Estudio y aplicación de un modelo de fragmentación secundaria para el proyecto Mina Chuquicamata subterráneo

Abstract

En los últimos años ha tomado fuerza el uso de métodos de hundimiento masivo, como block/panel caving, para explotar cuerpos mineralizados a gran profundidad, pero existe un riesgo asociado a la granulometría del mineral a fragmentarse. El impacto económico que tiene hacer una mala estimación, tanto de la fragmentación primaria como secundaria, es bastante alta, dada la influencia que tienen sobre parámetros de diseño y operación en la mina. Por esta razón, se ha hecho un gran esfuerzo en desarrollar modelos y softwares que permiten estimar de la mejor manera posible la fragmentación. El objetivo de esta investigación es construir un modelo predictivo de fragmentación secundaria para minería de caving, específicamente el Proyecto Mina Chuquicamata Subterráneo (PMCHS), a partir de estudios anteriores y mediante experimentos de flujo confinado a escala. Además, se estudia la fragmentación secundaria para los dominios geotécnicos seleccionados. Para cumplir con esto, se propone seguir una metodología experimental, planteada anteriormente por Gómez (2014), en la cual se emplea un modelo físico con escala 1:75. La primera parte consiste en la obtención de una curva experimental de fragmentación secundaria, para cada dominio geotécnico escogido de PMCHS, los cuales son PEK, QES y Q<S, sometidos a un esfuerzo vertical constante de 4 MPa. De la misma forma, se hace un experimento adicional para QES bajo 2 MPa. Estos ensayos se llevan a cabo con una prensa, ubicada en el laboratorio de Block Caving, de la Universidad de Chile. Posterior a esta etapa, se procede con la construcción del modelo predictivo de fragmentación secundaria para el dominio QES, mediante un proceso de ajuste aplicado a las dos curvas experimentales de esta unidad. Los resultados indican que, al someter los 3 dominios seleccionados, bajo un mismo esfuerzo, PEK resulta con la distribución granulométrica más gruesa, seguido por QES y finalmente Q<S. Por otro lado, al comparar las dos curvas de QES, queda claro que a medida que aumenta el esfuerzo vertical, mayor es el grado de reducción de las partículas. Se encuentra el set de parámetros que definen el modelo predictivo, de esta manera es posible estimar el grado y la variación de la fragmentación secundaria para el dominio escogido, variando el esfuerzo vertical. De este estudio se desprende en primer lugar que las propiedades de los materiales influyen en el proceso de fragmentación secundaria, esto fue demostrado al encontrar una relación directa con la resistencia a la carga puntual, el factor de forma también condiciona la fragmentación, a mayor redondez menor es la disminución de tamaño. En cuanto al modelo predictivo, se hace una comparación con el software más usado en la industria, BCF. Se analiza el escenario propuesto por este programa para el dominio C2 de PMCHS, en la cual se encuentra la unidad QES, y la estimación por parte del modelo elaborado. Los resultados indican que BCF considera una mayor reducción de tamaño para los gruesos, en cambio, hay un comportamiento más parejo en la estimación de finos. Además, se propone una nueva modalidad de uso para el modelo, que considera los porcentajes de extracción.