13-Principios de Block Caving

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Fundamentos de Block/ Panel Caving

Ctedra Codelco de Tecnologa Minera MI 58B: Diseo de Minas Subterrneas

Instructor: Enrique Rubio

Block and panel caving Block caving Mtodo de explotacin masivo en la cual un bloque de mineral en algunos casos representando el rea basal del cuerpo mineralizado se corta en su base y luego a partir de la extraccin se produce la propagacin del hundimiento Panel caving es una forma del mtodo de hundimiento en que bloques consecutivos se hunden en forma continua de modo de evitar la dilucin latera y los esfuerzos de relajacin producidos en el mtodo convencional de block Ctedra Codelco de Tecnologa Minera Instructor: Enrique Rubio caving. MI 58B: Diseo de Minas Subterrneas

Sistema Minero de Block CaveCaving Undercut Drilling Undercut Level Draw Point Production Level

Tipping point Grizzly Conveyor

Ore Passes FeederSecondary Breakage

Haulage Level Ventilation Level Crusher 2nd Haulage

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Instructor: Enrique Rubio

Caracteristicas del Mtodo Utilizado por las minas subterrneas ms grandes del mundo Alta produccin: 5,000 to 45,000 tpd El menor costo de produccin por tonelada

Excelente productividad por persona y equipos Se puede automatizar Posee una bajo grado de selectividad

Se requiere de una fuerza de trabajo con conocimiento de las labores subterrneas

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Instructor: Enrique Rubio

Block Caving Cuerpos masivos con una proyeccin en planta suficiente para inducir el hundimiento de la roca La roca mineralizada a hundir debe ser medianamente competente 3A-4A La roca estril de techo debe ser hundible La roca de caja puede ser competente como en el caso de pipas diamantiferas Se induce el hundimiento de la roca a travs del corte basal 4-12 m. El hundimiento se propaga en la medida que la roca es extrada del hundimiento utilizando la infraestructura de produccin Fine material complete gravity flow model Highly productive 0.75 t/m2/da, lower operations cost 2.5 $/t high capital cost 1500 $/m2 Productividad 12000 a 48000 tpd Dilucin 20% Recuperacin 75% Costo 2.1-5$/t

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Panel Caving Existe interfase mineral estril Se incorpora rea una gran parte de la vida de la mina Se desarrolla para poder tener un mejor control de la dilucin horizontal Coarse rock, equipment can handle different volumes Productivity 0.55 t/m2/da, Operation cost 3.5 $/t Capital cost 700$/m2

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Why is Block Caving relevant?Bingham Canyon Henderson IVANHOE

Philex_Padcal Freeport_DOZ

ChuquicamataEl Salvador Andina El Teniente De BeersPremier

De BeersFinsch RTZ_Palabora

RTZ_Argyle

RTZ_Northparkes

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New Mines Mines in operations 2003 Instructor: Enrique Rubio

Algunos IndicadoresMina El Teniente El Salvador Andina Henderson Bell Premier Shabanie Philex Lutopan Freeport Northparkes Pais Chile Chile Chile USA Canada Sudfrica Zimbawe Filipinas Filipinas Indonesia Australia Layout Produccin (Mt) LHD/Parrillas 54 LHD 10 LHD/Parrillas 16 LHD 5.4 LHD 0.9 LHD 3 LHD 1.3 LHD/Parrillas 10 Parrillas 9.4 LHD 18 LHD 3.9 Productos Cobre Cobre Cobre Molibdeno Asbestos Diamantes Cobre Cobre Cobre Cobre/Oro Cobre/Oro

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Instructor: Enrique Rubio

Evolution of daily production rates at selected large underground minesImperial College underground excavations project Emergence of modern mining geomechanics. Founding of ISRM International Caving Study

160000 140000 120000 TONNES PER DAY 100000 80000

El Teniente

Bingham Canyon

60000 40000 20000 0 1880Miami Mount Isa

San Manuel Climax Kiruna Malmberget Premier Kidd Creek Salvador Henderson Andina Olympic Dam Palabora Freeport IOZ/DOZ Ridgeway

1900

1920

1940

1960 YEAR

1980

2000

2020

2040

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Instructor: Enrique Rubio

Brown (2004)

Evolution of maximum mining depth for selected minesEmergence of modern mining geomechanics. Founding of ISRM

Imperial College underground excavations project

International Caving Study

3500 3000 2500 DEPTH (m) 2000

Kidd Creek

Mount Isa Henderson Bingham Canyon Palabora Ridgeway Andina Salvador Freeport (DOZ) Olympic Dam

15001000 500El Teniente

Kiruna

0 1880

1900

1920

1940

1960 YEAR

1980

2000

2020

2040

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Brown (2004)

PrincipiosHundimiento

FragmentacinFlujo

(Duplancic & Brady 1999)

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Aspectos Crticos de Minera de Block Caving Propagacin Fragmentacin/ Flujo Esfuerzos

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Aspectos Crticos de Minera de Block Caving Propagacin Fragmentacin/ Flujo Esfuerzos

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Aspectos Crticos de Minera de Block CavingKvapli & Jenike 1960s

Propagacin Fragmentacin/ Flujo EsfuerzosLaubscher, Susaeta

HIZ

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Aspectos Crticos de Minera de Block Caving Propagacin Fragmentacin/ Flujo Esfuerzos

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Sub 6 RockInstructor: Enrique Rubio Collapse Nov,02

Modelo ConceptualOre Body Cavability Undercut Design Draw Height Stresses Layout Design Gravity Flow Fragmentation Mining Sequence Dilution

Draw Control Draw rate, Uniformity, etc

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Parmetros considerados por diferentes mtodos de clasificacin de rocas(Flores & Karzulovic 2003a)

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Caracterizacin GeotcnicaKarzulovic 2003a)

(Flores &

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Caracterizacin Geotcnica (Flores & Karzulovic 2003a)

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Caracterizacin Geotcnica (Flores & Karzulovic 2003a)

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Fundamentos del Mtodo Hundibilidad Flujo gravitacional Geomecnica Diseo Planificacin

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Hundibilidad A menudo mide en forma cualitativa si un cuerpo hundir o no y en que forma lo har Parmetros interesantes son los siguientes: Hundir? Qu rea es necesario abrir para inducir el hundimiento- Radio Hidrulico Crtico A que velocidad se propagar el hundimientoCtedra Codelco de Tecnologa Minera MI 58B: Diseo de Minas SubterrneasInstructor: Enrique Rubio

Estados de Caving Stress Caving, es el estado del caving cuando se encuentra en propagacin a superficie Subcidence Caving, cuando el caving se produce en contra de un rea previamente hundida

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Modelo Idealizado de Induccin de Hundimiento(after Voegele et al 1978)

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Instructor: Enrique Rubio

Evolucin del Hundimiento en AlturaCorte inicial define una excavacin tabular la cual induce el hundimiento por efecto viga y el modo de falla es bsicamente por traccin.

La geometra del frente de la cavidad comienza a curvarse producto de fallas por corte o cizalle

En altura sigue predominando el efecto de esfuerzos de corte actuando sobre el techo del hundimiento

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Flores et al (2004b)

Grfico de Hundibilidad de Laubscher(Laubscher 1988 and Bartlett 1998)

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Grfico de Hundibilidad de Laubscher El Teniente100

Stable zone90

Mining Rock Mass Rating , MRMR

80

70

60INCA OESTE SECTOR

50NORTHPARKES

40

30

20

Caving zone

10

0 0 10 20 30 40 50 60 70 80

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Hydraulic radius of the undercut area, HR (m)Instructor: Enrique Rubio

Medicin de Hundibilidad a partir de TDRs Instalados en DOZ (T. Szwedzicki, 2004)

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Instructor: Enrique Rubio

Medicin de Hundibilidad a partir de TDRs Instalados en DOZ (T. Szwedzicki, 2004) Velocidad de hundimiento para diferentes tipos de roca for marble 0.25