Método de Explotación Minera Block Caving: Características y Variantes

Block Caving: Un Método de Explotación Minera de Alta Producción

El Block Caving es un método de explotación subterránea que se caracteriza por su bajo costo, alta producción, alta dilución y baja selectividad. Su aplicación depende de la competencia de la roca y el radio hidráulico. Consiste en inducir el colapso de una base para que todo el material superior caiga, y el mineral se recolecte a través de buzones. El área mínima requerida para la implementación del Block Caving oscila entre 8500 y 15000 m³, con un rango de producción de 35 a 60 mil toneladas por día. El diseño se realiza a través de la zona de extracción.

Flujo Gravitacional

La teoría del flujo gravitacional, desarrollada por Laubscher, se basa en la comparación del movimiento de las rocas. Esta teoría es fundamental para entender el comportamiento del material durante el proceso de Block Caving.

Extracción y Fragmentación

La extracción se puede realizar mediante parrilla (para fragmentación fina u óxidos) o LHD (para fragmentación gruesa o sulfuros).

La fragmentación se divide en dos etapas:

• Primaria: Es la fragmentación que se produce como resultado del caving, donde la roca se quiebra antes de ser extraída.
• Secundaria: Es la fragmentación que ocurre en el punto de extracción.

Restricciones: Existe un efecto pistón que impide extraer más rápido que la velocidad de quiebre. La altura de corte, que es la altura del UCL (Undercut Level), se encuentra entre 3.5 y 4 metros. La velocidad de quiebre se mide con TDR (Time Domain Reflectometry). El Air Gap se produce cuando se extrae más rápido que la velocidad de quiebre, siendo la principal fuente de colapso.

Preacondicionamiento

El preacondicionamiento es una técnica innovadora que permite modificar las propiedades del macizo rocoso. Puede ayudar a evitar colapsos y mejorar la estabilidad. El MRMR (Mining Rock Mass Rating) puede ser alterado mediante el preacondicionamiento, aunque todavía no es posible modificar el área crítica.

Planificación del Tonelaje

El tonelaje máximo a planificar depende de:

• La velocidad de extracción (ton/m²) por día.
• Los días de planificación.
• El área a extraer.

Métodos de Control de Extracción

Existen diferentes métodos para controlar la extracción en Block Caving:

• Auto: Se basa en extraer el máximo tonelaje de los puntos de extracción antiguos para cumplir con la planificación, tratando de no extraer de los puntos nuevos.
• Even: Se basa en extraer el máximo tonelaje de los puntos más nuevos, sin respetar el PRC (Plan de Ritmo de Producción y Consumo) ni la velocidad de quiebre. Este método se utiliza generalmente en minas que están al final de su vida útil, donde todos los puntos deben extraer mineral.
• Combo: Se basa en extraer el máximo tonelaje de los puntos más nuevos, respetando el PRC y la velocidad de quiebre. Este método suaviza el método Even, y todos los puntos deben extraer algo de tonelaje.
• Smooth: Se basa en extraer el máximo tonelaje de los puntos más antiguos, pero a diferencia del método Auto, este método suaviza la incorporación de los puntos más nuevos. Trata de incorporar de forma gradual los puntos nuevos en función de su antigüedad, respetando el plan de producción. Se enfoca en la velocidad con la que los puntos viejos ceden paso a los nuevos.

Draw Control Factor

El Draw Control Factor analiza la uniformidad de los puntos de extracción aledaños, calculando la desviación estándar con respecto a los tonelajes mensuales de cada punto de extracción vecino.

Dilución y Draw Control Factor

El punto de entrada de dilución es el porcentaje de extracción en el cual aparece dilución por primera vez.

Estado Tensional

Existen tres estados tensionales: relajación, transición y pre-minería. Estos estados están presentes en los puntos de extracción, socavación y desarrollos.

Abutment Stress: Es el borde donde transitan los esfuerzos y se produce la mayor concentración de estos.

Variantes de Hundimiento

• Hundimiento Convencional: Los puntos de extracción se truenan antes, comenzando por la primera calle de producción (la más adelantada). El hundimiento va retrasado. Ventajas: Más productivo, permite visualizar la batea desde el nivel de producción, se construye rápidamente. Desventajas: En zonas profundas con alto estrés, el nivel de producción puede verse comprometido.
• Hundimiento Avanzado: El nivel de hundimiento se construye primero, y la línea de zanja se hace desfasada. Los puntos de extracción se construyen con el Abutment Stress. Tiene una productividad mediana, y las bateas se construyen después de hacer el nivel de hundimiento.
• Pre-hundimiento: Es el más lento y menos productivo de los tres.

Manejo de Barro

El barro actúa de manera similar a la dilución. Para retrasar su aparición, se debe mantener un control de tiraje uniforme. El material fino, mezclado con agua, se filtra entre la granulometría más grande, llegando al punto de extracción antes. Se debe evitar comenzar a extraer por donde puede entrar barro. En la mina El Teniente, el 40% del área abierta ha sido cerrada por barro, el cual contiene leyes altas. Se produce de tres formas en El Teniente: cuando la zona de movimiento conecta con la superficie (tipo Esmeralda, tipo Suapi/Q-Teniente, tipo Diablo Regimiento/Reservas Norte).