El documento describe el método de explotación por subniveles. Este método se ha adaptado para rocas más competentes que requieren perforación y voladura. Consiste en desarrollar galerías paralelas a través del cuerpo mineralizado en intervalos verticales, conectadas por piques, para extraer el mineral mediante perforación, voladura, cargue y transporte secundario. El diseño se basa en determinar la geometría del elipsoide de extracción, cuya forma depende de factores como la granulometría y densidad del material.

1. 3 3.0 METODO DE EXPLOTACION POR SUBNIVELES
3.1 EVOLUCIONDEL METODO
El métodoSubLevel Cavingnacióoriginalrnente comounmétodoaplicablearoca incompetenteque
colapsabainmediatamentedespuésde retirarlafortificación.Se construíangaleríasfuertemente
sostenidasatravésdel cuerpomineralizado,se retirabalafortificaciónyel mineral hundía
espontáneamenteparaluegosertransportadofuerade lamina.Cuandola diluciónllegabaaunpunto
excesivo,se retirabaotracorridade fortificaciónyse repetíael proceso.Este métodoteníaaltadilucióny
poca recuperación,perofue el únicoaplicable aese tipode roca enesostiemposdadalatecnología
involucrada.
En épocasrecientes,el métodohasidoadaptadoaroca de mayorcompetenciaque requiere perforacióny
voladura.Evidentemente dejóde tratarse de unmétodode hundimientoenreferenciaal mineral,peroel
nombre original haperdurado.
3.2 DESCRIPCION DEL METODO
3.2.1 Descripción General
3.2.1.1 ConfiguraciónTípica
En el métodoSubLevel Cavingse desarrollangaleríasparalelasseparadasgeneralmente de 9a 15 m. enla
horizontal,conocidascomogaleríasde producción(llamadascomúnmente tambiéncruzadosde
producciónXP).Lossubnivelesse ubicanatravésdel cuerpomineralizadoenintervalosverticalesque
varían, enla mayoría de loscasos, de 8 a 13 m. La explotaciónquedade este mododiseñadasegúnuna
configuracióngeométricasimétrica.
Generalmente,el accesoalossubnivelesespormediode rampascomunicadoras.
Los subnivelesestáncomunicadosademáspormediode piquesdetráspasosconunnivel de transporte
principal que generalmente se ubicabajolabase del cuerpomineralizado.
Las galeríasde produccióncorrespondientesaunmismosubnivel se conectanenunode losextremospor
una galeríade separaciónosloty enel otro extremounagaleríade comunicación,enestaúltima,sé en
encuentranlospiquesde traspaso.
El métodoSubLevel Cavingse aplicageneralmente encuerpossubverticalescomovetas,brechasydiques.
Tambiénpuede seraplicadoen
cuerposhorizontalesosubhorizontalesque seande granpotencia.Laconfiguración de lossubnivelesse
puede adecuara losdistintoscuerposya formasirregulares;se distinguendosconfiguracionesprincipales:
encuerposanchos se usa una configuracióntransversal;cuandoel cuerpoesangostoestaconfiguraciónes
impracticable,porloque lasgaleríasdebengirarse enladireccióndel cuerpoadoptandounaconfiguración
longitudinal.
3.2.1.2 Operacióndel Método
La operaciónconsiste básicamenteenlaperforaciónde tirosenabanicodesde lossubniveleshaciaarriba,
atravesandoel pilarsuperior,laposteriorvoladurade lasperforaciones,el carguíoytransporte secundario
del mineral voladohastalospiquesde traspasoysuposteriortransporte desde losechaderosde descarga
del nivel de transporte principalhaciasulugarde destino.
En la Figura N° 4.1 se aprecianlas distintasetapasinvolucradas.

2. Al comienzode laexplotación,se debeproducirel hundimientodesde el nivelsuperior,este se consigue
generandounáreade radiohidráulicosuperioral que resiste larocao induciendoel hundimientopor
mediode explosivos.Paraconseguirunradiohidráulicoadecuado,se puede construirel subnivel superior
similaral métodode CaseronesyPilaresyposteriormente extraerlospilares.

3. A medidaque se extrae el mineral,el estéril adyacente hunde,rellenandoel espaciocreadoyllegandoa
producirsubsidenciaenlasuperficie.De estaforma,el mineral insituse ve rodeadoportrescaras de
material hundido(cara,frente ycostado).El flujomasicoparcial (B),tiene contacto
con el planovertical de lafrente del subnivel,mientrasque lazonarestante del elipsoide (A) tiene unflujo
gravitacional normal (FiguraN" 4.2).
Al producirse laextracciónenlosfrentesde lasgaleríasde producción,se produce el escurrimientodel
mineral ydel material quebrado;este escurrimientose comportasegúnloque se conoce comoflujode
material grueso.
La extraccióndesde unfrente de galeríade producción,llamadotambiénpuntode extracción,continua
hasta que ingresaestéril enunacantidadtal que laleyextraídaya no eseconómica,eneste momento,se
disparala corridade abanicocontiguay se repite el proceso.
La produccióneneste métodoproviene,tantode losfrentesde extracción,comode laslaboresde
desarrollorealizadas enmineral;generalmente,entre un15 a un 20% de la producciónprovienedel
desarrollode nuevossubniveles.
Se ha podidodemostrarque el ingresode estérilvaenaumentoamedidaque progresalaextraccióny
aparece generalmente luegode extraerun50% del tonelajetotal volado,sinembargo,existennumerosos
factoresque puedenapresuraroretardar suaparición.
Para un buencontrol de la diluciónse requierenviserasfuertesyunabuenafragmentación.Laviseraesla
esquinaformadaporel extremosuperiorde lasgaleríasde produccióny el frente de éstas,entonces,para
tenerestascondicionesel mineral debe serlosuficientementecompetentecomoparaautosoportarse sin-

4. excesivafortificaciónydebe permitirlaperforaciónyvoladurade tirosde másde 15 m. de largo,para
generarasí viserasresistentes.
El estéril oroca de caja debe serlosuficientemente incompetente comoparaquebrarse espontáneamente
y hundir.Paraconseguirunamenor
diluciónesaconsejable que el estérilquiebre conunafragmentaciónmayorque ladel mineral volado.
3.2.2 Ventajas y Desventajas- del Método
Las principales ventajasde este métodose detallanacontinuación
- El métodopuede seraplicadoenroca"de muycompetente amoderadamente competente".
- Puede adecuarse acuerposirregularesyangostos.
- Es un métodoseguroyaque todas lasactividadesse realizansiempredentrode lasgaleríasdebidamente
fortificadasynuncaencaseronesabiertos.
- Dadas lascaracterísticas de configuraciónyde operación,este métodoesaltamente mecanizable,
permitiendoimportantesreduccionesde costosoperativos.
- Todaslas actividadesque se realizansonespecializadas,simplificándose el entrenamientoymanode
obra requerida.
- AIno quedarpilaressinexplotar,larecuperaciónpuedeseralta.
- El métodoesaplicable arecuperaciónde pilaresenfaenasyaexplotadas.
- Las galeríasse distribuyensegúnunaconfiguraciónuniforme.
- Se puede variarel ritmode produccióncon facilidadpermitiendogranflexibilidad.
- La estandarizaciónyespecializaciónde lasactividadesminerasydel equipamientopermite unaalta
flexibilidadde lasoperacionesyunautilizaciónde losequiposendistintosniveles.
- Las actividadesminerassonde fácil organizaciónyaque existe pocainterferenciaentre ellas.
- Se puede llevarlaperforaciónadelantadaloque daholguraencaso de imprevistos.
- Efectuarlosdesarrollosenmineral,permiteobtenerbeneficiosenel cortoplazoe inclusoenel periodo
de preparación.Ademáspermiteunmejorreconocimientodel cuerpomineralizadoydisponerde mineral
para efectuarpruebasyajustesde losprocesosmetalúrgicosinvolucrados.
Las principales desventajasdel SubLevelCavingson:
- Se debe admitirunciertogrado de dilucióndel mineral.
- Se debe implementaruncontrol de producciónacucioso.
- Existenpérdidasde mineral;al llegaral puntolímite de extracción,el mineral altamente diluido
remanente se pierde,ademásse puedengenerarzonaspasivas,esdecir,sinescurrimiento,loque implica
pérdidas.
- El métodorequiereunaltogradode desarrollos.

5. - Al generarse el hundimiento, se produce subsidencia,condestrucciónde lasuperficie,además,las
laborespermanentescomochimeneasde ventilaciónyrampasdebenubicarse fueradel conode
subsidenciarequiriéndosemayordesarrollo.
3.3 FUNDAMENTOSDEL DISEÑO MINERO
La principal interrogante enel diseñode unSubLevel Cavingesladeterminaciónde lageometría,lacual
debe satisfacertantocomoseaposible losparámetrosde flujogravitacional.Estosignificadeterminarel
ancho y el espesordel elipsoidede extracciónparaunaciertaaltura de extracción.Naturalmente estos
parámetrospuedenserdeterminadosporpruebasinsitu,perogeneralmentelosdatosnoestán
disponiblesatiempoparael diseño.
Hasta ahora, ningúnmétodoimplícitoparacálculosde ingenieríahaestadodisponible,estodebidoala
heterogeneidaddel materialya lacomplejidadde losfactoresenvueltosenel flujogravitacional.
De acuerdoal principiode flujogravitacional,laextraccióndel material quebradoporunpuntogenera
sobre él, unvolumenenmovimientoenformade elipsoide de revolución.Este elipsoidede alturahy
ancho W, crece en dimensionesamedidaque laextracciónaumenta,manteniendounarelaciónde
excentricidadprácticamenteconstante,e igual a:
Con a y b semiejes mayorymenor,respectivamente.Enrigorlaexcentricidadaumentaconlaaltura.
La excentricidad(E) varíade acuerdoal tipode material (granulometría,viscosidad,humedad,etc.).Este
elipsoide se denomina"Elipsoide de Desprendimiento".
En el instante inicial,el mineralse encuentradispuestosincontaminaciónyestéril sobre él.AIiniciode la
extraccióncomienzanamoverse lasdistintascapaspermitiendolasalidadel mineral,entantoque el
estéril desciende sobre él.Enla Figura N° 4.3, la fase "a" representael modelodonde se marcaclaramente
el elipsoide de extracción,ubicandoel apexN auna distanciahn(alturadel elipsoide de extracción) sobre
la aberturade
descarga,y siendonel planohorizontal originalque pasaa travésdel apex N,el cual es flectadohacia
abajo,formandolosflujosde salida1,N,2. Los puntos1 y 2 interceptanel elipsoide de desprendimientoa
la alturahn, cabe señalarque el diámetromediodel embudode salidade lospuntos1y 2 esigual a la
secciónhorizontal del elipsoide de desprendimientomedidoalaalturadel puntoapex.El volumendel flujo
de salidaesel mismoque el volumendel elipsoide de extracción.
El mayormovimientose encuentraenel centrode laabertura,definiendounagradientede velocidadesde
escurrimiento.El instante enque terminade salirel mineral ycomienzaasalirel estéril,se haacumulado
una cantidadde mineral,equivalenteal volumenencerradoporél,que se denomina"Elipsoidede
Extracción",con unaaltura hn y unancho máximoWt.Lo anteriorse representaenla Figura N° 4.4 para la
cual se debentenerlassiguientesconsideraciones:
Vc : Volumende material extraído
EE: Elipsoidede extracción
VEE: Volumendel elipsoide de extracción
hn : Alturadel elipsoide de extracción
EL : Elipsoide de desprendimiento

6. VEL : Volumendel elipsoide de desprendimiento
hL : Alturadel elipsoide de desprendimiento
F : Salidadel embudo
VF: Volumendel embudode salida

7. Entoncespara una columnaconstituidaporunsegmentode mineral yotrosegmentode estéril enlaparte
superior,se defineel elipsoidede extraccióncomoaquel volumenque esextraidosinllegaraser
contaminadoporestéril de sobrecarga.Este elipsoide estácontenidodentrodel elipsoide de
desprendimiento y,empíricamentese hanencontradorelacionesaproximadasentre losanchosyalturas
correspondientes.El elipsoidede extraccióntiene lasingularidadde que todaslaspartículasque se
encuentranensumanto,tienenlamismavelocidad.
Las dimensiones de éste elipsoide determinan,enprincipio,lageometríaydisposiciónde lospuntosde
extracción(subniveles).
Otras característicasdel comportamientodel flujogravitacional de partículasofragmentos,tienenrelación
con la velocidadde escurrimiento orelajación (FiguraN°4.5) son:
1. Partículas más finasyredondeadas,fluyenmásrápidamente.
2. Partículas más gruesasyangulosas,fluyenmáslentamente.
3. Partículas más finasconformanelipsoidesmásesbeltos.
4. Partículas más gruesasyangularesconformanelipsoidesmásanchos.
Por lotanto,si existe unadisposiciónde fragmentoscuyaparte superioresde partículasgruesasy
angulosasyen suparte inferiorpartículasfinasyredondeadas,entonces,laparte inferiorfluirámás
rápidarnente,esdecir,conmayormovilidadque laparte superioryviceversa.

8. En el caso del ancho del elipsoide,se necesitaronpuntosmásdistanciadossi losfragmentossongruesosy
más juntossi sonmás finos.
3.3.1 Dimensionesdel Elipsoide de Extracción
Dado que la excentricidaddel elipsoide aumentaconsualtura,para unamismafragmentación,amayor
altura,más delgadoesel flujo.EstoesbienconocidoenBlockCaving,donde conbloquesaltos,el flujo
gravitacional concentradoenunúnicopuntode

9. extracción,puede llegaraformarchimeneasconparedescasi verticales.
Con lamismafragmentación,el flujogravitacionalde unmaterial de altadensidad(porejemploFierro
tronado),serámás delgadoque el flujode unmaterial de bajadensidad(porejemploMineral de Cobre
tronado).
Se ha determinadoenformaempíricaque el anchototal del elipsoide de extracción(Wt),estambién
funciónde lageometríade las galeríasde producción,esdecir,del ancho,alturay formadel techo.Luego,
ademásde su componente intrínsecarelacionadaal tipode material involucrado,el anchomáximodel
elipsoide de extracciónpuede variarde acuerdoal diseño.Enla Figura N° 4.6 se representaloanterior,y
enellase indicael anchoefectivode extraccióncomounporcentaje del anchode lagaleríade producción
enfunciónde la formadel techode esta.
Para excluirel factorvariable de diferentestamañosde aperturasde extracción,lasoperacionesfueron
normalizadasatravésde un ancho teóricode elipsoide de extracción(W'),asumiendoextraccionesa
travésde un tamaño de aperturamínimo.
Para materialesde altadensidadel anchoteóricoW'esmostradoen la Figura N° 4.7, como funciónde la
alturade extracciónht.En SubLevel Caving,laalturade extraccióntotal (ht) enel mineral está
normalmente entre 15y 26 m.
El ancho de extracciónefectivoesusualmente másgrande que el mínimotamañode apertura(en1,8 m),y
por lotanto el ancho de
extraccióntotal Wt puede sercalculadoenmetrosusandola siguiente relaciónempírica:
Wt = W' + a -1,8
W' = f (ht) CurvaTeórica
a = Wd x ft
Donde
Wd: Anchode lasgaleríasde producción.
a: Es el ancho efectivode extracción(m) dependiendode laformadel techode la galería (Figura N° 4.6).
ft: Factor de formadel radiode curvatura del techode lagalería.
Por otro ladoel espesordel elipsoidede extracción(dt) vienedadoporlasiguiente relación:
3.3.2 Espaciamiento vertical entre subniveles(hs)
Las galeríasde extracciónenSubLevel Caving debenserlocalizadasde acuerdoaunpatrón conforme al
flujogravitacional.Enladirecciónvertical,lasgaleríasdeberíanestarlocalizadasenzonasdonde el
elipsoide de extraccióntienesuanchomáximoWt.Esto ocurre alrededorde 2/3h (h esla alturade
extracciónsobre el techode lagalería).
Despuésde laextracción,unpilarconforma triangularquedaenlaparte superiorcubiertode unazona
pasivacon mineral remanenteque puedeserparcialmente recuperadadesdeel nivel inferior.Porlotanto,
la alturade extraccióntotal esladistanciaentre el pisodel nivelinferioryel apex A (definidoporla
intersecciónde
dos planosa60°) con mineral remanente(FiguraN°4.8). Para el análisisde lafigurase debentenerlas
siguientesconsideraciones:

10. h: Alturade extracciónsobre el techode la galería
Wt: Anchomáximodel elipsoidede extracción
Sd: Espaciamientohorizontal entregalerías
Wd: Anchode lasgaleríasde producción
hd: Alturade lasgalerías de producción
hs: Espaciamientovertical entre subniveles
ht: Alturatotal de extracción
Wl: Anchodel elipsoidede desprendimientoenlasecciónhorizontal enque el elipsoidede extraccióntiene
su anchomáximo
b: Anchode la tajada tronada(burden)
3.3.3 Espaciamiento horizontal de galerias(sd)
Se necesitadeterminarel anchodel elipsoidede desprendimiento(W) enunasecciónhorizontal justoal
nivel donde el elipsoide de extraccióntiene suanchomáximoWt.
El ancho del elipsoidede desprendimientoeneste nivel indicael espaciamientohorizontal aproximadode
lasgalerías (Sd) (FiguraN° 4.8).
Asumiendoque lasrelacionesyprincipiosdelflujogravitacionalsonaplicadasal SubLevel Caving,el ancho
total del elipsoide de extracciónWtesun 60 a 65% del anchodel elipsoide de desprendimiento,enel nivel
donde el elipsoidede extraccióntiene sumáximoanchoWt.
El ancho esde alrededorde un60% para distanciasverticalesentre subniveles(hs),cercanasalos18 m;
sobre 18 m el ancho Wt escerca del 65%.
De este modoel espaciamientohorizontal Sdes:
Para extraccionescon:
hs < 18 m
Sd< Wt / 0,6
Para extraccionescon:
hs > 18 m
Sd < Wt / 0,65
En Sub Level Cavingconvencionalesse tiene lasiguienterelación:
Sd < hs
Lo que significaque lageometríabásicatiene unaformade cuadrado o se desvíaligeramentede ella.
Mejorasen laprecisiónde lostirosradialesharesultadoenunatendenciasaincrementarlaseparaciónde
subniveles,conel consiguiente ahorrode desarrollo.

12. 3.3.4 Ancho de tajada (burden) (b)

13. Una guía aproximadaparael espesorde unatajada tronadaen el frente de unsubnivel esusualmente:
b < dt / 2
El conjuntode lasrelacionesanterioressuponeque lageometríaresultantesatisface larecuperacióndel
100% del elipsoide de extracción,loque esabsolutamenteteórico,yporlotanto,dichosresultadosdeben
tomarse como referencia.
Comoen cualquiernegociominero,enel diseñode unSubLevel Cavingse buscaencontrarel menorcosto
enUS$ / Ib que,dadoun precio,permite obtenerlasmayoresutilidadesesperadas.Espor esto,que enla
eleccióndel diseñofinal,debenincorporarseotrasvariablesque permitanevaluareconómicamente las
alternativasestudiadas.
3.4 OTRO ENFOQUEAL DISISEÑO
Con laayuda de las relacionesempíricasde D.H.Laubscherse ha podidodeterminar,cómose comportala
diluciónenfunciónde ladisposiciónde lasgaleríasysubniveles (FiguraN°4.9).
La figuraN°4.9 muestra,para algunasconfiguracionesde SubLevel Caving,larelaciónentre losparámetros
geométricosde espaciamientoentre galeríasysubniveles,yladiluciónasociada.Del gráficose puedenver
claramente lastendenciasde entradade dilución.Entérminosgenerales,se apreciaque amedidaque
aumentael par H, W, el puntode entrada de la dilución(PED) se presentamástemprano.
Entre lascurvas 2 y 3, hay unaumentode W, manteniéndose Hconstante ylaentradade la diluciónpasa
de un 80% de extraccióna un60%. De igual modo,enlas curvas 3 y 4 hay uncrecimientode H,
manteniéndose Wconstante,conunavariaciónenlaentrada de diluciónde 60% a 40%. Entre lascurvas 4
y 5 sucede algosimilar.
Por lotanto se puede decirque:
PED a 1/ H
PED a 1/ W
Ahorabien,si H crece,entoncesel númerode subnivelesdecrece ylarelaciónmetrosde desarrollo/ton
decrece.Aumentalalongitudde perforaciónyse hace más productivatantolaperforacióncomola
voladura,dadoque el diámetroaumentayloseventosde voladuradisminuyen.Si lalongitudde
perforación"L"aumenta,el diámetroaumentaenformadiscretaytambiénel burden.Enconsecuenciase
han incorporadoal análisisnuevasvariablesaconsiderar,esdecir,desarrollos,perforación,voladuray
mecanización.
Entoncespara resolverel problemade elegirel mejordiseñode SubLevel Cavingentre otrasalternativas,
debe considerarse lavalorizaciónde todaslasactividadesasociadasal respectivodiseño (FiguraN°4.10).

15. Si H crece,la longitudyel diámetrode perforacióncrecen,el burdencrece yentonceslagranulometría
esperadade latronadura debieracrecer,disminuyendolamovilidaddel mineral conrespectoal estérile
incrementandolaprobabilidadque el estéril se intruyamástempranamente,aumentandoladiiución,lo
que esconsecuente de lascurvasde D.H. Laubscher.
3.5 SECUENCIA

16. En el Sub Level Caving,lasecuenciade explotaciónespornaturalezadescendente yenretroceso.Las
recomendacionesoperacionalesindicanque esaconsejable trabajarmanteniendoindependenciasentre
lasoperaciones de preparación,perforación,
arranque y extracción,de modode reponersininterferencias,al áreaactivaperdidaporla explotación.
AI respecto,esposible visualizardossituacionesextremas(FiguraN°4.11).
ciadescendente estricta.
La secuenciahorizontal estricta(FiguraN°4.11 A),consiste enel descensode laexplotación,unavezque
se ha extraídotodo el mineral hastaunaciertacota. Así, losdesarrollosse realizanhastaloslímitesde la
mineralizaciónenlahorizontal.Eneste caso,se debenirconstruyendotodoslospiquesde traspasoy
obras civileshastaennivel de transporte principal,adelantandolosdesarrollosde lossectoresmásbajos,
que seránexplotadosconposterioridad.
La secuenciadescendente estricta(FiguraN°4.11 B), consiste enel descensode laexplotación,bajoel área
activaen producción.De estaformalos desarrollosse ejecutanlimitadosenlahorizontal.
Dado que la subsidenciaporlogeneral impideimprimirunasecuenciadescendente estricta,ydado
además,que laaplicaciónde unasecuenciahorizontal estrictaimplicaejecutardesarrollosconbastante
anticipación,se optanormalmenteporunasecuenciacombinadaque eslaque se muestraenlas Figuras
N° 4.11 y N° 4.12.
La secuenciaelegidadebe considerarotrosaspectosde mayorinterés.El primero,esladistribuciónde
leyesenel volumen.El métodopermiteiniciarlaexplotación,enel nivel superior,encualquierzona
ubicadaenel extremoopuestoal sentidode avance del hundimiento,conpropagaciónhaciaamboslados
del puntoinicial.Loque debe evitarse enloposible,eshacer
convergerdoslíneasde hundimiento,porel efectode concentraciónde presionesenel pilarintermedio
(FiguraN°4.12).
El otro aspecto de importancia,esentenderque ladiluciónesdirectamente proporcional alasuperficie de
contacto entre el mineral yel estéril,de tal modoque lalíneade contacto seamínima.Lo que se intenta
evitar,noesotra cosa que ladiluciónlateral (Figura N°4.13).
La secuenciade explotaciónelegidadebe serconsecuente conladistribuciónde lasleyesdel yacirniento,
coma se puede verenla figuraantesmencionada,lalineade interfacesmineral/estéril másrepresentative
y favorable eslalineaII,por que el perimetrode contactoesmínimo,además,ladistribuciónde laleyen
loslimitesdel yacimientosonpuntosbajosenley,esparelloque estalineadiagonalpermiteque algunos
cruzadosde producciónestánterminandosuvidaútil yenotroextremo de estalineacomiencensu
producción,concentrándose enel centrode estadiagonal loscruzadosde mejorleyque enpromedio
permitenexplotarel yacimientoenunaformaeficiente.

19. 4 CARACTERÍSTICAS DEL METODO DE EXPLOTACION POR SUBNIVELES
4.1 CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTO
La explotaciónporhundimientose basaenque tanto laroca mineralizadacomolaroca encajadoraesté
fracturada bajocondicionesmásomenoscontroladas.Laextraccióndel mineral creaunazonade

20. hundimientosobre lasuperficie porencimadel yacimiento.Enconsecuenciaesmuyimportante el
establecerunprocesode fracturacióncontinuoycompleto,yaque lascavidadessubterráneasno
soportadas,presentanunriesgoelevadode desplomesrepentinosque originangravesefectosa
posterioridadenel funcionamientode laexplotación.
Las características de la roca constituyenel factoesencial delcomportamientodel mineral frenteal
hundimiento.Esnecesariono
solamente que el hundimientoocurra,sinoque ademásel mineral presenteunagranulometríaadecuada.
La fragmentaciónde laroca esprovocadamás por lasfatigasde tracción que por lasde compresión,de
modoque la tendenciaseráde tenermineral mejorfragmentadoenel centroel bloque que enlos
extremos.Este tiene laventajade evitarlamezcladel mineral útilconel material proveniente de laroca
encajadora.
En la explotaciónporBlockCaving,porunaparte,conviene minimizarlasconcentracionesde esfuerzosen
el nivel de producciónypilarde protección,paramantenerestablesgaleríasde extracción;yporotra,
conviene maximizarlaconcentraciónde esfuerzossobre el nivelde hundimientoparaproducirla
socavacióny mejorarlafragmentacióndel mineral.Laestabilidadenlaslaboresde extracciónhasido
optimizadamediante unaorientaciónadecuada.
Los trabajostendientesaromperlabase de un bloque determinado,tienensuinicioenel diseñode la
malla,lacual determinarálascaracterísticasdel restode lasgaleríascomponentesdel sistema.La
determinaciónde lamalladependefundamentalmentede lascaracterísticasde la roca.
El éxitoenel hundimientode unbloque,independientede lascaracterísticasde hundibilidadde laroca,
depende de losfactoresfundamentalesque son:
A. La base del bloque deberáfracturarse completamente;si se quedaranpequeñasáreassinquebrar,ellas
actúan como pilar,transmitiéndose grandespresionesdesde el nivel de hundimientohaciael de
producción,lasque puedenllegararomperel pilarexistenteentre ellos,afectando
completamentelaestabilidadde lasgaleríasdel nivel de producción.Estotrae consigounaumento
importante enloscostosde extracción.
B. La alturade socavacióninicial proporcionadaporlavoladura,debe sertal que nose produzcan puntos
de apoyo del bloque que impidanoafectenel procesode socavaciónnatural inmediata.
El primercaso,o sea,la formaciónde pilares,se evitaconunadecuadodiseñode perforación
especialmente,conuncorrectocarguío de lostiros.En todo caso,si se verificalaexistenciade unpilar,se
interrumpe laetapade hundimiento,concentrandolasactividadeseneliminarlocompletamente para
podercontinuarcon lasecuenciade "quemadas".Enel segundocaso,para evitarlosposiblespuntosde
apoyodel bloque,unavezvoladalabase,esnecesariodeterminarpreviamente laalturaque debe alcanzar
la socavaciónproducidaporla voladura.
La extracciónencadapuntodebe sercontroladacon sumocuidadode manera de evitarcontaminaciones
del mineral conel estéril.El contactomineral - estérildebe mantenerse segúnunplanobiendefinidoque
puedaserhorizontal oinclinado.
En general,conel métodoBlock Caving,se puede recuperarel 90% del mineral comprendidoporlazona
de explotación.Este coeficientede recuperacióndepende principalmentede laformaenque se efectúala
extraccióndel primerterciode laproduccióndel block.
DEFINICION

21. En explotaciónde minasse denomina"caving"atodaoperacióndestinadaaprovocarel hundimientode la
roca, mediante lautilizaciónde losesfuerzosnaturalesque ejercenlosterrenosalrededorde lazona de
interés.
PRINCIPIODEL METODO
Los esfuerzosque actúanenunlugar,y a ciertaprofundidadde unyacimiento,tienensuorigenenel peso
de las rocas hasta lasuperficie,yenlosfenómenosexternosde unyacimiento,talescomo:Movimientos
"horizontales,debidoamovimientosde placas enlacortezaterrestre.Todomacizorocosopermanece en
equilibriomientrasnose cree unacavidadlo suficientementeextensaensuinterior,de modode romperel
equilibrioexistente,creandounaredistribuciónde esfuerzosensualrededor.
La estabilidadde éstacavidaddependeráde susdimensiones,competenciade laroca y de los esfuerzos
existentesenel área.Si laresistenciade laroca,no eslo suficiente parasoportarel cambiode solicitación,
éstasocavará hasta llenarlacavidadcon material fragmentadode distintasdensidades.Unavezllenala
cavidadse generauna fuerzade reacciónque restablece el equilibrio.
Si se extrae el mineral fragmentado,amedidaque se socava,el equilibrionose restableceylasocavación
continuaráhasta lasuperficie.
El BlockCavingse basa enéste principio,el cual consiste encrearunacavidadde manera que ladinámica
de desplome nose detenga,extrayendoel mineral porunamallade puntosubicadosenlabase del block.
El métodode explotaciónporBlockCavingse define luego,comoel derrumbamientode bloquesporcorte
inferior,el mineral se fracturayfragmentagracias a lastensionesinternasyefectode lagravedad.Por
consiguientese necesitaunmínimode perforaciónyvoladuraenlaextracción del mineral.
La palabrabloque estáreferidaal sistemade explotación,enque el yacimientose divide engrandes
bloquesde variosmilesde metroscuadrados.Cadabloque se
corta por la zona inferior;esdecir,se excavapracticandounaranurahorizontal mediantevoladura.
De éstaformaquedasinapoyoel mineral que estápor encima(millonesde toneladas) ylasfuerzasde
gravedadque actúan sobre éstamasa producenunafractura sucesivaque afectaal bloque completo.Por
últimoydebidoalas tensionesde laroca,se produce la fragmentacióndel material,el cual puede
extraerse pormediode piquesomediantecargadores.
CAMPO DE APLICACION
Básicamente,el métodode explotaciónBlockCaving,esunsistemanormalmente usadoparaextraer
depósitosprofundos,masivos,de bajasleyes.
Hoy endía, la producciónmasivade extracciónde menassubterráneas,bajocondicionesfavorables,esuna
de las más eficientes,conbajoscostosde minas.
Este métodose utilizaennumerososyacimientosde grandesdimensiones;engeneral,yacimientosde alto
tonelaje,que cubrenunaextensaáreayson muypotentes.Usualmente,laproducciónestáenunrangode
10.000 tons.a 100.000 tons/dÍa.
Su campode aplicaciónesmuyamplio.Se puede aplicarteóricamente encualquier tipode rocano
demasiadoresistentealatracción y cualquieraque seanlascaracterísticasde la roca encajadora,peroes
preferible que laresistenciade larocaque se explotaseamenorque lade la roca encajadora.
La explotaciónporBlockCaving,esunmétodoeconómicobajocondicionesfavorables.El extensotrabajo
de desarrolloque tal explotaciónconllevayel tiempoque se empleahastaalcanzarlaplenacapacidadde
producción,sonlosinconvenientesde partida.Porotraparte existenciertos
riesgosde derrumbamientosyfragmentación,que estánfuerade loscontrolesde minería.
En general,losyacimientosmásfavorablesparalaaplicacióndel métodode hundimientoporbloquesson
losgrandesintrusivosde cobre porfirico,yacimientosde Hierro,tantosedimentarioscomointrusivos,etc.

22. Estos depósitosdeberánestarubicadosagranprofundidadydeberánpoderserextraídosacostos
inferioresque porunmétodoa cieloabierto.Losdepósitosdebentenergrandesreservas,cubrirunárea
extensay tenerunaaltura relativamente grande.Lamayoría de estosdepósitosse explotanagranescala
durante un periodobastante largo,de tal formaque justifiquenlagraninversiónrequeridaparaponerlos
enproducción.
CARACTERISTICAS DE LA EXPLOTACION POR HUNDIMIENTO
La explotaciónporhundimientose basaenque tanto laroca mineralizadacomolaroca encajadoraestá
fracturada bajocondicionesmásomenoscontroladas.Laextraccióndel mineral creaunazonade
hundimientosobre lasuperficie porencimadel yacimiento.Enconsecuenciaesmuyimportante el
establecerunprocesode fracturacióncontinuoycompleto,yaque lascavidadessubterráneasno
soportadas,presentanunriesgoelevadode desplomesrepentinosque originangravesefectosa
posterioridaden el funcionamientode laexplotación.
Las características de la roca constituyenel factoresencial delcomportamientodelmineral frenteal
hundimiento.Esnecesarionosolamente que el hundimientoocurra,sinoque ademásel mineral presente
una granulometríaadecuada.
La fragmentaciónde laroca esprovocadamás por lasfatigasde tracción que por lasde compresión,de
modoque la tendenciaseráde tenermineral mejorfragmentadoenel centroel bloque que enlos
extremos.Este tiene laventajade evitarlamezcladel mineralútil conel material provenientede laroca
encajadora.
En la explotaciónporBlockCaving,porunaparte,conviene minimizarlasconcentracionesde esfuerzosen
el nivel de producciónypilarde protección,paramantenerestablesgaleríasde extracción;yporotra,
conviene maximizarlaconcentraciónde esfuerzossobre el nivelde hundirnientoparaproducirla
socavacióny mejorarlafragmentacióndel mineral.Laestabilidadenlaslaboresde extracciónhasido
optimizadamediante unaorientaciónadecuada.
Los trabajostendientesaromperlabase de un bloque determinado,tienensuinicioenel diseñode la
malla,lacual determinarálascaracterísticasdel restode lasgaleríascomponentesdel sistema.La
determinaciónde lamalladependefundamentalmentede lascaracterísticasde la roca.
El éxitoenel hundimientode unbloque,independientede lascaracterísticasde hundibilidadde laroca,
depende de losfactoresfundamentalesque son:
1. La base del bloque deberáfracturarse completamente.Si quedaranpequeñasáreassinquebrar,ellas
actúan como pilar,transmitiéndose grandespresionesdesde el nivel de hundimientohaciael de
producción,lasque puedenllegararomperel pilarexistenteentre ellos,afectandocompletamentela
estabilidadde lasgaleríasdel nivel de producción.Estotrae consigounaumentoimportante enloscostos
de extracción.
2. La alturade socavacióninicial proporcionadaporlavoladura,debe sertal que no se produzcanpuntos
de apoyo del bloque que impidanoafectenel procesode socavaciónnatural inmediata.
El primercaso,o sea,la formaciónde pilares,se evitaconunadecuadodiseñode perforacióny,
especialmente,conuncorrectocarguío de lostiros.En todo caso,si se verificalaexistencia de unpilar,se
interrumpe laetapade hundimiento,concentrandolasactividadeseneliminarlocompletamente,para
podercontinuarcon lasecuenciade "quemadas".Enel segundocaso,para evitarlosposiblespuntosde
apoyodel bloque,unavezvoladalabase,esnecesariodeterminarpreviamente laalturaque debe alcanzar
la socavaciónproducidaporla voladura.
La extracciónencadapuntodebe sercontroladacon sumocuidadode manera de evitarcontaminaciones
del mineral conel estéril.El contactomineral-estéril debemantenersesegúnunplanobiendefinidoque
puedaserhorizontal oinclinado.

23. En general,conel métodoBlockCaving,se puede recuperarel 90% del mineral comprendidoporlazona
de explotación.Este coeficientede recuperacióndepende principalmentede laformaenque se efectúala
extraccióndel primerterciode laproduccióndel block.
ANTECEDENTES DEL METODO BLOCK CAVING
La explotaciónde unárease hace siguiendounode lossiguientesesquemas:
1. Dividiendoel áreaenbloquescuadradosorectangularescuyadimensiónmínimase relacionaconla
hundibilidadde larocay la máximase diseñaenfunciónde parámetrosoperacionalesyeconómicos.En
este tipode diseñodeberáncrearse barrerasopilaresentre bloqueshundidosparaminimizarladilución.
2. Diseñandopanelesque abarcanel áreadesde unextremoaotro.En este caso el hundimientoesun
procesocontinuoa lolargo del áreay se dejará
una barrerade contenciónopilarpara impedirque el estéril del panel agotadodiluya el mineral de la
nuevaexplotaciónunavezhundidoel panel.
3. Manteniendounhundimientocontinuoenambasdireccionessindejarbarrerasni pilares.Este frentede
hundimientocontinuoimpidelaformaciónde puntosolíneasde altapresióny,por lotanto, se tendrá
menosproblemasde estabilidad.Ademáspermite unaampliaflexibilidadparavariarlosritmosde
producciónfijados.
Una vez definidoel bloque parasuexplotaciónse inicianlostrabajosde preparaciónde galerías,que
comprenden:
 Galería de transporte
 Galería de traspasos
 Galería de hundimiento
 Galerías de producción
 Galerías de ventilación,etc.
MALLA DE EXTRACCIÓN
Se entiende pormallade extracciónotambiénmallade tiraje,aladisposicióngeométricade lospuntos
por donde se extrae el mineral enel nivel de producciónde unsistemapor"BlockCaving".
En la zonaque se estáexplotando,laextracciónse hace atravésde muchospuntosdispuestosenuna
mallaque cubre el área hundida.Parael diseñode estasmallasde extracción,se hanusadodiferentes
formas:cuadradas,rectangulares,triangulares.
La separaciónde lospuntosde extraccióndepende fundamentalmente de lagranulometríadel mineral
obtenido,de lasocavaciónnatural yde los equiposusadosparalaextracción.
FLUJO DE EXTRACCION DEL MINERAL
Los tresmétodosbásicosde flujode extraccióndel mineral,comúnmente usadosenlaactualidadson:
 Flujogravitacional
 Flujomediante Scraper
 Flujomediante equiposLHD.

24. El tipode flujodel material,diseñadoparaunaoperaciónde explotación,se enfocaenlossiguientes
aspectos:
 Gasto de Capital y tiemporequeridoparaponerunaoperaciónde explotación,se enfocanen
lossiguientesaspectos:
 Productividad,eficienciaycostosde operaciones.
 Grado de seguridadenlaproducción
 Porcentaje de recuperacióndel depósito,tantoentonelaje comoenley.
Fundamentalmenteel tipode flujousadodebesercompatibleconlascaracterísticasfísicasdel depósito
para su extracción,ycon la posiciónfinancieraalaoperaciónminera.Unadiferenciaenlossistemas,esla
formaque se realizael avance del hundimiento.Enel LHD se hace avanzadopor panelesyenel tradicional
por bloques.Otrasdiferenciasestánenel diseñode extracciónytraspaso,debidoprincipalmente ala
granulometría.
ALTURA DE SOCAVACIÓN
La alturade socavaciónse define comoladistanciavertical existente entre el pisodel nivel de hundimiento
y la base suspendidadel bloqueresultante de lavoladura.
En la práctica,la altura de socavaciónasí definidadebesuperarala alturadel conoformadopor el ángulo
de reposodel mineral.Loque se pretende esevitar
que la roca fracturada que se acumulaa partirdel espaciolimitadoporlosbordesde laschimeneas,no
alcance una alturade socavaciónproducidaporla voladura,yaque de ser así, la roca acumuladaserviríade
apoyoal bloque cuyabase se ha socavadoimpidiendoodificultandoel desplome posterior.
La alturadel conoformadopor el ángulode reposodepende fundamentalmente de ladistanciaentre los
puntosde extracción,yaque,mientrasmásgrande seaésta,mayor serála base del cono ypor ende su
altura.Este factoren lapráctica está limitadoporel alcance de laperforación,yaque a medidaque
aumentalaaltura del cono,de mayor longitudhabránde serlas perforacionesnecesariasparasuperarla.
La alturadel conotambiéndepende enmenorescala,de lagranulometríadel mineral,mientrasmásfina
se formarán conosde menoraltura,y a lainversacolpasde mayor tamañoformaránconos de mayor
altura.
ALTURA ÓPTIMA DEL BLOCK.
En depósitosde granalturala explotaciónse hace endiferentesnivelesamedidaque se agotanlosniveles
superiores.Laseparaciónde dosnivelessucesivosestá asociadaal tonelaje que se extrae porcadapunto
de extraccióny enconsecuenciase relacionaráconlavidao utilizaciónque tendrálainfraestructuradel
nivel.
Debidoal altocosto que representalapreparaciónde unnivel de producciónyde unbloque enparticular,
esporque la alturadel bloque,esunade lasdecisionesmásimportantesde laplanificaciónenla
explotaciónporhundimientoyporlocual se inviertenfuertesrecursosde ingenieríaantesde decidirla
alturaóptima.
La alturade losbloques,havariadosustancialmente desde lasprimerasaplicacionesdel métodosin
embargo,enlasúltimasaplicadaséstaha
permanecidoprácticamente invariable enlamayoríade las faenasmineras.Podemosdecirque el gran
desafíoque ha impuestoel bajo preciode losmetalesenel últimotiempo,asociadoalosnuevos
antecedentesentregadosporlamodernacienciade lamecánicade roca, nos ha hechocuestionarlos
diseñostradicionalesyconsideraralternativasde alturasde bloquesque hastahace pocos añoshabían
sidoconsideradasprohibitivas.

25. Aunque lavariaciónde lasalturasusadases muygrande,se ha podidoestablecerunatendenciaa
aumentarla alturade las columnasmineralizadasenlosúltimosaños.
La alturade la columnamineralizadase justificaenlosiguiente:
 Para justificarlosaltoscostosde desarrollosprimariosysecundarios.
 Para aseguraruna buenasocavación.
Los principalesfactoresque tienendirectarelaciónconlaaltura de losbloquesson:
1. Amortizaciónde lainfraestructura.}
2. Estabilidaddel nivelde producción.
3. Diluciónypérdidade mineral.
4. Distribuciónde leyesenaltura.
5. Fragmentación.
6. Planificación.
7. Riesgode no extracción.