Explotacion de mineria subterranea: Block Caving y Panel Caving Hundimiento y Transición Rajo-Subterránea Open pit and underground methods Flujo Gravitacional

1. Block Caving

2. Block and panel caving
Block caving – Método de explotación masivo en la
cual un bloque de mineral en algunos casos
representando el area basal del cuerpo mineralizado se
corta en su base y luego a partir de la extracción se
produce la propagación del hundimiento
Panel caving – es una forma del método de
hundimiento en que bloques consecutivos se hunden
en forma continua de modo de evitar la dilución latera
y los esfuerzos de relajación producidos en el método
convencional de block caving.

3. Introducción Block Caving
Cómo es este método.
◦ Explicación
◦ Proceso de Hundimiento.
◦ Cómo se extrae: Parrilla y LHD
◦ Típicos equipos: LHD, Parrillas, Chancadores, Correas, Camiones, Trenes
◦ Infraestructura
Qué y cómo se planifica?
Flujo Gravitacional, Columna de Extracción, Punto de extracción,
Fragmentación
Velocidad de extracción
3

4. IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 4
Cómo hunde?
Radio
hidraulico????

5. Cuál es el rango de tonelaje.
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 5
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040
YEAR
TONNES
PER
DAY
Bingham Canyon
Climax
Salvador
Kiruna
Mount Isa
San Manuel
El Teniente
Miami
Ridgeway
Emergence
of
modern
mining
geomechanics.
Founding
of
ISRM
International
Caving
Study
Imperial
College
underground
excavations
project
Olympic Dam
Andina
Freeport IOZ/DOZ
Henderson
Malmberget
Palabora
Premier
Kidd Creek

6. 2 tipos: El rol de la fragmentación / Flujo
6
Parrillas- / semi manual LHD

7. Infraestructura típica – depende de la fragmentación
7
Caving
Undercut Drilling
Undercut Level
Production Level
Haulage Level
Ventilation Level
2nd Haulage
Crusher
Draw Point
Secondary Breakage
Ore Passes
Feeder
Grizzly
Conveyor

8. Infraestructura Típica
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 8

9. IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 9

10. Control de la velocidad de extracción, fragmentación
primaria y secundaria.
10

11. Flujo gravitacional
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 11
Baja presión
Alta presión
Zona interactiva
Elipsoide de extracción
Tiraje rápido en el centro
Límite del elipsoide

12. Flujo Gravitacional
12
Aislado
interactivo

13. Concepto de capacidad, velocidad de extracción, columna de
extracción, zona de extracción, zona de movimiento y madurez
Draw points in sequence order (old to left, new to right)
PRC Limit
Mostly limited
by PRC curve
Some limited
by Remaining

14. Method AUTO
El método planificación auto se
basa en extraer el máximo
tonelaje de los puntos antiguos
para cumplir con la planificación,
dejando (tratando) de no extraer
tonelaje de los puntos nuevos.

15. Método EVEN
El método planificación EVEN se
basa en extraer el máximo
tonelaje de los puntos mas
nuevos, sin respetar el PRC ni la
velocidad de quebré.
Método ocupado generalmente
en minas que están al fin de su
vida.
Todos los puntos deben extraer
algo de tonelaje.

16. Method COMBO
El método planificación
COMBO se basa en extraer el
máximo tonelaje de los puntos
mas nuevos, respetando el PRC
y la velocidad de quiebre.
Este método suaviza al método
EVEN
Todos los puntos deben extraer
algo de tonelaje.

17. Method SMOOTH
El método planificación
SMOOTH se basa en extraer el
máximo tonelaje de los puntos
mas Antiguos. Pero a diferencia
del método AUTO, este método
suaviza la incorporación de los
puntos mas nuevos.
Trata de incorporar de forma
suave los puntos nuevos
respecto a Antigüedad vs nuevo
Respeta el plan de producción
“Que tan rápido los puntos viejos
tiran a los puntos nuevos

18. Ejercicio
SedeseaplanificarconlosmétodosAUTO,EVENyCOMBOelsiguiente
sector,deloscualessetienelasiguienteinformación.
Planproducción600TPD
%
Extraccion
Velocidad
(Ton/m2)
0 0,2
30 0,7
60 1,5
100 1,5

19. Diseño Malla
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 19
1) Fragmentación!!!!!
2) Concepto zona
extracción y
movimiento!!!!

20. Diseño Malla
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 20

21. Draw Control Factor
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 21

22. Dilución
/ Draw
Control
Factor
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 22
Teoría de Flujo
Gravitacional !!!
Entonces de qué
depende la dilución???

23. Estado Tensional
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 23

24. Variantes de Hundimiento
IMIN501 DISEÑO DE MINAS SUBTERRÁNEA 24

25. Transición Rajo-Subterránea

26. Límite Rajo / Subterránea
?
Incremen i
????
H
h

27. Ilustración de Hundimiento y su conexión con un
rajo
CAVING INITIATION CAVING WITHOUT CONNECTION CAVING WITHOUT CONNECTION
CONNECTION TO THE PIT BOTTOM TRANSITIONAL CAVING STEADY-STATE CAVING

28. Chuquicamata

29. Bingham Canyon, Utah

30. Highland Valley Copper, BC, Canadá

31. • Se realiza el diseño
subterráneo
• Se valorizan los bloques de
acuerdo al diseño subterráneo
• Se carga la valoración
subterránea como un costo
adicional de remover cada
bloque para la optimización
del pit
More profit when
mined underground
?
Optimum pit
More profit when
mined from pit
Pit ore
Possible
u’gnd ore
Aproximación Whittle

32. Aproximación LP
Valorización alternativa por cada
método
Se estima cual es la mejor
combinación para maximizar el
NPV
(Cáceres, 2006 MININ)

33. Ejemplo
Parámetros
Valoración
Subte=(RF*%Cu-Cm Subte- Cp)/
(1+d)^((Banco-FF)/VMR subte)
Rajo=(RF*%Cu-(1+E/M)*Cm Rajo-
Cp)/ (1+d)^(DBanco/VMR rajo)
DBanco=Banco Max- Banco
E/M=2*(DBanco)/3
Tabla con valores acumulados
E/M 2
Cm Subte 5
Cm rajo 1
Cp 4.5
d 0.1
VMR subte 2
FF 4
VMR Rajo 1
Banco RF*%Cu Flujo subte Flujo rajo n subte n rajo Subte Rajo Dbanco E/M
14 4.8 -4.7 -0.7 5 0 -2.9 -0.7 0 0.0
13 6 -3.5 0.5 4.5 1 -2.3 -0.2 1 0.7
12 7 -2.5 1.5 4 2 -1.7 0.1 2 1.3
11 12 2.5 6.5 3.5 3 1.8 3.4 3 2.0
10 24 14.5 18.5 3 4 10.9 10.8 4 2.7
9 18 8.5 12.5 2.5 5 6.7 5.7 5 3.3
8 24 14.5 18.5 2 6 12.0 8.2 6 4.0
7 18 8.5 12.5 1.5 7 7.4 4.0 7 4.7
6 10 0.5 4.5 1 8 0.5 -0.4 8 5.3
5 12 2.5 6.5 0.5 9 2.4 0.2 9 6.0
4 12 2.5 6.5 0 10 2.5 -0.1 10 6.7
3 18 8.5 12.5 0 11 0.0 1.8 11 7.3
2 24 14.5 18.5 0 12 0.0 3.3 12 8.0
1 20 10.5 14.5 0 13 0.0 1.7 13 8.7
Total 37.2 38.0

34. Esquema de Explotación Combinado
Banco RF*%Cu Subte Rajo E/M Banco
14 4.8 -1.8 -0.7 0.0
13 6.0 -1.5 -0.2 0.7
12 7.0 -1.2 0.1 1.3
11 12.0 1.3 3.4 2.0
10 24.0 8.2 10.8 2.7
9 18.0 5.3 5.7 3.3
8 24.0 9.9 8.2 4.0
7 18.0 6.4 4.0 4.7
6 10.0 0.4 -0.4 5.3
5 12.0 2.3 0.2 6.0
4 12.0 2.5 -0.1 6.7
3 18.0 1.8 7.3
2 24.0 3.3 8.0
1 20.0 1.7 8.7
Individual 36.2 38.0
combinado 21.5 19.2 40.6
Banco RF*%Cu Subte Rajo E/M Banco Whittle
14 4.8 -1.8 -0.7 0.0 1.11
13 6.0 -1.5 -0.2 0.7 1.33
12 7.0 -1.2 0.1 1.3 1.30
11 12.0 1.3 3.4 2.0 2.10
10 24.0 8.2 10.8 2.7 2.63
9 18.0 5.3 5.7 3.3 0.41
8 24.0 9.9 8.2 4.0 (1.72)
7 18.0 6.4 4.0 4.7 (2.37)
6 10.0 0.4 -0.4 5.3 (0.80)
5 12.0 2.3 0.2 6.0 (2.06)
4 12.0 2.5 -0.1 6.7 (0.06)
3 18.0 1.8 7.3 1.81
2 24.0 3.3 8.0 3.35
1 20.0 1.7 8.7 1.69
Individual 36.2 38.0
combinado 21.5 19.2 40.6

35. Rajo/ Subterránea Concepto
NPV (M$)
Pit
VAN Acumulado de Whittle
VAN Incremental Whittle
VAN Incremental Block Caving
Footprint
Elevation

36. Ejemplo Rajo Subterránea,
FF=-600
-50
0
50
100
150
200
250
300
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Thousands
Increment
NPV
Incremental
0
2
4
6
8
10
12
Millions
Cumulative
NPV
Cumulative NPV Whittle
Incremental NPV Block
Cave
Incremental NPV Whittle

37. Open Pit Underground Example
FF=-400
-50
0
50
100
150
200
250
300
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Thousands
Increment
NPV
Incremental
0
2
4
6
8
10
12
Millions
Cumulative
NPV
Cumulative NPV Whittle
Incremental NPV Block
Cave
Incremental NPV Whittle