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BLOCK CAVING

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by

JOSE CIFUENTES ORELLANA

on 21 June 2016

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Transcript of BLOCK CAVING

Condiciones de aplicación
El método de block caving se aplica, casi sin excepción, en yacimientos masivos de grandes dimensiones, como son por ejemplo, los depósitos minerales diseminados conocidos con el nombre de cobres porfídicos, de gran ocurrencia e importancia económica en nuestro país.
También es posible su aplicación en cuerpos de forma tabular de gran espesor.
BLOCK CAVING
Sin embrago, la tecnología disponible hoy en día permite también su aplicación en macizos rocosos que presentan alta resistencia a fragmentarse.
Es muy deseable o casi imprescindible que los límites del depósito sean regulares y que la distribución de leyes sea uniforme. Este método no permite la explotación selectiva o
marginal de cuerpos pequeños, como a la inversa, tampoco es posible separar sectores de baja ley incluidos dentro del macizo mineralizado.
Principios
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.
CONDICIONES DE APLICACION
Sus mejores condiciones de aplicación se dan en rocas mineralizadas relativamente
incompetentes, con un alto índice de fracturas, que se hunden con facilidad quebrándose en
fragmentos de tamaño reducido.
PANEL CAVING
BLOCK CAVING
DESPLOME DEL BLOQUE
Los esfuerzos internos pre-existentes en el macizo rocoso (gravitacionales y tectónicos), más los 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.
HUNDIMIENTO Y RECOLECCION
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.


Se distinguen en la práctica dos modalidades de aplicación de este método:
1. Block Caving propiamente tal, en que 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.
2. Panel Caving, que consiste en un hundimiento continuo de áreas o módulos de
explotación de dimensiones menores.
Desarrollos
• 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.
Diseño
Simplificando bastante las cosas, en lo esencial, 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.

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.
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.
o Las dimensiones de la malla de extracción varían entre 7,5 x 7,5 m hasta unos
12,0 x 12,0 m.
o Operarios de extracción o “buitreros”, como se les llama aquí en Chile,
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.
o 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.
o 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.
o 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.
o 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.
o 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].
o 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.
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 puede variar entre 40 a 300 metros.

el mineral desciende....
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.


Esta se desploma parcialmente rellenando el vacío creado y la situación de equilibrio tiende a
reestablecerse.
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