Dimensionamiento de cámaras para optimizar producción en Minera el Toqui

Abstract

La Sociedad Contractual Minera El Toqui ha estado en operación desde 1983. Desde sus inicios el método de explotación por excelencia ha sido Room and Pillar, debido a que el depósito mineral se trata de yacimientos estratificados tipo skarn y cuerpos mineralizados tipo manto del orden de 5 [m] a 15 [m] de potencia. Dado el aumento en la capacidad de tratamiento de la planta de procesamiento de minerales, se evalúa la manera de aumentar la producción de la mina. De esta forma, se estudia cambiar el método de explotación de Room and Pillar a una variante de Tiros Radiales que permite el aumento de la producción. El método de Tiros Radiales sería aplicado al sector Porvenir Dolbek, para lo cual es necesario estimar las dimensiones de cámaras y pilares que garanticen la estabilidad del sector una vez explotado. La metodología propuesta para realizar el dimensonamiento de cámaras consta de dos etapas: 1. Realizar un back análisis en el sector Porvenir, con la finalidad de encontrar una curva límite de estabilidad mediante la metodología empírica propuesta por Mathews y Potvin para caserones. El back análisis se centra en las dimensiones del techo de las cámaras, dado que representa la condición crítica debido a la mala calidad de la roca. 2. En segunda instancia, estimada la curva de estabilidad, se dimensiona el largo y ancho de las cámaras considerando los esfuerzos inducidos, la orientación de las discontinuidades, la inclinacion de las cámaras y el factor de forma mediante la metología empírica. El diseño de pilares de basa en los criterios empíricos de resistencia de Lunder & Pakalnis y criterio de fluencia de Hoek and Brown. Una vez dimensionadas las cámaras y pilares, se somete el diseño preliminar a modelamiento numérico 2D para verificar y/o ajustar el diseño. El resultado del back análisis muestra que la curva que mejor se ajusta al límite de estabilidad, es aquella propuesta por Potvin en su gráfico de estabilidad que divide la zona estable de la zona estable con soporte. Dada la calidad de la roca de techo, las cámaras que muestran mayor estabilidad son aquellas con un radio hidráulico menor a 4. El análisis numérico realizado es de utilidad para detectar zonas de altos esfuerzos ( ) o zonas de tracción ( ) en las cámaras. El factor de seguridad sobre 1.25 y sin elementos de fluencia en el centro de los pilares aseguran estabilidad de éstos. Realizando una comparación de costos por tronadura y forticación, se observa que los costos estimados son menores al explotar por el método de Tiros Largos que por Room and Pilar considerando el tonelaje total a extraer de las cámaras y el área total a fortificar. Se recomienda una secuencia de explotación alejándose de las estructuras mayores con el fin de controlar la energía acumulada alrededor de las excavaciones por la explotación. Para las cámaras del cuerpo 2, debido al aumento de la carga litostática y la secuencia de explotación, se aumenta el ancho del pilar de 17 [m] a 18 [m]. Por último, las cámaras del cuerpo 3 se pueden explotar de forma paralela a las cámaras de los cuerpos 1 y 2.