Modelamiento númerico de fragmentacion primaria en caving mediante la técnica de macizos rocosos sintéticos

Abstract

La fragmentación primaria en los métodos de hundimiento es uno de los parámetros más relevantes en el diseño y operación. Su importancia reside principalmente en que todas las operaciones posteriores, ya sea extracción, conminución, reducción secundaria y transporte son afectados directamente por el tamaño de los bloques extraídos. Esto motiva a investigar su estimación, además de registrar empíricamente su comportamiento. El objetivo general de esta memoria es aplicar la técnica de modelamiento numérico de macizos rocosos sintéticos (SRM) para estimar el comportamiento y la fragmentación primaria producto de la propagación del caving, para el dominio geotécnico Complejo Máfico El Teniente (CMET). Para calibrar la técnica SRM es necesario disponer de resultados de ensayos de laboratorio y observaciones de terreno. Se presentan y discuten las metodologías utilizadas para estimar los parámetros input que permiten calibrar la técnica SRM. De manera de obtener tiempos de simulación razonables y acercarse lo más posible a escala de macizo rocoso, se selecciona una probeta con un diámetro igual a 10 veces el bloque promedio de roca presente en el arreglo estructural de vetillas entregado por la Mina El Teniente. A esta escala se realizan ensayos virtuales para estudiar el comportamiento mecánico de la muestra y la fragmentación primaria resultante con la propagación del caving. Es posible concluir que la técnica SRM es consistente con los fundamentos de la mecánica de rocas. La principal ventaja del método es que permite estimar el comportamiento y parámetros del macizo rocoso como resultado de los datos de entrada de una caracterización geotécnica estándar. El comportamiento de vetillas y los parámetros mecánicos que las describen ha sido identificado como uno de los inputs con mayor incerteza. A partir de ensayos virtuales se estimaron envolventes de falla y parámetros del macizo rocoso los cuales fueron consistentes con metodologías convencionales basadas en sistemas de clasificación y con otras técnicas de modelamiento numérico (Modelo Numérico Continuo a Escala Mina). Los ensayos de fragmentación presentaron resultados poco realistas, ya que, estos privilegiaron la producción of finos y un cambio muy brusco en la distribución granulométrica, con la formación de dos bloques principales de gran tamaño. Los factores y variables que hicieron que estos resultados fueran desfavorables se atribuyen al tamaño de las muestras empleadas en las simulaciones y al uso de un ensayo muy simplificado para reproducir el fenómeno de propagación del caving. Este estudio, ha permitido dar los primeros pasos en la aplicación de la técnica de macizos rocosos sintéticos a un ambiente stockwork tipo de la Mina El Teniente, y tratar de comprender de una mejor manera los procesos de ruptura y fragmentación durante la propagación del caving. Considerando todas las complejidades que esto involucra, los resultados son prometedores. Es importante realizar estudios adicionales a través de ensayos a escala de laboratorio, evidencia en terreno y un mayor número de simulaciones.