Estimación de la altura de columna en quiebre en minería de Block/Panel Caving

Abstract

En el contexto de la minería por hundimiento de Block/Panel Caving, existe una tendencia en el tiempo a trabajar con una mayor altura de columna, lo cual significa un cambio en las condiciones geomecánicas cada vez más adversas y la utilización de métodos empíricos basados en casos históricos se torna más imprecisa. Es por esto, que el modelamiento numérico surge como una opción por su flexibilidad para considerar aspectos claves que influyen en la propagación del caving. En el presente estudio, se busca estimar la altura de columna hundida que se produce en diferentes condiciones geotécnicas mediante el uso de modelamiento numérico y un algoritmo de propagación de caving. Los casos sintéticos de estudio se definieron en base a 3 variables: El radio hidráulico del undercut (12.5 [m], 25 [m], 50 [m] y 75 [m]), la profundidad del undercut (500 [m] y 1,000 [m]) y la calidad del macizo rocoso (GSI 50 y 70), teniendo un total de 16 casos de estudio. De los resultados obtenidos a partir del modelamiento numérico se pudo observar que, existe una fuerte dependencia a la calidad del macizo rocoso, donde los casos con GSI de 70 no lograron propagar el caving, mientras que los casos con GSI de 50 alcanzaron una altura de columna hundida cercana al ancho del undercut. Respecto a la profundidad, esta afectó negativamente la propagación del hundimiento, alcanzando una altura de columna hundida menor en los casos con profundidad de 1,000 [m] que a 500 [m], debido a que los esfuerzos horizontales en el techo del undercut son mayores a una altura de columna de 1,000 [m] y estos dificultan el desplome de roca en el techo de la cavidad. Finalmente, si se estima la altura de columna hundida mediante los métodos empíricos (Gráfico de estabilidad de Laubscher (1994) y el gráfico de estabilidad extendido de Mathews (2003)) y se compara con los resultados del modelamiento, se ve que los métodos empíricos subestiman la capacidad para hundir de los casos sintéticos debido a que presentan condiciones de altura de columna atípicas a los casos históricos con la que los gráficos de estabilidad son construidos. Estas condiciones atípicas se hacen cada vez más común en la minería actual y no son contempladas por los métodos convencionales, lo que enfatiza el uso de herramientas computacionales para su estudio.