Impacto del fracturamiento hidráulico en el mecanismo de propagación del Caving y fragmentación

Abstract

El preacondicionamiento (PA), sea a través de la técnica de fracturamiento hidraúlico (FH) y/o debilitamiento dinámico con explosivos (DDE), busca reducir la competencia del macizo rocoso al generar nuevas fracturas. Mejorando las condiciones de extracción del mineral en minería de caving, pudiendo disminuir la granulometría de los bloques de roca, potenciar la hundibilidad, reducir la frecuencia de colgaduras y la magnitud de los eventos sísmicos durante el quiebre de la columna. Sin embargo, los impactos no se encuentran completamente identificados. Esta tesis busca determinar el efecto del PA en el mecanismo de propagación del caving y fragmentación, teniendo como foco principal el FH. Para determinar el impacto del FH se utilizan mediciones de granulometría y colgaduras de los puntos de extracción de las minas El Teniente y El Salvador, a través de tres análisis principales, junto con una reinterpretación de los resultados de simulaciones con la técnica Synthetic Rock Mass (SRM) obtenidas de otro trabajo asociado. El primer análisis, realizado para ambas minas, consiste en la generación de modelos empíricos que correlacionan el porcentaje de sobretamaños mayores a 1 y 2 [m3] en función de la altura extraída y calidad geotécnica en sectores sin presencia de PA. El modelo se comparan con mediciones de terreno asociadas a FH y FH+DDE. En El Teniente, no es posible concluir el efecto del FH por la baja cantidad de datos para analizar. Sin embargo, se confirma que el FH junto al DDE es efectivo si se desea disminuir la fragmentación en los puntos de extracción. En cambio para El Salvador, se observa una reducción significativa de la fragmentación al aplicar FH o FH+DDE. El segundo análisis, realizado para El Teniente y El Salvador, contrasta las tendencias de frecuencia de colgaduras por cada 1,000 [ton] extraídas en función de los sobretamaños mayores a 1 [m3] para sectores sin y con PA. Los análisis permiten concluir que la implementación de las técnicas, tanto FH como FH+DDE, logran reducir el número de colgaduras que se producen a medida que se extrae el mineral. El tercer análisis, realizado para El Teniente, estudia el momento sísmico y energía sísmica de los eventos que ocurren al aumentar la altura de mineral extraído, identificando cambios en el comportamiento por efecto del FH. Los resultados indican que los mayores efectos del FH en el momento sísmico y energía sísmica se ven reflejados en los primeros 30 metros de extracción donde se encuentran los eventos de mayor magnitud, los que se ven reducidos con la aplicación del FH. Para el caso del momento sísmico, los valores de logaritmo van de 1e+13 a 1e+11, disminuyendo las grandes acumulaciones que se pueden traducir en estallidos de roca. Se realiza, además, una reinterpretación de los resultados de un estudio en el cuál con la técnica de SRM se modela la fragmentación en condiciones de caving con FH. Se evidencia que el efecto del FH en la distribución de bloques se ve afectado por la trayectoria de esfuerzos impuesta, la cual está asociada a la geometría del caving. Los objetivos de la tesis se cumplen parcialmente en base a la mina considerada. En El Teniente se concluye que el FH reduce la frecuencia de colgaduras y la magnitud de los eventos sísmicos. Mientras en El Salvador, se observa una reducción del sobretamaño a extraer como consecuencia del FH.