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MI57G Profesor Raúl Castro Semestre Primavera 2007

Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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Diseño.

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Page 1: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

MI57GProfesor Raúl Castro

Semestre Primavera 2007

Page 2: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 3: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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.

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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.

Page 5: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 6: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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.

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Block Caving con hundimiento tradicional

Block Caving en Mina Palabora (South Africa), Moss (2007)

Page 8: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Unidad básica de explotación

Page 9: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 10: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

7.10

Espaciamiento de puntos de extracción (Richardson 1981)

(a) Espaciamiento excesivo

(b) muy cerca

Page 11: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

7.11

Layout Ideal en un block/panel caving (Richardson 1981)

(a)Layout Hexagonal (b)

Layout cuadrado

Page 12: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Sistemas de carguío en block/panel caving

Parrillas: granulometría finaScrapers: granulometría intermediaLHD: granulometría gruesaMinería continua (proyecto): roca

acondicionada

Page 13: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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)

Page 14: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Zanjas recolectoras en Andina

DDDD

Page 15: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Nivel de producción en parrillas

Page 16: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Block Caving con scrapers

cabezera

Page 17: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 18: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Zanja continua

Page 19: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 20: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 21: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Henderson

Page 22: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Block Caving en Chile

Page 23: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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)

Page 24: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

El Teniente

Estocadas

de Carguío

Proyección de la Zanja

Punto de extracción

Chimeneas de

traspaso

Calles

30 m

Page 25: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Caracterización mallas de tiraje

Page 26: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 27: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 28: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 29: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 30: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 31: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 32: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

7.32

Page 33: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

General vertical section, Henderson Mine, USA (Keskimaki et al 2004)

7.33

Page 34: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 35: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

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

Page 36: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Extraction level layout, Northparkes E26 Lift 1, Australia

7.36

Page 37: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Extraction level layout, Lift 2, Northparkes E26 Mine, Australia (Flores & Karzulovic 2002)

7.37

Page 38: Diseno de La Base de Caserones Block Caving

Extraction level layout, Palabora Mine, South Africa

7.38