Block Caving Avance Carrillo-Machacán.pptx

PROFESOR:
Ricardo Soto Aranda
ALUMNOS:
Pablo Carrillo Díaz
José Delgado Zapata
Carlos Machacan Jeldes
Rafael Osses rivera
Jaime Rojas Troncoso
FECHA:05/12/2020
SISTEMAS MINEROS NRC:4008
Block Caving
SISTEMAS MINEROS

Introducción
1
En minería subterránea existen distintos métodos de extracción de mineral entre
los que se destaca el Block Caving, debido a su aplicabilidad en cuerpos
masivos con calidad de roca medianamente competente, permitiendo el
hundimiento del macizo rocoso apoyado en los efectos de la fuerza de
gravedad, y que garantiza un tamaño de fragmentos adecuados para su posterior
carguío y transporte.
Dentro de estos proyectos se encuentran aquellas grandes minas a cielo abierto
que disminuyen su producción debido a que han alcanzado sus límites de
profundidad, donde resulta poco rentable extraer mineral, como es el caso de
Chuquicamata Subterránea

Explicación e Infraestructura básica
del Block Caving
• Las mejores condiciones de aplicación de este método se dan en rocas
mineralizadas relativamente incompetentes (mena secundaria), con un alto
índice de fracturas, que se puedan hundir con facilidad quebrándose en
fragmentos de tamaño reducido ( <10´) pulgadas .
• Es muy deseable o casi imprescindible que los límites del depósito sean
regulares y que la distribución de leyes sea uniforme debido a la baja
selectividad que existe en la aplicación del Block Caving y a la marginal
opción de extraer partes de interés del cuerpo mineralizado, como un
sector de mayor ley en un cuerpo de menor ley.
2

• Este método consiste en inducir el hundimiento de una columna
mineralizada, socavándola mediante la excavación de un corte basal,
proceso que se realiza aplicando las técnicas convencionales de
perforación y tronadura.
• Los esfuerzos internos pre-existentes en el macizo rocoso (gravitacionales
y tectónicos), más los inducidos por la modificación de sus condiciones de
equilibrio debido al corte basal, generan una inestabilidad en la columna
de roca inmediatamente superior.
• El material estéril ubicado por sobre el cuerpo mineralizado desciende
también, ocupando el vacío dejado, generando en la superficie un cráter de
subsidencia.
3
Explicación e Infraestructura básica
del Block Caving

• En cuanto al Block Caving Convencional, se genera el quiebre de la roca
en forma gravitacional, donde se divide el área en bloques cuadrados o
rectangulares, cuya dimensión mínima se relaciona con la hundibilidad de
la roca y la máxima se diseña en función de parámetros operacionales y
económicos.
• Las dimensiones de los bloques en relación a la historia van desde:
Bloques de 3.600 m2 (60 m de ancho, 60 m de largo y una altura de 100 m)
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Dimensiones y su Proyección

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Infraestructura Básica

• Nivel de Hundimiento
Conjunto de galerías paralelas espaciadas entre 15 a 30 m a partir de las cuales
se realiza la socavación o corte basal de la columna mineralizada. Se ubica a
una cota entre 7 a 20 m sobre el nivel de producción. Incluye las
correspondientes labores de acceso o galerías de cabecera.
En este nivel se desarrollan obras paralelas en la parte basal del bloque, para
realizar el primer corte del cuerpo mineralizado, tienen dimensiones de 3.30 x
3.30 m aproximadamente, para realizar el corte se barrena en forma de
abanico, donde los barrenos pueden ser de 50 a 70 mm y tener una longitud
variada (5-20 m).
6

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• Embudos o zanjas recolectoras de mineral, brazos o estocadas de
carguío
Se trata de excavaciones que conectan el nivel de producción con el nivel de
hundimiento, y que permiten o facilitan la extracción del mineral.

• Nivel de producción:
Conjunto de galerías paralelas espaciadas entre 15 a 30 m donde se realiza
la operación de extracción del mineral según diversas modalidades.
Aquí la roca es cargada desde el punto de extracción y transportada
mediante equipos mecanizados hasta un pique de traspaso.
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• Piques de traspaso: Son labores verticales o inclinadas que conectan el
nivel de producción con el nivel de transporte.
• Nivel de transporte: Conjunto de galerías paralelas espaciadas entre 60 a
120 m, donde llega el mineral desde el nivel de producción. Ahí se carga
por intermedio de buzones a un sistema de transporte que lo conduce a
la planta de chancado, que puede estar ubicada en superficie o en el
interior de la mina.
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• Subnivel de ventilación: Conjunto de galerías paralelas espaciadas entre
60 a 120 m, y los correspondientes cruzados de cabecera, ubicadas bajo
el nivel de producción (15 a 30 m). Incluye las chimeneas por donde se
inyecta o se extrae el aire hacia y desde el nivel de producción
respectivamente.
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• Subnivel de control y/o reducción: puede ser o no necesario,
dependiendo de la geometría del cuerpo mineralizado y de las
características de la roca. Se realiza la reducción de tamaño del mineral
mediante martillos picadores y mallas.
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Las características de la roca constituyen el factor esencial del
comportamiento del mineral 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 provocada más
por las fatigas de tracción que por las de compresión, de modo que la
tendencia será de tener mineral mejor fragmentado en el centro el bloque
que en los extremos.
Características de la explotación por
Hundimiento
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• El éxito en el hundimiento de un bloque, independiente de las
características de hundimiento de la roca, depende de los factores
fundamentales que son:
• La base del bloque deberá fracturarse completamente
• La altura de socavación inicial proporcionada por la tronadura, debe ser
tal que no se produzcan puntos de apoyo del bloque que impidan o
afecten el proceso de socavación natural inmediata.
Características de la explotación por
Hundimiento
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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".
Malla de Extracción
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• 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 y concentración de esfuerzos asociadas al
proceso de hundimiento.
Fortificación
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• En presencia de roca poco competente con buenas características de
hundibilidad, donde es posible aplicar un sistema de extracción manual
con galerías de sección pequeña (2,4 x 2,4 m), la solución 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 de arrastre o scrapers, se utiliza por lo general un
revestimiento continuo de hormigón. Si las condiciones son menos
rigurosas, puede ser suficiente un apernado conjuntamente con malla de
acero y shotcrete.
Fortificación
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• Cuando se trata de roca competente donde se aplica un sistema de
extracción mecanizado con equipos LHD, se requieren galerías de sección
más grande y en estos casos, dependiendo de las condiciones locales, se
recurre a soluciones que contemplan progresivamente apernado
sistemático, malla de acero y shotcrete. Los piques de traspaso son
también labores conflictivas que requieren una atención especial. Se
recurre incluso a revestimientos con planchas de acero o rieles insertos
en hormigón.
Fortificación
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• Scoop o LHD
• Se puede definir como una pala auto cargadora de gran capacidad o una cargadora
frontal de bajo perfil y mayor capacidad
• Son la solución más efectiva para compatibilizar la terna Rendimiento -
Capacidad - Maniobrabilidad limitada principalmente.
• Este equipo permite realiza el ciclo de carguío, transporte en distancias mayores
(200-250 m hasta 300 m)
Equipos
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• Camión articulado perfil bajo eléctrico
• Estos camiones poseen la capacidad de trasladar grandes cantidades de material
por las estrechas galerías ocupadas en faenas mineras.
• Estos equipos pueden ser cagados mediante los equipos de carga LHD que
generalmente se encuentran situados en el nivel de producción.
• Capacidad de llenado de 15 a 60 m3
• Son utilizado idealmente en galerías de 5 x 5.
Equipos
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• Camión articulado perfil bajo eléctrico
• Capacidad de 15 a 50 toneladas
• Alimentación eléctrica por trole
• Cabina anti-volcado
• Sistema de transporte en galerías de 4,5 x 4,5
• Angulo de descarga 72° y en 1 minuto.
Equipos
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• Camión rígido ( supra)
• Radio de giro de 9,2 metros
• Descarga hacia el costado (descarga lateral)
• Posee cámaras de reversa y carga
• Capacidad de carga 80.000 Kg
• Entra en túneles de 5 x 5 metros
• El carguío se realiza mediante los buzones de traspaso
Equipos
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• Correas transportadoras
• La correa, cinta o banda transportadora, nos permite el transporte de material a
granel.
• Su principal límite es la granulometría del material a transportar
• Se puede transportar por pendientes por sobre 20 grados o mas.
• La correa en sí, consta de un recubrimiento resistente al calor, abrasión, químicos,
aceites, etc., para lo cual se utiliza goma o caucho.
Equipos
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• Ferrocarriles
• La capacidad requerida de un ferrocarril se obtiene en función del ritmo
de producción, distancias de transporte, sistema de carguío, restricciones
dimensionales, número y características de carros, puntos de carguío y
descarga.
• Hoy en día se ha dejado un poco de lado por las innumerables restricciones que
deben cumplirse para su operación, por ejemplo:
– Su poca capacidad para trabajar en pendientes (0-2% )
– Su alto valor en su inversión inicial.
Equipos
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• Jumbo de perforación
• El Jumbo está formado por una unidad móvil (chasis motorizado) y una
perforadora.
• Puede incluir mecanismos y automatismos para colocar los pernos, inyectar la
resina o lechada de cemente.
Equipos
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• Jumbo empernador
• Compuestos por un conjunto de martillos perforadores montados en brazos
articulados (accionamiento hidraúlico) para perforaciones en la frente.
• Son unidades electrohidráulicas, con un carrusel para 10 pernos.
• Cada perno mide entre 1.5 a 6.0 m, dependiendo del modelo.
• También está el jumbo de bajo perfil el cual es utilizado en minería subterránea y
labores de difícil acceso.
Equipos
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• Scarlet (acuñador mecanizado)
• Consisten en una unidad móvil con chasis articulado, el cual tiene un brazo
telescópico provisto de una cuña (barretilla) hidráulica para provocar el
desprendimiento de las rocas con riesgo de caer.
• Los tipos y modelos no varían de gran manera entre unos y otros, la mayor
diferencia está en la herramienta que se utiliza, ésta puede cuña o martillo.
• Estos son tres modelos.
• Scalers solo cuña
• Scalers cuña + estabilizadores con o sin vibración
• Scalers con selección vibratoria de BTI. (combina la acción de una cuña con
un martillo).
Equipos
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• Simbas
• Equipo para perforación de producción
• Equipo para perforaciones de taladros largos en labores subterráneas
• Montados sobre ruedas
• Diámetro de perforación de 50 mm hasta 216 mm dependiendo del modelo
• Equipo que tiene la capacidad de perforar en cualquier dirección.
Equipos
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• El yacimiento debe ser masivo y de grandes dimensiones luego del socavamiento
en los niveles de hundimiento, la roca debe ser capaz de hundir sin mayores
problemas y fragmentarse hasta lograr un tamaño manejable.
• Las condiciones de la superficie deben permitir la subsidencia del área hundida.
Este método utiliza la gravedad y los esfuerzos internos de la roca para romper el
mineral de bloques de gran dimensión y dejarlo de un tamaño adecuado para su
manipulación. Al provechar estas fuerzas naturales, bajas tasa de perforación y
voladura son necesarias al momento de producir.
• Estas características hacen que el Block Caving sea un método con altas tasas de
perforación y bajos costos.
Conclusión
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 Fundamentos de block Caving-Catedra Codelco tecnología minera.
 Manual para la selección de métodos de explotación de minas- Víctor Manuel
López.
 UNAM Fundamentos del laboreo de minas.
 Métodos para la explotación de minerales Estudios mineros del Perú.
 Estabilidad del nivel de producción en minera continua universidad de Chile.
 Departamento de Ing. De Minas. Julin, D.E. 1973
 Block Caving SME Mining Engineering Handbook
 A.B. Cummins and I.A Given, eds, AIME, New York. Pp: 12- 220. 32.
 McMahon, B.K., and Kendrick, R.F., 1969 Predicting the Block Caving Behavior
of Orebodies.
Bibliografía
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