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El Block-caving es aplicado cuando se quiere realizar explotaciones mineras a gran escala, en yacimientos de baja ley y cuerpos minerales masivos con grandes dimensiones en sentido horizontal como vertical y se cuenta con una masa rocosa mineralizada con propiedades para un fragturamiento controlado en bloques, desde los niveles de producción, con un control de la subsidencia en superficie.

Este método con estas condiciones se ha aplicado en depósito de minerales de hierro, de cobre de baja ley y en mineralizaciones de molibdeno, con grandes producciones de mineral, adaptados a las condiciones geológicas de estos yacimientos mineros.

En Chile este método de explotación minera se ha aplicado a yacimientos masivos de baja ley, en roca mineralizada primaria y secundaria. En la actualidad, el block caving ha evolucionado de una aplicación tradicional, utilizada por muchos años y sólo en roca secundaría a una explotación por paneles, aplicado principalmente a rocas primarias con extracción mecanizada (LHD) y en menor grado en roca secundarías debido exclusivamente a la falta de mineralización de este tipo, la que aplica varias de las bondades que caracterizaron al método tradicional, cómo un método eficiente y de bajo costo. Estando la diferencia principal entre ambos, en el diseño de extracción y traspaso de mineral

Este método necesita menos trabajos de preparación que el Sub Level Caving por tonelada de mineral extraído; pero, en general son trabajos de un costo unitario más elevado, debido a la necesidad de fortificaciones importantes. Se utiliza algo de explosivo (se dispara solamente en la parte inferior del panel, para efectuar el primer corte y también durante la operación de excavación para destrancar los puntos de extracción o cachorrear los bolones demasiado grande provenientes del hundimiento). Permite explotar grandes áreas mineralizadas y tiene a consecuencia de ello, un costo de producción altamente competitivo.

Métodos de ExplotaciónXLIV

Los bloques de producción están agrupados de acuerdo a su ubicación dentro de la mina, constituyendo áreas de producción. Cada una de estas áreas cuenta con una red de túneles y piques que se distribuyen en diferentes niveles:

Fig. 2.20 Panel Caving, en roca secundaria, Atlas Copco

 Un nivel de corte o nivel de hundimiento

 Nivel de producción

 Un Subnivel de ventilación

 Nivel de traspaso de mineral

 Nivel de transporte

Fig.2.21 equipos mineros Nivel de hundimiento: corresponde al nivel en que se produce la socavación de la columna de mineral, que se logra haciendo una red de perforaciones hacia arriba que se disponen formando un abanico. En estas perforaciones se introducen explosivos, cuya tronadura produce la fragmentación total de la base del bloque hasta una cierta altura. Una vez retirado el material quebrado, el resto del macizo queda colgando hasta que se comienza a disgregar por efecto gravitacional y produce el hundimiento paulatino del total de la columna

Nivel de producción: corresponde al nivel de galerías desde las cuales es captado el mineral quebrado y traspasado hacia el siguiente nivel. Se sitúa entre 8 y 18 m por debajo del anterior, con el cual está comunicado mediante piques que captan, en forma de embudos, el mineral

Métodos de ExplotaciónXLV

desde el nivel de hundimiento. En el nivel de producción, el mineral es traspasado hacia el nivel de transporte situado más abajo, mediante un trabajo manual o utilizando equipos especiales. Cuando el mineral es de granulometría fina puede ser manejado por un operador (buitrero, ver Fig.2.22) que lo hace pasar directamente hacia los niveles inferiores; si es demasiado grueso (roca dura) debe ser manejado por cargadores especiales llamados LHD. Éstos cargan el material, lo transportan y lo vierten en los piques de traspaso centralizados que lo conducen a las etapas siguientes.

Fig.2.22 Buitra de traspaso de mineral, Codelco educa

En estos puntos llamados de vaciado, hay un sistema de parrillas que dejan pasar el mineral hasta cierto tamaño. Los fragmentos de roca que exceden este tamaño son reducidos mediante martillos picadores móviles o mediante tronadura secundaria, si es necesario.

Subnivel de ventilación: corresponde a una red de galerías que se ubican por debajo del nivel de producción. Éstas tienen por objetivo conducir aire fresco, captado desde la superficie por grandes extractores, hacia los lugares donde se está trabajando, y retirar el aire viciado (contaminado por los gases de tronadura y de equipos diesel) para expulsarlo a la superficie. Niveles de traspaso: corresponde a una serie de galerías y piques que permiten controlar el paso del mineral desde el nivel de producción hasta el nivel de transporte. En el caso de mineral grueso (duro), este mineral es enviado al chancador primario, ubicado dentro de la mina, donde se reduce su tamaño para permitir su transporte final. En algunos casos, es necesario reducir el tamaño de los bloques mayores (colpas). Para esto, se dispone de sistemas de reducción de colpas.

Nivel de transporte: en este nivel circula el ferrocarril, en cuyos carros se carga el mineral para ser transportado hacia la planta ubicada en la superficie. Este es el túnel de mayor tamaño en la mina. Sus dimensiones son de 5m de ancho por 6 m de alto. Durante la extracción, el mineral se mantiene en los piques de traspaso, los cuales se mantienen llenos. El mineral es vaciado a los carros mediante un sistema de cierre hidráulico, ubicado en la parte inferior de dichos piques, conocido como buzón. El ferrocarril es cargado en movimiento, de manera que la operación se realiza en forma continua. Cada carro transporta aproximadamente 80 toneladas y el tren completo es capaz de transportar unas 1.300 toneladas en cada viaje.

Métodos de ExplotaciónXLVI

Fig.2.23 Panel caving, roca primaria, extractado de Atlas Copco

El método de explotación block caving con extracción mecanizada (LHD), en general está diseñado con tres niveles:

 Nivel de Hundimiento

 Nivel de Producción

 Nivel de Transporte

El método aplicado en la mina El Teniente tiene ciertas variantes como son el Nivel de Picado y Sub Nivel de Ventilación. En algunas minas la ventilación se realiza por el mismo nivel de producción

Nivel de Hundimiento: El nivel de hundimiento se ha diseñado a 18 m sobre el nivel de

producción con labores paralelas, en el mismo plano vertical con las calles del nivel de producción. La sección de estas labores está de acuerdo al tamaño de los equipos de perforación larga y tienen un tamaño de 3,60x3,60 metros.

Nivel de producción: El diseño de producción consiste en galerías de acarreo de 3.6x3.6 m

paralelas y separadas 30 m entre sí, las que son interceptadas con un ángulo de 60º y cada 15 m por estocadas de carguío de 3,60x3,60 m (ver Fig.2.24)

La disposición anterior ha dado origen a que la estocada de carguío reciba el nombre de cruzado de zanja, y la galería de acarreo el nombre de calle. En los cruzados de zanja y ubicado entre las calles se construye el punto por donde fluye el mineral hacia el nivel de producción. Este punto se denomina “Zanja”. Además sobre los cruzados de zanja se construyen los puntos de extracción, cuya disposición geométrica genera una malla irregular aproximadamente de 225 m2 _{(17,32 m x 13 m).}

El diseño de la malla de extracción en el nivel de producción requiere del conocimiento de varios parámetros, entre ellos la forma y trayectoria que toma el mineral al escurrir hacia el punto de extracción (flujo gravitacional)

Métodos de ExplotaciónXLVII

Fig. 2.24 Galerías de acarreo y zanja, punto de extracción

Nivel de Transporte: El diseño del nivel de transporte, es dependiente de la configuración

geométrica del área de producción. Los circuitos en el nivel de transporte pueden ser abiertos o cerrados. El carguío de mineral se realiza a través de buzones especiales para mineral grueso instalado en los cruzados de transporte.

Nivel de Picado; El diseño de explotación del mineral primario contempla un nivel de picado

(ver Fig. 2.25) debido a las características granulométricas de la roca. Este nivel de picado está ubicado a 32 m bajo el nivel de producción LHD y consta de cámaras construidas de tal forma que reciban la producción de dos puntos de vaciado. La reducción del mineral se realiza con un martillo picador fijo. Este martillo trabaja picando sobre una parrilla y reduce el mineral al tamaño máximo de 30” (0,76 m) por una de sus caras.

Fig. 2.25 Nivel de reducción de tamaño

Nivel de Ventilación: La ventilación del nivel de producción y de hundimiento se realiza por

medio de un sub nivel ubicado generalmente a 15 m bajo el nivel de producción. El aire entra y sale del nivel de producción y hundimiento por medio de chimeneas.

Métodos de ExplotaciónXLVIII

Extracción del mineral: El diseño del método involucra una extracción mecanizada del mineral con equipos LHD que cargan, transportan y vacían el mineral desde los puntos de extracción hasta los piques de vaciado. Los piques de vaciado están ubicados en las calles de producción a una distancia que varía entre 75 m y 105 m.

Traspaso de mineral: El mineral es traspasado por gravedad desde el nivel de producción hasta el nivel de transporte por piques de 3,00 m de diámetro.

DIMENSIONES

En general, los bloques tienen dimensiones entre 100 y 200 m de altura y un área basal de 60m x 90 m, lo cual implica entre 1.000.000 y 2.500.000 toneladas por cada bloque. Cuando el hundimiento se produce en forma secuencial, por tajadas menores del bloque, se habla de método de hundimiento por paneles. Los paneles se caracterizan por una planificación de labores mineras, que cubre toda la zona mineralizada a explotar en ese sector.