Evaluación de la altura de socavación en la productividad de la minería de Block/Panel Caving

Abstract

La socavación, es la metodología utilizada para inducir el inicio del hundimiento del cuerpo mineralizado en la minería de caving la que se lleva a cabo mediante un corte basal al bloque mineralizado a explotar, lo que por efecto de la gravedad da inicio al hundimiento del bloque o panel. El conocimiento general de la socavación es obtenido de la experiencia operativa, y las diferentes estrategias usadas en la actualidad involucran distintas alturas de socavación, sin seguir una tendencia clara. Por otro lado, para un sistema minero de Block/Panel Caving, uno de los problemas o interferencias operacionales es la formación de colgaduras y la aparición de sobre tamaños que interrumpen el flujo continuo de mineral en los puntos de extracción, por lo que establecer criterios y bases teóricas que permitan relacionar la altura de socavación con la productividad en la minería de caving es de suma importancia para evaluar futuros proyectos mineros. El objetivo general de esta investigación es cuantificar de manera experimental, el efecto de la altura de socavación en la frecuencia de colgaduras en el punto de extracción, y cómo afecta a la productividad. Para ello, se realiza un estudio en un modelo físico a escala 1:50, que replica una columna de extracción de 50 m con dos puntos de extracción. Para analizar el efecto de las interferencias operacionales en la productividad, se realiza una simulación de eventos discretos en el software Promodel. El set experimental consta de experimentos de flujo gravitacional, donde el parámetro a variar es la altura de socavación. Dos experimentos corresponden a alturas de socavación altas (20 y 40 metros) y un experimento con altura de socavación baja (4 m), donde el material a utilizar corresponde a material mina proveniente del dominio geológico cuarzo igual a sericita (QIS) del Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea (PMCHS). Los resultados permitieron comprobar que el uso de socavaciones altas aumenta la productividad temprana de puntos de extracción con respecto al uso de socavación baja. Se extraen 2,900 toneladas más sin eventos de colgaduras al usar una socavación de 20 metros, y 7,000 toneladas al usar una socavación de 40 m, esto debido a la mayor extracción de material fino en las primeras etapas del hundimiento, retrasando la aparición de material grueso en los puntos de extracción. El ángulo de flujo del material al aumenta con la altura de socavación, lo que resulta en aumento de la altura de interacción y con ello una pérdida de mineral relacionada con el tonelaje remanente entre puntos de extracción adyacentes, donde la recuperación minera disminuye de 92.5 % a un 80 % al comparar una socavación de 4 metros con una de 40 metros. Mientras que del análisis de productividad donde se obtiene que a alturas de socavación más altas alcanzan mayores productividades en los primeros meses de producción debido a la mayor cantidad de material tronado extraído antes de la aparición de colgaduras. Finalmente, se realiza un análisis económico con el fin de comparar las alternativas estudiadas en términos de productividad y costos. Donde la altura de socavación alta de 20 m aparece como la más rentable en términos de valor actual neto, mientras que la de 40 m involucra mayor inversión en desarrollos, a pesar de tener una mayor productividad en comparación al resto.