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"AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN E IMPUNIDAD"

METODO DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA POR HUNDIMIENTO POR BLOQUES (BLOCK CAVING) INTEGRANTES: CALMET ARAMBULO YENIFERT CASTILLO LOZADA ALDO MANUEL CORTEZ CASTILLO JESUS ARNOLDO CORTEZ CHUNGA ANGEL DAVID ECHE PURIZACA SANDRO JOSE GUTIERREZ REYES MARIA TERESA JIMENEZ QUINDE MISAEL DOCENTE: MARTIN ZETA FLORES CURSO: GEOMECANICA APLICADA A LA MINERIA AÑO: 2019 - II FECHA DE ENTREGA: 11 DE DICIEMBRE DEL 2019

PERÚ

INTRODUCCIÓN La escasez de cuerpos mineralizados con buenas leyes ha obligado a la industria extractiva minera, desde hace ya varios años, a explotar yacimientos cada vez más profundos, cuyas características geológicas son aprovechadas al utilizar distintas técnicas de extracción. En minería subterránea, existen distintos métodos de explotación dependiendo de las condiciones en que se encuentre el yacimiento. Uno de los métodos de explotación que permite la extracción de yacimientos minerales con cuerpos de grandes dimensiones es el método de block caving. En dicho método existen diferentes operaciones unitarias, que van desde que se extrae el mineral de la mina hasta que llega a su procesamiento metalúrgico. Este método se refiere a un sistema de minería en masa en el que la extracción depende en gran parte de la gravedad. Removiendo una delgada rebanada horizontal en la base del bloque, el soporte vertical de la columna se elimina y el mineral continúa rompiendo y hundiendo por gravedad. A medida que se extrae mineral por el nivel de minado, el mineral que está encima sigue rompiendo y hundiendo por gravead. El término de hundimiento por bloques se usa hoy en día para todo tipo de minería que utilice el hundimiento por gravedad aunque este no se realice por bloques rectangulares. El hundimiento por bloque es el sistema de explotación subterráneo más barato de todos.

CAPITULO I: PROBLEMÁTICA 1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA Los métodos de explotación por hundimiento son aquellas operaciones mineras en que el cuerpo mineralizado se derrumba naturalmente por efecto de la gravedad, después de haber sido socavado en su base y de que el material hundido haya sido extraído a través de puntos de extracción. Esta clasificación incluye el método de explotación: block caving. Cabe destacar que estas operaciones son las que alcanzan menores costos y mayores ritmos de producción en el ámbito de la minería subterránea. Block caving es aplicado a cuerpos mineralizados masivos, en los cuales la base de la columna es socavada por el efecto de tronadura, con el objetivo de inducir el hundimiento de la roca mineral. La extracción, realizada en general de manera mecanizada mediante equipos LHD, inicia el proceso de propagación del hundimiento en altura. Cuando se aplica el método de block caving, el área basal del cuerpo mineralizado se subdivide en bloques, y el área socavada se incrementa de manera discreta, en función de las necesidades de incorporar nuevos bloques en producción. En este contexto, los principales desafíos a resolver están asociados a una mayor complejidad en el manejo de materiales, y a enfrentar ambientes geotécnicos cada vez menos benignos. Por estos motivos, resulta fundamental comprender una serie de variables operacionales críticas, dentro de las cuales, tal vez la más importante corresponde una eficiente socavación del bloque a extraer, de tal modo que pueda inducirse adecuadamente el hundimiento.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN El hundimiento de bloques es un método de explotación económico bajo condiciones favorables. Las desventajas son la extensa preparación y el tiempo que se tarda antes de que la producción alcance su capacidad máxima. Hay ciertos riesgos tales como el derrumbamiento y la fragmentación que se encuentran fuera de control del minero. Es difícil tratar con enganches y bloques grandes en un ámbito fracturado.

1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA * Este método es aplicable por su bajo costo de producción en comparación con otros métodos. *

Se reducen las perforaciones unitarias de perforación y voladura.

* El método es aplicado a yacimientos estratiformes o masivos de buzamiento pronunciado y de baja ley. * Este sistema ofrece una alta producción en cada ciclo de arranque, también cuenta con una gran fragmentación por la acción de la gravedad. En lo esencial, 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), maslos inducidos por la modificación de sus condiciones de equilibrio debido al corte basal, generan una inestabilidad en la columna de roca o loza inmediatamente superior. Esta se desploma parcialmente rellenando el vacío creado y la situación de equilibrio tiende a reestablecerse.

El mineral derrumbado se extrae por la base a través de un sistema de embudos o zanjas recolectoras excavados previamente, generando así nuevas condiciones de inestabilidad. El fenómeno continúa y el desplome o hundimiento de la columna se propaga así sucesivamente hasta la superficie, proceso que en la terminología minera se denomina subsidencia. El proceso termina cuando se ha extraído toda la columna mineralizada. El material estéril sobrepuesto desciende también ocupando el vacío dejado y en la superficie se observa la aparición de un cráter. Dependiendo de su extensión vertical, el cuerpo mineralizado puede ser explotado a partir de uno o de varios niveles de producción que se hunden sucesivamente en una secuencia descendente. Las alturas de columna entre los noveles pueden variar entre 40 a 300 metros. Cada nivel se subdivide en bloques virtuales de área basal entre 3.600 m2 (60 x 60 m) a 10.000 m2 (100 x 100 m), que se hunden sucesivamente en una secuencia discreta. En yacimientos masivos de baja ley, el método por block caving hoy en día es el que permite alcanzar la mayor capacidad productiva con el menor costo de explotación (4 a 5 US$/ton). En tal sentido, el caso de aplicación más relevante a nivel mundial es la mina El Teniente de Codelco Chile, con una producción que supera las 100.000 tpd, lejos la mina subterránea más grande del mundo. La tecnología disponible en la actualidad permite su aplicación en macizos rocosos de las más diversas condiciones geomecánicas. No obstante, las bondades del diseño minero dependen en gran medida del acierto en la estimación de la granulometría del material hundido. Las metodologías para tratar este problema no siempre conducen a soluciones correctas. El método acepta diferentes variantes, algunas de las cuales aún se encuentran a nivel de enunciado conceptual y otras en etapa de experimentación o validación a escala industrial. Las posibilidades de innovación no están agotadas. Permite una buena recuperación de las reservas comprendidas dentro de los límites del área a hundir, pero su selectividad es prácticamente nula. La dilución se puede manejar dentro de límites aceptables (< 10%) con un buen control de tiraje. La preparación de un área a hundir requiere de un gran volumen de desarrollos previos al inicio de la explotación. Esto significa mayores plazos de puesta en marcha y fuertes inversiones antes de producir. Es un método de escasa flexibilidad, que no acepta grandes modificaciones una vez iniciada la producción. Situaciones adversas no previstas o errores de apreciación de las condiciones geomecánicas del macizo rocoso, pueden conducir al abandono o la pérdida de reservas importantes.

1.3.OBJETIVOS 1.3.1. OBJETIVO GENERAL Comprender la concepción y operatividad del método hundimiento por bloques.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Explicar las características diferenciadoras y singularidades de este método. Comprender como se realiza la explotación en este caso. Conocer la geometría del método.

Teorizar los diferentes métodos de hundimientos existentes Comprender la maquinaria y los elementos necesarios para desarrollar la explotación con este método. Conocer cuáles son las ventajas y desventajas.

CAPITULO II: MARCO TEORICO 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Este método se usa para arrancar desde la base (nivel de explotación) un bloque de gran dimensión, solo aprovechando la fragmentación natural del yacimiento. El hundimiento de bloques se basa en una combinación del grado de fracturas internas del cuerpo mineralizado y la gravedad que hacen que este colapse. Por esta razón la perforación y voladura es mínima y solo se realiza en el nivel de corte (under cutlevel), luego la gravedad se encarga de fracturar todo el bloque En el hundimiento de bloques, el mineral se fractura y se rompe por sí solo debido a las tensiones internas y efectos de la gravedad. Por consiguiente se requiere sólo de un mínimo de perforación y tronadura en la explotación del mineral. Cada bloque tridimensional de gran área basal cuadrada y de varios miles de toneladas de mineral se cortan por la zona inferior (socavación), es decir, se excava practicando una ranura o abertura horizontal en la base inferior del bloque mediante tronadura. Así los bloques de mineral quedan sin apoyo, y las fuerzas de gravedad que actúan sobre esta masa producen fracturas sucesivas que afectan a los bloques por completo. Además, debido a las tensiones de la roca se produce la fragmentación del material, en tamaños que pueden ser manejados a través de piques de traspaso o mediante equipos cargadores. Block Caving explota por bloques, los cuales puedo elegir por sus leyes y cambiando de uno a otro por eso sin ningún problema. Un ejemplo de extracción de mineral a través de hundimiento por bloques (block Caving) se utiliza hoy en día en la Mina El Teniente, División de Codelco.

2.2. BASES TEÓRICAS SUBSIDENCIA: Consiste en el movimiento de una superficie cuya componente vertical de desplazamiento es claramente predominante sobre su componente horizontal. SUBSIDENCIA MINERA: por obras mineras o construcción de galerías subterráneas; consiste en el hundimiento de la superficie del terreno con motivo de la deformación y/o colapso de galerías generadas para la extracción de minerales o la construcción de túneles respectivamente cuando los terrenos colindantes intentan ocupar el suelo el vacío generado. 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. Incluye las correspondientes galerías de acceso o cruzados de cabecera. NIVEL DE HUNDIMIENTO (UCL): 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. 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.

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. 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. 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.

2.3. MARCO REFERENCIAL

CAPÍTULO I ESTÁNDARES DE LAS OPERACIONES MINERAS SUBTERRÁNEAS SUBCAPÍTULO I INGENIERÍA DEL MACIZO ROCOSO (*) Artículo modificado por el Artículo 1 del Decreto Supremo N° 023-2017-EM, publicado el 18 agosto 2017, cuyo texto es el siguiente: “Artículo 214.- En las etapas de exploración y explotación, -incluida la preparación y desarrollo de la mina-, el titular de actividad minera debe tener en cuenta: a) Que, de acuerdo al estudio geomecánico efectuado, el plan de minado debe considerar las condiciones más desfavorables de la masa rocosa del depósito mineralizado, para elegir el método de explotación de menor riesgo que permita la seguridad de los trabajadores y maquinarias, así como: una alta recuperación del mineral, la estabilidad de las excavaciones y la buena productividad. b) Registrar mensualmente los ensayos y pruebas de control de calidad, respecto de no menos del uno (1 %) del sostenimiento aplicado en dicho periodo. c) Registrar el monitoreo por estallido de rocas en base a la frecuencia de reportes de incidentes de este tipo, y en base a las labores sometidas a altas presiones por carga litostática. d) Los PETS relativos a temas geomecánicos deben incluir los materiales y estándares de acuerdo al trabajo realizado y deben ser actualizados por el área de Geomecánica de acuerdo al cambio de las condiciones geomecánicas de las labores. e) Que, durante la ejecución del plan de minado debe establecerse una relación de comunicación técnica y profesional entre las áreas de geología, geomecánica, mina y el Gerente de Seguridad y Salud Ocupacional. Dicha comunicación debe permanecer durante todo el proceso

de explotación, a efectos de prevenir el desprendimiento de rocas, especialmente cuando se atraviesa zonas de gran perturbación estructural. f) Que los avances de las labores mineras no deben exceder lo establecido en el plan mensual de minado, salvo modificación previa del mismo. g) Que se mantenga el ancho y la altura de los tajeos dentro de los parámetros establecidos en los cálculos de la geomecánica desarrollados para cada unidad de operación. h) Que el diseño de la sección y gradiente de las galerías y otras labores tengan en cuenta las características estructurales del macizo rocoso, sus propiedades geomecánicas, la utilización que tiene, y los elementos de servicio (agua, aire comprimido, cables eléctricos, ductos de ventilación) requeridos. i) Que todas las galerías y otras labores cuenten con refugios peatonales cada cincuenta metros (50 m) y las galerías principales de transporte cuenten, además, con áreas de cruce de los equipos motorizados con sus respectivas señalizaciones y/o semáforo. j) Que, en tramos de ciento cincuenta (150) a doscientos (200) metros, se construya accesos laterales adicionales o cruces para los vehículos considerando el vehículo más grande de la mina para facilitar el pase de los vehículos de ida y vuelta, considerando además un área necesaria para la construcción de cunetas para casos de drenaje o deshielo. k) Para la ejecución de las operaciones mineras subterráneas y superficiales, el titular de la actividad minera debe acreditar que cuenta con la asesoría de un profesional ingeniero, especializado y con experiencia en geomecánica, para cada Unidad Minera o Unidad de Producción”.

"ANEXO 1” PLAN DE MINADO ANUAL EXPLOTACIÓN EN MINERÍA SUBTERRÁNEA (CONCESIONES METÁLICAS Y NO METÁLICAS) El plan de minado aprobado por la Gerencia General del titular de actividad minera o quien haga sus veces debe contener lo siguiente: a) Plano general de ubicación de todas las instalaciones superficiales del proyecto, incluidas bocamina(s), botadero(s), cantera(s) de préstamo, planta de beneficio, revalera(s), talleres, vías de acceso, campamentos, enfermería y otros en coordenadas UTM WGS 84 y a escala adecuada. Gerencia de Asesoría Jurídica Osinergmin b) Estudio geomecánico detallado antes de iniciar el laboreo que permita caracterizar el macizo rocoso por áreas en interior mina, conducente a determinar el método de explotación más adecuado así como los controles y métodos de sostenimiento. c) Diseño de labores mineras por áreas, sustentando ciclos (perforación, voladura, carguío, transporte, ventilación, relleno, drenaje, entre otros), precisando el tiempo de sostenimiento máximo. d) Diseño detallado de los botaderos, incorporando secuencia de llenado del mismo y medidas de control de estabilidad física, además de implementar recomendaciones del EIA y planes de cierre respectivos.

e) Diseño detallado del polvorín, almacenes de sustancias peligrosas y sub estaciones eléctricas (o casa de fuerza), incorporando medidas de seguridad y manejo de contingencias. f) Diseño detallado del sistema de ventilación, garantizando la efectividad en la ventilación con una instalación mayor o igual a la capacidad instalada. g) Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional (Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional, Organigrama, Manual de Organización y Funciones, Estándares, PETS, Trabajos de alto riesgo, Programas de Capacitación al Personal, IPERC de línea base y continuo, Programa de Monitoreo de Agentes Físico - Químicos) h) Programa detallado de avances y labores mineras (tajeos, galerías, cruceros, subniveles, chimeneas, entre otras), adjuntando planos en planta por nivel. i) Cronograma de ejecución de las actividades."

CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO 3.1. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS El diseño de un block caving lo determina la clasificación geomecánica del macizo rocoso a hundir, que se traduce en una estimación de la granulometría esperada del material producto del hundimiento. Numerosas investigaciones con modelos a escala, validadas por la práctica, concluyen que el diámetro de la columna que se extrae aisladamente por un punto de extracción es proporcional al tamaño del material. Si la extracción o tiraje es interactiva, vale decir, a partir de puntos de extracción múltiples, ese diámetro puede aumentar hasta 1,5 veces. En suma, la granulometría o tamaño del producto determina el espaciamiento máximo posible de la malla de extracción, de modo que los elipsoides de tiraje se intersecten. A su vez, dicho espaciamiento determina la configuración geométrica modular del sistema de labores. 3.1.1. ARRANQUE Sólo se requiere perforación y tronadura para socavar o cortar la base de la columna mineralizada, corte de una altura que oscila entre 5 a 15 m. A esta operación se le denomina hundimiento, y se realiza con tiros radiales en abanico de 50 a 75 mm de diámetro barrenados con jumbos electro-hidráulicos. La longitud de estos tiros puede variar entre unos 5 a 20 m. El resto de la columna se desploma y se fragmento por el efecto combinado de los esfuerzos naturales que actúan sobre el macizo rocoso y el desequilibrio generado por el proceso de socavación basal.

3.1.2. MANEJO DE MINERAL SISTEMA CONVENCIONAL CON EXTRACCIÓN MANUAL: Se aplica en cuerpos mineralizados de fácil hundibilidad, que se fragmentan generando un material o producto de granulometría fina a mediana. Las dimensiones de la malla de extracción varían entre 7,5 x 7,5 m hasta unos 12,0 x 12,0 m. Operarios de extracción o “buitreros”, manipulan las compuertas emplazadas en el nivel de producción, haciendo correr el mineral a través de una parrilla de control de tamaño. Rendimientos normales del orden de 150 a 500 [ton / hombre – turno] según el tipo de roca. El material grueso que no pasa por la parrilla es reducido a golpes de mazo en la misma parrilla. Si el problema de atascamiento se produce en el embudo, se recurre a pequeñas cargas explosivas. El mineral se traspasa directamente por gravedad a un nivel de transporte (FF CC, cintas transportadoras o camiones) a través de sistemas de piques ramificados.

EXTRACCIÓN MECANIZADA CON SCRAPERS: Se utiliza también para condiciones de granulometría fina a mediana, pero principalmente cuando el nivel de transporte se ubica inmediatamente debajo o muy cerca del nivel de producción. En cada galería de producción se instala un scraper que arrastra el mineral (30 a 60 m) hasta piques cortos ubicados en la cabecera del bloque, a través de los cuales se carga directamente a carros de ferrocarril o también a camiones. Los bolones que no es capaz de arrastrar la pala se reducen de tamaño en la misma galería mediante pequeñas cargas explosivas. EXTRACCIÓN MECANIZADA CON EQUIPOS LHD: Se aplica cuando se trata de macizos rocosos competentes, poco fracturados, que se hunden generando fragmentos o colpas de gran tamaño. Se utilizan palas de 5 a 8 yardas cúbicas de capacidad. Las dimensiones de la malla de extracción pueden variar en este caso entre 12,0 x 12,0 m hasta unos 17,0 x 17,0 m. Los equipos LHD extraen y cargan el mineral desde los puntos de extracción y lo transportan hasta los puntos de traspaso regularmente distribuidos a distancias del orden de 80 a 120 m. Su rendimiento 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 tamaño en los mismos puntos de extracción utilizando cargas explosivas. Un segundo control de tamaño se realiza en los puntos de vaciado dotados de parrillas o alternativamente en un subnivel inferior en cámaras de picado especialmente dispuestas para estos fines. En ambos casos se utilizan martillos picadores estacionarios o semi- estacionarios de accionamiento hidráulico. La capacidad productiva del sistema de extracción se mide o expresa en [ton / m2 hundido x día]. 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. 3.1.3. VENTILACIÓN El block caving es un método que requiere un suministro intensivo de ventilación, en especial al nivel de producción, donde se concentran un conjunto de operaciones altamente contaminantes con presencia de personal: extracción y traspaso (polvo); tronadura secundaria (gases); y también, en muchos casos, carguío y transporte con equipo diésel (polvo y gases). La solución clásica es disponer un subnivel de ventilación ubicado unos pocos metros más abajo del nivel de producción (15 a 30 m). Consiste en un conjunto de galerías paralelas coincidentes 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 estas galerías y retorna al subnivel de ventilación por otras chimeneas similares ubicadas en la línea de bloques siguiente. Para tales efectos, es necesario disponer de túneles y/o piques principales de inyección y extracción de aire, dotados de los correspondientes ventiladores. Estas labores forman parte de lo que se denomina infraestructura general de la mina.

3.1.4. 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 y concentración de esfuerzos asociadas al proceso de hundimiento. 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. Cuando se trata de roca competente (granulometría gruesa), donde se aplica un sistema de extracción mecanizado con equipos LHD, se requieren galerías de sección más grande (4,0 x 3,6 m). En estos casos, dependiendo de las condiciones locales, se recurre a soluciones que contemplan progresivamente apernado sistemático, malla de acero y shotcrete. Las situaciones más críticas se presentan en las intersecciones de las galerías de producción con los brazos de carguío y en las viceras de los puntos de extracción. Para mantener su estabilidad se 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. Se recurre incluso a revestimientos con planchas de acero o rieles insertos en hormigón.

3.1.5. DETERMINACIÓN DE HUNDIBILIDAD El grado de hundimiento de un bloque está controlado principalmente por los tipos de rocas, el fracturamiento y la dureza de ellas; así como la presencia de agua y la permeabilidad de las rocas. A continuación se muestra la relación del grado de fracturamiento con estas propiedades. 3.2. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS 3.2.1. ESTRATEGIAS DE HUNDIMIENTO O SOCAVACIÓN Por estrategia de socavación se hará referencia a la secuencia de construcción de las labores productivas, es decir, la temporalidad de la tronadura de socavación relativa al desarrollo de las labores en los niveles de hundimiento y producción, y a la apertura de las bateas. Diversos autores (Brown, 2007; Laubscher, 2000; Wattimena, 2003) coinciden en que las estrategias de socavación más importantes son: 3.2.1.1. HUNDIMIENTO CONVENCIONAL La secuencia constructiva de labores utilizada en esta metodología se muestra en la siguiente figura, y se detalla a continuación (Karzulovic, 1998; Rojas et al, 2000): 1.

Desarrollo labores Niveles de producción y de Hundimiento.

2.

Apertura de Bateas de extracción.

3. Tronadura de socavación en el nivel de hundimiento, avanzando con el frente de hundimiento hacia las bateas abiertas. 4.

Inicio de la extracción.

En este caso, prácticamente no hay diferencia entre el frente de extracción, limitado por la última línea de bateas incorporadas a producción, y el frente de socavación, asociado al avance del corte basal en el nivel de hundimiento. Dada la secuencia constructiva, al desarrollarse las labores del nivel de producción por delante de la frente de hundimiento, éstas se ven sometidas a la zona de abutment stress, indicadas por flechas continuas en la figura 2-2. Esto generará un primer impacto en el pilar corona del nivel de producción, el cual se verá intensificado una vez que se produzca la apertura de bateas.

Con respecto a la utilización de esta estrategia de socavación, Butcher (2000) sugiere que, como guía general, su uso debería ser analizado seriamente si por ejemplo, la profundidad de la faena es mayor a 500 metros o bien si el área de socavación tiene un radio hidráulico mayor a 17. 3.2.1.2. HUNDIMIENTO PREVIO La aparición de técnicas de socavación alternativas a la metodología convencional es el resultado de una serie de investigaciones y pruebas cuyos orígenes se remontan a principios de la década de 1970 (Karzulovic, 1998). En aquellos años, ya se consideraba el potencial uso de excavaciones de protección, que mediante la generación de sombras de esfuerzos, podrían disminuir el riesgo de ocurrencia de inestabilidades geotécnicas asociadas a concentraciones de esfuerzos. Posteriormente, a comienzos de los años 80, y luego de diversos estudios de aplicabilidad de este concepto en la mina El Teniente, se definió el llamado “hundimiento previo”, en donde la socavación del bloque estaría adelantada respecto a la preparación de las labores en el nivel de producción. En esta mina, el primer caso conocido de la aplicación exitosa de esta técnica fue en el sector Teniente 4 Sur LHD a principios de la década de 1990, donde se construyó un nuevo nivel productivo 15 metros abajo del nivel de producción inicial, con el propósito de recuperar reservas abandonadas producto de colapsos, alcanzando excelentes resultados tanto desde el punto de vista geotécnico como productivo. Posterior a eso, y dada la probada aplicación de la variante, ha sido habitual la consideración de esta estrategia, o bien del método de hundimiento avanzado, en el diseño conceptual de socavación de otros sectores de El Teniente (Rojas et al, 2000; Laubscher, 2000). A diferencia de la estrategia convencional, y como se muestra en la siguiente figura, en este método la secuencia constructiva de labores es la siguiente (Karzulovic, 1998; Rojas et al, 2000): 1.

Preparación de labores en el nivel de hundimiento.

2. Tronadura de socavación en el nivel de hundimiento avanzando con el frente de socavación hasta alcanzar una cierta distancia por delante del futuro frente de extracción. 3.

Preparación de labores en el nivel de producción.

4.

Apertura de bateas bajo área socavada.

5.

Inicio de la extracción

La principal característica del método es el desarrollo de todas las labores del nivel de producción bajo área completamente socavada, hasta una distancia de seguridad por detrás del frente de socavación. De este modo, la concentración de esfuerzos que se forma por delante y hacia abajo de dicho frente tiene un efecto mucho menor sobre las instalaciones del nivel de producción, tal como se aprecia en la siguiente figura. Brown (2007) menciona que la distancia de seguridad puede estimarse utilizando la regla de los 45º, asumiéndola idéntica a la separación entre los niveles de producción y de hundimiento. Sin embargo, el mismo autor plantea que en algunas minas, por ejemplo en el sector Esmeralda de el Teniente, ha sido más satisfactorio mantener una mayor distancia que la recomendada por esta regla, llegando a utilizar una franja de seguridad de 22.5 m, teniendo una separación entre niveles de no más de 18 m. 3.2.1.3. HUNDIMIENTO AVANZADO Diversos autores mencionan que el hundimiento previo puede ser considerado como una variante del hundimiento avanzado (Brown (2007), Trueman et al (2002) y Wattimena (2003)). En este método, la socavación en el nivel de hundimiento se realiza sobre un nivel de producción parcialmente desarrollado. La secuencia constructiva de labores se detalla a continuación (Karzulovic, 1998):

Desarrollo de las labores del nivel de hundimiento, y de algunas del nivel de producción. 1.

En general solamente se construyen las calles de producción.

2. Tronadura de socavación en el nivel de hundimiento avanzando con el frente de socavación hasta alcanzar una cierta distancia por delante del futuro frente de extracción. 3. Se desarrollan las restantes labores del nivel de producción en el sector bajo el área socavada. 4.

Se realiza la apertura de las bateas.

5.

Se inicia la extracción.

Las bateas son preparadas en una zona relajada desde el punto de vista geotécnico, usualmente considerando como mínima distancia de seguridad, medida en la horizontal, entre la frente de socavación y la línea de incorporación bateas, una distancia dada por la regla de los 45º (Brown, 2007). Actualmente, la tendencia en el diseño de block caving es seleccionar la estrategia de socavación avanzada, para aprovechar sus ventajas principalmente en cuanto a la reducción de los niveles de fortificación y la mayor productividad del método (Brown 2007). Basta con revisar en la literatura algunos diseños propuestos en los últimos años para confirmar lo anteriormente expresado: Premier Diamond Mine (Bartlett and Croll, 2000), Palabora (Calder et al, 2000), Northparkes E26 lift 2 (Silveira, 2004) y Argyle (Undercutting Workshop, 2008) y Freeport DOZ (Undercutting Workshop, 2008). Pese a lo anterior, Bartlett y Croll (2000) plantean que la continua profundización de la minería de caving incrementará de tal manera las magnitudes de los esfuerzos, que para evitar niveles de daño considerables en la infraestructura del nivel de producción, la mejor opción para manejar el daño consistirá en implementar un hundimiento previo, en particular a profundidades cercanas a los mil metros. Lo anterior se reafirma en el trabajo de Beck (2006), quien concluyó que en un ambiente de altos esfuerzos, emplear socavación avanzada se traducirá en elevados niveles de daño en el nivel de producción, por lo que la estrategia de socavación previa puede tener algunas ventajas, en particular en torno a los mil metros de profundidad. 3.2.1.4. METODOLOGÍA HENDERSON Esta técnica de socavación corresponde a un caso particular de la estrategia convencional, en que la mayor parte de la perforación y tronadura de las bateas se realiza desde el nivel de hundimiento, de manera adelantada con respecto a la tronadura de socavación propiamente tal (ver siguiente figura). Según Brown (2007), esta alternativa permite que los pilares y las labores del nivel de producción estén expuestos por períodos más breves a elevados niveles de esfuerzos inducidos, causa principal del daño en las minas de block o panel caving. Para Laubscher (2000), debido a la exitosa aplicación en la mina Henderson, es sorprendente que no se haya adoptado esta técnica en otras faenas similares donde al año 2000, más de 2000 puntos de extracción habían sido incorporados en producción mediante esta metodología. CAPITULO IV: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS 4.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

4.2. PRESUPUESTO

CAPITULO V: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 http://www.tesis.uchile.cl/bitstream/handle/2250/104942/rivero_va.pdf?sequence=3  http://es.scribd.com/doc/57805868/Hundimiento-Por-Bloques  http://www.andeangeology.equipu.cl/index.php/revista1/article/viewFile/V1n1-a01/1052  http://www.mineriacatamarca.gov.ar/LinkEducativo/InformacionAcademica/Metodos_de_ mineria_subterranea.pdf  http://intrawww.ing.puc.cl/siding/public/ingcursos/cursos_pub/descarga.phtml?id_curso_ic =1781&id_archivo=69286  http://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/PlantillaMarcoLegalBusqueda/D S-024-2016-EM.pdf

CAPITULO VI: ANEXOS

Figura n°1. Esquema de hundimiento por bloques.

Figura n° 2. Esquema de hundimiento por bloques.

Figura n° 3. Esquema de las áreas de producción en el método hundimiento por bloques.

Imagen n° 1. Eficiencia del hundimiento relacionado al fracturamiento.

Imagen n° 2. Eficiencia del hundimiento en relación a la dureza de la roca.

Figura n° 4. Secuencia constructiva en el método de hundimiento convencional (Rojas et al, 2000)

Figura n° 5. Esfuerzos inducidos por una socavación del tipo convencional (Karzulovic, 1998)

Figura n° 6. Secuencia constructiva en el método de hundimiento previo en el Teniente (Rojas et al, 2000)

Figura n° 7. Esfuerzos inducidos generados por una estrategia de socavación previa (Karzulovic, 1998)

Figura n° 8. Secuencia constructiva en el método de hundimiento avanzado en mina El Teniente (Jofré et al, 2000)

Figura n° 9. Distribución de esfuerzos generada por una estrategia de socavación avanzada (Karzulovic, 1998)

Figura n° 10. Perforación de socavación y de excavación de bateas usado en la mina Henderson (Brown, 2007).

Cuadro n° 1. Secuencia constructiva de labores respecto a la socavación en minería por hundimiento

Cuadro n° 2. Comparación estrategias de socavación