Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 31/8/2020. / Ingeniero Civil de Minas / El fracturamiento hidráulico (FH) es utilizado para preacondicionar el macizo rocoso para facilitar la propagación del caving en métodos de explotación subterránea por hundimiento y disminuir las dimensiones de los bloques de mineral formados. Esto se logra aumentando el número de discontinuidades existentes inyectando agua a altas presiones produciendo fracturas por tracción, las que se orientan de manera perpendicular al esfuerzo principal menor. Sin embargo, las mejores condiciones se obtienen cuando estas resultan horizontales, por lo que es necesario comprender el comportamiento de los esfuerzos para desarrollar el FH de la mejor manera posible evitando que se inclinen. Una forma de lograr esto es a través del modelamiento numérico y la correlación de sus resultados con datos empíricos. El trabajo presentado en este informe utiliza el software Phase2 para identificar el efecto de distintos parámetros de la geometría (ángulo de desplome, ángulo de extracción y socavación) generada al explotar un yacimiento a través de Panel Caving con herramientas de modelamiento numérico e implementar este conocimiento para proponer una metodología que permita estimar la forma de la cavidad que se produce con este método de explotación en función de los registros de propagación media de las distintas fracturas desarrolladas por pozo de FH. Al analizar los resultados obtenidos es posible concluir que a mayores ángulos de desplome, mayores son los esfuerzos delante del frente de socavación por existir una mayor cantidad de roca soportada por este sector. Además el análisis de esta variable permite notar que la zona más cercana a la cavidad se encuentra desconfinada, por lo que se necesitan menores presiones para fracturar el macizo. En cuanto a la socavación y ángulo de extracción, el efecto que generan es similar, produciendo perfiles más cóncavos con esfuerzos menores en la parte superior del pozo y valores notablemente mayores en la sección inferior de estos porque se produce una concentración de esfuerzos delante del frente de socavación. Para el análisis del ángulo extracción se pudo notar que éste debe estar presente en el modelo al igual que la socavación, aunque el valor que se use entre los rangos estudiados no es muy relevante ya que las variaciones producidas en el comportamiento del esfuerzo principal menor son muy leves y no justifican la elaboración de nuevos modelos. La metodología propuesta entrega valores bastante satisfactorios para los dos pozos utilizados para verificarla, resultando en perfiles que se comportaban similar a los registros de presiones en especial en la parte superior de los tiros. En base a esto, se considera que es una buena herramienta para complementar otros métodos de estimación o para obtener una aproximación cuando no existan medios distintos que se puedan usar, sobre todo al considerar que se trata de representaciones muy simplificadas que no presentan grandes dificultades para generarlas y poder analizarlas posteriormente. El trabajo que se presenta abre a su vez opciones para llevar el estudio más adelante e identificar si es posible que los ajustes sean mejores. Para esto se propone incorporar elementos que por simplificación fueron dejados de lado en este trabajo e incluso desarrollar una nueva metodología utilizando modelos en tres dimensiones.

Ingeniera Civil de Minas / La División El Teniente de Codelco posee dentro de su cartera de proyectos el Nuevo Nivel Mina, el cual estará pre-acondicionado con fracturamiento hidráulico (FH), con el objetivo de facilitar la explotación del mineral primario (buena calidad geotécnica) y controlar el riesgo sísmico. Uno de los principales efectos del FH, es el mejoramiento de la fragmentación de los bloques de mineral extraídos, lo que a su vez permite disminuir la frecuencia de colgaduras y sobre tamaños en los puntos de extracción, reflejándose en un aumento de la disponibilidad de área abierta para producción. Además, se encuentra en estudio el efecto en la relación entre el mineral extraído y quebrado, la cual se proyecta que cambie de 1:3 a 1:5, reflejándose en una menor altura de liberación, pasando de un 30% a un 20%. Para conocer la potencial captura de valor de la modificación de los dos parámetros anteriormente descritos, se realizó un estudio en base al sector Andes Norte del proyecto Nuevo Nivel Mina. En primer lugar, se estimó el impacto de la fragmentación producto del FH en la disponibilidad de área, para lo cual se aplican a Andes Norte datos de un sector que actualmente está en explotación (Reservas Norte). El aumento estimado en la disponibilidad de área en quiebre es entre un 6% y 10%, y en el caso del área liberada es entre un 3% y 5 %, obteniendo un mayor impacto en la roca de buena calidad geotécnica. Considerando el efecto estimado del FH en la disponibilidad, se evalúa la variación de este parámetro junto al de la altura de liberación (20% con FH) en diferentes estrategias de explotación basadas en el precio del cobre. Para precio alto, se evalúa un aumento en la incorporación de área con respecto al plan original, y para precio bajo se evalúan 2 estrategias; en la primera se mantiene la incorporación de área del plan original, y en la segunda se disminuye la altura económica (con el objetivo de aumentar la ley media de cobre) y se aumenta la tasa de incorporación de área para mantener el control geométrico de la cavidad dentro de los rangos de ángulo de extracción recomendados para el sector (entre 30° y 45°). Uno de los principales resultados es el aumento entre un 12% y 20% en el ritmo de crecimiento en ramp up, sin embargo, un mayor impacto en la producción es restringido por la capacidad del sistema de manejo de materiales, principalmente del sistema de transporte intermedio, detectándose un cuello de botella estructural que debe ser gestionado a través del diseño. La evaluación económica de las estrategias planteadas permite concluir que la agregación de valor al VAN inicial producto de la modificación de la disponibilidad de área o altura de liberación es de un 20% (aumento de 120 MUSD$ en el VAN), y al evaluarlas en conjunto la ganancia es de un 23% (aumento de 134 MUSD$ en el VAN).