Hundibilidad

HundibilidadLa hundibilidad es una medida usualmente no cuantitativa de la habilidad que tiene un yacimiento de hundir bajo circunstancias particulares.En la prctica minera, el problema es usualmente predecir la geometra del hundimiento representada como radio hidrulico, que se requiere para iniciar el proceso de caving del macizo rocoso dado un set estimado de propiedades geotcnicas.Depende de:Orientacin de las estructuras, espaciamiento y persistencia.Estructuras mayores (ejemplo: fallas, diques)Esfuerzos in-situ y los esfuerzos inducidos por la excavacin.Resistencia de discontinuidades y macizo rocoso.Geometra del hundimiento.Desconfinamiento, slot, o acondicionamiento del macizo rocoso.

Radio hidralicoArea = 10000 m2RH= 25 mMinima Luz = 100 mArea = 10.000 m2; RH=20 m; min. Luz= 50 mArea = 10.000 m2; RH=14 m; min. Luz= 40 m100 m100 m200 m50 m40 mEl radio hidrulico refleja la luz mnima de la excavacin HUNDIBILIDAD

Grfico hundibilidad de Laubscher (Bartlett 1998)Grfico razonable para RMR < 50

Grfico de estabilidad de Laubscher curva El Teniente (Flores & Karzulovic 2003b)Radio hidrulicoMRMR

Grfico de estabilidad de Mathews (after Mathews et al 1980)(m)

Extended Mathews stability graph based on logistic regression showing the stable and caving lines (Mawdesley 2002)Stability Number, N

Tasa de hundimiento

OperacinEstimacin Tasa de hundimiento (mm/dia)El Teniente Sub 6200 300Esmeralda170 200Dee Beers Koffiefontein200 400Dee Beers Cullinan (Kimberlita TKB)100 1200Dee Beers Cullinan (Kimberlita HYB)60 250Freeport DOZ600Henderson270Northparkes E26 Lift 1110 380Palabora130Tongkuangyu375

Mtodo propuesto de estimacinSea A: area necesaria para inducir caving continuo (m2)t= tasa de incorporacin de area (m2/mes)H: altura de colapso dado una condicin de macizo rocoso definido por N y RhT: tasa de hundimiento (mm/da)Mawdesley (2003), PhD ThesisNorthparkes Lift 1

Mtodo propuesto por Laubscher

Mtodo El TenienteTasas de extraccin permitidas basadas en experiencia en mina experimental Sub6.El criterio geomecnico establecido en la explotacin de mineral primario se basa en la reduccin de la posibilidad de estallido de roca debido al quiebre descontrolado de la columna de mineral.La tasa de extraccin en rgimen es aprox. de 0,8 ton/m2/daBaldada de 5,5 tonArea punto extraccin 260-294 m2

Rango Altura extrada punto (m) TPD/m2Baldadas/punto/da0-40,1374-60,1586-100,17910-150,211115-200,241320-250,301625-300,372030-350,4524Mayor a 350,5127

Socavacin

Objetivos etapa de socavacin (Butcher, 2000) Socavacin incompleta

Factor causante de colapso Prdida econmica: Reparacin / Re-perforacin / Abandono de rea productiva (prdida de reservas mineras)(Villegas et al., 2003)Generar una excavacin de suficientes dimensiones para permitir la ocurrencia del hundimiento.Lograr las dimensiones del rea socavada para iniciar el hundimiento con un mnimo dao al macizo rocoso en las cercanas. Alcanzar tan rpido como sea posible el radio hidrulico requerido para generar el hundimiento, propagarlo y consecuentemente reducir la concentracin de esfuerzos producido por esta operacin.

Hundimiento convencionalh=Socavacin mediante abanicos en El Teniente (Jofr et al., 2000)Secuencia de constructiva y de hundimiento (Rojas et al., 2000)

Hundimiento avanzadoSecuencia constructiva y de hundimiento(Jofr et al., 2000)Corte angosto horizontal en Esmeralda (Brown, 2007)Corte angosto inclinado (crinkle cut) en Palabora (Brown, 2007)

Hundimiento previoSecuencia constructiva y de hundimiento(Rojas et al., 2000)Esfuerzos inducidos generados en la frente de hundimiento (Karzulovic, 1998)

Factores que afectan el xito del hundimientoLa estrategia de hundimientoEl punto de inicio y la direccin del frenteLa tasa de hundimientoLa altura del hundimientoLa forma de la frente de hundimiento

Factores que influyen en el punto de iniciacin del hundimientoLa forma del cuerpo mineralizadoLa distribucin de leyes en el yacimientoLas magnitudes y direcciones de los esfuerzos in situLa calidad del macizo y su distribucin espacialLa presencia y orientacin de las estructuras principales La presencia de reas previamente hundidas

Iniciacin del hundimiento cercano a un sector hundidofavorabledesfavorable

Forma y direccin de frente de hundimiento

Forma del frenteEn el caso cncavo se produce confinamiento En el caso convexo se produce desconfinamiento tanto en el cave back como en los pilares del nivel de hundimiento

Orientacin de frente- guas practicas (Laubscher, 2000)La orientacin del frente debe ser perpendicular a las estructuras y evitar la formacin de cuas.

DesfavorableFavorableSi se enfrentan estructuras mayores se debe hacer con el mayor angulo como sea posible

Guas de diseo para minimizar dao al nivel de produccin

Guia de DiseoRazonesUsar hundimiento avanzado, si nos es pible minimizar la cantidad de excavaciones en el nivel de produccinExisten altos esfierzos debajo del frente de hundimiento lo cual puede causar dao al nivel de produccin pre existenteAl aumentar la extraccin de excavaciones este efecto se ve aumentadoMinimizar la creacin de irregularidades horizontales en el frente de hundimientoLos esfuerzos se concentran en irregularidades y aumentan el nivel de dao en el nivel de produccin.Antes de alcanzar caving continuo, mantener la tasa de hundimiento sobre la tasa de dao al nivel de produccinAl aumentar el tiempo que las excavaciones son expuestas a condiciones de alto esfuerzo, aumentan tambien el dao a pilares.Localizar el nivel de hundimiento sobre el nivel de produccin tan alto como sea practicamente posible.Los esfuerzos decrecen con la distancia al nivel de hundimientoAvanzar el caving desde roca menos a mayor competencia a fin de alcanzar caving continuo lo antes que sea posibleLos esfuerzos en el frente de hundimiento aumentan con el radio hidraulico necesario para inducir caving continuo.Los esfuerzos disminuyen en el frente de hundimiento cuando se ha alcanzado caving continuo.

Undercutting initiation and sequence, Palabora block cave, South Africa (Moss et al 2004)Area hundimiento= 120,000 m2Tasa de incorporacin de area de hasta 5,000m2 por mes

Tasas de incorporacin de area hundidaExperiencia prctica

MinaTasa de hundimiento (m2/mes)Kimberley2700Dee Beers BA5 (panel caving) 900Dee Beers BB1E panel caving1100Esmeralda, El Teniente3000Northparkes Lift 11600Northparkes Lift 23070PalaboraHasta 5000