Impacto Geotécnico del Preacondicionamiento en la Explotación Minera Subterránea

Efectos Identificados del Preacondicionamiento (PA)

Sismicidad Inducida

Se manifiesta con un aumento en la frecuencia de eventos de baja magnitud y una disminución de eventos de mayor magnitud que pudieran generar daños. Esto se debe a que la energía se disipa en una mayor cantidad de eventos. La consecuencia es una disminución del riesgo sísmico en la explotación del mineral primario.

Hundibilidad

Se logra una reducción del área estimada de hundibilidad.

Tiempo de Conexión del Caving

Se reduce el tiempo de conexión al cráter en sectores con caving virgen.

Fragmentación e Índices Operacionales

Disminuye el sobretamaño, aunque no se elimina totalmente, lo que se manifiesta con la presencia de menos colgaduras y a más baja altura. Además, hay una disminución de la actividad de reducción secundaria.

Mecanismos Geotécnicos del Preacondicionamiento

Efectos sobre la Hundibilidad del Macizo Rocoso

El PA genera, en el macizo rocoso, nuevas fracturas abiertas (con FH) o nuevas microfracturas o debilitamiento de estructuras existentes (con DDE). Estas nuevas estructuras tienen menor o nula resistencia al cizalle y a la tracción, lo que hace que el macizo rocoso sea más débil en respuesta a la combinación de esfuerzos inducidos y fuerza de gravedad, facilitando el fallamiento progresivo y controlado.

1. En forma ascendente, hace que se produzca mayor quiebre de la columna de roca in situ, haciendo más extensa la zona de fracturamiento y más rápida la velocidad de propagación del hundimiento.
2. Reduce la probabilidad de formar arcos estables en la propagación del hundimiento, disminuyendo los eventos de Air Blast (Air Blas).
3. En la base, permite que el macizo sea capaz de colapsar con menor área abierta (radio hidráulico).

Efectos sobre la Respuesta Sísmica

1. Reduce la rigidez del macizo rocoso, aumenta su homogeneidad y disminuye la capacidad de acumular energía.
2. Facilita la formación de bloques. Las nuevas fracturas y microfracturas interrumpen la ruptura violenta y la propagación de fracturas naturales, haciéndolas de menor tamaño.
3. Disminuye la respuesta sísmica de alto riesgo y la probabilidad de originar explosiones de roca (Rockburst).
4. La menor rigidez del macizo rocoso lo transforma en un medio más atenuador de onda sísmica.

Efectos sobre el Tamaño de la Fragmentación

1. Con DDE se debilitan las estructuras geológicas existentes. El producto es una disminución del tamaño de la fragmentación que llega al nivel de producción por los puntos de extracción.
2. Con FH se introducen nuevas fracturas más débiles que las estructuras geológicas.
3. Ambas tecnologías evitan la formación de macrobloques con el riesgo de ocasionar colapsos de la infraestructura.
4. Al disminuir el tamaño de la fragmentación, se reducen los eventos de colgaduras y los requerimientos de reducción secundaria, logrando altas productividades y, por consecuencia, menores costos.

Efectos sobre los Estados Tensionales

La operación de PA aumenta la deformabilidad del macizo rocoso, haciendo que disminuya el estado tensional original y produce una zona de aumento de esfuerzos en el entorno del volumen preacondicionado.

Impacto del Preacondicionamiento en la Explotación y Diseño Minero

Estrategia de Diseño

El preacondicionamiento puede modificar los siguientes aspectos de la estrategia de diseño:

• Método de Explotación
• Conexión a Cráter
• Variante de Panel Caving
• Punto de inicio de Caving
• Secuenciamiento (orientación del frente)
• Geometría (tamaño y forma) del frente
• Desfase (desacople) entre frentes
• Interacción (empalme) entre sectores y la Altura de columna.

Criterios de Diseño

El preacondicionamiento puede hacer variar los siguientes criterios de diseño:

• Malla de extracción
• Orientación de galerías
• Estabilidad de pilares
• Fortificación
• Accesos a sectores productivos
• Puntos de extracción
• Piques de traspaso
• Método de socavación (diseño del UCL)
• Tamaño y forma de galerías.

Parámetros de Planificación

El PA modifica los parámetros de planificación, definiendo lo siguiente:

• Velocidad de extracción
• Disponibilidad y utilización de área
• Ángulo de extracción
• Ángulo de quiebre
• Tiempo de conexión a cráter
• Pérdida por colapsos.

Riesgos Geotécnicos

Los riesgos geotécnicos que pueden surgir como consecuencia de las acciones preestablecidas en cuanto a la estrategia, diseño y planificación incluyen:

• Estallido de rocas (Rockburst)
• Colapsos
• Caída de macrobloques a la cavidad
• Sobreexcavación de galerías
• Ingreso de agua y barro.