Estudio de flujo gravitacional de material hundido por medio de trazadores inteligentes

Abstract

Un entendimiento más adecuado sobre el comportamiento del flujo gravitacional es un aspecto clave para el diseño, operación y éxito de los métodos por caving. Dentro de la literatura, el fenómeno del flujo de material fragmentado ha sido tema de investigación por bastantes años. Sin embargo, el entendimiento actual se ha obtenido a través de modelamiento físico y numérico, y un limitado número de pruebas a escala mina. Codelco-Chile ha ejecutado pruebas experimentales utilizando la tecnología de trazadores inteligentes. Estas pruebas se implementaron en Bloque-2 de mina Esmeralda, División El Teniente, que corresponde a un sector emplazado en roca competente y explotado por panel caving con hundimiento convencional. Mina Esmeralda también ha considerado cambiar el diseño actual, desde un espaciamiento entre puntos de extracción de 20 m a 24 m, para aumentar la estabilidad del nivel productivo. Los datos de la prueba se comenzaron a registrar desde agosto de 2012 hasta enero de 2015. Los objetivos principales de esta investigación son examinar la geometría de la zona de extracción y su evolución, junto con obtener datos que permitan entender el flujo gravitacional para mejorar aspectos del diseño minero y control de tiraje. La metodología de trabajo incluye la recopilación y análisis de datos de extracción, trazadores recuperados y granulometría. La información desde trazadores se procesa empleando una interpolación lineal de la posición inicial de los marcadores y el tonelaje acumulado de extracción en cada zanja. Aproximadamente el 53 por ciento de los marcadores ha sido recuperado de la región de prueba (159 marcadores registrados). Los resultados experimentales sugieren que el flujo gravitacional es más o menos regular dependiendo del tonelaje extraído y la diferencia de fragmentación observada en los puntos de extracción. Este hallazgo muestra que el material removido no sólo tiene un impacto significativo en el comportamiento del flujo y su crecimiento, sino que también influye en el movimiento de diferentes tamaños de partículas dentro de la columna de mineral. Además, los resultados indican que el espaciamiento actual entre puntos de extracción entrega las condiciones necesarias para la interacción entre zonas de flujo adyacentes. El valor promedio para la altura de interacción y ángulo de flujo se estimó en 26 m y 67 grados, respectivamente, permitiendo que el mineral sea extraído desde el pilar mayor y pilar menor. Finalmente, este estudio complementa el actual estado del arte relacionado al flujo gravitacional. Más aún, la prueba en Bloque-2 de mina Esmeralda valida la aplicación de la tecnología de trazadores inteligentes para proyectos futuros, y se evidencia que los resultados de esta investigación son claves para el diseño del nivel de producción y el control de la extracción para Mina El Teniente.