Evaluación de la distribución de esfuerzo en pilares para un sublevel stoping (SLS) con relleno (CRF)

Abstract

En los últimos años la industria minera ha sufrido grandes cambios y se ha visto enfrentada a grandes desafíos debido a la ubicación remota de los cuerpos mineralizados; la nueva legislación vigente, la cual posee más restricciones ambientales; los cambios tecnológicos tales como la automatización y la volatilidad del precio de los commodities, entre otros. La selección del método de explotación, en consecuencia, deberá considerar todos estos factores, en especial en el Sublevel Stoping (SLS) que además presenta la alternativa de ser rellenado con material estéril, pasta o relleno cementado de roca (CRF), obteniendo una estabilidad en el macizo rocoso circundante, así evitando el colapso de la unidad básica de explotación (UBE) que tenga como consecuencia la perdida de mineral. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es presentar una metodología para la evaluación del relleno (CRF) según su % de cemento en un SLS y cómo evoluciona la distribución de esfuerzo sobre el pilar, para lograr esto se definen dos etapas: 1. Definición de curvas de diseño, la cual considera la calidad de roca (muy mala, mala, regular, buena y muy buena) y los factores A, B y C del número de estabilidad de Mathews entregando 45 combinación posibles agrupadas en 9 casos posibles para el techo y 9 casos posibles para la pared/caja. Se desprende que existe simetría en las gráficas de curvas de diseño de tamaño según la UBE entorno al eje X=Y y se puede definir más de un tamaño de la UBE en las etapas tempranas de ingeniería y con ellos ver si el proyecto es económicamente rentable, sin embargo, la definición de la UBE estará limitada por su base (ancho y largo) según calidad de roca, ya que su radio hidráulico es menor con respecto a las paredes o cajas. 2. Desarrollo de un modelo conceptual que permita evaluar la distribución de esfuerzo sobre el pilar una vez rellena con CRF la UBE, para porcentajes de cemento de 3, 4, 5 y 6 % y profundidades de 500, 700 y 1000 metros. Por otra parte, para evaluar lo descrito anteriormente se ha empleado el uso de modelo numérico el cual requiere "evitar la excavación previa al relleno" para que sea compatible con la ecuación analítica. Este modelo es conceptual más allá que realista. El desarrollo del modelo conceptual es similar a las curvas construidas según con el concepto de Área Tributaria como Coates (1981). Por lo tanto, de las opciones analizadas, se desprende que al aumentar el % de cemento la razón de esfuerzo del pilar de roca con respecto al esfuerzo vertical va a ir disminuyendo con la tendencia a que el esfuerzo del pilar sea igual al esfuerzo de la roca.