro'ocando un debilitamiento en todo el sector de interés, e'itando onas sin efecto Car#u$o y tronadura* Al realiar perforaciones ascendentes se debe cuidar que la lon#itud de la columna de e"plosi'o ten#a la misma altura de car#a en todos los poos, situaci&n controlada por la dimensi&n de los tacos
Equipos B componentes
Perforadoras* e prob& la tecnolo#$a Qassara, la cual contiene un combinaci&n del sistema ! con fluos de a#ua inyectados a #ran presi&n Anclae para #uirnalda* dispositi'o mec%nico que se ancla se ancla sobre la pared del poo cuando se intenta desplaar en sentido in'erso al in#reso a la perforaci&n !ispositi'o de PEC para el taco de retenci&n* el obeti'o del taco es contener el e"plosi'o al interior del poo y e'itar que, una 'e iniciada la tronadura, se libere la presi&n eercida por los #ases
Cperaciones unitarias Ba aplicaci&n del !!- puede ser eecutado en forma ascendente como descendente, en este conte"to, la operaci&n de ambas modalidades difiere tanto en forma como se realia y en los dispositi'os utiliados -l libro se centra en la modalidad ascendente para la cual se describen los si#uientes trabaos secuenciales
Perforaci&n Colocaci&n de anclae para #uirnaldas Confecci&n e instalaci&n de #uirnaldas Construcci&n del taco de retenci&n Car#u$o del e"plosi'o !etonaci&n !iferencias del !!- ascendente
-"isten dos formas de realiar la tronadura, modular y masi'a, el dise3o modular minimia el posible da3o a la infraestructura cercana y permite que el PA sea hecho como una operaci&n unitaria m%s dentro del ciclo de preparaci&n del hundimiento -emplo de dise3o modular efectuado en Andina en ilustraci&n 4
.lustración 7: +on?i-uración proBectada de módulos para DDE@ en *rea 11 ... Panel@ División Andina>
Preacondicionamiento Mi%to -l PA mi"to corresponde a la aplicaci&n de ambas técnicas (+ y !!-), por separado y en forma secuencial, pero aplicadas a un mismo 'olumen de roca -l obeti'o es pro'ocar un mayor #rado de PA en el macio mediante la combinaci&n de los efectos de ambos métodos -ecut%ndose primero el + y posteriormente el !!-, es preferible perforar los poos para !!- posterior al + Por un lado las discontinuidades #eneradas por el + ser'ir$an de superficies reflectoras para el campo de ondas #eneradas por la detonaci&n de car#as e"plosi'as, para as$ incrementar su potencial #enerador de nue'as fracturas Adem%s se asume que las fracturas #eneradas por el + restrin#en el 'olumen de acci&n que podr$an ocupar los frentes de odas #enerados por la detonaci&n -l efecto de estas fracturas sobre el campo de ondas #enerados por el !!- es un tema de in'esti#aci&n, pero aun as$ la técnica mi"ta permite la aplicaci&n de !!- modular lo que reduce la cantidad de poos tronados
-ímites de las Aplicaciones Jo e"iste una pauta que sir'a de #u$a pre'ia para la aplicaci&n del PA que ayude a definir un %rea factible a tratar en base a aspectos técnicos, litol&#icos y econ&micos Por lo que los limites obser'ados a continuaci&n corresponden a lo obser'ado en t erreno ,imitaciones del () Bos resultados de las +ase 8 indican que si bien el + ayuda a meorar la respuesta s$smica del macio y la 'elocidad de propa#aci&n del ca'in#, no aporta un mayor # rado de fra#mentaci&n de la roca, a e"cepci&n de al'ador donde disminuyo un 10D el P=0 7tra limitaci&n producto de la tecnolo#$a es que la distancia m$nima entre fracturas des de 1,6 m, también el + es aplicable solo cuando el estado tensional del macio tiene el esfuero principal mayor cercano al plano horiontal ,imitaciones del DDE -l !!- est% limitado principalmente por las caracter$sticas propias de la tronadora, como la cantidad m%"ima de e"plosi'os a utiliar, para e'itar da3os secundarios ambién e"iste un l$mite de 120 m de altura para !!- ascendente
Capítulo . – E/ectos del Preacondicionamiento en la e%plotación de un Macizo Rocoso -l desarrollo del PA permite incrementar la din%mica de propa#aci&n del ca'in#, meorar la e"tracci&n del mineral al disminuir e'entos de col#adura y ase#urar la hundibilidad del macio, entre otros Bas 'ariables consideradas en los resultados obtenidos son la fra#mentaci&n, col#aduras, reducci&n secundaria, respuesta s$smica, y hundibilidad ientras el !!- y la 'ariante mi"ta modifican todas las 'ariables analiadas, el + demostr& tener efectos solo sobre la respuesta s$smica y hundibilidad Bos obeti'os del PA difieren en cada !i'isi&n en las cuales de realiaron las pruebas dado que presentan diferentes condiciones #eotécnicas, por eemplo en Andina y al'ador se tienen baos esfueros in situ y alta competencia de roca primaria, por lo que se busca meorar la hundibilidad y e'itar col#aduras (disminuyendo la fra#mentaci&n), en cambi& en eniente donde e"iste altos esfueros in situ, la prioridad del PA es ase#urar la hundibilidad
Metodología para medición de &aria$les mineras A continuaci&n se describe la metodolo#$a utiliada para la medici&n, representaci&n y an%lisis de 'ariables !escrita en la si#uiente tabla 4 Tabla 7: $etodolo-;a de medición B ?recuencia de muestreo de variables de interés
/ariable
$etodolo-;a de medición
(recuencia de $uestreo
(ra-mentación
edici&n del semi ee mayor de la colpa m%s #rande del punto de e"tracci&n, foto#raf$a di#ital y se completa cartilla "lip Chart
Cada 1000 t
7bser'aci&n en punto de e"tracci&n
Cada 1000 t
.e#istro de cartillas de reducci&n secundaria 7bser'aci&n en punto de e"tracci&n /ases de datos di'isionales
!iaria Cada 16 d$as urno a turno
Estado del punto de extracción Reducción secundaria Da
Fragmentación
-'aluada como producto final en el punto de e"tracci&n A continuaci&n se e"ponen los resultados obtenidos del se#uimiento y an%lisis de la 'ariable fra#mentaci&n para cada una de las !i'isiones División el Salvador Ba fra#mentaci&n se e'alu& mediante foto#raf$as tomadas en los puntos de e"tracci&n para la fracci&n media y fina, y mediante inspecci&n 'isual para la fracci&n #ruesa correspondiente a las col#aduras e pudieron apreciar 'ariaciones #raduales del tama3o de los fra#mentos preacondicionados mediante + y por PA mi"to en diferentes sectores, la comparaci&n entre ambos resultados se puede apreciar en la ilustraci&n 6, los cuales muestran una disminuci&n de un 1>,6D para el + (P=0 de 14< m) y un 26,9D para el caso del PA mi"to, con respecto a la l$nea base (P=0 de 12; m)
.lustración 6: Distribución -ranulométrica promedio por tipo de P A
División Andina Primera fase !!- (1999) -n la primera fase de PA se aplico b%sicamente el !!-, en donde se realio un muestreo foto#r%fico de los puntos de e"tracci&n, tanto del sector con PA como de un sector sin PA (P=0 de 1,4 m) -l tama3o representati'o para la roca sometida a PA 'ar$a su P=0 entre 0,< y 0,= m, lo que representa una disminuci&n de un 60D del tama3o P=0 del macio sin PA, se pueden apreciar estas diferencias en 8lustraci&n ;
.lustración 5: .ma-en t;pica de roca primaria> a" roca primario sin PA > b" maci'o con PA>
e#unda +ase + y PA mi"to (2004) -n esta fase se aplicaron los métodos de + y PA mi"to, en donde los puntos obser'aos presentan 'alores de P=0 en promedio un >0D menor a lo esperado -stas diferencias se pueden apreciar en la si#uiente tabla 6 Tabla 6: /alores medios de tama
Sector
P84 m"
Di?erencia P84 respecto l;nea base
Di?erencia P84 respecto entre 'onas ()3$ixto
()DDE () Sin PA
11< 124 144
51=40D 51><0D 5
5640D 5 5
ercera +ase de monitoreo (200<52010) -sta fase consisti& en un monitoreo de 'ariables, de manera separado en las %reas sin PA, con + y con PA mi"to -ste monitoreo se focalio en el inter'alo de e"tracci&n entre los 20 y 60 m, dado que bao los 20 m hay material de soca'aci&n y apertura de bateas y sobre los 60 m e"iste presencia de material secundario y con conminuci&n por tra sporte #ra'itacional División Teniente -l obeti'o de la e'aluaci&n efectuada fue cuantificar los efectos del PA mediante + sobre la #ranulometr$a de la columna de mineral in situ, la acti'idad de reducci&n secundaria, los $ndices de producti'idad, de da3o y sismicidad inducida e consideraron los si#uientes escenarios de control y an%lisis producto de la condici&n post aplicaci&n de la técnica +
Rona sin PA (hasta 20 m) Rona de ransici&n (20 y 40 m, mecla de material con y sin PA) Rona PA (sobre 40 m, se estima presencia de material afectado por +)
-n los resultados realiados en !iablo .e#imiento y .eser'as Jorte no se obser'a correlaci&n e'idente entre la fra#mentaci&n, litolo#$a y dominios estructurales presentes Resumen de Resultados Bos resultados permiten concluir que la aplicaci&n de !!- masi'o pro'oca el mayor impacto en términos de reducci&n de la fra#mentaci&n, lo#rando que el P=0 de la roca primaria disminuya en un 60D apro"imadamente con respecto a la roca sin PA Para el caso de PA mi"to se obtu'ieron reducciones del P=0 de un >>,6D (al'ador 2004), >0D (Andina 2006) y 1=,4 D (Andina 200<) Bas aplicaciones con + producen un bao impacto en la fra#mentaci&n, lo#rando reducir el P=0 en un 10D en al'ador y un 1>,< D en Andina, y para el caso de teniente las 'ariaciones fueron aun menores Descuelgue 0 reducción secundaria
Ba continuidad y eficiencia del proceso de e"plotaci&n de roca primaria se 'e fuertemente afectadas por la baa disponibilidad de los puntos de e"tracci&n, es por ello importante rele'ante cuantificar el impacto del PA en las operaciones de descuel#ue y reducci&n secundaria al momento de e'aluar los planes mineros A continuaci&n se presentan los resultados obtenidos para estas 'ariables en distintas di'isiones de Codelco División Salvador e obser'o una disminuci&n pro#resi'a de los e'entos a medida que pro#resa la e"tracci&n, tanto en la ona de l$nea base como en la ona con PA, a la 'e también disminuye el n:mero total de bolones en ambas onas e puede apreciar que los e'entos de reducci&n secundaria disminuyen un 44,2 D y el 'alor total de bolones un ;6,>D in embar#o no se obser'a una diferencia entre la distribuci&n del n:mero de e'entos de reducci&n secundaria entre la ona de + y PA mi"to, mientras si se da una peque3a 'ariaci&n en el total de bolones con mayor f recuencia en la ona del PA mi"to División Andina !urante las tres fases desarrolladas en Andina se recopil& y e'alu& una serie de resultados respecto de col#aduras y reducci&n secundaria que ha mostrado el PA en sus 'ariantes +, !!- y PA mi"to Primera fase 199952001 e constat& que el Preacondicionamiento del macio rocoso permitir$a conse#uir #ranulometr$as mas controladas y finas Bos $ndices de cachorreo para los distintos ran#os de tonelae e"tra$do se
reducen en promedio un 4=,1=D en el sector con PA y el $ndice de quemadas promedio en un 4>,46D .esultados se pueden encontrar en tabla ;
Tabla 5: ndices de cac9orreo B quemadas por ran-o de tonela#es> División Andina>
Tipo $aterial +ac9orreo Huemada
Actividad reali'ada in PA PA in PA PA Eariaci&n c?r ?PA Eariaci&n c?r ?PA
+ac9orreo Huemada +ac9orreo Eariaci&n c?r ?PA Huemada /ariación promedio Total
436 92>D 4946D 546=2D
6314 10=9D <==D 1642D 10;6D 52<;4D 5>09>D
Ran-os de 6Gt extra;das 14316 163!4 !43!6 1>41D 1>90D =22D ;2=D 4=9D 464D 1<49D 1;1;D 1>=9D 9==D ;6;D ;14D 56>161D 56941D 566=0D
!634 109;D 620D 1212D ;66D 56266D 5469;D
e#unda fase de monitoreo 20045200; - obser'o una disminuci&n en la frecuencia de cachorreo de un 2;D respecto a la l$nea base considerada para el 2001, en donde se utili& PA mi"to ercera fase de monitoreo 200<52010 -ste periodo de monitoreo esta aun en desarrollo, y a la fecha no muestran una meora en los sectores preacondicionados respecto a la ona sin PA División Teniente Como se indico los sectores e'aluados fueron !iablo .e#imiento y .eser'as Jorte tras aplicar + -'entos de reducci&n secundaria en !iablo .e#imiento e consideraron como se menciono anteriormente Rona sin PA, de transici&n y con PA e obser'o que la reducci&n secundaria aument& pro#resi'amente con la altura hasta el sector de 205>0 m de columna e"tra$da para lue#o decrecer sostenidamente lle#ando a 6S?5 4 e'entos de reducci&n por punto de e"tracci&n ('ersus promedios representati'os del n:mero de e'entos por ona es de 95 S6, 1<5S6 y =5S6) Tndices de reducci&n secundaria e interrupci&n de fluo -l $ndice de reducci&n secundaria (8.) en !iablo .e#imiento es =,6; en %rea con + 's 10,>9 en la l$nea base) disminuci&n de un 1<,;D, cabe se3alar que afecta condiciones operati'as ya que en ona sin PA se utilian palas de mientras que en ona con PA se utilian palas de 1> yd>
Resultados (inales Tndices utiliados para cuantificar el impacto en el descuel#ue y reducci&n secundaria a lo lar#o de distintas aplicaciones de PA se pueden apreciar sus resultados en tabla < Tabla =: .mpacto del PA en la variable descuel-ue B reducción secundaria respecto a las l ;neas bases divisionales>
División Salvador
Andina A
.ndicador
Descuel-ue B reducción secundaria
ndice de quemada .RS .(( %& eventos de red> sec %& de bolones
Teniente
!441
!446
!44=
!448
!447
!446
!44=
!441 !44
!446 !445
!44= !414
!448 !414
!44 !445
!446 !414
DEE
() DDE
() DDE
()
!44= !414 () DR (! B (
54;D
52;D s?' s?'
s?' 520D
() DDE
()
() DR (1
564D s?'
s?' s?'
!44= !414 () RE%C
51=D s?i
5442D 5;6>D
ismicidad inducida
Ba soca'aci&n por hundimiento pro'oca una desestabiliaci&n del macio rocoso hasta sus estados l$mites, por lo que la roca busca restablecer una condici&n de equilibrio pro'ocando una acti'idad micros$smica causada por la nucleaci&n y coalescencia de fracturas As$ mismo e"iste sismicidad asociada a la desestabiliaci&n mec%nica que #enera el PA del macio rocoso Ba presencia de fracturas creadas por + y?o microfracturas por !!-, permite liberar #radualmente la ener#$a acumulada en el cuerpo rocoso durante la propa#aci&n del hundimiento Ba aplicaci&n del PA pro'oca un efecto inmediato de desequilibrio en el macio rocoso, para r%pidamente entrar a una fase de reacomodo y restablecimiento natural del equilibrio din%mico, lo que implica liberaci&n de parte de la ener#$a contenido en su estado intacto Ba respuesta de la acti'idad minera de un macio con PA, se manifiesta con u aumento en la frecuencia de los e'entos s$smicos asociados al proceso de e"tracci&n y con el descenso en las ma#nitudes m%"imas re#istradas undi$ilidad o tiempo de cone%ión a material ue$rado
-l concepto de hundimiento sostenido en roca primaria se entiende como la condici&n de colapso del macio a la cual la tasa de e"tracci&n del mineral o tirae se hace independiente de la 'elocidad
de propa#aci&n e han desarrollado metodolo#$as emp$ricas (Baubscher, 19<<) para predecir la hundibilidad en funci&n de la calidad de la roca, la e"tensi&n y #eometr$a del %rea soca'ada, las cuales son menos certeras para macios muy competentes y casi despro'istos de fracturamiento Bas estructuras #eneradas por el PA, al tener menor resistencia al cialle y a la tracci&n, debilita el macio rocoso lo que facilita el fallamiento pro#resi'o y controlado que se traduce en un mayor quiebre de la columna de roca in situ respecto a la cantidad de material e"tra$do ambién se reduce la probabilidad de formar arcos estables disminuyendo el ries#o de air blast, y permite al macio colapsar con una menor %rea abierta División Andina Ba e'aluaci&n de la hundibilidad en !i'isi&n Andina se efectu& a partir de los resultados obtenidos en una de las pruebas preliminares de PA, y posteriores a la aplicaci&n del PA !entro de los resultados rele'antes se pudo constatar que lue#o de aplicar el PA, se traduo en un >6D de ahorro en el %rea inicial de soca'aci&n, y se constat& que el proceso de inici& del ca'in# fue espontaneo y continuo, sin presencia de #randes col#aduras en el frente División Teniente -n este caso se estudio el efecto del PA en el tiempo de cone"i&n (inter'alo trascurrido entre el inicio de la e"tracci&n y el momento en que se alcana el techo de la columna), el cual sin PA se estimaba en 2> meses, y se alcano con PA en 10 meses 3tros E/ectos
ambién se e'aluaron posibles aspectos ad'ersos que pudiesen resultar de la aplicaci&n del PA, en Evaluación de potencial da
obser'aciones de esta 'ariable en distintas aplicaciones de PA muestran que no se apro'echa la condici&n macio con PA, dado que es perfectamente posible aumentar la 'elocidad de e"tracci&n sin #enerar efectos indeseados Ra'ón altura de extracción I altura de quiebre e comprob& un aumento de la ra&n que relaciona la altura de e"tracci&n 'ersus la altura de quiebre de la columna in situ, sin PA la ra&n es 1> y con PA se puedo confirmar que es de 16 -sto permite comprobar que el debilitamiento pro'ocado por el PA se traduce en una 'elocidad de propa#aci&n m%s r%pida del ca'in#, #ener%ndose una ona m ucho m%s e"tensa en altura por sobre el mineral quebrado
Capitulo 4 – Dise5o 0 Plani/icación Minera con Preacondicionamiento A tra'és de los antecedentes emp$ricos disponibles de las diferentes pruebas realiadas se ha demostrado que la aplicaci&n de PA modifica la respuesta mec%nica del macio rocoso, sometido a un proceso de hundimiento y e"tracci&n #ra'itacional Estrategias 0 criterios de dise5o
Estrate-ias de dise
Tabla 8: /ariantes de PA B e?ecto en las estrate-ias de dise
Estrate-ias de Dise
,o modi?ica el PA J" + i"to
$étodo de explotación
8
8
+onexión a +r*ter
8
8
/ariante de panel cavin-
8
8
Punto de inicio de cavin-
8
8
)ipótesis de traba#o eora en la hundibilidad, respuesta s$smica y fra#mentaci&n (caso con !!-), facilita método por hundimiento #ra'itacional Con PA es de menor ries#o que en forma natural, adem%s es m%s econ&mico y simple que otras técnicas de inducci&n Permite apro"imarse a hundimiento con'encional en lu#ar de pre'io o a'anado, y redefinici&n de las bandas de protecci&n Permite el inicio en columnas de rocas altas -n macios masi'os y r$#idos disminuye el potencial de sismicidad inducida
Secuenciamiento orientación del cavin-" Feometr;a tama
8
8
!isminuye el efecto de estructuras mayores al dear el macio pre tratado
8
8
Permite e"plotar frentes m%s amplias si la 'ariaci&n del abutment stress es fa'orable
8
8
Permite mayot fle"ibilidad si la 'ariaci&n del abutment stress es fa'orable
8
8
enos restricciones por subsidencia, por respuesta s$smica y por abudtment stress
8
8
Permite e"plotar columnas m%s altas
+riterios de dise
#alla de extracci$n* -l PA podr$a tener un efecto en el dimensionamiento de las mallas al
disminuir el tama3o de fra#mentos, y as$ ase#urar una mayor interacti'idad del fluo de mineral Estabilidad de pilares de infraestructura de producci$n * !ado que el PA meora la hundibilidad, disminuyendo la ma#nitud de la respuesta s$smica y el tama3o de fra#mentaci&n, es posible reducir la posibilidad de colapso y de e"plosiones de roca ambién la disminuci&n del abutment stress fa'orecer$a la estabilidad de los pilares "ortificaci$n% Al i#ual que los potenciales beneficios mencionados anteriormente y el cambio en los ni'eles de esfueros del macio rocoso, son condiciones que se deben considerar para dimensionar en forma efecti'a el sistema de fortificaci&n
Par!metros de plani/icación
-s importante tener presente que los resultados de las distintas pruebas de PA realiadas en Codelco fueron obtenidos en condiciones #eol&#icas y #eomec%nicas particulares de cada !i'isi&n, yacimiento y sector donde se desarrollaron Bos par%metros estudiados se encuentran a continuaci&n /elocidad de extracción Par%metro utiliado para controlar el quiebre de la columna de roca in situ sobre el punto de e"tracci&n Al aplicar el PA, el quiebre completo de la roca in situ se produce cuando la e"tracci&n alcana el 20D ('ersus >0D sin PA), debido a que se modifica la ra&n entre las alturas de
e"tracci&n y quiebre %s all% de este porcentae el mineral se encuentra completamente quebrado (casi nulo ries#o s$smico) lo que permite liberar la 'elocidad de e"tracci&n Disponibilidad de *rea B utili'ación A pesar de que no hay informaci&n disponible respecto al real efecto del PA, se estima que pro'oca un aumento del al disponibilidad de %rea debido a la menor cantidad de pontos en reparaci&n (6D mayor) !e i#ual forma la utiliaci&n se 'e meorada por la disminuci&n de e'entos de col#aduras y cachorreo (se estima en un aumento del 10D) Án-ulo de extracción B de quiebre Par%metro definido por #eomec%nica y planificaci&n para el control de la diluci&n, 'er ilustraci&n <, el cual depende del %n#ulo de e"tracci&n y ra&n entre las altura de e"tracci&n y de quiebre de la columna in situ, que como se menciono esta ultima 'ar$a con el PA
.lustración =: /ariación del *n-ulo de quiebre en un maci'o rocoso> a" Sin PA> b" +on PA>
/elocidad de propa-ación del 9undimiento Eelocidad de propa#aci&n del ca'in# tiene directa relaci&n con la hundibilidad de la roca, se estima que el tiempo de cone"i&n con PA se podr$a reducir en 40D respecto a la estimaci&n sin PA +riterio por pérdidas ante colapsos !ebido a que el PA disminuye la #eneraci&n de macro bloques baando la probabilidad de ocurrencia de colapsos, su aplicaci&n disminuye las pérdidas de infraestructuras
