Análisis de estabilidad de caserones abiertos considerando la variabilidad espacial geomecánica

Abstract

La predicción y evaluación de sobreexcavación (Overbreak: OV) y estabilidad de caserones abiertos en minería subterránea selectiva ha sido uno de los grandes desafíos con los que se ha enfrentado la minería a nivel global. Distintos autores han propuesto metodologías y cambios en los parámetros de medición para mejorar la caracterización de la estabilidad de caserones sin alterar el tipo de análisis clasificatorio. El presente trabajo busca desarrollar una nueva herramienta predictiva de estabilidad de caserones abiertos considerando la variabilidad espacial geomecánica. Se desarrollaron tres etapas: 1°. Generación de códigos de programación, calculando la OV y el factor de radio efectivo (ERF) para puntos en la pared del caserón (techo). 2°. Determinación y obtención de parámetros geotécnicos. 3° Aplicación a casos reales. Dentro de los principales resultados se observa desde la relación gráfica obtenida entre ERF y el número de estabilidad N’: para N < 7, 18,190 bloques estables (Stable Block: SB) de un total de 22,188 en la zona; para N ≥ 7, 642 BE de un total de 1,086 en la zona; para N ≥ 7 y ERF < 8, 511 BE de 924 bloques en total de la zona; para N ≥ 7 y ERF ≥ 8, 131 BE de 162 total en la zona, lo que refuerza la influencia significativa de ERF y N. Finalmente, respecto a la aplicabilidad de la herramienta generada, se observa que podría ser mayoritariamente aplicable. A diferencia de las metodologías actuales, la metodología cuenta con un enfoque que se distingue por la evaluación de valores específicos y concretos de sobreexcavación. Esto permite considerar una evaluación de estabilidad de apertura de caserones con una mayor precisión, pudiendo tomar en cuenta el comportamiento geomecánico de cada uno de los sectores, dentro del área que abarca la pared del caserón evaluada, al incorporar cualquier cambio a su geometría inicial. Además, esta herramienta considera las geometrías reales en las cuales se está evaluando la pared, permitiendo la aplicación en geometrías complejas, no necesaria y estrictamente cuadradas o simples, como lo hacen actualmente los métodos existentes. Con el objetivo de mejorar y/o robustecer la metodología desarrollada se recomienda: Aumentar la cantidad de casos reales a aplicar la metodología aquí generada, Incorporar los parámetros de condición de esfuerzos A, Incluir en el análisis la integración de un modelo de esfuerzos en profundidad.

The prediction and evaluation of overbreak (OV) and stability of open stopes in selective underground mining have been one of the major challenges faced by the mining industry globally. Various authors have proposed methodologies and changes in measurement parameters to improve the characterization of stope stability without altering the type of classificatory analysis. This work aims to develop a new predictive tool for the stability of open stopes considering spatial geomechanical variability. Three stages were developed: 1. Generation of programming codes, calculating OV and the effective radius factor (ERF) for points on the stope wall (roof). 2. Determination and acquisition of geotechnical parameters. 3. Application to real cases. Among the main results, it is observed from the graphical relationship obtained between ERF and the stability number N': for N < 7, 18,190 stable blocks (SB) out of a total of 22,188 in the area; for N ≥ 7, 642 BE out of a total of 1,086 in the area; for N ≥ 7 and ERF < 8, 511 SB out of 924 blocks in total for the area; for N ≥ 7 and ERF ≥ 8, 131 SB out of 162 in total for the area, reinforcing the significant influence of ERF and N. Finally, regarding the applicability of the generated tool, it is observed that it could be mostly applicable. Unlike current methodologies, the approach of this methodology is distinguished by the evaluation of specific and concrete overbreak values. This allows for a more precise evaluation of stope opening stability, considering the Geomechanical behavior of each sector within the evaluated stope wall area, incorporating any changes to its initial geometry. Moreover, this tool considers real geometries in which the wall is being evaluated, allowing application in complex geometries, not necessarily strictly square or simple, as currently done by existing methods. To improve and/or strengthen the developed methodology, it is recommended: to increase the number of real cases applying the methodology developed here, to incorporate stress condition parameters A, and to include in the analysis the integration of a deep stress model.