Block Caving
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UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC
METODOS DE EXPLOTACION
BLOC K CAVING
INTEGRANTES•CALLALLI ALATA ALBERTH•CALLALLI ALATA SILBERMAN
DOC: ALEJO
BLOCK CAVING
El block Caving o hundimiento de bloques es un método de explotación complejo, aplicado en minería subterránea a cuerpos masivos de mediana a baja ley.
Esta clasificado dentro de los métodos de explotación subterránea por hundimiento.
CAMPO DE APLICACIÓN
1.- Geometría
Forma: Tabular - Masivo
Potencia: Grande
Buzamiento > 70º
Tamaño: Grande
Regularidad: media - alta
2.- Geotecnia
Resistencia (Techo) < 50 MPa
Resistencia (Mena) < 50 MPa
Fracturación (Techo): Alta
Fracturación (Mena): Alta
Campo Tensional In-situ: Prof < 1000m
Comportamiento: Elástico
Sistema Minero de Block Caving
Caving
Undercut Drilling
Undercut Level
Production Level
Haulage Level
Ventilation Level
2nd Haulage
Crusher
Tipping point
Draw Point
Secondary BreakageOre Passes
FeederGrizzlyConveyor
Caracteristicas del Método
h Utilizado por las minas subterráneas más grandes del mundo
h Alta producción: 5,000 to 45,000 tpdh El menor costo de producción por toneladah Excelente productividad por persona y
equiposh Se puede automatizar h Posee una bajo grado de selectividadh Se requiere de una fuerza de trabajo con
conocimiento de las labores subterráneas
Caracteristicas del Método
Aprovechamiento de la fuerza de gravedad para transporte del mineral.
Índice de fractura alto Utilizado en cuerpos
mineralizados masivos de baja ley (Comúnmente denominados pórfidos)
La roca estéril de techo debe ser hundible
Dilución 20% Recuperación 75% Costo 2.1-5$/t
Why is Block Caving relevant?
El Salvador
Andina
El Teniente
Bingham Canyon
Chuquicamata
Freeport_DOZ
RTZ_Argyle
De Beers-Finsch
RTZ_Northparkes
Philex_Padcal
RTZ_Palabora
De Beers-Premier
IVANHOE
New Mines
Mines in operations 2003
Henderson
EJEMPLOS DE PROYECTOS QUE UTILIZAN ESTE METODO
Minas que usan Block Caving
Mina Pais Layout Producción (Mt) Productos
El Teniente Chile LHD/Parrillas 54 CobreEl Salvador Chile LHD 10 CobreAndina Chile LHD/Parrillas 16 CobreHenderson USA LHD 5.4 MolibdenoBell Canada LHD 0.9 AsbestosPremier Sudáfrica LHD 3 DiamantesShabanie Zimbawe LHD 1.3 CobrePhilex Filipinas LHD/Parrillas 10 CobreLutopan Filipinas Parrillas 9.4 CobreFreeport Indonesia LHD 18 Cobre/OroNorthparkes Australia LHD 3.9 Cobre/Oro
Mina Pais Layout Producción (Mt) Productos
El Teniente Chile LHD/Parrillas 54 CobreEl Salvador Chile LHD 10 CobreAndina Chile LHD/Parrillas 16 CobreHenderson USA LHD 5.4 MolibdenoBell Canada LHD 0.9 AsbestosPremier Sudáfrica LHD 3 DiamantesShabanie Zimbawe LHD 1.3 CobrePhilex Filipinas LHD/Parrillas 10 CobreLutopan Filipinas Parrillas 9.4 CobreFreeport Indonesia LHD 18 Cobre/OroNorthparkes Australia LHD 3.9 Cobre/Oro
La característica principal es la fragmentación de la roca producto de los esfuerzos de la tierra y el aprovechamiento de la fuerza de gravedad para su transporte y posterior extracción desde puntos definidos.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL METODO
Se realiza la subdivisión del cuerpo mineralizado en bloques, cada uno de ellos considerado una unidad independiente de explotación.
El cuerpo mineralizado se subdivide en bloques de entre 3,600 m2 a 10,000 m2 de base, el método consiste en el hundimiento de una columna mineralizada provocado por la excavación controlada de su base mediante barrenación y voladura.
El mineral se fragmenta y cae por su propio peso y por la presión del techo. Por consiguiente, se ahorran muchos explosivos y trabajo de perforación del bloque, siendo, en comparación con otros métodos, del 10 al 20% únicamente.
El 80% del mineral se arranca por hundimiento.
Descripción del método
Las fuerzas que actúan en la roca (preexistentes) se encuentran en equilibrio entre si. Al excavar la base se crean nuevas fuerzas denominadas esfuerzos inducidos, estas fuerzas comienzan a redistribiurse, generando y agrandando fracturas en la roca.
Todo lo anterior combinado con la fuerza de gravedad genera que los puntos de extracción construidos en la base del bloque se rellenen con el material fragmentado. Cuando esto ocurre la situación de equilibrio en el macizo tiende a restablecerse.
En los denominados puntos de extracción el material fragmentado se retira con maquinarias, cuando esto ocurre nuevamente se rompe el equilibrio de fuerzas y el material continua fragmentándose y cayendo, sucesivamente hasta que en la superficie comienza a generarse un cráter.
El yacimiento se divide en grandes secciones o bloques con un tonelaje suficiente para muchos años de explotación.Como cualquier método es necesario preparar las o la obra de acceso principal, en este caso se accederá a la base del bloque mediante una rampa, y para extracción del mineral se hará mediante un tiro (pique), como se muestra a continuación.
Obras de preparación
Entrada principal (Rampa)Acceso a mineral subterráneoPendiente al 10°
Tiro, para extracción del mineral, tan profundo como el cuerpo mineralizado.
Cuerpo mineralizado
El sistema de hundimiento de bloques requiere una gran planificación y un trazado inicial detallado, que incluye un complejo sistema de excavaciones bajo el bloque.Inmediatamente después del desarrollo de la rampa se desarrollan tres niveles, que seria el nivel de hundimiento, nivel de producción y el nivel de acarreo.Adicionalmente se desarrolla un nivel de ventilación situado entre el nivel de acarreo y producción.
Como a continuación se muestra :
En este nivel se desarrollan obras paralelas en la parte basal del bloque, para realizar el primer corte del cuerpo mineralizado, tienen dimensiones de 3.30 x 3.30 m aprox..
Nivel de hundimiento
Obras paralelas (Ftes. de hundimiento)
Para realizar el corte se barrena en forma de abanico, los barrenos pueden ser de 50 a 70 mm y tener una longitud variada (5-20 m)
Es la segunda etapa del método, consiste en desarrollar frentes paralelas que estén conectadas por cruceros , y que permiten la extracción del mineral, en los cruceros es donde se encuentran los C/P ó campanas de extracción que comunican este nivel con el de hundimiento.
Nivel de producción
Obras paralelas de 4 x 3.50 m aprox.(Frentes de extracción)
Es el nivel donde se instalan las bandas que corren a lo largo del bloque y llevan el mineral a la zona de extracción, tiene una sección de 5 x 5 m aprox.
Nivel de acarreo
Vaciadero de nivel de produccióna nivel de acarreo, aquí puede estar una quebradora.
Nivel de acarreo
Además se requieren de obras como: Puntos de extracción: se trata de
excavaciones que conectan el nivel de producción con el nivel de hundimiento.
Piques de traspaso: son labores verticales o inclinadas que conectan el nivel de producción con el nivel de transporte.
Subnivel de ventilación: conjunto de galerías paralelas espaciadas ubicadas bajo el nivel de producción.
El aire se inyecta por contrapozos y recorre hacia el subnivel de ventilación. Frentes. contra frentes. Cruceros de extracción.
Scraper. Ancladores. Jumbos. Equipos de barrenacion larga. Camión y/o locomotoras. Sprayer. Equipos LHD. Quebradoras. Bandas trasportadoras. Robbins
Equipo utilizado.
NIVELES DE PRODUCTIVIDAD ALCANZABLE
El método de hundimiento de bloques es considerado como un proceso de bajo costo y alta productividad.
Las recuperaciones suelen estar entre el 80 y 95%.
Es un método utilizado en muchas de las minas subterráneas mas grandes del mundo.Se pueden producir desde 5,000 hasta 100, 000 toneladas por día, dependiendo de la magnitud del yacimiento y la mecanización.
Método de explotación ventilación
Cuartos y pilares Buena
Tumbe sobre carga Mala
Barrenación larga Buena
Corte y relleno Regular
Frentes largas Buena
Hundimiento por subniveles Buena
Hundimiento por bloques Buena
Ventilación relativa
La frecuencia de accidentes en este método son muy bajas. Lo que nos indica que es mas seguro que otros métodos.
Comparación de seguridad
METODO SEGURIDAD
Cuartos y pilares Bueno
Tumbe sobre carga Mala
Barrenación larga Bueno
Corte y relleno Regular
Frentes largas Bueno
Hundimiento por subniveles
Bueno
Hundimiento por bloques Bueno
Seguridad relativa
Método de explotación % de dilución
Cuartos y pilares 5
Tumbe sobre carga 10
Barrenación larga 15
Corte y relleno 5
Frentes largas 5
Hundimiento por subniveles 10 – 15
Hundimiento por bloques 15
Dilución relativa
Es un método muy económico. Es altamente productivo respecto a otro sistema
de minado Durante la producción requiere de poca
perforación, poca voladura y poco sostenimiento. Permite un buen control de las condiciones de
trabajo. Permite una alta producción. Escaso numero de personal. Buena seguridad Altos porcentajes de recuperación del minera. Alto grado de mecanización y automatización.
Ventajas
La existencia de agua y materiales plásticos dificultan la explotación.
Las alteraciones en la superficie son importantes.
La inversión del capital es grande y la preparación larga.
Alta dilución. No es posible la explotación selectiva
de mineral de alta y baja ley. Taponamiento de puntos de
extracción.
Desventajas del Método