Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 1/4/2020. / Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / La perforación y tronadura representan una de las operaciones unitarias de mayor importancia en el ciclo minero y pueden influir fuertemente en la dilución de un caserón. Las variables asociadas operacionales y de diseño asociadas a estas operaciones unitarias no son consideradas en el método de estabilidad gráfico, por lo que su aplicación a minería de vetas angostas implica altos errores de estimación de sobre excavación. Este es el caso de Mina El Peñón, que presenta altos porcentajes de dilución, a pesar de presentar una condición estable de acuerdo al gráfico de estabilidad. El objetivo principal de este trabajo es construir un modelo de dilución y ELOS para minería subterránea selectiva junto al desarrollo de una metodología que permita evaluar el efecto de la tronadura en la estabilidad y dilución de caserones en minería subterránea selectiva. Para esto, se realizó un back análisis de la sobre excavación de caserones utilizando un modelo estadístico multivariable en conjunto con el empleo herramientas numéricas para simular la tronadura y predecir sus efectos. A partir del análisis de la base de datos se construye un modelo de regresión logística para estimar la dilución que la Pared colgante. Se determina que las variables que más influyen en su dilución son el ancho de veta, la desviación del tiro, el radio hidráulico y el undercutting. En base a estas variables se construyen gráficos y tablas operacionales que permiten determinar la frontera para la desviación máxima del tiro de manera de tener una dilución admisible dentro del rango definido por El Peñón (30%). En el caso de la Pared yacente el modelo de dilución muestra que el radio hidráulico deja de ser significativo y comienzan a ser relevantes variables asociadas a la calidad del macizo rocoso y las características de la tronadura. Es por este motivo, que se concluye que la dilución de la Pared yacente está asociada principalmente a la sobre excavación producto de la tronadura más que a razones de estabilidad geomecánica. Utilizando el modelo de dilución de la Pared colgante se construye una herramienta de diseño que permite definir la distancia máxima entre subniveles, de manera de tener una dilución bajo la dilución admisible definida por El Peñón. Esta herramienta es útil para el dimensionamiento de los caserones de El Peñón, debido al mal desempeño obtenido utilizando el método de estabilidad gráfico en esta mina. Para determinar la extensión máxima de la sobre excavación y del daño producto de la tronadura, se calibra un criterio de sobre quiebre utilizando un modelo de atenuación de onda. Con esto se determina que el PPV de quiebre para los subsectores Bonanza S-C y Bonanza N-NN es de 3.598 [mm/s] y 4.050 [mm/s] respectivamente, mientras que el nivel al cuál se produce daño es de 1.122 [mm/s] para ambos subsectores. En base a la extensión del sobre quiebre por tronadura se obtiene que la sobre excavación de la Pared colgante atribuible a la redistribución de esfuerzos varía entre 0,36 m y 0,48 m, dependiendo del subsector de Bonanza, lo que representa entre un 35% y un 45% de la sobre excavación total Finalmente, se construye un modelo numérico para cuantificar el efecto del daño por tronadura en la sobre excavación de la Pared colgante. Se observa un incremento en la sobre excavación directa y en la zona de relajación de esfuerzos al incluir el daño por tronadura. Sin embargo, al considerar el efecto que producen dos explosivos de distinta densidad, los resultados obtenidos no son consistentes, produciéndose una reducción de la zona de relajación debido a una disminución del undercutting efectivo de la pared. Este resultado se contradice con el análisis de regresión logística y los datos empíricos, por lo que se concluye que el criterio numérico utilizado (σ3 ≤ 0) no reproduce bien los mecanismos involucrados en el efecto del daño por tronadura en los caserones de El Peñón, por lo tanto, debería determinarse un criterio específico para esta faena.

Ingeniera Civil de Minas / La transición de rajo a subterránea es un cambio que se está dando con más frecuencia en estos tiempos, no obstante, la transición contraria también se puede dar como es el caso de El Soldado, generando nuevos problemas que raramente son documentados. Para esta transición, es fundamental el relleno apropiado de las excavaciones subterráneas antes de seguir profundizando el rajo, ya que beneficia el comportamiento y condición de estabilidad de los taludes, sin mencionar la clara atenuación del riego de fatalidades y perdida de maquinaria producto del hundimiento inesperado de estas. Considerando lo anterior, surge el objetivo principal de este trabajo que es realizar un análisis geotécnico para validar los 40 m mínimos de puente de roca que se utilizan hoy en día y evaluar por etapa de explotación la estabilidad de cada uno de los caserones que se requiera rellenar y hundir para los próximos años. Para cumplir con este objetivo, se estudiaron los criterios de sobre excavación basados en la falla por tracción y por desconfinamiento eligiendo entre ellos al Criterio I: σ_3≤-0.1 MPa, Criterio II: σ_3≤0 MPa y Criterio III: p≤1 MPa. Estos se aplicaron a modelos numéricos en Phase2 de 16 caserones históricos de El Soldado en distintas fases de explotación del rajo, lo que dio un total de 50 casos. Se concluye que el Criterio I basado en la falla por tracción del macizo rocoso predice bastante bien la sobre excavación que presentaron los caserones históricos de El Soldado con una precisión del 90%. El Criterio II basado en la falla por desconfinamiento debido al desprendimiento de bloques por gravedad demostró ser demasiado conservador. Por último, el Criterio III presenta un mal desempeño para predecir la sobre excavación. El método empírico del Span escalado de Carter (1992) se aplicó a los 50 casos históricos encontrando que los caserones clasificados como A (Span escalado>3.58 Q^0.44) se deben considerar como inestables, lo que determina un puente de roca mínimo para rellenar un caserón. Este valor siempre fue más pequeño que el puente de roca mínimo encontrado con los Criterios I y II, por lo que se estima que este método es muy conservador. Los Criterios I y II con apoyo del método del Span escalado demostraron ser útiles para predecir la sobre excavación que sufrirá el caserón y para determinar una cota estable de relleno. Se obtuvieron puentes de roca estables para rellenar las cavidades del orden de 42-50 m dependiendo de las condiciones de cada caserón, lo que valida los 40 m mínimos de puente de roca para rellenar un caserón que era el objetivo principal de este trabajo. En varios casos no se logró un puente estable con menor espesor debido a que se consideró la explotación completa por bancos de 15 metros, por ello un puente de roca de 50 m pasa directamente a 35 m en la siguiente cota que se considera inestable con los Criterios I y II. Por último, los puentes de roca obtenidos para cada caserón coinciden con los que planificación tiene considerado en el plan de relleno de cavidades.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 11/4/2021. / Ingeniero Civil de Minas / El Sublevel Stoping es uno de los métodos de explotación en minería subterránea más utilizados en la mediana minería Chilena, se caracteriza por ser un método seguro, mecanizado y capaz de alcanzar altas tasas de extracción con un mínimo de personal. Sin embargo, dadas las desfavorables condiciones de mercado que se presentan hoy en día, como la escasez de agua y energía, la baja en los precios del mineral, y la presencia de cuerpos mineralizados con leyes cada vez menores y más profundos, se ha vuelto progresivamente más complicado mantener la competitividad de las operaciones. Desde este punto de vista, una de las aristas a partir de la cual obtener ventajas competitivas es la optimización del proceso de diseño de caserones, logrando así minimizar las consecuencias negativas asociadas a diseños deficientes, tanto en términos económicos, operacionales y de seguridad. Por ello, el objetivo de este trabajo es presentar una metodología para la construcción de modelos numéricos tridimensionales aplicados a este tipo de minería, que sean capaces de incorporar la información geomecánica del sitio en donde será aplicada y los efectos inducidos por los avances programados en el plan de producción, entre otros; variables que son ignoradas por las metodologías tradicionales de diseño. Esta metodología se desarrolla a partir de la información de un caso real, específicamente del Bloque IV de mina Cinabrio, y básicamente consiste en tres pasos: recopilación de los datos de entrada, la construcción de un modelo de sólidos tridimensional de la mina y la construcción del modelo numérico como tal, a partir del cual se efectúan las simulaciones. Con el objeto de estudiar el comportamiento de las excavaciones antes de obtener los resultados del modelo, se efectúa un estudio para estimar el alcance que tendría la zona de sobre-excavación generada tras un colapso de las unidades de extracción cuando se recuperan los pilares. Los resultados indican que en caso de que se presente esta situación, es muy poco probable que la zona de daño llegue a conectar a superficie, sin embargo, esto es dependiente del esponjamiento que adquiera el material fracturado y de la forma que tome la zona dañada. Por otro lado, los resultados del modelo numérico muestran que con el avance de la secuencia minera se tienden a generar zonas de tracción sobre la pared colgante de los caserones, que aumentan su amplitud progresivamente y que la magnitud de estos cambios varía dependiendo de los avances en el plan de producción y del sector analizado. Se aprecia que la zona ubicada al Norte del pilar 1 está dominada por la extracción de este pilar, mientras que la zona presente entre los dos pilares se ve alterada por la extracción de ambos; finalmente, la parte al sur del modelo sufre importantes cambios inducidos por la expansión del 2015 y por la recuperación del pilar 2. Gracias a las observaciones hechas sobre el caso base (estable) del modelo numérico, se desprende que los caserones se mantendrían estables estando sometidos a tracciones inferiores a los -0.25 [MPa], a partir de lo cual se concluye que pese a los cambios antes mencionados, el sitio bajo estudio se mantendría estable pero con posibles zonas de sobre-excavación aisladas y acotadas. Finalmente, para refinar los resultados del modelo se recomienda incorporar información adicional con el fin de mejorar la conceptualización del macizo rocoso y los parámetros correspondientes a partir de los cuales se pueda establecer un criterio de sobre-excavación.