Fragmentación

Importancia de la Fragmentación Define la utilización del cuerpo mineralizado Impacta el daño que se produce a la infraestructura por tronadura secundaria Producción El flujo gravitacional, el cual tiende a a canalizarse hacia zonas de fragmentación más gruesas

Fragmentación en Premier Sudáfrica (after Butcher 2002a)

Estimación del volumen de un Bloque (Cai et al 2004) Block Volume

Fragmentación en Esmeralda , El Teniente

Factores que Permiten Estimar Fragmentación Geometría de los bloques Presencia de estructuras en los bloques Velocidad de extracción Conminución producida producto del flujo de particulas La altura de hundimiento Las esquinas de bloques Efecto arco

Predicción de Fragmentación Utilizando BCF

Sensibilidad de BCF a Diferentes Estados de Esfuerzos (Eadie 2003) In situ 15 MPa 20 MPa 25 MPa 30 MPa

Hundibilidad Afecta La entrada en producción de diferentes áreas, mientras se alcanza el radio hidráulico la veloc. de extrac. es baja La velocidad de extracción La formación de arcos estables que pueden inducir un air blast Esfuerzos puntuales que pueden dañar la infraestructura de producción

El Teniente method (Blondel et al 1995) Geotechnical characterisation (structural domain definition, set definition, orientation and spacing statistics, rock strengths, rock mass classifications) Establish stresses in the confinement zone ahead of caving Determine anisotropy indices for the structural domains Establish the geometry of the natural unit block (on the basis of three orthogonal discontinuity sets)

El Teniente method continued (Blondel et al 1995) Generate a statistical distribution of block volumes produced by primary fragmentation (before further fracturing) Measure fragmentation at draw points excluding fine material and construct particle size distribution curve Compare predicted and measured results

Validation of El Teniente method (Blondel et al 1995) Structural Domain 1 + + + Cumulative % + + + + + Volume (m3) + Sets 1-3-4 Measured – Total + Sets 2A-3-4 Measured – Partial Set 3 and drift mapping Measured – Metallica Consulting

La Framentación y Su Influencia Diseño de la malla, espaciamiento entre ptos de extracción El flujo gravitacional a partir de su influencia en la varianza de densidad aparente en la columna quebrada En la productividad de método Sobre tamaño Colgaduras

Teoría Interactiva para el Diseño de Block/Panel Caving

Diámetro de Tiraje Aislado Diámetro de Tiraje Aislado (Dta) Distancia entre Puntos de Extracción (Dpe)

Estimación del Diámetro de Tiraje Aislado

Potencial de Equilibrio Para una situación de diferencial de densidad aparente… Fragmentación y su varianza Espaciamiento entre puntos de extracción Política extractiva Se necesita una cierta cantidad de flujo o cantidad de movimiento para equilibrar el sistema Altura de interacción (HIZ) (Duplancic & Brady 1999) HIZ

Caracterización Geotécnica Inicial a partir del ff/m rating ff-/m rating para dilución Average = 12 Ff/m rating para diferentes zonas mineralizadas 30 22 12 Para estimar la altura de interacción Si el rating de mineral es menor al de dilución ubicar el valor de entrada en el 30% menor de mineral Si el rating de mineral es mayor al de dilución ubicar el valor de entrada en el 30% mayor de mineral

HIZ Estimation (Courtesy Dennis Laubscher) ff/m

Modelo de Laubscher, 1994 La roca intacta también es parte del RMR, Pareciera tener mayor sentido el utilizar el modelo de Heslop and Laubscher 1982, que incorpora solamente el ff/m raiting

Modelo de Laubscher, 1994 Ajuste por Extracción Intenta medir la contribución al diferencial de densidad producto de dejar zonas sin extracción por un periodo de tiempo Ajusta el HIZ A menor dcf mayor movimiento por lo tanto mayor mezcla Pto. de Extr. Vecinos dcf Coeficiente de variación de tonelajes extraídos en una semana o un mes 1.0 0.3 3.0 5.0 7.0 11.0 9.0 0.75 0.5 Adecuado Inadecuado

Modelo Volumétrico, (Heslop and Laubscher 1982) Diluyente Se define el % de entrada de la dilución (PDE) El PDE es el % de extracción de columna in situ al cual se observa material diluyente Hc Mineral PDE Diluyente Mineral Hc Porcentaje de entrada de la dilución Altura de columna Altura de interacción Factor de control de tiraje Factor de esponjamiento

Ejemplo de Modelo Volumetrico

Ejemplo Modelo Volumétrico Múltiples Corridas

Problemas con Modelo de Laubscher No integra la fragmentación y su variación en el tiempo No permite variar el HIZ o PDE a lo largo de la columna En realidad se creo para una iteración

Modelo PC-BC Se basa en un horizonte de mezcla Fracciones de mezcla Se repite el proceso hasta el horizonte de mezcla Se mezcla la columna completa Hc Altura del nivel de hundimiento Altura de interacción MH Factor de control de tiraje Factor de esponjamiento 0.1 0.2

Ejemplo de Mezcla PC-BC (Premix) 100 50 0.2 0.3 Al mezclar la columna completa el MH es irrelevante

PC-BC Multiples Iteraciones Hc MH #Ite

Modelo Volumétrico y PC-BC

PC-BC y Fragmentación Las fracciones de mezcla pueden depender del porcentaje de finos en la columna Permite representar los flujos diferenciales de finos entre los gruesos Gruesos Finos 0.1 0.1 0.2

Ejemplo de PC-BC con Diferentes Fragmentaciones 30% de Material Fino 50% de Material Fino Gruesos Finos Gruesos Finos 0.3 0.5 0.3 0.03 0.5 0.05 0.07 0.06 0.05 0.1 Contribución de material 0.16 Contribución de finos 0.09 Contribución de material 0.2 Contribución de finos 0.15

PC-BC Mezcla Secuencial Hc MH Se produce mezcla como función de la extracción Permite incorporar el factor de tiraje a través del movimiento de la zona compartida Se ha utilizado poco, necesita calibración #Ite

Ejemplos de Mezcla Secuencia Vertical PC-BC Distintos MH Fracciones de mezcla 0.3 y 0.2 MH=50 MH=100

PC-BC Mezcla Horizontal Secuencial Límite para uniforme o aislado Cuanto transferir entre columnas Crossmixing permite valorizar una extracción uniforme a través del factor de tiraje

Problemas con PC-BC Fracciones fijas HIZ constante Mezcla toda la columna

Matriz de Mezcla Se realiza una extracción dt Si dt>t Reemplazar dt con material proveniente de los bloques vecinos Registrar la extracciones de los bloques vecinos. Si estas alcanzan t entonces repetir 1 Algoritmo recursivo extremadamente eficiente

Índice de Uniformidad y Flujo (CIM, Susaeta 2004) Vi El flujo de partículas obedece a una función de: Fragmentación macizo rocoso Diseño Extracción Grado de interacción Gi grado de interacción Va velocidad de escurrimiento de las partículas en la zona aislada Vi velocidad de escurrimiento de las partículas en la zona interactiva sobre el pilar Va HIZ Túnel de Producción

Modelo de tiraje aislado-interactivo (T A-I) (Susaeta 2004) Vti (Velocidad de tiraje interactivo) Zona Pilar Zona tiraje aislado Vta (Velocidad de tiraje aislado) ta (Diámetro de tiraje aislado) Hta Altura de interacción Zona de fallamiento pilar - Zona Interacción Dpe (Distancia entre puntos de extracción)

Flujo Aislado – Interactivo Diseño de Zanjas Tipo Teniente Velocidad de Tiraje Aislado (Vta) Velocidad de Tiraje Interactiva (Vti)

Flujo Aislado- Interactivo Para grado de uniformidad distinto de cero se produce un gradiente de velocidades entre la zona aislada e interactiva que hace que no se formen cráteres en superficie. Los cambios en las propiedades del flujo se producen en función de la extracción

a) Flujo Interactivo (Vti=Vta) b)Flujo Aislado – Interactivo (Vti<Vta) c) Flujo Aislado (Vti=0) d) Puntos de extracción cerrado, común para todos los casos Altura Interacción

Forma de Curva de Dilución v/s % ExtracciónModelo Aislado - Interactivo Dilución lateral1 Tiraje aislado TA2 Tiraje aislado – interactivo TAI3 Tiraje plenamente interactivo TI4 Punto de cierre Punto de entrada de la dilución por “zona aislada” (Pedza) Punto de entrada de la dilución por “zona interactiva” (Pedzi)

Gráfico % Extracción v/s % Riolita (medio) Sector Parrillas Andina Presencia de Riolita vs Porcentaje de Extracción en Áreas 1 y 2 Parrillas 28.0% 26.0% 24.0% 22.0% 20.0% 18.0% 16.0% % Riolita 14.0% PEDZI 12.0% PEDZA 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% 25.0% 35.0% 45.0% 55.0% 65.0% 75.0% 85.0% 95.0% 105.0 115.0 125.0 135.0 % % % % % Extracción

Consideraciones La propagación del caving… Distribución de partículas Diferencial de densidad aparente La extracción influye en la fragmentación El diseño minero y la política extractiva no son independientes Otros factores que afectan el flujo

Diseño Minero

Block and panel caving Block caving – Método de explotación masivo en la cual un bloque de mineral en algunos casos representando el area basal del cuerpo mineralizado se corta en su base y luego a partir de la extracción se produce la propagación del hundimiento Panel caving – es una forma del método de hundimiento en que bloques consecutivos se hunden en forma continua de modo de evitar la dilución latera y los esfuerzos de relajación producidos en el método convencional de block caving.

Block Caving Miami

Panel Caving Henderson, DeWolf 1981

Draw Point Spacing Pilar Mayor

Espaciamiento entre Ptos de Extracción

Diseños de Sistemas de Producción LHD Parrillas- / semi manual Roca gruesa, equipo variados volumenes Productividad 0.55 t/m2/día, costo de operación 3.5 $/t y menor costo de capital 700$/m2 Material fino, escurrimiento gravitacional completo Más productivo 0.75 t/m2/día, menor costo de operación 2.5 $/t y mayor costo de capital 1500 $/m2

Esfuerzos Inducidos por Hundimiento Panek, 1981 Producto del corte horizontal se producen esfuerzos inducidos que generan una rotación del tensor de esfuerzo y los esfuerzos de corte pueden aumentar hasta el doble

Esfuerzos Inducidos en Función del Corte Horizontal Rubio, et al 2004

Secuencias de Excavación Barraza and Crorkan, 2000

Diseño LHD Convencional

Multi Lift Northparkes (Block Caving)

Diseño Crinkle Cut para Hundimiento Avanzado

Diseño de Hundimiento El Teniente

Disposición de Bateas para Método LHD (Diering y Laubscher 1992) Herringbone y offset son adecuadas para equipo mecánico sin embargo se producen inestabilidades en las esquinas Método Teniente es estable pero no permite equipo eléctrico

Herringbone layout

Offset herringbone layout

Henderson layout

El Teniente Layout (Chacon et al, 2004) (b)

Layouts con el diámetro de tiraje aislado

Método Interactivo (Laubscher 1994)

Drawpoint support, Koffiefontein Mine, South Africa

Drawpoint support, Henderson Mine

Fragmentación Esmeralda

Colapso Socavón de Acceso Padcal, Filipinas

Construcción de Ptos de Extracción DOZ, Freeport Indonesia

Fragmentación, Palabora Sudáfrica

Colapso de Pilar Producción IOZ, Freeport Indonesia

Respuesta Sísmica del Macizo Rocoso