Estado Tensional en Minería por Hundimiento
El estado tensional en minería por hundimiento se divide en tres zonas principales:
- Zona Relajada: Ubicada bajo la zona de hundimiento, donde los esfuerzos no interactúan. No hay acumulación de tensiones.
- Zona de Transición: Aquí, las tensiones de la zona de hundimiento se reflejan, creando un «adbument stress» (estrés de borde). Este estrés es el resultado del efecto pantalla de los esfuerzos, generando zonas de alta tensión e inestabilidad geomecánica. Esta zona es crucial para entender las variantes del hundimiento en block caving y presenta desafíos en la construcción, especialmente en el nivel de hundimiento, donde la fortificación suele ser solo con pernos y malla.
- Zona de Hundimiento: Corresponde a la zona donde se extrae el material.
Variantes de Hundimiento en Block Caving
Existen tres variantes principales de hundimiento, cada una con sus ventajas y desventajas:
Hundimiento Convencional
La batea se abre antes del nivel de hundimiento. Se construyen las calles de forma adelantada y se realizan las zanjas (líneas de zanjas) tres calles después. Luego, se perforan, truenan y hunden las bateas para extraer el material. Ventaja: Rapidez. Desventaja: El nivel de producción se ve afectado por el alto estrés, lo que lleva a colapsos, altos costos de reparación y fortificación.
Hundimiento Avanzado
El nivel de producción y el nivel de hundimiento avanzan simultáneamente. La batea se abre después del hundimiento. Se preparan los puntos de extracción a través de la «sombra» del hundimiento. Las calles se construyen primero, y las líneas de zanjas se hacen de forma retrasada. La batea se forma al hundir el nivel. Los puntos de extracción están protegidos de la zona de mayor estrés.
Hundimiento Previo
Se prioriza el nivel de hundimiento, construyendo las zanjas y calles de forma muy retrasada.
Problemas Operacionales: El Barro
El barro se comporta como la dilución, siendo una mezcla de finos y agua que se filtra entre la granulometría más gruesa, llegando al punto de extracción. Se origina cuando la zona de movimiento se conecta con la superficie (lluvia) o con niveles/minas antiguas, permitiendo la percolación del agua.
Tipos de barro:
- Tipo Esmeralda: Causado por aludes debido a la conexión de la zona de movimiento con la superficie.
- Tipo Suapi: Ocurre a baja altura, donde la lluvia y la extracción facilitan la aparición del barro.
- Tipo Diablo: Se presenta a mayor profundidad, conectado a piques de minas antiguas.
El barro es un problema significativo, llegando a afectar el 40% del área abierta en algunas minas (ej: El Teniente), y se maneja con una ley de corte del 2%.
Evaluación Económica de Proyectos Mineros
La evaluación económica se basa en el flujo de caja, cuyo principal impulsor es el plan de producción (tonelaje y leyes en el tiempo). También se considera el método de extracción y las orientaciones comerciales de la empresa (precio de los minerales). Los indicadores económicos clave son:
- Valor Actual Neto (VAN)
- Valor Actualizado de Costos (VAC)
- Tasa Interna de Retorno (TIR)
- Periodo de Pago
Preacondicionamiento del Macizo Rocoso
El preacondicionamiento consiste en intervenir el macizo rocoso in situ antes de la explotación para degradar su calidad geotécnica y mejorar:
- Hundibilidad
- Fragmentación
- Sismicidad
- Condición de esfuerzos
El objetivo es mejorar la eficiencia técnico-económica y reducir el riesgo geotécnico, especialmente en condiciones de altos esfuerzos. Las modalidades de preacondicionamiento incluyen:
- Fracturamiento Hidráulico (FH): Inyección de fluido a presión para vencer la resistencia a la tracción de la roca y propagar fracturas. Estas fracturas actúan como superficies libres, facilitando la formación de bloques y reduciendo la probabilidad de liberación de energía.
- Debilitamiento Dinámico con Explosivos (DDE): Uso de explosivos para maximizar el aprovechamiento de la energía de las ondas de choque, disminuyendo la resistencia al fracturamiento natural del macizo rocoso.
- Mixto (FH y DDE): Combinación de FH y DDE. Se busca que las discontinuidades generadas por FH sirvan como superficies reflectoras para las ondas de tronadura del DDE.