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Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 6/1/2021. / Ingeniero Civil de Minas / Los métodos de explotación de block y panel caving son formas de explotación por hundimiento en que el cuerpo mineralizado se derrumba naturalmente por efecto de la gravedad y de los esfuerzos locales generados luego de haber sido socavado en su base. La propagación del caving es un efecto de la inestabilidad interna del macizo rocoso, producto de la constante extracción del mineral desde el punto de extracción hacia los puntos de vaciado. Actualmente, cada vez los yacimientos minerales se encuentran a mayores profundidades y la roca es sometida a mayores niveles de esfuerzos, tanto in-situ como inducidos por socavación o extracción. Esto implica que las minas tengan una mayor probabilidad de sufrir eventos geomecánicos que pongan en riesgo la vida de personas y al negocio. La mayor parte de la investigación llevada a cabo hasta la fecha ha sido enfocada en el esfuerzo inducido por la socavación mientras se propaga el hundimiento, conocido como abutment stress. Sin embargo, la experiencia en la operación de minas explotadas por block/panel caving ha demostrado que la estabilidad del nivel de producción también depende de la extracción y de las condiciones de flujo. El objetivo de esta investigación es cuantificar los esfuerzos inducidos por flujo gravitacional en un pilar corona del nivel de producción de una mina operada por block/panel caving, a través de experimentos en un modelo físico a escala (1:200). Con el fin de cumplir el objetivo propuesto, se llevaron a cabo 12 experimentos para representar configuraciones de block caving (BC) y panel caving (PC). En el caso de BC, se realizaron experimentos para determinar la influencia de puntos de extracción cerrados (60 m y 30 m de ancho de zona sin extracción), del tiraje uniforme y del tiraje no ideal. Dos experimentos de PC se realizaron para cuantificar la distribución de los esfuerzos verticales en el pilar de producción a medida que se incorpora área a la producción. Se utilizó mineral fragmentado para la realización de los experimentos. Por lo cual, es asumido que a escala de mina, el hundimiento ya se ha propagado hasta la superficie. Para medir los esfuerzos verticales inducidos por la extracción, seis celdas de carga fueron instaladas sobre el pilar corona del modelo físico. El material utilizado en los experimentos fue sulfuro de cobre chancado y escalado (1:200) a partir de una curva de fragmentación primaria típica de un BC. Los esfuerzos verticales inducidos fueron cuantificados en términos relativos de acuerdo al esfuerzo vertical inicial (previo a la extracción), σ0. En general, los experimentos indican que los esfuerzos verticales sobre el pilar corona cambian debido a la extracción. Esto significa que dependiendo de la secuencia de tiraje, los esfuerzos se distribuyen entre las zonas de movimiento y no activas alcanzando valores mínimos y máximos en un período dependiendo de qué punto de extracción está siendo explotado. Si una celda de carga está ubicada por encima de un punto de extracción que se está explotando, obtiene un valor mínimo cercano a 0.4σ0. Si una celda está por encima de un punto que no está siendo extraído comienza a aumentar su carga hasta valores tan altos como 2.8σ0. La magnitud de los esfuerzos verticales inducidos en un lugar determinado del pilar corona depende de varias variables que incluyen: Masa extraída por punto de extracción, tamaño del área no incorporada a la producción y distancia desde el sector de interés del pilar corona hasta el punto de extracción explotado.

Magíster en Minería / Dentro de los hitos relevantes que deben ser estudiados en el contexto de la Ingeniería del Proyecto Nuevo Nivel Mina, se encuentra el análisis del sistema de extracción de mineral para calcular los indicadores de productividad y utilización de los equipos principales, tal que permitan determinar la flota de equipos y cumplir metas productivas, identificando las vulnerabilidades del proceso para el término del primer quinquenio de operación del proyecto. Como límite de batería del estudio se consideran los procesos mineros desde la etapa de extracción de mineral en zanjas hasta la descarga de mineral a los piques de traspaso, incluyendo las operaciones asociadas a la reducción secundaria en zanjas y parrillas. Se excluyen las operaciones aguas abajo de los piques. El análisis del sistema de extracción permitirá optimizar los rendimientos asociados con productividad e incrementar la eficiencia en los ciclos productivos que permitan asegurar el cumplimiento de las metas de producción, paralelamente permitirá definir la flota de equipos LHD para la toma de decisiones, factor importante en el momento de proceder con las adquisiciones. La primera etapa de este trabajo, consta de una definición de los objetivos y motivación que origina el estudio, para posteriormente realizar un análisis bibliográfico con temas relacionados principalmente con simulación dinámica y automatización. Luego se procede con la recopilación de información y estadística de los datos relacionados con el proceso de extracción de mineral, que entregarán la confiabilidad para la configuración y programación del modelo computacional. En el caso del Proyecto Nuevo Nivel Mina no existe una configuración similar para el manejo de mineral en el Nivel de Producción con piques de traspaso ubicados cada 120 m y equipos que cuenten con el mismo grado de automatización, tal que permita extrapolar datos de utilización y rendimientos, dada esta incertidumbre, considerando además que las herramientas analíticas se encuentran limitadas frente a la interacción de variables, se implementa un modelo computacional del sistema de extracción de mineral, utilizando simulación dinámica de eventos discretos. La segunda y última etapa, considera realizar la logística de operación, construcción, verificación y validación del modelo computacional, para luego proceder con la captura y análisis de datos estadísticos que permita responder los objetivos e interrogantes planteadas en este estudio. Junto con esto, se procede con los respaldos en la configuración y programación con software Promodel para profesionales de la industria. Respecto a los resultados, la flota estimada corresponde a 11 unidades de equipos LHD cumpliendo la capacidad productiva de 56.000 t/d específicamente para el término del primer quinquenio de operación.

Ingeniero Civil de Minas / La fragmentación primaria en los métodos de hundimiento es uno de los parámetros más relevantes en el diseño y operación. Su importancia reside principalmente en que todas las operaciones posteriores, ya sea extracción, conminución, reducción secundaria y transporte son afectados directamente por el tamaño de los bloques extraídos. Esto motiva a investigar su estimación, además de registrar empíricamente su comportamiento. El objetivo general de esta memoria es aplicar la técnica de modelamiento numérico de macizos rocosos sintéticos (SRM) para estimar el comportamiento y la fragmentación primaria producto de la propagación del caving, para el dominio geotécnico Complejo Máfico El Teniente (CMET). Para calibrar la técnica SRM es necesario disponer de resultados de ensayos de laboratorio y observaciones de terreno. Se presentan y discuten las metodologías utilizadas para estimar los parámetros input que permiten calibrar la técnica SRM. De manera de obtener tiempos de simulación razonables y acercarse lo más posible a escala de macizo rocoso, se selecciona una probeta con un diámetro igual a 10 veces el bloque promedio de roca presente en el arreglo estructural de vetillas entregado por la Mina El Teniente. A esta escala se realizan ensayos virtuales para estudiar el comportamiento mecánico de la muestra y la fragmentación primaria resultante con la propagación del caving. Es posible concluir que la técnica SRM es consistente con los fundamentos de la mecánica de rocas. La principal ventaja del método es que permite estimar el comportamiento y parámetros del macizo rocoso como resultado de los datos de entrada de una caracterización geotécnica estándar. El comportamiento de vetillas y los parámetros mecánicos que las describen ha sido identificado como uno de los inputs con mayor incerteza. A partir de ensayos virtuales se estimaron envolventes de falla y parámetros del macizo rocoso los cuales fueron consistentes con metodologías convencionales basadas en sistemas de clasificación y con otras técnicas de modelamiento numérico (Modelo Numérico Continuo a Escala Mina). Los ensayos de fragmentación presentaron resultados poco realistas, ya que, estos privilegiaron la producción of finos y un cambio muy brusco en la distribución granulométrica, con la formación de dos bloques principales de gran tamaño. Los factores y variables que hicieron que estos resultados fueran desfavorables se atribuyen al tamaño de las muestras empleadas en las simulaciones y al uso de un ensayo muy simplificado para reproducir el fenómeno de propagación del caving. Este estudio, ha permitido dar los primeros pasos en la aplicación de la técnica de macizos rocosos sintéticos a un ambiente stockwork tipo de la Mina El Teniente, y tratar de comprender de una mejor manera los procesos de ruptura y fragmentación durante la propagación del caving. Considerando todas las complejidades que esto involucra, los resultados son prometedores. Es importante realizar estudios adicionales a través de ensayos a escala de laboratorio, evidencia en terreno y un mayor número de simulaciones.

Ingeniero Civil de Minas / El presente informe consiste en evaluar la explotación combinada de los recursos Toki y Quetena. El método comprende una explotación subterránea mediante Block Caving con el cual se pretende extraer los sulfuros y posteriormente aplicar lixiviación In Place sobre el material remanente compuesto principalmente por óxidos y mixtos. La lixiviación In Place, definida como la lixiviación sobre material fragmentado posterior a una intervención minera, considera a favor la misma infraestructura construida para la aplicación del Block Caving. El método consiste básicamente en la irrigación del mineral a partir de la solución lixiviante la cual es inyectada por pozos ascendentes de 100 m de altura ubicados en la intersección de zanjas y galerías presentes en el nivel de producción. Las soluciones captadas en la base del material fragmentado son enviadas a la Planta SX-EW donde el cobre es recuperado. Los yacimientos Toki y Quetena de tipo pórfidos cupríferos están ubicados entre 2 a 5 kilómetros al noroeste de Calama. Los cuerpos están cubiertos bajo una capa de gravas estériles, cuya potencia media es de 100 metros. La mineralización predominante en el caso de los sulfuros es calcopirita y bornita, mientras que para los recursos lixiviables son principalmente óxidos verdes (malaquita-crisocola, menores arcillas con cobre). El mineral se explota a partir de tres sectores: Quetena, Toki Norte y Toki Sur. En los dos primeros se realiza una explotación combinada, mientras que en el tercero solo es rentable la extracción de sulfuros mediante Block Caving. El total de reservas sulfuradas es de 126 MTon, con ley de cobre media de 0.6 %, mientras que en el caso de los óxidos se determinaron 20.3 MTon de reservas a una ley media 0.41%. Se estipuló a partir del plan de producción un ritmo medio de 40.000 TPD para la extracción de sulfuros y de 70,000 TMF/año para el proyecto global. La evaluación económica fue realizada a partir de un precio del cobre 2.8 US$/lb cuya fuente son las orientaciones comerciales asociadas al largo plazo. El proyecto es rentable en un escenario probable del precio del cobre, donde el VAN es de 180 MUS$ con una inversión requerida de 526 MUS$, que como punto a favor cuenta con el ahorro asociado a los gastos de construcción de las plantas concentradora y SX-EW por estar disponibles en el distrito.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 5/5/2021. / Ingeniero Civil de Minas / En minas explotadas por el método de panel caving convencional, la ocurrencia de eventos tales como colapsos o estallidos de roca ha sido frecuente a lo largo de la historia. Ambas situaciones conducen a pérdidas productivas y a un aumento de los costos, puesto que se debe desarrollar un proyecto de contingencia para recuperar las reservas afectadas. Los eventos sísmicos son propios del proceso de caving. Sin embargo, en algunos casos existe una anomalía donde la cantidad de sismos supera los valores normales. Esta anomalía ocurre como consecuencia de la inestabilidad geomecánica insostenible del sector afectado. El caso de estudio en este trabajo, comprende la recuperación del frente de hundimiento del sector Centro-Fw de la mina Reservas Norte, División El Teniente, luego de un evento geomecánico ocurrido en el mes de marzo del año 2014. Cabe destacar que en este caso se pudo evitar que los daños aumentaran y causaran el colapso de las galerías de la mina. El principal objetivo de este estudio es documentar la recuperación de un sector, que se vio afectado por daños geomecánicos severos en las galerías del nivel de hundimiento, y cuyo resultado principal fue permitir la continuidad de la variante de explotación y evitar que se genere un colapso. Para abordar este trabajo se debió caracterizar detalladamente el caso de estudio, para identificar las actividades claves en este. Así, se realizó un ordenamiento y análisis de los hechos, que permitió documentar de manera clara los aspectos relevantes para la recuperación del sector estudiado. Gracias a las actividades realizadas fue posible reiniciar el frente de hundimiento y, más importante aún, se pudo continuar con el sistema de explotación, sin necesidad de implementar una variante en este. El diseño de la solución y la planificación de la extracción, resultaron posibles gracias al sistema de extracción del sector (variante convencional). Esto genera una ventaja para la variante convencional de panel caving, la cual se puede considerar para la elección del método de explotación en proyectos futuros. Así, dadas las actividades claves identificadas en el caso de estudio y considerando el éxito en el trabajo realizado, se listan las actividades claves para afrontar daños geomecánicos severos ubicados por delante del frente de hundimiento. Estas actividades claves generan una importante fuente de información, en caso de la ocurrencia de eventos similares en un futuro. Dentro de las actividades claves identificadas en el caso de estudio, se realiza una recomendación con respecto al diseño de la solución, específicamente en el diagrama de perforaciones. Esta modificación implica reducir el largo de las perforaciones realizadas desde el nivel de producción, permitiendo disminuir costos y tiempo de desarrollo.