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Diseño.
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MI57GProfesor Raúl Castro
Semestre Primavera 2007
ContenidosIntroducción a método de explotación por
hundimiento (caving)
Niveles de extracción en block/panel caving
Diseño de puntos de extracción y zanjas
Medidas de evaluación de diseños
IntroducciónBlock/Panel Caving son métodos masivos de
explotación de mineral.
Se basa en el colapso del material cuando la base del bloque se ha removido
La granulometría del mineral y estéril depende de las características intrínsecas del mineral y de los esfuerzos que actúan en la roca in-situ y fracturada durante el proceso de caving y flujo de roca.
Parámetros de diseño del nivel de producción en Block/Panel Caving
Determinado por la granulometría esperada del proceso de caving: Distancia entre puntos de extracción: recuperación Manejo de materiales
Por ejemplo:
Material fino puede ser extraído mediante sistema de traspaso integral utilizando parrillas a una distancia de puntos de extracción de 4-6 m.
Material grueso requiere de ser transportado en el nivel de producción y por lo tanto requiere de nivel de reducción secundaria en el nivel y carguío por medio de equipo mecanizado. La distancia entre puntos es un trade-off entre el equipo y la recuperación esperada.
DefinicionesNivel de producción
Es el nivel a través del cual la roca quebrada es cargada y transportada
Disposición de puntos de extracciónEl arreglo de calles de producción, galería de
zanjas, puntos de extracción en el nivel de producción
DefinicionesMajor apex
El pilar que se forma entre puntos de extracción ubicados en la misma calle
Minor apexEl pilar que se forma entre puntos de
extracción ubicados opuestos a la calle de producción.
Block Caving con hundimiento tradicional
Block Caving en Mina Palabora (South Africa), Moss (2007)
Unidad básica de explotación
Factores a considerar en el diseño del nivel de producción
Recuperación/dilución: interacción de zonas de flujoCondiciones geotécnicas: estabilidad del nivelFragmentación: incidencia en recuperación y manejo
de materialesFactores operacionales: layout operativo a equipos de
carguíoDisposición de puntos de vaciado/reducción
secundariaViseras de puntos de extracción: desgaste de viseras
durante la extracción
7.10
Espaciamiento de puntos de extracción (Richardson 1981)
(a) Espaciamiento excesivo
(b) muy cerca
7.11
Layout Ideal en un block/panel caving (Richardson 1981)
(a)Layout Hexagonal (b)
Layout cuadrado
Sistemas de carguío en block/panel caving
Parrillas: granulometría finaScrapers: granulometría intermediaLHD: granulometría gruesaMinería continua (proyecto): roca
acondicionada
Block caving, Miami Mine, Arizona, USA(Lewis & Clark 1964)
1.13
Diseño de la base:
•Block caving con granulometria fina (<0,5 m)•Puntos de extracción estan espaciados equidimensionalmente•Requiere perforación manual durante la preparación•Utiliza un diseño gravitacional integral•Inicialmente espaciamiento a 4,8 x 4,8 m a 9 x 9 m•Altas productividades por hombre (800 ton/turno/hombre)
SISTEMA DE TRASPASO PARRILLAS (PARRILLAS-GRIZZLY)
Zanjas recolectoras en Andina
DDDD
Nivel de producción en parrillas
Block Caving con scrapers
cabezera
Evolución a Block Caving mecanizado (LHD):Mina El Salvador (Chile)
Estocadas
Puntos de carguío
Galería Base
24 m
12,5 m
28,6 m
16 m
14,3 m 15,5 m14,3 m
55º
Equiespaciadas a 16 x 16 m
•Diseño original, resulto como producto de problemas en el tamaño de colpa•Se ajusto para que el equipo funcionase
Espina de pescado
Zanja continua
Herringbone (Henderson mine USA)
Offset herringboneCaracterísticas:Se observan puntas de diamanteEste layout permite proteger el punto opuesto si se produce una explosión de barro
Normal herringboneCaracterísticas:Ideal para equipos LHD eléctricosSe crean un span entre puntos opuestos al pilar mayor
Puntas de diamante
Northparkes layout
Características:
•Este layout es ideal para equipo LHD eléctrico.
•Se deja un pilar para colocar puntos de vaciado y ventilación y que no queden sujetos a esfuerzos por el abutment
Henderson
Block Caving en Chile
ReferenciasThirty years evolution of block caving in Chile
(MassMin 2004, pp 387-392)
Block Caving at El Teniente mine, Chile (Tran Inst Min & Metall 98: January-April 1989)
El Teniente
Estocadas
de Carguío
Proyección de la Zanja
Punto de extracción
Chimeneas de
traspaso
Calles
30 m
Caracterización mallas de tiraje
Propósito Los objetivos del nivel productivo son :
1. Recuperación de mineral2. Estabilidad de la mina3. Extracción (equipos)
Se han propuestos índices para evaluar una u otra malla en términos de su recuperación, operatividad y estabilidad
Se han modelado estas mallas desde el punto de vista de estabilidad
Caracterización de mallas de tiraje
Densidad de la malla de tiraje = suma (área de influencia de los puntos de tiraje)
numero de puntos de extracción
Atotal
Área de influencia de un punto de extracción (m2): se asume que el diseño es optimo, es decir, que el espaciamiento es tal que se produce flujo en masa.
A
n
1 2
Caracterización de mallas de tiraje
Anisotropía de la malla = máxima área de influencia de punto de extracción
mínima área de influencia de punto de extracción
Distorsión de la malla= máxima distancia entre puntos contiguos
mínima distancia entre puntos contiguos
d1d
2
Caracterización de mallas de tiraje
Holgura de la malla= longitud disponible de la estocada largo del equipo
Sustentación de la malla= área ocupada del pilar
área total
Ejercicio: calcular los indices para las mallas tipo Teniente y Herringbone
Frecuencias relativas de usos de mallas de extracción (Flores & Karzulovic 2002)
EXTRACTION LEVEL LAYOUT
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60R
EL
ATI V
E F
RE
QU
EN
CY
Herringbone Teniente Other
Bench mark espaciamiento de calles de producción (Flores & Karzulovic 2002)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
PRODUCTION DRIFT SPACING (m)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
RELATIV
E F
REQ
UEN
CY
TIME PERIOD
Before 1970 From 1970 to 1990 After 1990
7.32
General vertical section, Henderson Mine, USA (Keskimaki et al 2004)
7.33
Level 7210 ore bin layout, Henderson Mine, USA (Keskimaki et al 2004)
7.34
Loading chute
675 Tonne cap,Storage bin
Ore pass &Exhaust raise
Northparkes ore handling philosophies (Duffield 2000)
Minimise the amount of ore handling
Minimise the number of stages in the ore block size reduction process
Size the crusher to handle the largest block size that a LHD can carry
Install a continuous ore production and handling system (the underground “rock factory” concept)
7.35
Extraction level layout, Northparkes E26 Lift 1, Australia
7.36
Extraction level layout, Lift 2, Northparkes E26 Mine, Australia (Flores & Karzulovic 2002)
7.37
Extraction level layout, Palabora Mine, South Africa
7.38