MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR HUNDIMEINTO DE BLOQUES (BLOCK CAVING.)

Es un método de explotación masivo en la cual un bloque de mineral en algunos casos representando el área basal del cuerpo mineralizado se corta en su base y luego a partir de la extracción se produce la propagación del hundimiento.

En el hundimiento de paneles, el mineral se fractura y se rompe por sí solo debido a las tensiones internas y efectos de la gravedad. Por consiguient e se requiere sólo de un mínimo de perforación y voladura en la explotación del mineral. El yacimiento se divide en paneles largos que incluyen varios bloques, a causa de que este sistema de explotación es una variación del hundimiento por bloques.

Cada bloque tridimensional de gran área basal cuadrada y de varios miles de toneladas de - 30-

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mineral se cortan por la zona inferior ( excavación), es decir, se excava practicando una ranura o abertura horizontal en la base inferior del bloque mediante voladura. Así los bloques de mineral quedan sin apoyo, y las fuerzas de gravedad que actúan sobre esta masa producen fracturas sucesivas que afectan a los bloques por completo.

Además, debido a las tensiones de la roca se produce la fragmentación del material, en tamaíios que pueden ser manejados a través de piques de traspaso o mediante equipos cargadores.

2.10.1.1 DESCRIPCIÓN Y PRINCIPIOS.

La explotación por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada como la roca encajadora esté fracturada bajo condiciones más o menos controladas. La extracción del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encima del yacimiento. En consecuencia es muy importante el establecer un proceso de fracturación continuo y completo, ya que las cavidades subterráneas no soportadas, presentan un riesgo elevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posterioridad en el funcionamiento.

De la explotación.

Este método consiste en arrancar un bloque de mineral en un bloqueo de grandes dimensiones por hundimiento del mineral, que se va sacando por la base del bloque. Se empieza por dividir el mineral en grandes bloques cuya sección horizontal es generalmente superior a 1000m2. En la base se abre una gran roza horizontal, con lo que se le quita a la masa mineral su apoyo. Se prepara la masa con una red de galenas y chimeneas entrecruzadas en el muro. La estructura nos permite al mineral fracturarse y hundirse. La zona de fractura sube progresivamente en toda la masa, a medida que progresa el hundimiento, la fragmentación mejora, el mineral se quebranta y así puede cargarse en la base, en los numerosos puntos de carga.

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Figura: Esquema de hundimiento por bloques block caving.

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Fuente: Área de Planeamiento Minera Pampadecobre

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El método necesita para su aplicación, además de unas zonas de minerales muy grandes y potentes, las condiciones siguientes: Un mineral que se hunda y fragmente naturalmente bien, una vez excavada en su base. Un muro bastante resistente, ya que toda la infraestructura de la explotación se perfora en él. Una superficie sin problemas para poderla transformar con fuertes grietas y simas, la aplicación más corriente de este método es en los grandes criaderos de minerales de hierro o de minerales pobres muy diseminados en zonas desérticas y aisladas.

2.10.1.2. CARACTERÍSTICAS DE LA EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTO.

La explotación por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada como la roca encajadora esté fracturada bajo condiciones más o menos controladas. La extracción del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encima del yacimiento. En consecuencia es muy importante el establecer un proceso de fracturación continuo y completo, ya que las cavidades subterráneas no soportadas, presentan un riesgo elevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posterioridad en el funcionamiento de la explotación. Las características de la roca constituyen el factor esencial del

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comportamiento del mineral frente al hundimiento. Es necesario no solamente que el hundimiento ocurra, sino que además el mineral presente una granulometría adecuada. La fragmentación de la roca es provocada más por las fatigas de tracción que por las de compresión, de modo que la tendencia será de tener mineral mejor fragmentado en el centro el bloque que en los extremos. Este tiene la ventaja de evitar la mezcla del mineral útil con el material proveniente de la roca encajadora. En la explotación por Block Caving, por una parte, conviene minimizar las concentraciones de esfuerzos en el nivel de producción y pilar de protección, para mantener estables galerías de extracción; y por otra, conviene maximizar la concentración de esfuerzos sobre el nivel de hundimiento para producir la excavación y mejorar la fragmentación del mineral. La estabilidad en las labores de extracción ha sido optimizada mediante una orientación adecuada. Los trabajos tendientes a romper la base de un bloque determinado, tienen su inicio en el diseño de la malla, la cual determinará las características del resto de las galerías componentes del sistema. La determinación de la malla depende fundamentalmente de las características de la roca. El éxito en el hundimiento de un bloque, independiente de las características de hundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentales que son:

A: La base del bloque deberá fracturarse completamente; si se quedaran pequeñas áreas sin quebrar, ellas actúan como pilar, transmitiéndose grandes presiones desde el nivel de hundimiento hacia el de producción, las que pueden llegar a romper el pilar existente entre ellos, afectando completamente la estabilidad de las galerías del nivel de producción. Esto trae consigo un aumento importante en los costos de extracción.

B: La altura de explotación inicial proporcionada por la voladura, debe ser tal que no se produzcan puntos de apoyo del bloque que impidan o afecten el proceso de explotación natural inmediata.

El primer caso, o sea, la formación de pilares, se evita con un adecuado diseño de perforación especialmente, con un correcto carguío de los taladros. En todo caso, si se verifica la existencia de un pilar, se interrumpe la etapa de hundimiento, concentrando las actividades en eliminarlo completamente para poder continuar con la secuencia de

"quemadas o chispeadas". En el segundo caso, para evitar los posibles puntos de apoyo del bloque, una vez volada la base, es necesario determinar previamente la altura que debe alcanzar la explotación producida por la voladura. La extracción en cada punto debe ser controlada con sumo cuidado de manera de evitar contaminaciones del mineral con el

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estéril. El contacto mineral - estéril debe mantenerse según un plano bien definido que pueda ser horizontal o inclinado .En general, con el método Block Caving, se puede recuperar el 90% del mineral comprendido por la zona de explotación. Este coeficiente de recuperación depende principalmente de la forma en que se efectúa la extracción del primer tercio de la producción del block.