módulo 9 - slc-bc

METODOS DE EXPLOTACIÓN METODOS DE EXPLOTACIÓN METODOS DE EXPLOTACIÓN METODOS DE EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTOPOR HUNDIMIENTOPOR HUNDIMIENTOPOR HUNDIMIENTO

S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING S.L CAVING y BLOCK CAVING

Aplicados en Mediana y Gran Minería

ANTONIO ICETA BAEZA

2011

Sublevel CavingSublevel CavingSublevel CavingSublevel CavingSublevel CavingSublevel CavingSublevel CavingSublevel Caving

Principios: Este método, consiste en arrancar el mineral a partirde subniveles mediante tiros en abanicos (hacia arriba) ydispuestos según planos verticales o con una cierta inclinacióncon respecto a la vertical.

Diferencia con el Sub Level Stoping:

•Es un método por rebaje•Es un método por rebaje

•El carguío del mineral se efectúa en los mismos subniveles

•La cara libre principal sobre la cual actúa el explosivo,permanece siempre en contacto con el mineral arrancado oderrumbado,

•El hundimiento del techo no tiene mayor importancia, ambosmétodos se encuentran entre los más productivos y al mismotiempo entre los más económicos.

Descripción del método.Descripción del método.Descripción del método.Descripción del método.

• En el método Sub Level Caving se desarrollan galerías paralelas separadasgeneralmente de 9 a 15 m. en la horizontal, conocidas como galerías de producción(llamadas comúnmente también cruzados de producción XP).

• Los subniveles se ubican a través del cuerpo mineralizado en intervalos verticalesque varían, en la mayoría de los casos, de 8 a 13 m.

• La explotación queda de este modo diseñada según una configuración geométricasimétrica.

• Generalmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas comunicadoras.• Generalmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas comunicadoras.

• Los subniveles están comunicados además por medio de piques de traspaso con unnivel de transporte principal que generalmente se ubica bajo la base del cuerpomineralizado.

• Las galerías de producción correspondientes a un mismo subnivel se conectan enuno de los extremos por una galería de separación o slot y en el otro extremo unagalería de comunicación, en esta última, sé en encuentran los piques de traspaso.

• La galería de separación sirve para construir chimeneas de rainura que permiten lageneración de una cara libre al inicio de la producción de la galería.

Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.Diseño del método.

Operaciones Unitarias SLCOperaciones Unitarias SLCOperaciones Unitarias SLCOperaciones Unitarias SLC

• Se utiliza en cuerpos mineralizados conorientación vertical y alta potencia mayor a40m

• La roca de caja es de baja competencia y laroca mineral competente a mediana.

• Se explota por subniveles donde serealizan en ciclo las operaciones unitariasde perforación, tronadura, carguío ytransporte.

• Consiste en hundir la roca de caja y lapared colgante de esta manera el mineralqueda en contacto con el estéril facilitandoel acceso de LHDs a través de las galeríasde producción.

• Productividad 4000 a 20000 tpd.

• Costo 7-12 $/t.

• Dilución es alta hasta un 15%.

• Recuperación 75%.

Características del Método de Características del Método de Características del Método de Características del Método de ExplotaciónExplotaciónExplotaciónExplotación

• Método descendente, facilita la entrada en producción.

• Es flexible, permite adaptarse a la geometría del cuerpomineralizado, incorporando otros sub niveles.

• Selectivo, permite extraer solamente el esponjamiento en zonas debaja ley.

• A partir del manejo de la fragmentación del mineral se puededisminuir el % de dilución.

• Rock Factory, permite avanzar en diferentes operaciones unitariasa la vez en diferentes niveles.

• Riesgo es controlado ya que cada abanico de perforación contienedel orden de 1500 -2000t.

• Es seguro ya que se trabaja bajo techo fortificado

Modelo ClModelo ClModelo ClModelo Clásico de SLCásico de SLCásico de SLCásico de SLC

• Operaciones Unitarias

– Perforación de producción

– Producción

– Carguío de explosivos

– Preparación

• El mineral es fragmentado por perforación y tronadura mientras perforación y tronadura mientras el techo de la explotación y la pared colgante se fragmenta y hunde por acción de los esfuerzos inducidos

• Método descendente que se trabaja por niveles

• El estéril rellena continuamente los espacios dejados por el mineral fragmentado

Conceptos BConceptos BConceptos BConceptos Básicosásicosásicosásicos

• El material de sobre carga debe hundir en forma continua demodo de confinar el mineral a tronar.

• Una vez que el mineral es extraído este suele ser reemplazadopor material estéril de sobre carga.

• Debido a que mineral y estéril se encuentran en movimientohacia el punto de extracción existe mezcla entre mineral y estérilel cuál define la ley de producción.

• El diseño y la programación de la producción debe ser tal quemaximice la extracción de mineral sin diluir.

Diseño y FlujoDiseño y FlujoDiseño y FlujoDiseño y Flujo

• El método de explotación se basaen que el mineral estáconstantemente interactuando conel estéril hundido.

• Los sub niveles de producción sedesarrollan transversal al cuerpomineralizado.mineralizado.

• En cada sub nivel en la paredcolgante se desarrollan chimeneasde cara libre.

• En la pared pendiente, socavonesde acceso que conectan a piqueslos cuales concentran la actividadde transporte en un nivel detransporte generalmente con trenesy camiones.

DiluciónDiluciónDiluciónDilución

• El punto de entrada de ladilución define la recuperaciónde reservas y por lo tantoimpacta el plan minero y elnegocio sustentado por este.

• Los diseños tradicionales de

•Modelo de Dilución Tradicional, Kvapil (1982)

• Los diseños tradicionales deSLC se basaron en la teoría desilos reportando un porcentajede entrada de la dilución de 20-40 %.

• La dilución acumulada de estemétodo es del orden de 30-50%con factores de ley de un 60%

Comparación en los Diseños.Comparación en los Diseños.Comparación en los Diseños.Comparación en los Diseños.

• Excavaciones pequeñas yampliamente espaciadas quetienden a generar alta dilucióny baja recuperación.

• Excavaciones anchas de bajaaltura que permita realizar uncarguío de la pila de mineralcarguío de la pila de mineraluniforme y un espaciamientoadecuado para lograrinteracción.

• Se prefieren cruzados deproducción transversales loscuales reportan mayorflexibilidad al tener una mayorcantidad de puntos deextracción y menoresdistancias de acarreo

Modelo Mejorado SLCModelo Mejorado SLCModelo Mejorado SLCModelo Mejorado SLC

• Reporta porcentajes de entrada de la dilución de 40-70%

• Dilución acumulada de 15-30%15-30%

• Factores de ley de 70-80%

Fundamentos de la Nueva Fundamentos de la Nueva Fundamentos de la Nueva Fundamentos de la Nueva TeoríaTeoríaTeoríaTeoría

• La manera de realizar laextracción es uniforme entrecalles de producción de unmismo nivel de producción, locual permite inducir una zona debaja densidad la cual facilita elflujo uniforme de material.

• El material estéril se compactadebido al peso de la sobre cargay la tronadura del mineral, por lotanto la dilución lateral essignificativamente menor a lopredicho por modelos de arena

Geometría de Elipsoide de Extracción Geometría de Elipsoide de Extracción Geometría de Elipsoide de Extracción Geometría de Elipsoide de Extracción como Función de la Extraccióncomo Función de la Extraccióncomo Función de la Extraccióncomo Función de la Extracción

• La extracción uniforme de callesde producción contiguaspermite que se erosionar conmayor energía la zona entrecalles de producción,calles de producción,produciendo una gran zona debaja densidad la cuál facilita eldescenso uniforme del materialestéril de los niveles superiores

Fragmentación Variable en Fragmentación Variable en Fragmentación Variable en Fragmentación Variable en la Columna de Extracciónla Columna de Extracciónla Columna de Extracciónla Columna de Extracción

• La variabilidad de fragmentación en la columna hace que se produzcan colgaduras internas de mineral

• Tiraje interactivo inducirá a una mayor frecuencia y tiempo de colgadura facilitando la entrada de la dilución de las zonas que presentan dilución de las zonas que presentan una alta densidad

• Se debe controlar la extracción inicial de la columna de modo de generar suficiente roce entre partículas de mayor tamaño de modo de mitigar la probabilidad de colgadura

• El control de extracción es fundamental

DiseñoDiseñoDiseñoDiseño

• Los cruzados de producción se deben espaciar de acuerdo al grado de interación deseado, utilizar reglas de flujo

• El espaciamiento entre niveles lo condiciona las capacidaded de perforación, hasta 30m

• El diámetro de perforación debe ser el máximo posible para ser el máximo posible para evitar desviaciones y asegurar un burden adecuado (115mm).

• Define el burden de acuerdo a B=20D

• La razón entre espaciamiento máximo y burden es 1.3 para lograr la fragmentación y la compactación adecuada de la roca

Esponjamiento en Sub Level Esponjamiento en Sub Level Esponjamiento en Sub Level Esponjamiento en Sub Level CavingCavingCavingCaving

• Esponjamiento libre yesponjamiento confinado.

• El esponjamiento confinadoes del orden de 2 a 17% deacuerdo a experimentosrealizados por NEwman enrealizados por NEwman enKiruna.

• Sumandole el esponjamientolibre de materiales esto bocoincide con el esponjamientoofrecido por los diseñosactuales

ventajas del método.ventajas del método.ventajas del método.ventajas del método.

Las principales ventajas de este método se detallan a continuación:

• El método puede ser aplicado en roca de muy competente a moderadamente

competente.

• Puede adecuarse a cuerpos irregulares y angostos.

• Es un método seguro ya que todas las actividades se realizan siempre dentro de las

galerías debidamente fortificadas y nunca en caserones abiertos.

• Dadas las características de configuración y de operación, este método es altamente• Dadas las características de configuración y de operación, este método es altamente

mecanizable, permitiendo importantes reducciones de costos operativos.

• Todas las actividades que se realizan son especializadas, simplificándose el

entrenamiento y mano de obra requerida.

• Al no quedar pilares sin explotar, la recuperación puede ser alta.

• El método es aplicable a recuperación de pilares en faenas ya explotadas.

• Las galerías se distribuyen según una configuración uniforme.



• Se puede variar el ritmo de producción con facilidad permitiendo gran flexibilidad.

• La estandarización y especialización de las actividades mineras y del equipamiento

permite una alta flexibilidad de las operaciones y una utilización de los equipos en

distintos niveles.

• Las actividades mineras son de fácil organización ya que existe poca interferencia

entre ellas.entre ellas.

• Se puede llevar la perforación adelantada lo que da holgura en caso de imprevistos.

• Efectuar los desarrollos en mineral, permite obtener beneficios en el corto plazo e

incluso en el periodo de preparación. Además permite un mejor reconocimiento del

cuerpo mineralizado y disponer de mineral para efectuar pruebas y ajustes de los

procesos metalúrgicos involucrados.

desventajas del método.desventajas del método.desventajas del método.desventajas del método.

Las principales desventajas del Sub Level Caving son:

• Se debe admitir un cierto grado de dilución del mineral.

• Se debe implementar un control de producción acucioso.

• Existen pérdidas de mineral; al llegar al punto límite de extracción, el mineral

altamente diluido remanente se pierde, además se pueden generar zonas pasivas, es

decir, sin escurrimiento, lo que implica pérdidas.decir, sin escurrimiento, lo que implica pérdidas.

• El método requiere un alto grado de desarrollos.

• Al generarse el hundimiento, se produce subsidencia, con destrucción de la

superficie, además, las labores permanentes como chimeneas de ventilación y

rampas, deben ubicarse fuera del cono de subsidencia requiriéndose mayor

desarrollo.

Resumen del método.Resumen del método.Resumen del método.Resumen del método.

Block / panel Block / panel Block / panel Block / panel Block / panel Block / panel Block / panel Block / panel CavingCavingCavingCavingCavingCavingCavingCaving

Gran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del CobreGran Minería del Cobre

CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTOHUNDIMIENTOHUNDIMIENTOHUNDIMIENTO

• La explotación por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada como la rocaencajadora esté fracturada bajo condiciones más o menos controladas.

• La extracción del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encimadel yacimiento.

• En consecuencia es muy importante el establecer un proceso de fracturamiento continuoy completo, ya que las cavidades subterráneas no soportadas, presentan un riesgoelevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posterioridad en elelevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posterioridad en elfuncionamiento de la explotación.

• Las características de la roca constituyen el factor esencial del comportamiento delmineral frente al hundimiento. Es necesario no solamente que el hundimiento ocurra,sino que además el mineral presente una granulometría adecuada.

• La fragmentación de la roca es provocadamás por las fatigas de tracción que por las decompresión, de modo que la tendencia será de tener mineral mejor fragmentado en elcentro el bloque que en los extremos. Este tiene la ventaja de evitar la mezcla del mineralútil con el material proveniente de la roca encajadora.

CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTOHUNDIMIENTOHUNDIMIENTOHUNDIMIENTO

• En la explotación por Block Caving, por una parte, conviene minimizar lasconcentraciones de esfuerzos en el nivel de producción y pilar de protección, paramantener estables galerías de extracción; y por otra, conviene maximizar laconcentración de esfuerzos sobre el nivel de hundimiento para producir la socavación ymejorar la fragmentación del mineral.

• La estabilidad en las labores de extracción ha sido optimizada mediante una orientaciónadecuada, y los trabajos tendientes a romper la base de un bloque determinado, tienensu inicio en el diseño de la malla, la cual determinará las características del resto de lassu inicio en el diseño de la malla, la cual determinará las características del resto de lasgalerías componentes del sistema.

• La determinación de la malla depende fundamentalmente de las características de laroca.

FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.

El éxito en el hundimiento de un bloque, independiente de las características dehundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentales que son:

• La base del bloque deberá fracturarse completamente; si se quedaran pequeñas áreas sinquebrar, ellas actúan como pilar, transmitiéndose grandes presiones desde el nivel dehundimiento hacia el de producción, las que pueden llegar a romper el pilar existenteentre ellos, afectando completamente la estabilidad de las galerías del nivel deproducción. Esto trae consigo un aumento importante en los costos de extracción.

• La altura de socavación inicial proporcionada por la tronadura, debe ser tal que no seproduzcan puntos de apoyo del bloque que impidan o afecten el proceso de socavaciónnatural inmediata.

• El primer caso, o sea, la formación de pilares, se evita con un adecuado diseño deperforación especialmente, con un correcto carguío de los tiros. En todo caso, si se verificala existencia de un pilar, se interrumpe la etapa de hundimiento, concentrando lasactividades en eliminarlo completamente para poder continuar con la secuencia de"quemadas". En el segundo caso, para evitar los posibles puntos de apoyo del bloque, unavez tronada la base, es necesario determinar previamente la altura que debe alcanzar lasocavación producida por la tronadura.

FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.FACTORES PARA HUNDIMIENTO.

• La extracción en cada punto debe ser controlada con sumo cuidado de manera de evitarcontaminaciones del mineral con el estéril. El contacto mineral - estéril debe mantenersesegún un plano bien definido que pueda ser horizontal o inclinado.

Block CavingBlock CavingBlock CavingBlock Caving

• Block/Panel Caving son métodos masivos de explotación de mineral.

� Block � Roca Secundaria (Mala Calidad).

� Panel � Roca Primaria (Competente).

• Se basa en el colapso del material cuando la base del bloque se haremovido

• La granulometría del mineral y estéril depende de las característicasintrínsecas del mineral y de los esfuerzos que actúan en la roca in-situ yfracturada durante el proceso de caving y flujo de roca.

EmbudosEmbudosEmbudosEmbudosEmbudosEmbudosEmbudosEmbudos

BuitreroBuitreroBuitreroBuitreroBuitreroBuitreroBuitreroBuitrero

Embudo recolectoresEmbudo recolectoresEmbudo recolectoresEmbudo recolectores

•D•D•D•D

Block CavingBlock CavingBlock CavingBlock CavingBlock CavingBlock CavingBlock CavingBlock Caving

Principios: Todo macizo rocoso permanece en equilibriomientras no se cree una cavidad lo suficientemente extensa ensu interior, de modo de romper el equilibrio existente,creando una redistribución de esfuerzos en su alrededor. Demanera que la dinámica de desplome no se detenga,extrayendo el mineral por una malla de puntos ubicados en labase, sea embudos (roca secundaria) o zanjas (roca primaria)extrayendo el mineral por una malla de puntos ubicados en labase, sea embudos (roca secundaria) o zanjas (roca primaria)


Caving: A toda operación destinada a provocar el hundimiento de la roca,mediante la utilización de los esfuerzos naturales que ejercen los terrenosalrededor de la zona de interés.

Aplicación:� Básicamente, el método de explotación Block/Panel Caving, es un sistema

normalmente usado para extraer depósitos profundos, masivos, de bajasleyes en CU, Mo, Fe principalmente.

� Se utiliza en numerosos yacimientos de grandes dimensiones; en general,yacimientos de alto tonelaje, que cubren una extensa área y son muypotentes. Usualmente, la producción está en un rango de 10.000 tons. a100.000 tons. por día.

� Su campo de aplicación es muy amplio. Se puede aplicar teóricamente encualquier tipo de roca no demasiado resistente a la tracción y cualquieraque sean las características de la roca encajadora, pero es preferible que laresistencia de la roca que se explota sea menor que la de la rocaencajadora.

Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación Características de aplicación

� En general, los yacimientos más favorables para la aplicación del métodode hundimiento por bloques son los grandes intrusivos de cobre porfírico,yacimientos de Hierro, tanto sedimentarios como intrusivos, etc.

� Estos depósitos deberán estar ubicados a gran profundidad y deberánpoder ser extraídos a costos inferiores que por un método a cielo abierto.

� Los depósitos deben tener grandes reservas, cubrir un área extensa ytener una altura relativamente grande.tener una altura relativamente grande.

� La mayoría de estos depósitos se explotan a gran escala durante unperiodo bastante largo, de tal forma que justifiquen la gran inversiónrequerida para ponerlos en producción.

Parámetros de diseño del nivel de Parámetros de diseño del nivel de Parámetros de diseño del nivel de Parámetros de diseño del nivel de producción en Block/Panel Cavingproducción en Block/Panel Cavingproducción en Block/Panel Cavingproducción en Block/Panel Caving

Determinado por la granulometría esperada del proceso de Caving:

�

� Distancia entre puntos de extracción: recuperación

� Manejo de materiales

Por ejemplo:

Material fino puede ser extraído mediante sistema de traspaso integral utilizandoMaterial fino puede ser extraído mediante sistema de traspaso integral utilizandoparrillas a una distancia de puntos de extracción de 4-6 m.

Material grueso requiere de ser transportado en el nivel de producción y por lo tantorequiere de nivel de reducción secundaria en el nivel y carguío por medio de equipomecanizado. La distancia entre puntos es un trade-off entre el equipo y larecuperación esperada.

Forma de extraer una unidad de explotaciónForma de extraer una unidad de explotaciónForma de extraer una unidad de explotaciónForma de extraer una unidad de explotación

La explotación de un área se hace siguiendo uno de los siguientes esquemas:

* Dividiendo el área en bloques cuadrados o rectangulares cuya dimensión mínimase relaciona con la hundibilidad de la roca y la máxima se diseña en función deparámetros operacionales y económicos. En este tipo de diseño deberán crearsebarreras o pilares entre bloques hundidos para minimizar la dilución.

* Diseñando paneles que abarcan el área desde un extremo a otro. En este caso elhundimiento es un proceso continúo a lo largo del área y se dejará una barrera dehundimiento es un proceso continúo a lo largo del área y se dejará una barrera decontención o pilar para impedir que el estéril del panel agotado diluya el mineralde la nueva explotación una vez hundido el panel.

* Manteniendo un hundimiento continuo en ambas direcciones sin dejar barreras nipilares. Este frente de hundimiento continuo impide la formación de puntos olíneas de alta presión y, por lo tanto, se tendrá menos problemas de estabilidad.Además permite una amplia flexibilidad para variar los ritmos de producciónfijados.

ARRANQUE.ARRANQUE.ARRANQUE.ARRANQUE.

• Sólo se requiere perforación y tronadura para socavar o cortar la base de la columnamineralizada, corte de una altura que oscila entre 5 a 15 m. A esta operación se ledenomina hundimiento, y se realiza con tiros radiales en abanico de 50 a 75 mm dediámetro barrenados con jumbos electro-hidráulicos. La longitud de estos tiros puedevariar entre unos 5 a 20 m.

• El resto de la columna se desploma y se fragmento por el efecto combinado de losesfuerzos naturales que actúan sobre el macizo rocoso y el desequilibrio generado por elproceso de socavación basal.proceso de socavación basal.

Layout Ideal en un block/panel caving Layout Ideal en un block/panel caving Layout Ideal en un block/panel caving Layout Ideal en un block/panel caving (Richardson 1981)(Richardson 1981)(Richardson 1981)(Richardson 1981)

•7.37

• (a)

• Layout Hexagonal•(b)

Layout cuadrado

Sistemas de carguío en block/panel Sistemas de carguío en block/panel Sistemas de carguío en block/panel Sistemas de carguío en block/panel cavingcavingcavingcaving

• Parrillas: granulometría fina

• Scrapers: granulometría intermedia

• LHD: granulometría gruesa• LHD: granulometría gruesa

• Minería continua (proyecto): roca acondicionada

Manejo de material.Manejo de material.Manejo de material.Manejo de material.

• Macizos con roca de mala calidad, su extracción se realiza en forma manual o directamentegravitacional con sistema de Buitras , Parrillas, Pica rocas, y en algunos casos con cachorreo.

• Extracción mecanizada con equipos LHD. Se aplica cuando se trata de macizos rocososcompetentes, poco fracturados, que se hunden generando fragmentos o colpas de gran tamaño.Se utilizan Scoop o LHD de 3 a 8 yardas cúbicas de capacidad.

� Las dimensiones de la malla de extracción pueden variar en este caso entre 12,0 x 12,0 mhasta unos 17,0 x 17,0 m.

� Los equipos LHD extraen y cargan el mineral desde los puntos de extracción y lo transportanhasta los puntos de traspaso regularmente distribuidos a distancias del orden de 80 a 120 m. Surendimiento puede variar entre unas 600 a 1.200 [ton/turno].hasta los puntos de traspaso regularmente distribuidos a distancias del orden de 80 a 120 m. Surendimiento puede variar entre unas 600 a 1.200 [ton/turno].

� Las colpas de grandes dimensiones que la pala no es capaz de cargar se reducen de tamañoen los mismos puntos de extracción utilizando cargas explosivas.

• Un segundo control de tamaño se realiza en los puntos de vaciado dotados de parrillas oalternativamente en un subnivel inferior en cámaras de picado especialmente dispuestas paraestos fines. En ambos casos se utilizan martillos picadores estacionarios o semiestacionarios deaccionamiento hidráulico.

• La capacidad productiva del sistema de extracción se mide o expresa en [ton / m2 hundido xdía]. Este índice depende de las características de hundibilidad de la columna mineralizada,estimándose en la práctica como razonable valores promedio comprendidos entre 0,4 y 1,2 [ton/ m2 hundido x día], incluyendo los puntos de extracción fuera de servicio por reparaciones.

Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.Malla de extracción.

• Se entiende por malla de extracción o también malla de tiraje, a la disposición geométrica de

los puntos por donde se extrae el mineral en el nivel de producción de un sistema por "Block

Caving".

• En la zona que se está explotando, la extracción se hace a través de muchos puntos

dispuestos en una malla que cubre el área hundida, tal como se aprecia en la figura.

Nivel de producción en parrillasNivel de producción en parrillasNivel de producción en parrillasNivel de producción en parrillas

Block Block Block Block Block Block Block Block CavingCavingCavingCavingCavingCavingCavingCaving/superficie/superficie/superficie/superficie/superficie/superficie/superficie/superficie

CraterCraterCraterCraterCraterCraterCraterCrater en superficie BCen superficie BCen superficie BCen superficie BCen superficie BCen superficie BCen superficie BCen superficie BC

Vista SuperficieVista SuperficieVista SuperficieVista SuperficieVista SuperficieVista SuperficieVista SuperficieVista Superficie

Niveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BC

Una vez definido el bloque para su explotación se inician los trabajos de preparación degalerías, que comprenden:

•Galería de Hundimiento: Labor ubicada sobre el N. Producción. En ella se desarrollanlas actividades de Perforación y Tronadura, para la socavación de la unidad de explotación.El nivel de hundimiento se ha diseñado a 18 m sobre el nivel de producción con laboresparalelas, en el mismo plano vertical con las calles del nivel de producción. La sección deestas labores está de acuerdo al tamaño de los equipos de perforación larga y tienen untamaño de 3,60x3,60 metros.

•Galería de Producción: Labor que se ubica bajo la galería de hundimiento, y su funciónes recepcionar el mineral que cae por gravedad en las buitras o zanjas. El Material esextraído y sacado por equipos LDH que los traslada a los piques de extracción. El diseñode producción consiste en galerías de acarreo de 3.6x3.6 m paralelas y separadas 30 m entresí, las que son interceptadas con un ángulo de 60º y cada 15 m por estocadas de carguío de3,60x3,60 m. La disposición anterior ha dado origen a que la estocada de carguío reciba elnombre de cruzado de zanja, y la galería de acarreo el nombre de calle. En los cruzados dezanja y ubicado entre las calles se construye el punto por donde fluye el mineral hacia elnivel de producción. Este punto se denomina “Zanja”. Además sobre los cruzados de zanjase construyen los puntos de extracción, cuya disposición geométrica genera una mallairregular aproximadamente de 225 m2 (17,32 m x 13 m).

Niveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BCNiveles característicos BC

•Galería de Traspasos: Labor intermedia entre el nivel de Transporte y Producción, quereduce el tamaño del material, mediante martillo picador.

El diseño de explotación del mineral primario contempla un nivel de picado, debido a lascaracterísticas granulométricas de la roca. Este nivel de picado está ubicado a 32 m bajo elnivel de producción LHD y consta de cámaras construidas de tal forma que reciban laproducción de dos puntos de vaciado. La reducción del mineral se realiza con un martillopicador fijo. Este martillo trabaja picando sobre una parrilla y reduce el mineral al tamañomáximo de 30” (0,76 m) por una de sus caras.

•Galería de Transporte o Acarreo: Labor ubicada en los niveles inferiores, que tiene como•Galería de Transporte o Acarreo: Labor ubicada en los niveles inferiores, que tiene comofunción recepcionar el mineral que viene de los niveles superiores (N. Traspaso yProducción). El diseño del nivel de transporte, es dependiente de la configuracióngeométrica del área de producción. Los circuitos en el nivel de transporte pueden serabiertos o cerrados. El carguío de mineral se realiza a través de buzones especiales paramineral grueso instalado en los cruzados de transporte.

•Galería de Ventilación: Ubicadas en forma paralela a las de producción, y su función esventilar las áreas de trabajo (Ingresar aire limpio y extraer el contaminado). SLa ventilacióndel nivel de producción y de hundimiento se realiza por medio de un sub nivel ubicadogeneralmente a 15 m bajo el nivel de producción. El aire entra y sale del nivel deproducción y hundimiento por medio de chimeneas.

VENTILACIÓN.VENTILACIÓN.VENTILACIÓN.VENTILACIÓN.

• El Block Caving es un método que requiere un suministro intensivo de ventilación, enespecial al nivel de producción, donde se concentran un conjunto de operacionesaltamente contaminantes con presencia de personal: extracción y traspaso (polvo);tronadura secundaria (gases); y también, en muchos casos, carguío y transporte conequipo diesel (polvo y gases).

• La solución clásica es disponer un subnivel de ventilación ubicado unos pocos metros másabajo del nivel de producción (15 a 30 m). Consiste en un conjunto de galerías paralelascoincidentes y alineadas con las galerías de cabecera o cruzados de acceso a los bloques.

• El aire fresco se inyecta a las galerías de producción a través de chimeneas, recorre estasgalerías y retorna al subnivel de ventilación por otras chimeneas similares ubicadas en lalínea de bloques siguiente.

• Para tales efectos, es necesario disponer de túneles y/o piques principales de inyección yextracción de aire, dotados de los correspondientes ventiladores. Estas labores formanparte de lo que se denomina infraestructura general de la mina.

FORTIFICACIÓN.FORTIFICACIÓN.FORTIFICACIÓN.FORTIFICACIÓN.

• El principal problema dice relación con la estabilidad de las labores del nivel de producción.Estas labores son sometidas a intensas solicitaciones inducidas por la redistribución yconcentración de esfuerzos asociadas al proceso de hundimiento.

• En presencia de roca poco competente con buenas características de hundibilidad, donde esposible aplicar un sistema de extracción manual con galerías de sección pequeña (2,4 x 2,4 m), lasolución más socorrida y clásica consiste en una fortificación sistemática con marcos de madera.

• En condiciones similares a las anteriores, pero con un sistema de extracción con palas dearrastre o scrapers, se utiliza por lo general un revestimiento continuo de hormigón. Si lascondiciones son menos rigurosas, puede ser suficiente un apernado conjuntamente con malla decondiciones son menos rigurosas, puede ser suficiente un apernado conjuntamente con malla deacero y shotcrete.

• Cuando se trata de roca competente (granulometría gruesa), donde se aplica un sistema deextracción mecanizado con equipos LHD, se requieren galerías de sección más grande (4,0 x 3,6m). En estos casos, dependiendo de las condiciones locales, se recurre a soluciones quecontemplan progresivamente apernado sistemático, malla de acero y shotcrete.

• Las situaciones más críticas se presentan en las intersecciones de las galerías de producción conlos brazos de carguío y en las viceras de los puntos de extracción. Para mantener su estabilidadse recurre, en la mayoría de los casos, a fortificación con marcos de acero y hormigón armado.

• Los piques de traspaso son también labores conflictivas que requieren una atención especial. Serecurre incluso a revestimientos con planchas de acero o rieles insertos en hormigón.

Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional Esquema tradicional

Pilar [ Pilar [ Pilar [ Pilar [ Pilar [ Pilar [ Pilar [ Pilar [ CrownCrownCrownCrownCrownCrownCrownCrown Pillar ]Pillar ]Pillar ]Pillar ]Pillar ]Pillar ]Pillar ]Pillar ]

NP

NH

• El Pilar Corona (Crown Pillar): Corresponde a la porción del macizo rocoso que existe entre el

Nivel de Producción (NP) y el Nivel de Hundimiento (NH), y se van generando a medida que se

construyen las Zanjas o Buitras (embudos).

• Su función es dar estabilidad y soporte a la zona de incidencia, para no generar colapso de las galerías.

• Se determina mediante estudio y factor de diseño que establece Geotecnia.

Altura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloqueAltura del bloque

Depende de los siguientes factores:

•Amortización de la infraestructura.

•Estabilidad del nivel de producción.

•Dilución y perdida de mineral.•Dilución y perdida de mineral.

•Distribución de leyes en altura.

•Fragmentación.

•Planificación.

•Riesgo de no extracción.

•Experiencia mundial.

Características Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block CavingCaracterísticas Block Caving

• La explotación por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada comola roca encajadora esté fracturada bajo condiciones más o menos controladas.

• Las características de la roca constituyen el factor esencial del comportamientodel mineral frente al hundimiento.

• La fragmentación de la roca es provocada más por las fatigas de tracción que porlas de compresión,las de compresión,

• En general, con el método Panel Caving se puede recuperar el 90% del mineralcomprendido por la zona de explotación.

Panel Caving Panel Caving Panel Caving Panel Caving

“Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción “Block Caving Extracción Mecanizada (LHD)”.Mecanizada (LHD)”.Mecanizada (LHD)”.Mecanizada (LHD)”.

Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.Su utilidad y aplicación.

� La disminución paulatina de áreas con mineral secundario requirió de un diseño y metodología

tendiente a explotar satisfactoriamente las reservas de mineral primario, una estrategia de

solucionar los problemas vislumbrados debido al tipo de fracturamiento del mineral (colpas de

mayor tamaño) y la baja productividad del método convencional.

� Lo anterior condujo a definir el diseño del método de explotación Panel Caving. En este

sistema de explotación el concepto de bloques es reemplazado por la unidad básica de

producción, que corresponde a un número de puntos de vaciado en donde un equipo LHDproducción, que corresponde a un número de puntos de vaciado en donde un equipo LHD

opera.

Características diseño.Características diseño.Características diseño.Características diseño.Características diseño.Características diseño.Características diseño.Características diseño.

� El hundimiento o incorporación de nuevas áreas a la producción es realizado en forma

continua, por puntos de extracción, a diferencia con el método convencional en donde el

hundimiento es realizado en forma discreta.

� Sus Principales características de diseño consideran:

� La utilización de zanjas (15 m de largo, 12 m de ancho en su parte superior) en reemplazo de

los buzones.

� En el nivel de producción existe una serie de galerías paralelas (calles) separadas 30 metros� En el nivel de producción existe una serie de galerías paralelas (calles) separadas 30 metros

entre si cuya sección generalmente es de 3,6 x 3,6 m, las que son interceptadas cada 15 m por

estocadas de carguío de sección similar en un ángulo de 60 grados, que permite una mayor

facilidad de movimiento al equipo LHD.

� Con esto la malla de extracción posee dimensiones de 17,32 x 15 con un área de influencia

de 260 m cuadrados por punto de extracción.

� Las dimensiones de las colpas requieren de la construcción de un nivel de reducción

intermedio, entre el nivel de producción y el nivel de transporte, en donde las cámaras de

picado, los martillos picadores estacionarios o semi-móviles reducen de tamaño las colpas antes

de ser enviadas al nivel de transporte.

Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.Niveles de explotación panel.

indiceindiceindiceindiceindiceindiceindiceindice de de de de de de de de hundibilidadhundibilidadhundibilidadhundibilidadhundibilidadhundibilidadhundibilidadhundibilidad. . . . . . . .

� La hundibilidad es uno de los aspectos críticos para la factibilidad de explotación por el

método Block Caving, por ello existe un índice para predecir ésta hundibilidad.

� Resulta obvio que un índice de éste tipo debe estar basado en el mecanismo que controla el

proceso de hundimiento y factores geomecánicos de mayor relevancia, los cuales para su

utilización en el índice, deben ser medidos y cuantificados.

� Estos factores son:

� R.Q.D.

� Estado de Esfuerzo In-Situ� Estado de Esfuerzo In-Situ

� Ensayo de carga puntual.

� Ensayo de Masa de Fricción

� La interpretación en térmicos de hundibilidad es de acuerdo a la siguiente clasificación:

Block Caving en Chile.Block Caving en Chile.Block Caving en Chile.Block Caving en Chile.El Teniente.El Teniente.El Teniente.El Teniente.Andina.Andina.Andina.Andina.Andina.Andina.Andina.Andina.

El SalvadorEl SalvadorEl SalvadorEl Salvador

El TenienteEl TenienteEl TenienteEl Teniente

•Proyección de la Zanja

•Calles

•30

•Estocadas

de Carguío

•Punto de

extracción

•Chimeneas

de traspaso

•30 m

ZanjaZanjaZanjaZanjaZanjaZanjaZanjaZanja

Explotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una áreaExplotación de una área

• Dividiendo el área en paneles cuadrados o rectangulares cuya dimensión mínimase relaciona con la hundibilidad de la roca y la máxima se diseña en función deparámetros operacionales y económicos.

• Diseñando paneles que abarcan el área desde un extremo a otro. El hundimientoes un proceso continúo a lo largo del área y se dejará una barrera de contenciónpara impedir que el estéril diluya el mineral de la nueva explotación .

• Manteniendo un hundimiento continuo en ambas direcciones sin dejar barrerasni pilares. Además permite una amplia flexibilidad para variar los ritmos deproducción fijados.

Altura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavaciónAltura de socavación

• La altura de socavación se define como la distancia vertical existente entre el pisodel nivel de hundimiento y la base suspendida del bloque resultante de laTronadura.

• La altura de socavación debe superar a la altura del cono formado por el ángulo dereposo del mineral, para evitar que la roca fracturada se acumule a partir delespacio limitado por los bordes y no alcance la altura de socavación producida porla tronadura impidiendo o dificultando el desplome posterior.

• La altura del cono formado por el ángulo de reposo depende fundamentalmente dela distancia entre los puntos de extracción, ya que, mientras más grande sea ésta,mayor será la base del cono y por ende su altura. Este factor en la práctica estálimitado por el alcance de la barrenadura, ya que a medida que aumenta la alturadel cono, de mayor longitud habrán de ser las perforaciones necesarias parasuperarla.

Niveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotaciónNiveles de una explotación

Extracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineralExtracción del mineral

Reducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamañoReducción de tamaño



• Bajo condiciones favorables, este método de minado es económico.

• El minado es altamnete productivo con respecto a otro sistema de minado, requiere

de poca perforación, poca voladura y poco sostenimieto.

• La producción es centralizada y permite una eficiente supervisión resultando una

alta productividad.

• Permite un buen control de las condiciones de trabajo• Permite un buen control de las condiciones de trabajo

• Permite una alta producción.

• Es conveniente su aplicación en cuerpos mineralizados de baja ley.

• Es de bajo costo.

desventajas del método.desventajas del método.desventajas del método.desventajas del método.

Las principales desventajas del Block Caving son:

• Requiere de mayor tiempo de preparación y tiene un mayor periodo de

recuperación en comparación con otros sistemas.

• Costo adicional para la preparación de los bloques y los accesos.

• La voladura secundaria es frecuente aumentando los costos de producción.

• La recuperación del mineral puede ser baja, debido a las condiciones adversas del• La recuperación del mineral puede ser baja, debido a las condiciones adversas del

terreno trayendo constantes pérdidas de mineral por mal diseño.

Consideración ventaja / desventaja del método.Consideración ventaja / desventaja del método.Consideración ventaja / desventaja del método.Consideración ventaja / desventaja del método.

• Bajo las condiciones favorables, éste método de minado es económico. Las

desventajas radican en que el tiempo empleado antes de entrar en producción es

apreciable, así como también la cantidad de desarrollo. También hay ciertos

peligros, puestos que la excavación y la fragmentación son eventos que no pueden

ser predecidos y controlados totalmente; las rocas colgadas en las excavaciones

pueden causar serios problemas y los bloques dificultan el transporte.

Resumen del método.Resumen del método.Resumen del método.Resumen del método.

• Como parámetros de control para este equipo, podemos mencionar:

– Disponibilidad física sobre 85%– Utilización

LHD Control.LHD Control.LHD Control.LHD Control.

– Utilización

% Utilización Rango

Menor a 50% Malo

Entre 50% y 60% Aceptable

Mayor a 60% Ideal

LHD recomendaciones.LHD recomendaciones.LHD recomendaciones.LHD recomendaciones.

� Se recomienda para mantener el equipo en optimas condiciones� Chequeo pre-uso� Chequeo en el camino� Revisión del área de trabajo� Utilización de palancas solo para la operación� No transportar personal en el balde� Inspección de elementos de seguridad� Inspección de elementos de seguridad� Traslado en vacio con el balde a mínima altura� No hacer cambios de marcha durante subida o bajada de rampas� Limpieza de la zona de carguío� Ataque en primera con el balde horizontal� No atacar con equipo torcido� Penetración regulada y no forzada� Pivoteo del balde durante la carga y no en el trayecto

LHD RendimientosLHD RendimientosLHD RendimientosLHD Rendimientos

Cb: Capacidad del Balde del LHD (m3).d: Densidad in situ de la roca (ton/m3)e: Esponjamiento.Fll: Factor de llenado del balde del LHD.Di: Distancia de viaje del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros).Vc: Velocidad del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros por hora).Dv: Distancia de viaje del LHD vacío o hacia la frente de trabajo (metros).Vc: Velocidad del LHD vacío (metros por hora).Vc: Velocidad del LHD vacío (metros por hora).T1: Tiempo de carga del LHD (minutos).T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos).T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = ( Di / Vc + Dv / Vv ) × 60T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).

Nº de Ciclos por hora = NC = 60 / ( T 1 + T2 + T3 + T4) [ciclos / hora]

Rendimiento horario = NC × Cb × Fll × d / ( 1 + e ) [toneladas / hora]

NOTANOTA:: CuandoCuando NoNo hayhay registroregistro dede lala DensidadDensidad EsponjadaEsponjada ,, sese UtilizaUtiliza elel FactorFactor dede EsponjamientoEsponjamiento (e)(e)..

Rendimiento LHDRendimiento LHDRendimiento LHDRendimiento LHD----Camión.Camión.Camión.Camión.

Cb: Capacidad del Balde del LHD (m3).d: Densidad in situ (ton/m3)e: Esponjamiento.Fll: Factor de llenado del balde.CLHD: Capacidad del LHD (toneladas) = Cb × Fll × d / ( 1 + e )CC: Capacidad del camión (toneladas).NL: Número de ciclos para llenar el camión = C / CNL: Número de ciclos para llenar el camión = CC / CLHD

NP: Número de paladas para llenar el camión = ENTERO ( CC / CLHD )FllC: Factor de llenado de la tolva del camión = NP × CLHD / CC

T1: Tiempo de carga del LHD (minutos).T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos).T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = ( Di / Vc + Dv / Vv ) × 60T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).

Tiempo de llenado o carga del Camión = T C1 = NL × ( T1 + T2 + T3 + T4 )

Rendimiento lhdRendimiento lhdRendimiento lhdRendimiento lhd----camión.camión.camión.camión.

Dci: Distancia de viaje del camión cargado hacia el punto de descarga (kilómetros).Vcc: Velocidad del camión cargado hacia el punto de descarga (kilómetros por hora).Dcv: Distancia de viaje del camión vacío o hacia la frente de trabajo (kilómetros).Vcc: Velocidad del camión vacío (kilómetros por hora).TC1: Tiempo de carga del camión (minutos).TC2: Tiempo de descarga del camión (minutos).TC3: Tiempo de viaje total del camión (minutos) = ( Dci / Vcc + Dcv / Vcv ) × 60TC3: Tiempo de viaje total del camión (minutos) = ( Dci / Vcc + Dcv / Vcv ) × 60TC4: Tiempo de maniobras del camión (minutos).

Rendimiento del Camión = R C = NP × CLHD × 60 / ( TC1 + TC2 + TC3 + TC4 )

Rendimiento lhd Rendimiento lhd Rendimiento lhd Rendimiento lhd ---- flotaflotaflotaflota

• Tiempo de llenado o carga de los N-1 Camiones =

• TC(N-1) = ( N - 1 ) × NL × ( T1 + T2 + T3 + T4 )

LHD R2900g extra catLHD R2900g extra catLHD R2900g extra catLHD R2900g extra cat

• Capacidad 11.7 yd^3

módulo 9 - slc-bc

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