Análisis de la secuencia de explotación e interacción entre vetas angostas en minería de oro

Abstract

Los yacimientos minerales en forma de vetas angostas pueden ser explotados usando distintos métodos, siendo el Sublevel Stoping uno de los más aplicados y ampliamente usado en Chile, cuya estabilidad de caserones es determinada con el método de estabilidad gráfico de Mathews (1981) que define un número de estabilidad N y un radio hidráulico (RH). El número de estabilidad se construye a partir del Q modificado de Barton que incorpora la influencia de las discontinuidades en la calidad de la roca, y los factores A, B y C definidos por Mathews, que corresponden al factor de esfuerzos, de discontinuidades y efecto de la gravedad en las paredes del caserón respectivamente. Sin embargo, esta metodología se basa principalmente en el estudio de casos históricos canadienses, por lo que su aplicabilidad no es directa a las características geotécnicas y geométricas de los yacimientos chilenos. La herramienta MineRoc desarrollada por el Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile se presenta como una alternativa para definir las curvas de estabilidad, mediante el método de Mathews (1981). Esta metodología permite realizar un back análisis de dos sectores compuestos de 19 caserones propuestos cada uno, un análisis estadístico y definir las curvas de estabilidad locales, tanto para cada sector como para la mina de manera global, es decir, se ajusta una curva general con la información integrada de ambos sectores. Dentro del back análisis se agrupan los puntos según su Equivalent Linear Overbreak Slough (ELOS), definido como el volumen de la cavidad sobre el área de la pared del diseño. Separados los puntos según su ELOS, solo 12 de los 76 se encuentran sobre 1 [m], lo que sumado al criterio de estabilidad de la mina de un 5% de sobre excavación, se traduce en una condición de estabilidad definida en ELOS 0.5 [m], donde las curvas que establecen los límites serán 𝑁��0.1=0.612∗𝐻��𝑅��1.8, 𝑁��0.5=0.335∗𝐻��𝑅��1.8 y 𝑁��1.0=0.12∗𝐻��𝑅��1.8 para el sector Veta 1; 𝑁��0.2=1.169∗𝐻��𝑅��1.8, 𝑁��1.0=0.738∗𝐻��𝑅��1.8 y 𝑁��1.5=0.573∗𝐻��𝑅��1.8 para el sector Veta 2; y 𝑁��0.1=0.947∗𝐻��𝑅��1.8, 𝑁��0.5=0.805∗𝐻��𝑅��1.8 y 𝑁��1.5=0.573∗𝐻��𝑅��1.8 para la mina global. Las curvas ajustadas difieren de las originales de Mathews, según lo esperado dado que no fueron generadas para casos de veta angosta, produciendo zonas de estabilidad distintas. En zonas donde no se cuente con la cantidad adecuada de información geotécnica, estructural o solicitaciones, en un nivel de ingeniería de factibilidad/básica se recomienda diseñar usando las curvas generales ajustadas. Los factores de ajuste de N influyen de distintas maneras dependiendo de las características propias del sector, sin embargo, mientras más extensa y variada es la zona estudiada, mayor será la influencia del Q’ en el N. El método posee varios alcances y limitaciones, para el análisis presentado en esta memoria se consideran caserones aislados, cuyas distribuciones de esfuerzos inducidos fueros estimadas según la metodología de Stewart & Forsyth. Se recomienda calibrar los resultados obtenidos con un modelo numérico que permita obtener esfuerzos inducidos en los bordes de la excavación.

Mineral deposits in the form of narrow veins can be exploited using different methods, Sublevel Stoping being one of the most applied and widely used in Chile, whose stope stability is determined with the Mathews (1981) graphical stability method, which defines a stability number N and a hydraulic radius (HR). The stability number is built from Barton's modified Q, which incorporates the influence of discontinuities on the rock quality, and the factors A, B and C defined by Mathews, which correspond to the stress, discontinuity and effect factor of gravity on the walls of the stope respectively. However, this methodology is mainly based on the study of historical Canadian cases, so its applicability is not direct to the geotechnical and geometric characteristics of Chilean deposits. The MineRoc tool developed by the Advanced Mining Technology Center (AMTC) of Universidad de Chile is presented as an alternative to define stability curves, using the Mathews method (1981). This methodology develops a back analysis of two sectors defined by 19 proposed stopes each, a statistical analysis and definition of local stability curves, for both sectors and for the mine as a whole is made, that is, a general curve is adjusted with integrated information from both sectors. Within the back analysis, the points are grouped according to their Equivalent Linear Overbreak Slough (ELOS), defined as the volume of the cavity over the area of the design wall. Separating the points according to their ELOS, only 12 of the 76 are above 1 [m], which added to the mine stability criterion of 5% over-excavation, translates into a stability condition defined in ELOS 0.5 [ m], where the curves that establish the limits will be 𝑁�0.1=0.612∗𝐻�𝑅�1.8, 𝑁�0.5=0.335∗𝐻�𝑅�1.8 and 𝑁�1.0=0.12∗𝐻�𝑅�1.8 for Veta 1 sector; 𝑁�0.2=1.169∗𝐻�𝑅�1.8, 𝑁�1.0=0.738∗𝐻�𝑅�1.8 and 𝑁�1.5=0.573∗𝐻�𝑅�1.8 for Veta 2 sector; and 𝑁�0.1=0.947∗𝐻�𝑅�1.8, 𝑁�0.5=0.805∗𝐻�𝑅�1.8 and 𝑁�1.5=0.573∗𝐻�𝑅�1.8 for the global mine. The adjusted curves differ from the original Mathews, as expected since they were not generated for narrow vein cases, producing distinct stability zones. In areas where the adequate amount of geotechnical, structural or stress information is not available, at a feasibility/basic engineering level, is recommended to design using the adjusted general curves. The N adjustment factors influence in different ways depending on the characteristics of the sector, however, the more extensive and varied the area studied, the greater the influence of Q' on N is. The method has several scopes and limitations. For the analysis presented in this report, isolated stopes are considered, whose induced stress distributions were estimated according to the Stewart & Forsyth methodology. It is recommended to calibrate the results obtained with a numerical model that allows obtaining induced stresses at the edges of the excavation.