1. José Fabián Martínez Martínez.
Arturo Iván Álvarez Zamora.
Alexis Bautista Hernández.
Universidad de Guanajuato
Departamento de Minas, Metalurgia y Geología
Elementos de la minería
2. El block Caving o hundimiento de bloques es un método de
explotación complejo, aplicado en minería subterránea a
cuerpos masivos de mediana a baja ley.
Esta clasificado dentro de los métodos de hundimiento.
3. Este método es comúnmente utilizado en cuerpos
mineralizados masivos de mediana a baja ley (pórfidos), cuyos
indices de fractura son altos.
El mineral debe ser tan quebradizo que se rompa por la
acción de su propio peso y de la presión del terreno de
recubrimiento ( roca encajonante).
Se requiere que las leyes del cuerpo sean regulares, dado que
este método no permite explotación selectiva por sectores.
Los limites del cuerpo mineralizado deben ser regulares.
4. El método no resulta apropiado para la explotación de
minerales que se oxiden en contacto con el aire y el agua y se
recubran de una capa que haga imposible su desplazamiento.
Los yacimientos con limites rectilíneos y una superficie de
contacto lisa resultan ventajosos, ya que el mineral se
contamina menos con los fragmentos de roca encajonante
desprendidos.
Resulta ventajoso que las condiciones de iluminación de la
mina permitan distinguir el mineral de la roca encajonante.
5. La característica principal es la fragmentación de la roca
producto de los esfuerzos de la tierra y el aprovechamiento de
la fuerza de gravedad para su transporte y posterior
extracción desde puntos definidos.
Descripción general
6. Se realiza la subdivisión del cuerpo mineralizado en bloques,
cada uno de ellos considerado una unidad independiente de
explotación.
7. El cuerpo mineralizado se subdivide en bloques de entre
3,600 m2 a 10,000 m2 de base, el método consiste en el
hundimiento de una columna mineralizada provocado por la
excavación controlada de su base mediante barrenación y
voladura.
El mineral se fragmenta y cae por su propio peso y por la
presión del techo. Por consiguiente, se ahorran muchos
explosivos y trabajo de perforación del bloque, siendo, en
comparación con otros métodos, del 10 al 20% únicamente.
El 80% del mineral se arranca por hundimiento.
8. Las fuerzas que actúan en la roca (preexistentes) se
encuentran en equilibrio entre si. Al excavar la base se crean
nuevas fuerzas denominadas esfuerzos inducidos, estas
fuerzas comienzan a redistribiurse, generando y agrandando
fracturas en la roca.
9. Todo lo anterior combinado con la fuerza de gravedad genera
que los puntos de extracción construidos en la base del
bloque se rellenen con el material fragmentado. Cuando esto
ocurre la situación de equilibrio en el macizo tiende a
restablecerse.
10. En los denominados puntos de extracción el material
fragmentado se retira con maquinarias, cuando esto ocurre
nuevamente se rompe el equilibrio de fuerzas y el material
continua fragmentándose y cayendo, sucesivamente hasta que
en la superficie comienza a generarse un cráter.
11. El proceso se termina cuando se ha extraído la totalidad de la
columna de mineral y los puntos comienzan a ser rellenados
por material estéril.
12. Mina Pais Layout Producción (Mt) Productos
El Teniente Chile LHD/Parrillas 54 Cobre
El Salvador Chile LHD 10 Cobre
Andina Chile LHD/Parrillas 16 Cobre
Henderson USA LHD 5.4 Molibdeno
Bell Canada LHD 0.9 Asbestos
Premier Sudáfrica LHD 3 Diamantes
Shabanie Zimbawe LHD 1.3 Cobre
Philex Filipinas LHD/Parrillas 10 Cobre
Lutopan Filipinas Parrillas 9.4 Cobre
Freeport Indonesia LHD 18 Cobre/Oro
Northparkes Australia LHD 3.9 Cobre/Oro
Mina Pais Layout Producción (Mt) Productos
El Teniente Chile LHD/Parrillas 54 Cobre
El Salvador Chile LHD 10 Cobre
Andina Chile LHD/Parrillas 16 Cobre
Henderson USA LHD 5.4 Molibdeno
Bell Canada LHD 0.9 Asbestos
Premier Sudáfrica LHD 3 Diamantes
Shabanie Zimbawe LHD 1.3 Cobre
Philex Filipinas LHD/Parrillas 10 Cobre
Lutopan Filipinas Parrillas 9.4 Cobre
Freeport Indonesia LHD 18 Cobre/Oro
Northparkes Australia LHD 3.9 Cobre/Oro
13. El yacimiento se divide en grandes secciones o bloques con un
tonelaje suficiente para muchos años de explotación.
Como cualquier método es necesario preparar las o la obra de
acceso principal, en este caso se accederá a la base del bloque
mediante una rampa, y para extracción del mineral se hará
mediante un tiro, como se muestra a continuación.
14. Entrada principal (Rampa)
Acceso a mineral subterráneo
Pendiente al 10°
Tiro, para extracción del mineral, tan
profundo como el cuerpo mineralizado.Cuerpo
mineralizad
15. El sistema de hundimiento de bloques requiere una gran
planificación y un trazado inicial detallado, que incluye un
complejo sistema de excavaciones bajo el bloque.
Inmediatamente después del desarrollo de la rampa se
desarrollan tres niveles, que seria el nivel de hundimiento, nivel
de producción y el nivel de acarreo.
Adicionalmente se desarrolla un nivel de ventilación situado
entre el nivel de acarreo y producción.
Como a continuación se muestra :
18. En este nivel se desarrollan obras paralelas en la parte basal
del bloque, para realizar el primer corte del cuerpo
mineralizado, tienen dimensiones de 3.30 x 3.30 m aprox..
Obras paralelas (Ftes. de hundimiento)
19. Para realizar el corte se barrena en forma de abanico, los barrenos
pueden ser de 50 a 70 mm y tener una longitud variada (5-20 m)
20. Es la segunda etapa del método, consiste en desarrollar frentes paralelas
que estén conectadas por cruceros , y que permiten la extracción del
mineral, en los cruceros es donde se encuentran los C/P ó campanas de
extracción que comunican este nivel con el de hundimiento.
Obras paralelas de 4 x 3.50 m aprox.
(Frentes de extracción)
21. Es el nivel donde se instalan las bandas que corren a lo largo
del bloque y llevan el mineral a la zona de extracción, tiene
una sección de 5 x 5 m aprox.
Vaciadero de nivel de
producción
a nivel de acarreo, aquí
puede estar una quebradora.
Nivel de
acarreo
22. Además se requieren de obras como:
Puntos de extracción: se trata de excavaciones que conectan
el nivel de producción con el nivel de hundimiento.
Piques de traspaso: son labores verticales o inclinadas que
conectan el nivel de producción con el nivel de transporte.
Subnivel de ventilación: conjunto de galerías paralelas
espaciadas ubicadas bajo el nivel de producción.
El aire se inyecta por contrapozos y recorre hacia el subnivel de
ventilación.
Frentes.
contra frentes.
Cruceros de extracción.
23. Método de explotación ventilación
Cuartos y pilares Buena
Tumbe sobre carga Mala
Barrenación larga Buena
Corte y relleno Regular
Frentes largas Buena
Hundimiento por subniveles Buena
Hundimiento por bloques Buena
25. NIVELES DE PRODUCTIVIDAD ALCANZABLE
El método de hundimiento de bloques es considerado
como un proceso de bajo costo y alta productividad.
Las recuperaciones suelen estar entre el 80 y 95%.
Es un método utilizado en muchas de las minas
subterráneas mas grandes del mundo.
Se pueden producir desde 5,000 hasta 100, 000
toneladas por día, dependiendo de la magnitud del
yacimiento y la mecanización.
26.
27. Una de las ventajas del método es su bajo costo.
Sin embargo requiere una gran inversión inicial para elaborar las
obras de preparación.
28.
29. La frecuencia de accidentes en este método son muy bajas.
Lo que nos indica que es mas seguro que otros métodos.
METODO SEGURIDAD
Cuartos y pilares Bueno
Tumbe sobre carga Mala
Barrenación larga Bueno
Corte y relleno Regular
Frentes largas Bueno
Hundimiento por subniveles Bueno
Hundimiento por bloques Bueno
Seguridad relativa
30. Mina % de recuperación % dilución
Cornwall 100 17
Grace 85 20
Mather 67 10
Thetford 100 20
Creighton 95 15
Climax 92.5 15
San Manuel 100 12
Urad 100 15
De beers 100 20
El teniente 91 10-20
31. Método de explotación % de dilución
Cuartos y pilares 5
Tumbe sobre carga 10
Barrenación larga 15
Corte y relleno 5
Frentes largas 5
Hundimiento por subniveles 10 – 15
Hundimiento por bloques 15
32. Es un método muy económico.
Es altamente productivo respecto a otro sistema de minado
Durante la producción requiere de poca perforación, poca
voladura y poco sostenimiento.
Permite un buen control de las condiciones de trabajo.
Permite una alta producción.
Escaso numero de personal.
Buena seguridad
Altos porcentajes de recuperación del minera.
Alto grado de mecanización y automatización.
33. La existencia de agua y materiales plásticos dificultan
la explotación.
Las alteraciones en la superficie son importantes.
La inversión del capital es grande y la preparación
larga.
Alta dilución.
No es posible la explotación selectiva de mineral de
alta y baja ley.
Taponamiento de puntos de extracción.
34. Fundamentos de block Caving-Catedra Codelco tecnología
minera.
Manual para la selección de métodos de explotación de
minas- Víctor Manuel López ; UNAM
Fundamentos del laboreo de minas.
Métodos para la explotación de minerales – Estudios mineros
del Perú.
Estabilidad del nivel de producción en minería continua –
universidad de Chile, Departamento de Ing. De Minas.
Julin, D.E,. 1973 “Block Caving” SME Mining Engineering
Handbook, A.B. Cummins and I.A Given, eds, AIME, New York.
Pp: 12- 220.
35. McMahon, B.K., and Kendrick, R.F., 1969 “Predicting the Block
Caving Behavior of Orebodies.”.
