Análisis de la contaminación por barro asociado a distintos diseños, mina El Teniente

Abstract

En la minería de Block/Panel Caving la contaminación de puntos por barro es un problema de gran complejidad, ya que afecta principalmente la vida de las personas, además de los equipos y el negocio minero. En base a esto, existen varios estudios asociados a los factores que afectan el ingreso de agua barro a puntos de extracción. Sin embargo, hasta la fecha no han sido considerados los efectos de los diseños en la problemática. Dichos diseños tienen como principales consideraciones la estabilidad de la mina y los equipos a utilizar. No obstante, la construcción de los diseños mineros no incorpora como parámetro el ingreso de agua barro. Mediante un análisis estadístico de la historia de tres tipos de mallas de extracción, se logró obtener conclusiones similares sobre variables ya conocidas en el ingreso de agua barro. De la misma forma, se analizaron otras variables poco estudiadas, como la fragmentación y los diseños de mallas de extracción. Con la primera se comprobó lo mencionado en la literatura existente, donde la presencia de material más fino presenta mayor porcentaje de ingreso de agua barro, esto basado en que el 90% de los puntos contaminados presentan dicha fragmentación. Por otra parte, los diseños de mallas de extracción más pequeños pueden recuperar mayor porcentaje de la columna de roca primaria, en comparación a mallas de extracción de mayor tamaño, ya que menor distancia entre puntos de extracción permite una mayor interacción de los elipsoides, produciendo que el barro baje de forma regular hacia los puntos. En cambio, en diseños más grandes éste se asemeja a un tiraje aislado, permitiendo que el barro salga mayoritariamente por un punto, contaminándose antes a sus vecinos. Con el análisis estadístico de las variables estudiadas se generó un modelo analítico de la contaminación por barro, mediante una regresión logística multivariable. El modelo consideró todas las variables estudiadas que presentaban relevancia estadística y sentido físico, donde la principal mejora en los ajustes (comparados con otros modelos construidos) es la incorporación de la variable fragmentación, ya que el porcentaje de acierto del modelo para diferentes sectores tiene como cota mínima el 65% de acierto global. Además, el modelo se validó con el bloque 2 de Esmeralda, donde el modelo acertó en 95% del estado de los puntos. Por otra parte, con el modelo de regresión logística se pudo determinar el peso de las principales variables consideradas en el estudio, donde la fragmentación aumenta en un 30% la probabilidad de ingreso de agua barro. En cambio, el tipo de malla utilizada presenta un aumento o disminución de la probabilidad cercano al 5%. Por último, se realizaron simulaciones de los tres tipos de mallas estudiadas mediante el software Flowsim®, considerando el barro como material fino. Los modelos fueron calibrados con los datos históricos y extracción de 2000 toneladas de material diluyente para ser considerado barro. De los modelos se seleccionó el modelo del bloque 1 de Esmeralda, ya que presenta un mejor ajuste. En este modelo se varió el espaciamiento de puntos, mientras que el resto de los parámetros se mantuvieron iguales, para notar que la malla de menor tamaño presenta más interacción y extrae menos material diluyente, en comparación a una malla de mayor tamaño.

In the Block/Panel Caving mining, the contamination of drawpoints by mud is a problem of great complexity, since it affects mainly the safety of workers, in addition to the equipment and the mining business. Based on this, there are several studies associated with the factors that affect the entrance of mud to drawpoints. However, to date the effects of the designs have not been considered in the problem. These designs have as main considerations the stability of the mine and the equipment to be used. Nonetheless, the construction of the mining designs does not incorporate the entry of mud as a parameter. Through a statistical analysis of the history of three types of extraction layouts, it was possible to obtain similar conclusions about variables already known in mud entry. In the same way, other variables that are not fully understood were analyzed, such as fragmentation and extraction layout designs. Through the first variable, it was possible to verify what is mentioned in the literature, where the presence of finer material has a higher percentage of mud entry, based on the fact that 90% of the contaminated drawpoints have such fragmentation. On the other hand, smaller extraction layout designs can recover a greater percentage of the primary rock column compared to larger extraction layouts, since a smaller distance between drawpoints allows a greater interaction of the ellipsoids, causing that the mud descends in a regular shape towards the drawpoints. However, in greater layouts it resembles an isolated draw, allowing that the mud leaves mainly by a single drawpoint, contaminating itself before its neighbors. With the statistical analysis of the variables studied, an analytical model of mud contamination was generated by means of multivariable logistic regression. The model considered all the variables studied that presented statistical relevance and physical sense, where the main improvement in the settings (compared with other built models) is the incorporation of the fragmentation variable, since the confidence percentage of the model for different sectors has a minimum global level of 65%. In addition, the model was validated with Esmeralda’s Block 2, where the model was successful in 95% regarding the condition of the drawpoints. On the other hand, with the logistic regression model it was possible to determine the weight of the main variables considered in the study, where fragmentation increases by 30% the probability of mud entry. On the other hand, the type of layout used presents an increase or decrease of the probability close to a 5%. Finally, simulations of the three types of layouts studied were carried out using the Flowsim® software, considering mud as fine material. The models were calibrated with historical data and extraction of 2000 tons of diluent material to be considered as mud. From the set of models, the Block 1 Esmeralda’s model was chosen, because it presented the best fit. In this model the spacing of points was varied, whereas the rest of the parameters were considered equal, to note that smaller layouts presents more interaction and extracts less diluent material, compared to a larger layout.