Experimental Assessment of hang up and secondary fragmentation for block caving

Abstract

En minería es cada vez más recurrente el desarrollo de operaciones a mayores profundidades. En particular, en la minería subterránea masiva explotada por el método de Block/Panel caving esto genera como consecuencia grandes alturas de columna de material quebrado, desarrollando altos esfuerzos producto de la sobrecarga. Es así que surge la presente investigación, con el propósito de estudiar el impacto de mayores esfuerzos en la extracción y fragmentación del mineral El estudio se centra en dos áreas de interés: la fragmentación secundaria y los eventos de colgadura. Estos tópicos son analizados a través del modelamiento físico, para el cual es utilizado un modelo de flujo confinado ubicado en el Laboratorio de Block Caving de la Universidad de Chile. Este modelo emula la extracción desde una batea a través de un sistema LHD. Los experimentos desarrollados consideran mineral el cual fue previamente preparado para representar dos curvas de fragmentación primaria. Dentro de las variables estudiadas se encuentran: el tamaño de los fragmentos, la carga vertical y la humedad; para las cuales se considera la extracción desde un punto de extracción y desde ambos puntos de la batea. Al evaluar los eventos de colgaduras, los resultados experimentales muestran que una mayor relación entre la abertura de extracción y el tamaño medio de partícula mejora la capacidad de flujo del material, así como la extracción desde ambos puntos de extracción también favorece la aparición de una menor cantidad de eventos, disminuyendo los eventos de colgadura en entre un 20 y 30 porciento al compararlos con la extracción desde un solo punto de la batea. Mientras que al aumentar la carga vertical y la humedad, incrementa el número de colgaduras generadas. También se observa que la altura de las colgaduras incrementa con la carga vertical en mineral seco. A través de los resultados obtenidos, fue posible desarrollar un gráfico para estimar la frecuencia de colgaduras el cual es validado con datos de terreno de diversas operaciones mineras. Por otra parte, es presentado un modelo de conminución con base experimental, el cual permite estimar la fragmentación secundaria a diferentes alturas de columna extraída. A diferencia de otros modelos de predicción de fragmentación secundaria, este modelo considera el esfuerzo vertical asociado a la sobrecarga de material quebrado. Finalmente, el modelo propuesto es comparado con la fragmentación generada en operaciones de block caving mostrando la capacidad del modelo planteado para modelar las curvas de fragmentación. Los resultados obtenidos en cuanto a colgaduras y predicción de la fragmentación secundaria, tienen aplicación en el diseño y planificación en minería de caving, a través del gráfico de estimación de colgaduras y el modelo de conminución presentados.