Estudio experimental de flujo gravitacional en minería de Panel Caving

Abstract

Para los métodos de explotación por Block/Panel Caving, el estudio del flujo gravitacional resulta fundamental dado que el éxito de la operación se basa en el efectivo flujo de mineral hacia los puntos de extracción. Es así como parámetros de diseño del nivel de producción, secuencia de extracción, plan minero y en consecuencia la recuperación del mineral, serán afectados por el flujo gravitacional. Considerando lo anterior, un mejor entendimiento del flujo gravitacional permitirá mejorar la eficiencia y en consecuencia la producción de una mina explotada por hundimiento. La profundización de los yacimientos y la explotación llevada a cabo por niveles permiten que sobre las columnas extraíbles de nuevos sectores productivos, se ubique material quebrado remanente, si se suma el hecho de que la búsqueda de minimizar área utilizada por una faena puede llevar a depositar material estéril de granulometría fina sobre el cráter de subsidencia de la mina subterránea, se generan condiciones de borde para la operación que a la fecha no han sido estudiadas. El objetivo de esta investigación es realizar un estudio de flujo gravitacional en minería de Panel Caving, considerando condiciones de borde que pueden ser encontradas en una operación real, para esto se realizan experimentos en un modelo físico a escala (1:200). Con el fin de cumplir con el objetivo planteado se realizan 3 experimentos de flujo gravitacional para representar la configuración de panel Caving (PC). Se busca mediante los experimentos determinar la influencia sobre el flujo gravitacional de la secuencia de extracción y las condiciones de tiraje (ideal y no ideal) en una configuración que considera para la columna extraíble, tres zonas caracterizadas por sus distribuciones de tamaño; mineral in-situ, quebrado remanente y estéril. En todos los experimentos se busca cuantificar la interacción entre zonas de distinta granulometría, además la influencia sobre la recuperación y flujo de reservas ubicadas sobre una zanja acceso. Se utiliza en todos los experimentos material fragmentado, por lo que se asume a escala mina, que el hundimiento ya se ha propagado hasta superficie. Para medir las variables de interés se utilizaron marcadores que fueron agregados al modelo físico a escala, líneas de flujo que permitieran identificar las zonas de movimiento y el comportamiento de la interfaz entre distintos materiales. Se utilizó en los experimentos material fragmentado, correspondiente a estéril de botadero, material quebrado remanente y mineral in-situ, proveniente de una mina explotada mediante PC, este material fue escalado (1:200) a partir de curvas de fragmentación características de un PC. La interacción entre los distintos materiales cargados en el modelo físico, fueron cuantificados en términos del punto de entrada de Dilución (PED) y punto entrada de Quebrado (PEQ). En general los resultados de los experimentos indican que las condiciones de extracción y la secuencia empleada tienen influencia sobre la interacción de zonas de distinta granulometría, pudiendo disminuir el PED para un sector donde existen puntos que son sobre-extraídos o presentan una tasa de extracción mayor a la de sus vecinos. Junto con esto se evidencia la importancia de mantener un adecuado control de tiraje en un PC, dado que de no respetarse las diferencias de tonelaje entre columnas se pueden originar entradas de dilución temprana como consecuencia del aumento del ángulo de extracción. La principal hipótesis que se desprende de esta investigación es que no solo el rilling producto de la propagación del Caving contribuye a adelantar la entrada de dilución, en particular la dilución lateral, también puede tenerse dilución temprana producto de la percolación lateral favorecida por ángulos de extracción pronunciados.