block caving

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José Fabián Martínez Martínez. Arturo Iván Álvarez Zamora. Alexis Bautista Hernández. Universidad de Guanajuato Departamento de Minas, Metalurgia y Geología Elementos de la minería

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OBRAS DE PREPARACION

Jos Fabin Martnez Martnez.Arturo Ivn lvarez Zamora.Alexis Bautista Hernndez.

Universidad de GuanajuatoDepartamento de Minas, Metalurgia y Geologa

Elementos de la minera

El block Caving o hundimiento de bloques es un mtodo de explotacin complejo, aplicado en minera subterrnea a cuerpos masivos de mediana a baja ley. Esta clasificado dentro de los mtodos de hundimiento.

Campo de aplicacin

Este mtodo es comnmente utilizado en cuerpos mineralizados masivos de mediana a baja ley (prfidos), cuyos indices de fractura son altos. El mineral debe ser tan quebradizo que se rompa por la accin de su propio peso y de la presin del terreno de recubrimiento ( roca encajonante).Se requiere que las leyes del cuerpo sean regulares, dado que este mtodo no permite explotacin selectiva por sectores. Los limites del cuerpo mineralizado deben ser regulares.El mtodo no resulta apropiado para la explotacin de minerales que se oxiden en contacto con el aire y el agua y se recubran de una capa que haga imposible su desplazamiento.Los yacimientos con limites rectilneos y una superficie de contacto lisa resultan ventajosos, ya que el mineral se contamina menos con los fragmentos de roca encajonante desprendidos.Resulta ventajoso que las condiciones de iluminacin de la mina permitan distinguir el mineral de la roca encajonante.

La caracterstica principal es la fragmentacin de la roca producto de los esfuerzos de la tierra y el aprovechamiento de la fuerza de gravedad para su transporte y posterior extraccin desde puntos definidos.

Descripcin general Se realiza la subdivisin del cuerpo mineralizado en bloques, cada uno de ellos considerado una unidad independiente de explotacin.

El cuerpo mineralizado se subdivide en bloques de entre 3,600 m2 a 10,000 m2 de base, el mtodo consiste en el hundimiento de una columna mineralizada provocado por la excavacin controlada de su base mediante barrenacin y voladura.El mineral se fragmenta y cae por su propio peso y por la presin del techo. Por consiguiente, se ahorran muchos explosivos y trabajo de perforacin del bloque, siendo, en comparacin con otros mtodos, del 10 al 20% nicamente.El 80% del mineral se arranca por hundimiento.Descripcin del mtodoLas fuerzas que actan en la roca (preexistentes) se encuentran en equilibrio entre si. Al excavar la base se crean nuevas fuerzas denominadas esfuerzos inducidos, estas fuerzas comienzan a redistribiurse, generando y agrandando fracturas en la roca.

Todo lo anterior combinado con la fuerza de gravedad genera que los puntos de extraccin construidos en la base del bloque se rellenen con el material fragmentado. Cuando esto ocurre la situacin de equilibrio en el macizo tiende a restablecerse.

En los denominados puntos de extraccin el material fragmentado se retira con maquinarias, cuando esto ocurre nuevamente se rompe el equilibrio de fuerzas y el material continua fragmentndose y cayendo, sucesivamente hasta que en la superficie comienza a generarse un crter.

El proceso se termina cuando se ha extrado la totalidad de la columna de mineral y los puntos comienzan a ser rellenados por material estril.Minas que usan Block Caving

El yacimiento se divide en grandes secciones o bloques con un tonelaje suficiente para muchos aos de explotacin.Como cualquier mtodo es necesario preparar las o la obra de acceso principal, en este caso se acceder a la base del bloque mediante una rampa, y para extraccin del mineral se har mediante un tiro, como se muestra a continuacin.Obras de preparacin

Entrada principal (Rampa)Acceso a mineral subterrneoPendiente al 10Tiro, para extraccin del mineral, tan profundo como el cuerpo mineralizado.Cuerpo mineralizadoEl sistema de hundimiento de bloques requiere una gran planificacin y un trazado inicial detallado, que incluye un complejo sistema de excavaciones bajo el bloque.Inmediatamente despus del desarrollo de la rampa se desarrollan tres niveles, que seria el nivel de hundimiento, nivel de produccin y el nivel de acarreo.Adicionalmente se desarrolla un nivel de ventilacin situado entre el nivel de acarreo y produccin.

Como a continuacin se muestra :

Nivel de produccinNivel de hundimientoNivel de acarreoEn 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 aprox..Nivel de hundimiento

Obras paralelas (Ftes. de hundimiento)Para realizar el corte se barrena en forma de abanico, los barrenos pueden ser de 50 a 70 mm y tener una longitud variada (5-20 m)

Es la segunda etapa del mtodo, consiste en desarrollar frentes paralelas que estn conectadas por cruceros , y que permiten la extraccin del mineral, en los cruceros es donde se encuentran los C/P campanas de extraccin que comunican este nivel con el de hundimiento.Nivel de produccin

Obras paralelas de 4 x 3.50 m aprox.(Frentes de extraccin)Es el nivel donde se instalan las bandas que corren a lo largo del bloque y llevan el mineral a la zona de extraccin, tiene una seccin de 5 x 5 m aprox.Nivel de acarreo

Vaciadero de nivel de produccina nivel de acarreo, aqu puede estar una quebradora.Nivel de acarreoAdems se requieren de obras como:Puntos de extraccin: se trata de excavaciones que conectan el nivel de produccin con el nivel de hundimiento.Piques de traspaso: son labores verticales o inclinadas que conectan el nivel de produccin con el nivel de transporte.Subnivel de ventilacin: conjunto de galeras paralelas espaciadas ubicadas bajo el nivel de produccin. El aire se inyecta por contrapozos y recorre hacia el subnivel de ventilacin.Frentes.contra frentes.Cruceros de extraccin.

Mtodo de explotacin ventilacin Cuartos y pilaresBuena Tumbe sobre cargaMalaBarrenacin largaBuenaCorte y rellenoRegularFrentes largasBuenaHundimiento por subnivelesBuenaHundimiento por bloquesBuena Ventilacin relativaScraper.Ancladores.Jumbos.Equipos de barrenacion larga. Camin y/o locomotoras.Sprayer.Equipos LHD.Quebradoras. Bandas trasportadoras.Robbins Equipo utilizado.

NIVELES DE PRODUCTIVIDAD ALCANZABLE

El mtodo de hundimiento de bloques es considerado como un proceso de bajo costo y alta productividad.

Las recuperaciones suelen estar entre el 80 y 95%.

Es un mtodo utilizado en muchas de las minas subterrneas mas grandes del mundo.Se pueden producir desde 5,000 hasta 100, 000 toneladas por da, dependiendo de la magnitud del yacimiento y la mecanizacin.

Una de las ventajas del mtodo es su bajo costo.

Sin embargo requiere una gran inversin inicial para elaborar las obras de preparacin.COSTOS RELATIVOS

La frecuencia de accidentes en este mtodo son muy bajas. Lo que nos indica que es mas seguro que otros mtodos.Comparacin de seguridadMETODOSEGURIDADCuartos y pilaresBuenoTumbe sobre cargaMalaBarrenacin largaBuenoCorte y rellenoRegularFrentes largasBuenoHundimiento por subnivelesBuenoHundimiento por bloquesBuenoSeguridad relativaMina % de recuperacin% dilucinCornwall10017Grace8520Mather6710Thetford10020Creighton9515Climax92.515San Manuel10012Urad10015De beers10020El teniente9110-20Niveles de dilucin Mtodo de explotacin % de dilucinCuartos y pilares5Tumbe sobre carga10Barrenacin larga15Corte y relleno5Frentes largas5Hundimiento por subniveles10 15Hundimiento por bloques15Dilucin relativaEs un mtodo muy econmico.Es altamente productivo respecto a otro sistema de minadoDurante la produccin requiere de poca perforacin, poca voladura y poco sostenimiento.Permite un buen control de las condiciones de trabajo.Permite una alta produccin.Escaso numero de personal.Buena seguridadAltos porcentajes de recuperacin del minera.Alto grado de mecanizacin y automatizacin.

Ventajas La existencia de agua y materiales plsticos dificultan la explotacin.Las alteraciones en la superficie son importantes.La inversin del capital es grande y la preparacin larga.Alta dilucin. No es posible la explotacin selectiva de mineral de alta y baja ley.Taponamiento de puntos de extraccin.Desventajas del MtodoFundamentos de block Caving-Catedra Codelco tecnologa minera.Manual para la seleccin de mtodos de explotacin de minas- Vctor Manuel Lpez ; UNAMFundamentos del laboreo de minas.Mtodos para la explotacin de minerales Estudios mineros del Per.Estabilidad del nivel de produccin 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.

BibliografaMcMahon, B.K., and Kendrick, R.F., 1969 Predicting the Block Caving Behavior of Orebodies..