11-flujo_gravitacional

5/24/2018 11-Flujo_gravitacional

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Ctedra Codelco de Tecnologa MineraMI 58B: Diseo de Minas Subterrneas Instructor: Enrique Rubio

Flujo Gravitacional


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Modelos de Flujo Gravitacional

Representacin de la realidad

Se utilizan cuando no existen leyesfundamentales

Utilizan el mtodo cientfico Observacin

Formulacin

Calibracin y validacin


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YENGE 1980

El flujo de material quebrado no puede ser descrito

satisfactoriamente por teoras desarrolladas paradescribir el flujo de otros materiales particulados comoarena, granos, etc


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Motivacin

Experimentos en arenarealizados por Kvapil1961-1982

Se demuestra que el flujotiende a formar una zonade movimientorepresentada por unelipsoide

El elipsoide demovimiento es funcin dela extraccin


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Teorias de Flujo Gravitacional

How the broken ground is drawn/ flows Draw point spacings to reduce dilution/

increase recovery Still not well understood Physical models/ bunkers- Kvapli & Jenike

1960s

Mathematic/ numerical plastic flowPariseau1960s

Full scale marker testsKvapli , Just &Janelid 1960s

Physical models Laubscher, Taylor etc -1970-1980s

Kvapil curves revisited/ Laubscher- Bull &Page 1998-2000 ICS 2001-present

Physical models PFC Ring marker trials


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Densidad y Extraccin

Movimiento yBaja densidad

Behringer R P, Baxter W, 1994. PatternFormation and Complexity in Granular Flows

Se produce una zona de baja densidad producto de laextraccin de material quebrado


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Parmetros Geomtricos delos Elipsoides de Movimiento

Elipsoide de esponjamiento omovimiento es el elipsoideque marca el lmite entre rocain situ y quebrada

El elipsoide de extraccin es

aquel que representa laextraccin de material en untiempo determinado

La relacin de alturas es de1:2.5

La relacin de volmenes esde 1:15

Draw cone representation (Kvapil 1980)


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Formacin del Elipsoide

A mayor movilidad departculas menor es laexcentricidad del

elipsoide La excentricidad del

elipsoide vara entre0.92 y 0.96

n

nn

a

ba 5.022 )(


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Ejemplo

Excentricidad 0.98

Hn 200

bn 19.9

bg 48.7

5.02

15.1

ng hb

20 m

49 m

5.02 )1(2

n

n

hb

200 m


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Dimetro de Tiraje Aislado

Volumen en movimientoes proporcional alvolumen extrado

Dta: Dimetro de tirajeaislado (Kvapil, 1962) Fragmentacin media

Varianza de fragmentacin

ngulo de friccin del

material Otros, agua, esfuerzos

inducidos,

Baja Densidad

Zona en Movimiento

g

Cambio

o Impulso

Dta


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Caracteristicas de las Zonasde Flujo

2 zonas

- Extraccin, material removido- Quiebre

Zona de extraccin- Zona de extraccin continua

- Zona fallada por corte y erosin

Dentro del elipsoide

- El material se mueve ms rpido al centro del elipsoide- Material fino genera elipsoides delgados- Material grueso genera elipsoides ms anchos

- Depende del tamao de la abertura basal


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Areas del Elipsoide deExtraccin


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Tiraje Interactivo


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Flujo Gravitacional

Diferencial dedensidad aparente(Espacios)

Fuente de energa,(gravitacional +perturbacin)

Movimiento de

partculas tender aun sistema msordenado

Flores, 2004. Different Stages of Cavepropagation. Massmin 2004


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Densidad Aparente

Se define como el pesopor unidad de volumenincorporando losespacios vacos del

material La porosidad es funcin

de la superficie especifica(m2/t)

A mayor superficieespecfica menordensidad aparente

POPOV K,2003. J.Serb.Chem.Soc.68(11)903907(2003)


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Diferencial de DensidadAparente

Diferencial de DensidadAparente Fragmentacin del medio y

su varianza

Espaciamiento de zonasde baja densidad Generacin de zonas sin

movimiento

El cmo se producir el

flujo depender delngulo de friccin delmaterial Behringer R P, Baxter W, 1994. PatternFormation and Complexity in Granular Flows


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Fragmentacin y Flujo

Diferencial Densidad Aparente

Fragmentacin delmedio y su varianza

Espaciamiento de zonas

de baja densidad Generacin de zonas sin

movimiento

El diferencial de tamaosdefinir diferentes gradosde empaquetamiento Influir en la densidad

aparenteBarker G C, 1994. ComputerSimulation of Granular Materials


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Mezcla binaria departculas esfricas

Eje X, % de partculas detamao menor

Diferentesempaquetamientos paradiferentes proporcionesde tamaos de partculas

Fragmentacin influye enel diferencial de densidadaparente Barker G C, 1994. ComputerSimulation of Granular Materials


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Primaria y SecundariaUtilizando BCF (Esterhuizen, G

S, 1994 )


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Geometra del Elipsoide yFragmentacin

Draw cone width and particle size relationship(Richardson, 1981)


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Diferencial Densidad Aparente

Fragmentacin del medio ysu varianza

Espaciamiento de zonas

de baja densidad Generacin de zonas sin

movimiento

Diferencial de densidadaparente aumenta con la

separacin de zonas debaja densidad


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Extraccin y Flujo

Diferencial DensidadAparente

Fragmentacin delmedio y su varianza

Espaciamiento dezonas de baja

densidad

Generacin de zonas sin

movimiento La regularidad deextraccin generasolicitaciones erosionan laszonas entre Dta

Interfaces de Friccin

Interfaces de Friccin

Planta con Extracciones en un dt


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Ctedra Codelco de Tecnologa MineraInstructor: Enrique Rubio

Extraccin y Flujo

PFC2D 2.00

Itasca Consulting Group, Inc. MinneapMinneapolis, Minnesota USA

ob Title: Idealized

Step 28000 18:11:01 Wed Jun 9 2004

View Size:X: -1.749e+002 7.425e+001Y: -6.253e+001 2.132e+002

Ball

Contact

Displacement

Maximum = 7.474e+001 Linestyle

Wall

PFC2D 2.00

Itasca Consulting Group, Inc. MinneapMinneapolis, Minnesota USA

ob Title: Idealized

iew Title: consolidation stateStep 28000 23:04:48 Wed Jun 9 2004

View Size: X: -1.803e+002 7.983e+001 Y: -6.253e+001 2.129e+002

Ball

Contact

Displacement

Maximum = 7.242e+001 Linestyle

Wall

Modelo con Extraccin Continua Modelo con Extraccin Descontinuada

Cuando se interrumpe el flujo desde uno de los ptos. deextraccin se generan un mayor nmero de colgaduras

Rubio E et al, 2004. Massmin2004

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